10-80м Мобильная много диапазонная КВ антенна. Проект от 17 февраля 2001 года, Марк Д. Ловелл, N1LO.
Это сочетание максимально нагруженной и много диапазонной антенны. Она дает хорошее усиление и эффективна за счет емкостной шапки, в отличии от коммерческих антенн bugcatcher, она располагается там где должна быть, как можно выше на кончике штыря. Низкий профиль емкостной шляпы позволяет ей рассекать ветер оставаясь такой же эффективной. Это самый большой диаметр шляпы который может выдерживать высокие скорости без использования более жестких прутков. Конструкция катушки имеет максимально возможную добротность Q и наименьшие потери, за счет воздушного сердечника, открытости и намотки проводом большого сечения. Это очень легкая антенна может быть использована как переносная с подходящими радиально расположенными противовесами. Растяжки должны удерживать антенну в вертикальном положении на шоссе и оказались эффективны на скорости до ~130 км/ч.
Переключение диапазонов происходит путем переключения перемычки, по виткам катушки. Для этого вы должны остановиться, выйти и в ручную переключить. В верхнем гнезде, катушка обходиться и антенна резонирует на 17 метровом диапазоне. В катушке достаточно индуктивности для работы на диапазонах от 20ти до 80 ти метров. Тюнер можно использовать на диапазонах 10 – 15 метров с перемычкой на 17 метровый диапазон. При желании вы можете убрать емкостную шляпу и подобрать точки для всех верхних диапазонов для использования антенны без тюнера. Думаю что она должна настраиваться без шляпы на 10 – 40 метровый диапазон, так что вам выбирать. Если вы хотите работать на 80 метров или на 40 с максимальной отдачей вам все равно будет нужна емкостная шляпа.
Ширина диапазона сужается при уменьшении частоты. С емкостной шляпой, две точки перекрываются на 40 метрах достаточно хорошо: одна для телефона и другая для CW. Для 80ти метрового, вам необходимо шесть и более точек в зависимости от диапазона вашего тюнера.
Эта конструкция является результатом 9ти месяцев моих экспериментов. С каждым усовершенствованием, улучшались оценки сигнала. Я прекратил строить некоторое время назад и это последняя конструкция с которой я работаю. Я желаю вам удачи в ваших постройках!
У меня есть Toyota Camry 1998 года и я использую основание Lakeview, которое устанавливается на багажник с торца и имеет плечо (Lakeview это фирма производящая антенны Hamstick). Плечо порядка 33 сантиметра от основания и позволяет установить антенну повыше от кузовных деталей. Общая высота составляет чуть более 3,66 метров, располагайте подальше от веток и других конструкций!
Некоторые заметки об эффективности мобильных КВ антенн. Следующие фитчи повышают эффективность.
Максимум загрузки. Максимально возможный диаметр шляпы. Малое сопротивление ветру. Унифицированная конструкция с минимумом изменений. Минимальные сопротивления на контактах. Минимум витков в катушки для резонанса. Большущий диаметр основания (между основанием и катушкой). Очень низкие омические потери в материалах (максимум проводимости). Большое пятно контакта в механических, электрических стыках (отводах катушки). Большая добротность катушки. Большой размер и диаметр провода катушки. Воздушный сердечник. Минимум метала около катушки или её концов. Длинна примерно равна диаметру. Максимально высокое расположение на машине. Расположение по центру автомобиля. Высочайшее расположение оп отношению к горизонтальным кузовным деталям. Высокая интеграция штыря к противовесам. Больше метала кузова. Все панели кузова соединены вместе.
Строим шаг за шагом.
Этот раздел следует с визуальными иллюстрациями.
ОСНОВАНИЕ
Удалите, термоусадочную трубку с антенны Hamstick, задрав или разрезав вдоль трубок и пропилите их. Оголите спиральные витки. Откусите эмалированные провода от основания и до гнезда и сохраните их. напильником или щеткой удалите черное покрытие с латунного основания с одной стороны. Вырежьте 4, по 1,22 метра медной проволоки диаметром 1,628 мм или сечением 2,081 квадратных миллиметра. Припаяйте их к основанию, раздвиньте их слегка, оберните их спиралью вокруг стекло пластикового прутка основания.Постарайтесь что бы провода располагались равномерно. Это позволит увеличить электрический диаметр излучения основания. Длинна намотки 99 сантиметров. В верхней точке провода нужно спаять вместе и зафиксировать, а так же припаять два куска экрана которым вы будете переключать катушку.
