Комнатный дуплет в качестве резервной антенны
Кит Роулингс, G4MIU, keith.g4miu@gmail.com
На момент написания статьи было 7 декабря 2024 года и бушевал шторм Дарраг. Недавно установленная на чердаке антенна Flower Pot для авиадиапазона работает хорошо, и я слушал аэропорт Стэнстед и радар Эссекса на своем приемнике R532, одновременно отслеживая многочисленные самолеты, отображаемые на Global ADSB exchange, которые уходят на второй круг из-за штормов. https://globe.adsbexchange.comЯ уже снял свой HF OCFD из-за шторма Берт на прошлой неделе, потому что, как постоянные читатели могут помнить, я смастерил пару хлипких столбов, чтобы установить его, и мне еще предстоит их улучшить. Поэтому, чтобы ничего не сломалось, я их снял.
Так как сегодня был хороший день, чтобы посидеть у радио, я временно вытянул 33 фута провода из окна хижины наверху и привязал его к ветвям дерева в саду. Я пропустил его через свою версию трансформатора ARRL Half-Wave End Fed, и он нормально заработал на 20 м и выше, но производительность не была блестящей из-за его высоты, и, несмотря на добавление противовеса и синфазного дросселя сразу после трансформатора, я столкнулся с некоторой степенью обратной связи по радиочастотам при работе на 100 Вт.
Поскольку я все еще не хочу устанавливать никаких постоянных антенн снаружи, мои мысли обратились к попытке провести эксперимент, установив ВЧ-диполь на чердаке, который мог бы действовать как «резерв» на случай, если нагрянет следующая, неизбежная буря, чтобы я мог хотя бы работать. Конек крыши моего дома имеет высоту около 30 футов (9,1 м). Внутри, от торцевой стены до торцевой стены, у меня длина около 23 футов (7 м), а высота от вершины до досок пола — 10 футов (3 м).
Мне пришла в голову мысль, что я мог бы сделать петлю по полу, но чтобы набрать как можно большую высоту, я решил запустить диполь прямо под вершиной.
Диполь длиной 23 фута (7 м) не показался мне слишком впечатляющим, но поскольку общепринятой практикой является «опускание» концов диполя вниз, я решил, что могу добавить по 5 футов (1,5 м) к каждой ножке и провести их по внутренней стороне торцевой стены. Это даст мне 33 фута (1 Ом) для диполя длиной 20 м.
Средняя точка чердака будет находиться на высоте 11,5 футов (3,5 м), и я мог бы легко проложить коаксиальный кабель по стропилам к краю пола и протянуть его через существующее отверстие в гипсокартоне на потолке, выходящее во встроенный шкаф в свободной комнате, которая также является лачугой!
Итак, это дало бы мне диполь, который должен был нормально работать на 20 м, но я начал задумываться о том, что если вместо коаксиального кабеля я использую открытый фидер и тюнер (согласующее устройство), то смогу ли я заставить диполь работать и на других диапазонах.
Я знал, что у меня есть плоский ленточный кабель 300 Ом, который подойдет. Проблема в том, что это означало бы прокладку кабеля под углом крыши (не такая уж большая проблема), но затем, через отверстие, вниз по внутренней части шкафа и вдоль задней части стола к радио, длина около 17 футов (5,2 м).
Расположение фидера близко к объектам и его соприкосновение с ними, вероятно, не было идеальным вариантом, поэтому я решил провести короткий отрезок ленточного фидера прямо под крышей, вдали от диполя под углом, и подключить его к воздушному сердечнику 1:1 BALUN. Затем я мог бы провести 17-футовый отрезок высококачественного кабеля RG213 через отверстие и далее к радио.
BALUN и коаксиальный кабель, скорее всего, будут иметь очень высокий КСВН; отсюда использование BALUN с воздушным сердечником вместо ферритового, а при использовании короткого кабеля RG213 потери в коаксиальном кабеле, будем надеяться, не будут слишком высокими.
Базовую компоновку можно увидеть на рис. 1 в виде модели AN-SOF.
