Антенна «Волшебная палочка» - новая 2-метровая полноволновая квадратная петля
WB5ISM ДЖЕРРИ РЭНДАЛЛ (12 марта 2011 г., Словакия) https://www.hamuniverse.com/2meterfullwaveloop.html
НЕ СМЕЙТЕСЬ над этой антенной! Рипли говорит: «Хотите верьте, хотите нет»!Идея создания этой двухметровой полноволновой рамочной антенны пришла в QST в феврале 1973 года.
Конструкция QST была изменена для устранения нестабильности при согласовании с линией передачи 50 Ом. Метод, использованный для получения этой новой конструкции, был строго экспериментальным.
Ниже представлен суд присяжных! Представляем доказательства!
Описание:
Антенна по сути представляет собой четверку: 1 полная длина волны на 2 метра. Часть длины волны сверху и часть снизу в виде двух петель, соединенных между собой. Точка питания находится в вертикальной плоскости антенны между петлями, поэтому ее основная поляризация будет вертикальной.
Есть некоторые горизонтальные характеристики, общие для всех антенн счетверенного типа.
Эта антенна всенаправленная, но у нее есть некоторые направленные характеристики. Они не более, чем те, которые возникают при использовании вертикальной мобильной антенны, которая использует кузов автомобиля в качестве заземления.
Это плюс для этой антенны, поскольку для резонанса ей не требуется заземляющий слой.
Измерения напряженности поля показывают, что новая конструкция во всех случаях равна производительности вертикали с длиной волны 5/8, плюс в направляющих лепестках прирост примерно на 2 единицы напряженности поля по сравнению с вертикалью с длиной волны 5/8!
Есть еще один плюс конструкции: коэффициент шума значительно меньше, чем у 5/8-волновой вертикальной антенны.
Конструкция : Более подробную информацию см. на рисунках и чертежах. Обратите внимание, что приведены инструкции по установке на складную мачту Newtronics Hustler MO 2 для мобильного использования.
Антенна состоит из двух квадратных петель со сторонами 8 дюймов каждая, расположенных одна над другой на расстоянии 16 дюймов от верха верхней петли до нижней петли.
С высоты птичьего полета будет виден квадрат (нижняя петля), разделенный пополам верхней петлей. См. рисунок ниже:
На рисунке выше показана верхняя петля, идущая от одного угла к другому. Это нарисовано таким образом только для того, чтобы показать направление деления верхней петли пополам. Он не проходит полностью из угла в угол. Провод антенны длиной около 83–84 дюймов (2108-2133 мм) изготовлен из полутвердой алюминиевой проволоки № 9, все размеры указаны от ЦЕНТРА К ЦЕНТРУ на изображениях и эскизах на этой странице.
Две соседние вертикальные секции между верхней и нижней частями антенны ДОЛЖНЫ быть изолированы друг от друга. Расстояние между вертикальными секциями НЕ БОЛЕЕ 1/4 ДЮЙМА. Изоляцией может служить кусок внешнего покрытия RG58, надетый на одну из вертикальных секций, или вы можете использовать изолированный провод, термоусадочную трубку и т. д.
Обратите внимание, что алюминиевый провод, использованный на фотографиях, уже имеет изолирующее покрытие. При регулировке точки подачи на рисунке ниже вы можете видеть, где она была удалена.
Точка питания устроена таким образом, что центральный проводник и экранирующий проводник линии питания 50 Ом присоединяются к короткому «шлейнику» для целей настройки. Обратите внимание, что на рисунке выше точка подачи смещена от центра вертикального сечения..... не по центру .
ТОЧКА ПИТАНИЯ КРУПНЫМ ПЛАНОМ
В электрическом отношении центральный проводник питающей линии прикрепляется к верхней части точки вертикального сечения на шлейфе, ведущем к верхнему контуру, а экран прикрепляется к нижнему шлейфу вертикальной секции, ведущему к нижнему контуру.
