КВ многодиапазонный диполь для работы
на диапазонах 80, 60, 40, 20, 15 и 10 метров
Jаy Tаft, K1EHZ
Несколько лет назад я построил 2-метровую/70-сантиметровую антенну Yagi, используя конструкцию сдвоенного резонатора от Martin Steyer (DK7ZB), которая хорошо работает. Недавно мне стало интересно, как этот подход можно применить к многодиапазонной КВ-антенне.Дизайн
Конфигурация со связанным резонатором с тремя проводами, расположенными на расстоянии 2 дюймов (5 см) друг от друга, выглядела как нельзя лучше для работы во время ARRL Field Day и для операций любительской радиослужбы экстренной помощи® (ARES®). Посмотрев на график зависимости интервала от отношения частот в книге по антеннам Гэри Брида, K9AY, я решил, что 2-дюймовый интервал будет практичным для провода № 14 AWG. Антенну можно было развернуть в виде перевернутой буквы V на высоте около 30 футов (9 м) в центре и 10 футов (3 м) на концах.
Я обрезал ведомый провод на 40 метров (см. рис. 1) и добавил нагрузочные катушки, чтобы охватить узкий отрезок в диапазоне 80 метров. Базовый проект 40-/80-метрового автомобиля можно найти на сайте www.qsl.net/ik1zoy/image/dipcar.jpg. Диапазон 60 метров покрываются за счет соединения перемычек между нагрузочными катушками и добавления коротких удлинителей. Один провод резонатора покрывает 20 метров, а другой 10 метров. Третья гармоника 40-метрового отрезка доходит до 15 метров, а седьмая гармоника находится в пределах 6-метрового диапазона.
Рисунок 1 — Конструкция КВ антенны со связанным резонатором.Моделирование с помощью EZNEC
Моделирование с помощью EZNEC ( www.eznec.com) показывает, что антенна должна иметь типичный для диполя КСВ (см. рис. 2) на 80, 60, 40, 20, 15 и 10 м. EZNEC также рассчитала диаграммы направленности для планируемой высоты антенны над землей на 80, 60, 40 и 20 метров. Диаграммы направленности на диапазонах 80, 60 и 40 метров обеспечат распространение пространственной волны почти вертикального падения (NVIS). Малоугловое излучение рассчитывалось для 5 и 10 метров. Диаграммы на 6 м были многолепестковыми, с использованием седьмой гармоники на 40-метровом проводе.
Рисунок 2 — расчеты КСВ по модели EZNEC на основе конструкции на рисунке 1.
Панель A — 80-, 40-. 20-, 15-, 10 и 6-метровая конфигурация.
Панель B — это 60-метровая конфигурация, которая также работает на 20 и 10 метрах.Использование полуволновых проводов, резонирующих на каждом диапазоне, дает однолепестковые диаграммы направленности. Это позволяет избежать шаблонов с несколькими лучами с промежуточными нулями, когда диполь или длинный провод перекрывает несколько диапазонов.
Материалы
Хотя ПВХ имеет более высокий тангенс угла потерь, что указывает на более высокий потенциал рассеивания мощности, чем у неполярных полимеров (таких как полиэтилен высокой плотности), в течение нескольких лет он хорошо зарекомендовал себя в других моих антеннах (см. OST in Depth, www.avri.org/q8t-in-deep, для получения дополнительной информации). Я нашел трубу из ПВХ, электрический кабелепровод из ПВХ и крепеж из нержавеющей стали для антенны в различных хозяйственных магазинах и крупных бытовых центрах. Я использовал около 150 футов (50 м) термопластичного высокотермостойкого провода с нейлоновым покрытием (THHNI) #14 AWG. Я выбрал гибкий многожильный провод, который можно было бы легко свернуть для портативной работы.
Точка подачи питания представляет собой 4-дюймовую пластиковую электрическую коробку с внутренней прокладкой и четырьмя монтажными выступами. Прокладки для проводов вырезаны из ½-дюймового серого ПВХ-кабелепровода. Я сделал балун 1:1 из тороида FT240-31 и провода #14 AWG THHN, который был у меня под рукой. Я намотал 80-метровые нагрузочные катушки проводом № 18 (powerwerx.com) на 1½-дюймовой (7.5 см) трубе из ПВХ длиной 5½ (14 см) и использовал автомобильные наконечники из нержавеющей стали для подключения проводов.