Рис. 1 Схема AN-SOF Attic Doublet.Зимний проект, мансардный дублет
Диполь теперь трансформировался в то, что, как я полагаю, можно было бы назвать дублетом, и его предполагалось установить на стропилах как можно выше, на высоте около 30 футов (9,1 м) над уровнем земли.
Он будет иметь верхнюю секцию λ/4 длиной 20 м, с 23 футами прямого провода и 5-футовым опуском на каждом конце. Будет отрезок открытого фидера длиной 13 футов, идущий под углом, соответствующим уклону крыши. Этот фидер будет заканчиваться в балуне 1:1.
Компоновка изображена на рис. 1, где часть, похожая на стойку ворот, — это дипольный элемент с концами, опущенными вниз. Секция с пунктирными линиями — это фидер 300 Ом, а нижняя Г-образная часть — это смоделированный фидер RG213 50 Ом.
Балун находится на пересечении открытого фидера и RG213.
В случае с антенной на чердаке существует множество факторов, которые влияют на ее работу, по крайней мере, в моем случае так оно и есть!
Во-первых, у меня там установлено несколько других антенн. Посередине, прямо там, где будет центр дуплета, находится дискоконус VHF/UHF. Рядом с ним — цветочный горшок для авиадиапазона, а в нескольких футах от него — самодельная двухдиапазонная вертикаль 2 м/70 см. Рядом с этими двумя — антенна ADSB и турникет 137 МГц, на другом конце крыши — 5-элементная фиксированная балка 2 м и, конечно же, телевизионная антенна! Наряду с почти четвертьвековым хламом, накопленным в куче, все довольно захламлено.
Затем следует сама конструкция крыши, а торцы дома представляют собой блоки, оштукатуренные цементом поверх, как я полагаю, оцинкованной проволочной сетки, что добавляет еще одну сложность: будет ли она взаимодействовать с концами проводов, висящих рядом с ней?
Изготовление
Я использовал 1,24-миллиметровый «легкий» многожильный монтажный провод для антенны. У меня есть большая катушка этого провода, и я обычно не использую его для антенны, но поскольку он не будет подвергаться воздействию внешней погоды, я решил, что он подойдет для моих целей.
Сказав, что у меня есть щелевой фидер 300 Ом, я понял, что он находится в том же месте, что и моя мачта, застрявший над гаражом с неподвижным транспортным средством на пути (теперь я хотя бы купил для него новый топливный насос), но то, что у меня было под рукой, оставшееся от более раннего проекта, были некоторые распечатанные на 3D-принтере распорки с отверстиями на расстоянии 13 мм для изготовления линии 300 Ом. Поэтому я бы использовал эти распорки и соединительный провод, чтобы сделать свой собственный открытый кабель.
Я отрезал два куска провода по 16,5 футов для диполя и два куска по 13 футов для линии, причем последняя длина была измерена от вершины к полу по линии стропил. Затем я пропустил 13-футовые провода через распорки, примерно через каждые 12 дюймов или около того. На рис. 2 показана готовая антенна.
Рис. 2 Собранная антенна, лежащая на земле.Установка
В конце концов, я нашел время подняться на чердак как раз перед Новым годом, и установка антенны была сама простота. Я использовал мощный степлер, чтобы закрепить веревку на стропилах в средней точке и на обоих концах чердака. Веревка была прикреплена к распорке в средней точке, а затем концы были натянуты на торцевые стены и закреплены таким же образом, см. рис. 3.
С некоторыми ухищрениями, которым позавидовал бы олимпийский гимнаст, я протянул фидер до точки, где крыша соприкасалась со стеной дома, чтобы прикрепить балун и припаять разъем к RG213, который я уже установил в хижине, а также протянул через отверстие в потолке шкафа.
Рис. 3 Центральная точка крепления на стропилах.Ради интереса я провел развертку КСВ от 13 МГц до 55 МГц, что можно увидеть на рис. 4.
Очевидно, что за исключением 17 м самые низкие значения КСВ не близки ни к одному любительскому диапазону, но пока согласующее устройство могло справиться, это не было проблемой.