Короткий настроечный шлейф, одна сторона которого обращена к верхней вертикальной секции, а другая сторона к нижней вертикальной секции, имеет длину примерно 5 дюймов на длинной стороне, отделенной на 2 дюйма от нижней стороны и используется для перемещения центрального проводника и экранированное соединение фидерной линии по ее длине для настройки антенны.
SO 239 немного смещен от центра, если смотреть на него со стороны нижнего контура, и коаксиальный сигнал можно провести через нижний контур. Разумеется, это необходимо будет сделать перед любой регулировкой КСВ.
На изображении выше медная трубка диаметром 1/4 дюйма (8 мм) прикреплена к центральному контакту разъема SO-239, а затем к верхней части шлейфа. Другая прямоугольная секция была сплющена на конце, просверлена под штифт и прикреплена к нижней части заглушки. Вместо шпильки также можно использовать небольшой болт, стопорную шайбу и гайку.
Концы трубки просверлены, чтобы алюминиевый провод № 9 мог проходить сквозь нее. Затем на концах трубки нарезают резьбу для установки установочного винта с внутренним шестигранником.
Конечным результатом этого метода является облегчение регулировки длины для настройки, чтобы либо удлинить, либо сократить общую длину алюминиевой петли, которая должна составлять около 83–84 дюймов (2108-2133 мм) от начала до конца, включая заглушку для настройки.
Существует несколько способов сделать регулируемую секцию настройки, и в зависимости от ваших строительных технологий и имеющегося под рукой материала вы можете использовать свое воображение при подключении питающей линии к заглушке после окончательной регулировки.
Одним из простых методов может быть временное прикручивание центрального проводника и экрана питающей линии к соответствующим верхним и нижним частям шлейфа, проверка КСВ на малой мощности, при необходимости отрегулировать длину, повторение при необходимости для наименьшего КСВ. Отметьте конечные точки крепления на патрубке, а затем, используя любой выбранный вами метод, прикрепите линию подачи к патрубку в этих точках, исключив соединение SO 239/медной трубки. # 9 проводов Стыковые разъемы можно использовать для обжатия центрального и экранированного коаксиального провода до конца соответствующего шлейфа в самых низких точках КСВ.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ:
Алюминиевый провод № 9 может оказаться трудным для поиска. Просто замените № 10 или поэкспериментируйте с размерами проводов. Секцию точки подачи также можно расположить на противоположной стороне вертикальной секции, а не ближе к центру петель, как на рисунках выше. Разницы в производительности быть не должно. Это позволит подключить линию питания к «внешнему» углу, а не к центральной части антенны. Строго ваш выбор.
Обратите внимание, что медная проволока, трубки и т. д., а также алюминиевая проволока со временем вступят в реакцию с кислородом и подвергнутся коррозии из-за соприкосновения разнородных металлов.
Вам следует загерметизировать все соединения каким-либо силиконовым герметиком, чтобы предотвратить эту реакцию. Загерметизируйте конец коаксиального кабеля и винты с шестигранной головкой, чтобы предотвратить попадание воды внутрь и повреждение соединений и коаксиала.
Антенну можно использовать внутри дома, подвешивая ее с помощью шнура, толстой веревки и т.д. к потолку или прикрепив к стенной стойке. Чем выше над землей, тем лучше характеристики. Полноволновая петля длиной 2 метра настолько легкая, что ее можно даже прикрепить к любой непроводящей опоре с помощью хорошей ленты. Держите его на расстоянии от любой большой металлической поверхности на расстоянии менее 1 длины волны. Чем дальше, тем лучше. Ее также можно использовать в качестве аварийной резервной антенны на чердаке после того, как будет найдено подходящее место и способ крепления. Не забывайте размещать его как можно дальше от воздуховодов системы кондиционирования воздуха, труб, электрических и телефонных проводов, кабелей кабельного телевидения и т.д.
Дополнительную непроводящую опору, такую как труба из ПВХ, можно добавить от верхнего контура к нижней секции для дополнительной поддержки при использовании на открытом воздухе или в мобильном режиме. На картинке выше Джерри использовал нейлоновые стяжки и термоусадку для большей устойчивости.