Изготовлеие
Антенну можно сделаать, используя приведенные ниже инструкции, а также просмотрев рисунки 1–6.
Сборка балуна
Оберните тороид FT240-31 изолентой. Скрутите вместе два 4-футовых (120 см) отрезка изолированного провода #14 AWG и намотайте 10-12 витков на тороид (см. рис. 3). Распределите равномерно витки на тороиде. Закрепите провода кабельными стяжками.
Рисунок 3. Коробка точки питания с установленным балуном и прокладками
из ПВХ, прикрепленными к выступы для крепления коробки.Просверлите отверстия в пластиковой коробке (см. рис. 3) для установки коаксиального разъема SO-239 и болта с проушиной из нержавеющей стали. На стороне коаксиального разъема просверлите два дренажных отверстия в противоположных углах. Просверлите отверстие в центре каждой вертикальной стороны для винтов. Установите тор в коробку. Используйте крепеж из нержавеющей стали в качестве клемм для 40-метрового провода.
Обрежьте провода тороида, чтобы они соответствовали соединениям внутри пластиковой коробки, и установите наконечники на провода. Обожмите и пропаяйте наконечники, чтобы убедиться, что соединения прочные, Установите тор в коробку.
Сделайте две #189;-дюймовые прокладки из ПВХ длиной 7 дюймов (17,5 см) для поддержки проводов в коробке питания. Просверлите отверстия для поддержки проволоки в центре, а также в 2 дюймах (5 см) с каждой стороны от центра. Просверлите дополнительные отверстия в соответствии с монтажными выступами коробки (см. рис. 4).
Сборка нагрузочных катушек
Рисунок 4 — Задняя часть коробки точки питания показывает провод с центральным приводом и провода
сопряженного резонатора сверху (на 10 метров) и снизу (на 20 метров). Оранжевая лента на 10-метровом
проводе предназначена для ограничения движения через прокладку.Для сборки см. рис. 5 этой статьи, а также инструкции Пола Тэда, KG0ZZ, на сайте www.amateur radlo.bz/40_80_meter_antenna.html, для изготовления нагрузочных катушек. Нагрузочные катушки собраны с использованием магнитного провода #18, намотанного на 1#189;-дюймовую ПВХ-трубу длиной 5#189; дюймов (14 см). Я использовал 81 виток для цифровых частот на нижнем конце диапазона 80 метров (уменьшите это число на несколько витков для более высоких частот на 80 метрах).
Пропустите концы 40-метровых проводов через монтажные отверстия в форме катушки и соедините их с проводом катушки винтом. Оберните катушки изолентой, чтобы зафиксировать обмотки и обеспечить защиту от непогоды.
Рисунок 5 — 80-метровая нагрузочная катушка с отключенными перемычками.
Стержень обмотан изолентой для стабилизации и защиты от атмосферных воздействий магнитной проволоки.
Их покрасили в серый цвет для эстетов. Обратите внимание на способ крепления формы катушки
к 40-метровому (слева) и 80-метровому (справа) проводам.Подготовьте прокладки
Используя #189;-дюймовый (16 мм) электрический кабелепровод из ПВХ (см. рис. 6), подготовьте распорки. Чтобы поддержать участок с тремя проводами, я установил шесть прокладок длиной 5 дюймов (13 см) с отверстиями, просверленными в центре, а также отверстия, просверленные в 2 дюймах (5 см) от центра под небольшим углом к центральному отверстию, чтобы стабилизировать положение вдоль проводов. За каждым концом 10-метрового резонатора я установил три прокладки длиной 3 дюйма (75 мм) с отверстиями, просверленными на 1/2 дюйма (13 мм) с каждого конца под небольшим углом друг к другу.
Обрежьте провода антенны
Рисунок 6 — Длинная прокладка из ПВХ с отверстиями, просверленными на расстоянии 2 дюйма
друг от друга под небольшим углом друг к другу, чтобы свести к минимуму проскальзывание проводов.Следуя размерам, указанным на рис. 1, обрежьте по размерам провода антенны, добавив 12 дополнительных проводников для регулировки. Начните сборку в коробке с балуном. Проденьте каждый 40-метровый провод через центральные отверстия проставок коробки и трех длинных проставок, а также через любое отверстие в трех коротких прокладках. Прикрепите проволочные наконечники на конце точки питания. и подключите их к клеммам точки питания (см. рис. 3 и 4). Установите загрузочную катушку на ее конце и удлинители на 80 метров.