Рис. 4 График КСВН в диапазоне 13–55 МГц.К счастью, как встроенное согласующее устройство моего FT-990, так и мой ручной FC-707 смогли согласовать антенну на всех диапазонах от 20 м и выше с КСВ 1:1,1. Я рискнул попробовать согласовать антенну на 60, 40, 30 м, и был рад обнаружить, что мне удалось получить согласование 1,6:1 или меньше на этих диапазонах, хотя при использовании ручного FC-707 настройка была чрезвычайно сложной.
Я также был рад обнаружить, что в отличие от OCFD и временного концевого питания у меня не было обратной связи по радиочастотам, даже когда я не использовал синфазный дроссель.
Первоначальная оценка
У меня нет кабеля передачи данных для FT-990 (пока), но есть для FT-857D, поэтому я подключил его к FT8 с помощью согласующего устройства FC-707.
Начав с 14 МГц ближе к вечеру, за короткий промежуток времени я cработал несколько станций по всей Европе. Быстрое переключение на 21 МГц принесло мне Грецию и Болгарию, а затем, после переключения на 18 МГц, пару украинских станций, UX3HX и EM7Y0TA. Я попробовал 28 МГц, но, несмотря на вызов нескольких станций в США, я не добился успеха, хотя мои сигналы были слышны на большей части территории США (рис. 5).
С приближением темноты я попробовал более низкие диапазоны. 7 МГц принес мне 8S2A, 9A3AUH, F5MYH, DAI MHH и SP5AA в быстром порядке. 5 МГц дал QSO с Германией и Польшей. Затем я перешел на 10 МГц, чтобы поработать с 5B4AMM.
Рис. 5 Страница PSK Reporter, показывающая покрытие сигнала на расстоянии 10 м.На нижних диапазонах (за исключением 80 м, где мне не удалось добиться от FC-707 достойного соответствия) репортер PSK «сообщил» о больших группах станций в Европе, которые услышали мои сигналы.
Все эти контакты происходили в течение полутора часов после установки антенны и с перерывами на то, чтобы сделать заметки и выпить чашечку чая!
Попользовавшись антенной в течение нескольких недель, я остался ею вполне доволен и провел множество связей на всех диапазонах от 40 до 10 метров.
Как и многие любители, я ограничен очень высоким уровнем шума. На OCFD минимальный уровень шума составляет S9 на всех диапазонах, кроме 21-24-28, где он немного ниже, но не намного. Чтобы это нивелировать, мне приходится использовать шумоподавление, что помогает.
Аналогичные проблемы наблюдаются и в чердачном дублете, а в настоящее время в цепи FT-857D у меня нет шумоподавителя.
Тот факт, что мне удалось обработать только более сильные сигналы, свидетельствует о том, насколько ограничены мои возможности из-за шума.
Глядя на графики PSK Reporter (рис. 6), можно увидеть, что мои сигналы принимаются на нескольких континентах, по крайней мере, в верхних КВ диапазонах, так что эта простая антенна, похоже, работает хорошо. Просто из-за QRM я не слышу много станций, приходящих с другой стороны.
Рис. 6 Объединенное изображение PSK Reporter, показывающее
покрытие 15 м вверху, 17 м посередине и 20 м внизу.Соображения
Есть некоторые соображения относительно установки антенн на чердаке.
Конструкция крыши и близлежащие объекты будут влиять на антенну. Уровни электромагнитных помех (ЭМП) необходимо учитывать, поскольку люди могут находиться ближе к антенне, чем если бы она находилась снаружи на открытом пространстве. Возможны проблемы с потерями из-за того, что черепица на крыше мокрая или покрыта снегом, хотя на HF это может быть минимальным.
Еще одной проблемой может быть риск возгорания при работе на высокой мощности, хотя я никогда не слышал, чтобы такое случалось.
Добавлю, что хотя я и использовал линию ритания с интервалом 13 мм, можно использовать и более широкий интервал.
Затратив немного усилий, теперь у меня есть хорошая резервная антенна, на которую не повлияет погода, если только шторм не сорвет крышу!
Мне было бы интересно услышать мнение других читателей об их опыте использования чердачных антенн.
Источник: "PRACTICAL WIRELESS", March 2025
[ На главную ] [ Антенны ]