Мобильная установка для тяжелых условий эксплуатации с использованием мачты Hustler:
Хороший надежный и стабильный метод использования мобильной антенны — установить ее на отрывной мачте Newtronics Hustler MO 2. Смотрите фотографии и описание ниже.
Вид в полный рост модифицированной мачты Hustler над центром. Вид со стороны складывающегося конца крепления антенны. Конец PL 259 (верхняя часть мачты Hustler).
Общие инструкции и модификации для использования мачты Hustler с антенной Magic Wand:
Мачта Hustler имеет длину около 54 дюймов и складывается посередине. Это модель MO 2. Цель базовой модификации оригинальной мачты состоит в том, чтобы позволить разъему PL 259 вместе с его коаксиальным кабелем, ведущим к радио, прикрепляться и поддерживаться непосредственно на мачте и подключаться непосредственно к SO 239 на Точка питания антенны для лучшей поддержки всей антенны при работе в мобильном режиме.
Коаксиальный кабель соответствующей длины с низкими потерями (50 Ом) с дополнительным примерно 1 футом на каждом конце подается в отверстия, просверленные возле основания мачты, в нижней и верхней части точки разрыва, а затем вверх и наружу. мачты. Два отверстия в точке перелома можно устранить, если вам не нужно складывать мачту. Это упростило бы модификацию мачты и значительно облегчило бы подачу коаксиального кабеля в отверстия и из них без использования «натяжного троса», что-то вроде использования вешалки для ловли коаксиального кабеля через всю стену. Кроме того, вы можете использовать один длинный отрезок без каких-либо разъемов у основания антенны, как показано на рисунке, идущий от радиостанции к вершине мачты. В любом случае обязательно добавьте около 1 фута коаксиального кабеля сверху. Теперь потяните коаксиальный кабель обратно в верхнюю часть, чтобы он не мешал следующему шагу.
Теперь возьмите PL 259, не подсоединенный на данный момент, и следуйте приведенным ниже инструкциям:
Внутренний диаметр верхней части мачты и внешний диаметр переходника PL 259 для коаксиального разъема, возможно, придется слегка отшлифовать или подпилить для плотная посадка PL 259 на мачте для правильного выравнивания. Ваш PL 259 вряд ли войдет в мачту. Просто отшлифуйте или напилите внешний диаметр переходника (область, обведенная красной точкой на рисунке ниже), чтобы можно было вставить его в мачту. Когда у вас будет хорошее плотное прилегание, снимите его и определите или измерьте точно центр внешнего края переходника между коаксиальным кабелем и основной оболочкой разъема.
Смотрите картинку ниже:
Это расстояние следует отметить на внешней поверхности мачты для сверления небольших отверстий с каждой стороны мачты, в которые можно нарезать винты с внутренним шестигранником. Помните, что установочный винт с внутренним шестигранником должен проходить через внешнюю мачту, чтобы обеспечить хороший прочный контакт с редуктором. Использование установочных винтов с внутренним шестигранником обеспечит хорошее механическое усиление в этом месте мачты. Это будет точка на мачте, которая будет деформироваться под ветровой нагрузкой. Вы можете выбрать другой метод, который лучше подходит для ваших целей и опыта работы с механикой. Независимо от того, какой метод вы используете, не сверлите коаксиальный кабель!
Когда вы завершили предварительную установку PL 259 и удовлетворены тем, как он крепится к мачте, вы можете выдвинуть коаксиальный кабель вверх и наружу, а затем просто прикрепить конец коаксиального кабеля к PL 259 с помощью припаяйте как обычно и плотно прижмите его к мачте. Плотно затяните установочные винты с внутренним шестигранником!