Установите резонатор
20-метровый резонатор устанавливается путем продевания прямой резьбы через нижние отверстия распорной втулки. Оберните изоляционную ленту вокруг провода снаружи каждой прокладки, чтобы он располагался по центру коробки точки питания.
Аналогично следует застопорить 10-метровый провод резонатора, используя верхние отверстия в длинных ПВХ-прокладках.
60-метровая сборка (если используется в вашей стране)
На 60 метрах я прикрепил короткие перемычки к каждому концу нагрузочной катушки. После того, как было настроено полотно 80 метров, я также прикрепил провода длиной 3 фута (91 см) к концу 80-метрового провода с помощью автомобильных разъемов типа «лопата». 60-метровые удлинения могут быть закреплены для поддержки линий в целях безопасности и хранения. В качестве перевернутой V-образной антенны с наклонными концами легко выполнять соединения на расстоянии 60 м и отсоединять перемычки и удлинители при работе на других диапазонах. Держите все горячие провода вне досягаемости, чтобы избежать радиочастотных ожогов.
Окончательные длины проводов для моей антенны составляют:
33#189; фута на плечо для 40 метров,
6 футов на плечо для 80 метров,
32#189; фута для 20 метров,
16 футов для 10 метров
24 дюйма для 60-метровых удлинителей.Поскольку модель EZNEC показывает, что все провода взаимодействуют на всех диапазонах, перед настройкой соберите всю антенну.
Регулировка частоты
Я скорректировал длину проводов по минимуму КСВ на частотах 7,2, 14,2 и 28,4 МГц. Антенна также показывает провал КСВ на частоте 20 МГц вблизи третьей гармоники 7 МГц. Следите за тем, чтобы длина проводов была одинаковой с обеих сторон. Оставьте лишний провод намотанным на себя для будущих корректировок. Если 40-метровый провод слишком короткий, добавьте удлинители на 40-метровом участке каждой катушки для регулировки КСВ. Полоса пропускания на 80 метрах узкая, поэтому настройте её на наиболее часто используемый сегмент диапазона.
Окончательный КСВ, измеренный с помощью антенного анализатора RigExpert AA-54, показан на рисунке 7. Провалы КСВ меньше 2 на большинстве диапазонов. КСВ колеблется около 2 МГц на 6 м и ниже 3 МГц на 15 м. Фактические провалы КСВ хорошо соответствуют частотам провалов, рассчитанным EZNEC, включая провалы вблизи 20 МГц, что ниже ожидаемой третьей гармоники 7,2 МГц на частоте 21,6 МГц.
Рисунок 7 — Измеренный КСВ антенны в виде перевернутой буквы V на высоте около 20 футов над землей.
Красная кривая — это конфигурации 80, 40, 20, 15, 10 и 6 метров.
Синяя кривая — это 60-, 20- и 10-метровая конфигурация с четырьмя соединенными перемычками.
Серые вертикальные полосы показывают пределы каждого любительского диапазона.Эксплуатационные испытания проводились с Icom IC-7200 мощностью 50 Вт, модемом SCS PTC-II FACTOR и автоматическим антенным тюнером LD6 Electronics AT-200Pro.
Оборудование было подключено к мини-ПК Beelirk T4 Pro для формирования шлюза радиопочтового сервера Winlink на всех диапазонах, кроме 60-метрового, где запрещены автоматически управляемые станции передачи данных. Многие линки доказали, что антенна работает хорошо на всех диапазонах.
Заключительные комментарии
Диполь с перевернутым V — это подходящая антенна для низкочастотных диапазонах, которую я использую для еженедельных подключений ARES и проверки электронной почты Winlink. У него есть некоторые возможности DX. Он удобно разворачивается на мачте небольшой высоты или на деревьях и занимает около 80 погонных футов (24 м) от конца до конца. Увеличение высоты над землей и развертывание в конфигурации с плоским верхом (диполь) должно увеличить его возможности для DX. Эта антенна хорошо подходит для приемопередатчиков без тюнеров, за исключением диапазона 15 м, и для приемопередатчиков со встроенными тюнерами на всех диапазонах.
Посетите www.arrl.org/qst-in-depth для получения дополнительных материалов и обновлений:Оригинал статьи: all-band-dipol.pdf
Февраль 2023 г.
Статью перевел и подготовил для сайта "Радиофанат" - RA3TOX.
[ На главную ] [ Антенны ]