Прикрепите окончательную сборку к креплению на вашем автомобиле, проверьте и отрегулируйте КСВ и получайте удовольствие от использования 2-метровой антенны WB5ISM Magic Wand! 73 Джерри WB5ISM
Редакция отмечает:
Должен признаться, когда Джерри принес в QTH образец этой антенны для фотосессии (антенна) и суда присяжных от меня (опять же антенна), я конечно был удивлён её размерами, или лучше сказать отсутствие размера. Эта антенна КРОШЕЧНАЯ, как видно на фотографии в полный рост, где рулетка показывает 8 дюймов! Он не может весить больше нескольких унций! Полноволновая рамочная антенна основана на проверенной и верной формуле для петли: 1005/частота в МГц = длина. Спроектируйте его для нижнего края диапазона, чтобы у вас было место для игры с настройкой. Когда дело доходит до обрезки или изменений, всегда лучше иметь слишком длинный текст, чем слишком короткий.
Хотя в исходной статье Джерри были немного другие измерения, чем в этой статье, касающиеся расстояния между шлейфом питания и петлями, фактические измерения, полученные непосредственно с образца антенны, приведены ниже.
СУД ПРИСЯЖНЫХ!
Суд присяжных проводился путем прикрепления антенны к деревянной палке внутри хижины к пластиковому шкафу для документов, в результате чего верхняя часть антенны находилась на высоте примерно 5 футов от пола (1-й этаж на бетонном фундаменте), и добавления нескольких футов RG. 58 к нему в комплекте с разъемами на каждом конце. Я не использовал мачту Hustler. Низкая мощность (15) Вт использовалась для проверки того, что КСВ не был слишком высоким в центре 2-метрового диапазона.
Без какой-либо настройки я смог поразить ретрансляторы на расстоянии от 70 до 80 миль, используя мощность 50 Вт со средним сигналом от ретрансляторов от S7 до S9! Без проблем получить полномасштабные показания S-метра от более близких машин. Имейте в виду, что местность, в которой я живу, окружена равнинной местностью и очень низкими холмами, а некоторые ретрансляторы расположены значительно выше средней местности, а некоторые нет.
Еще раз повторюсь, антенна МАЛЕНЬКАЯ И ОЧЕНЬ ЛЕГКАЯ, что на мой взгляд может быть для нее еще одним плюсом! Если его предполагается использовать в мобильном режиме, сопротивление ветру должно быть очень небольшим. Это не сверхмощная антенна из-за небольшого диаметра алюминия № 9, используемого для полноволновой петли, но, поговорив с Джерри из первых рук, никто из нас не мог понять, почему нельзя использовать сплошной провод или трубку большего диаметра. Конечно, если не используется какой-либо метод поддержки петель, то чем больше трубка, тем труднее будет ее удерживать!
ВЕРДИКТ! ВИН.....СОЗДАЙТЕ ЭТО ДЛЯ НАСТОЯЩЕГО 2-МЕТРОВОЙ КРОШЕЧНОЙ АНТЕННЫ!
НЕТ! Это не полноценная пара 13-элементных яги, и она не была предназначена для этого, но ее производительность, безусловно, превосходит ее размер!
Я не проверял полосу пропускания антенны (см. обновления ниже), но, на мой взгляд, она, безусловно, показала хорошие результаты в этом ограниченном, ненаучном тесте ВНУТРИ QTH во всем 2-метровом диапазоне в части FM-ретранслятора!
Только подумайте, как он должен работать выше зала суда, подальше от судьи! (Во время теста мне не хватило коаксиала, чтобы вывести его наружу и выше)
Обновление: НАРУЖНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ! Найдя прятавшийся от меня RG 58 и добавив на один конец PL259, мне хватило ровно столько, чтобы установить антенну снаружи дома и вдали от любых металлических предметов.
У меня было достаточно коаксиального кабеля только для установки полноволнового контура примерно в 6 футах от вершины верхнего контура до уровня земли на какой-то трубе из ПВХ. Его просто привязывали к трубе верёвкой.
Я использовал MFJ-259B для проверки КСВ и обнаружил, что он значительно изменился по сравнению с тестом в помещении. После небольшой регулировки точки подачи, переместив ее ближе к вертикальным секциям с помощью винта Джерри с внутренним шестигранником, я смог получить следующие показания на MFJ 259B:
Самая низкая точка КСВ была примерно в центре 146 МГц, что давало разброс 320 кГц без изменений в соответствии с тестом MFJ и при условии, что он точен. Для испытаний использовался коаксиальный кабель произвольной длины. Те же самые тесты КСВ были повторены несколько дней спустя с другой копией антенны Full Wave Magic Wand, прикрепленной к мачте Hustler поверх 10-футовой секции трубы из ПВХ, в результате чего антенна находилась на высоте около 14 футов с идентичными результатами, как и раньше.
Частота,
МГцКСВ 144 1,9 145 1,5 146,06 1,2 146,38 1,2 147 1,4 148 1,8 Во время этих испытаний на открытом воздухе Full Wave Loop сравнивали с Slim Jim , установленным над ним на высоте около 18 футов до его вершины. Длина Slim Jim составляет около 5 футов от кончика до кончика. Да, я знаю, что это несправедливое испытание, но иногда нужно сделать все возможное, используя то, что имеешь.
ОЧЕНЬ СТРАННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ!
При тестировании в эфире, сравнивая петлю Full Wave на высоте примерно 6 футов до верха с Slim Jim на высоте примерно 18 футов до верха, были получены следующие показания S-метра:
Обратите внимание, что на частотах, отмеченных красным выше, показания S-метра совпадают ... .ОЧЕНЬ СТРАННО.
Частота, МГц Slim Jim "Волшебная
палочка"145,29 S5 S1 147,060 Полная шкала S9 147,080 S9 S9 146,700 Полная шкала S9 145,410 S7 S1 146,880 S9 S5 147,260 Полная шкала S7 147,000 S5 S5 146,800 S7 S7 145,310 Полная шкала S9 Чтобы определить, имеет ли петля Full Wave какие-либо направленные свойства, ее повернули на 90 градусов и, используя известное направление некоторых ретрансляторов в этом районе, снова были проведены тесты S-метра. В результате я не смог обнаружить никакой разницы в диаграммах направленности, используя показания S-метра, вращая петлю.
Нижняя граница:
Slim Jim превзошел "Волшебную палочку", и так и должно было быть, но, как говорилось ранее… это несправедливое испытание. «Слим Джим» был в 3 раза выше над землей, около 5 футов в высоту, что примерно в 3,5 раза длиннее по вертикали и имел некоторый выигрыш благодаря низкому углу излучения! Это всё равно что сравнивать муравья со слоном!
Принимая во внимание, что Slim Jim был примерно в 3 раза выше и, как сообщается, имел очень низкий угол излучения (8 градусов), я бы сказал, что эта 2-метровая полноволновая петля, антенна Magic Wand от WB5ISM, действительно показала свою эффективность в это очень ограниченное ненаучное, но реальное испытание! ... моя личная общая оценка этой антенны должна быть 5 ЗВЕЗД для такого КРОШЕЧНОГО преступника с большим ртом!
Спасибо Джерри, WB5ISM, за то, что поделился с нами своими экспериментами и дизайном двухметровой петли «Волшебная палочка»! Фантастическая работа, Джерри!
73 N4UJW (Судья и присяжные в этом преступлении против БОЛЬШИХ антенн)
Калькулятор для расчета антенны (RA3TOX)
Длина проводников настроечной линии для подключения кабеля
питания имеет длину примерно 70% от стороны "А" квадрата.
English version
Мой макет антенны на 403 МГц для приема метеозондов. Не совсем понятно зачем автор намудрил с подключением точки питания? Я сделал значительно проще, используя клеммники для соединения электропроводов.
Модель в программе MMANA показала интересную диаграмму направленности в виде "шляпы"
и коэффициент усиления около 5...6 dBi:Настройка антенны действительно простая. Легко вгоняется в резонанс при КСВ близком к 1.
Антенна на 430 МГц прошла испытания на приеме телеметрии с российского спутника "Norby-2" в проекте TinyGS. При этом она показала весьма неплохие результаты. На рисунке ниже показаны сравнительные результаты приема одного из пролетов на одинаковых приемниках, но разных антеннах. На втором приемнике работает антенна Харченко. В данном случае Харченко проигрывает по числу "битых" пакетов (красные точки).
[ На главную ] [ Антенны ]