ПРОВОЛОЧНАЯ ПЕРЕМЫЧКА
Сделайте перемычку длинной 30 сантиметров из экрана коаксиальных кабелей таких как RG-8 или RG-213. Вы так же можете использовать оплетку от кабеля RG-58 сложив её в двое для уменьшения потерь. Припаяйте один конец к верхней части обмотки стекло пластикового основания. Припаяйте один штекер “БАНАН” на расстоянии приблизительно 8-10 сантиметров от конца. Припаяйте второй штекер на конце перемычки. Этот штекер будет передвигаться по виткам катушки для выбора диапазонов.
ЕМКОСТНАЯ ШЛЯПА
Возможность пайки нержавеющей стали залог успеха в изготовлении шляпы так как любой ненадежный контакт ведет к колебаниям КСВ и выходу из строя передатчика. Скрутка может быть эффективнее немного но коррозия в конечном итоге возьмет своё. Припой и флюсы которые я перечислил являются динамитом для нержавеющей проволоки. Капля активного жидкого флюса перед применением серебряного припоя будет делать своё дело.
Отрежьте ушко земляной клипсы с отверстием как показано на рисунке. Это позволит свободно ходить винту и даст возможность закрепить шапку к штырю. Зачистите с одной стороны и припаяйте четыре радиальных провода как показано на рисунке. Если вы примените тут серебряный припой то соединение будет прочнее и будет иметь наилучший электрический контакт.
Раздвиньте радиальные плечи в нужных положениях и убедитесь в хорошем доступе к крепежному винту. проделайте маленькие отверстия на кончиках радиалов достаточные для протяжки в них небольшой проволоки по периметру. Простой способ проделать отверстие, зажать штырь в земляную клипсу, а потом установить это все в тиски и просверлить радиалы. Это эффективная имитация расположения шляпы на кончике антенны в горизонтальной плоскости когда вы можете иметь доступ ко всем её радиальным отводам. Продёрните провод через все радиалы по периметру и зацепите концы. Раздвиньте радиальные концы равномерно. Незначительные отклонения никак не повлияют. Пропаяйте все отверстия так что бы припой попал в отверстия. Помните что плохой контакт тут будет ухудшать КСВ во время передачи. В ходе экспериментов я пришел к выводу что эта шляпа была эквивалентом еще пяти больше фута (фут 30,48 сантиметра) прутков установленных выше катушки.
НАМОТКА КАТУШКИ
Спасибо работе Жоржа, K0FF я узнал о кабельных каналах grommet которые имеют наиболее правильную структуру для изготовления высоко добротной катушки с воздушным диэлектриком. По сути это U образный прессованный канал из нейлона, сильнейший изолятор, с прорезями приблизительно 7,5 на дюйм (3 см, прорезь каждые 4 мм). Если расположить эти каналы по внешнему радиусу трубы, канавками наружу, они становятся идеальными направляющими для намотки спирали катушки. Каналы grommet бывают разных размеров выбрал самый большой для размеров провода 14 и 16 (смотрите таблицу перевода AWG http://www.electro-mpo.ru/article2.html.
Для прочной катушки которая должна нести механическую нагрузку вы можете приклеить каналы к водопроводной (PVC) трубе. Однако мы хотим получить маленький вес и минимум материала окружающих витки. Поэтому нам необходим свободный ход, для снятия готовой конструкции с трубы. Это сложнее чем кажется. Я нашёл быстрый и легкий способ. Сделайте пропил ножовкой вдоль трубы как показано на рисунке и вставьте в него проволоку 14 размера. Когда вы закончите мотать вы уберете проволоку из пропила, диаметр трубы станет меньше и катушка аккуратно высвободится. Кстати 3” PVC (водопроводная труба) даст в конечном счете катушку диаметром 3,75” с длинной провода почти фут (30,4 см) на виток. Удивлены сколько тут провода?
Не бойтесь если свободные концы каналов сдвинуться во время намотки катушки. Просто не забудьте вернуть их на место перед тем как зафиксировать клеем. Говоря про клей я подразумеваю термо клей который быстрее наносить и проще фиксировать. Термо клей может стать слабым звеном если вы работаете большой мощностью. Я не замечал разогрева контура при работе 100 ваттами на 80 метровом диапазоне. Если приложить 500 ватт и более это приведет к разогреву катушки и клей может растаять.
40 витков оказалось достаточным для резонанса антенны на 3,5 МГц установленной на моей машине с несколькими запасными витками. отрежьте излишки каналов ножом. Вы увидите что катушка крепка даже без трубы сердечника. полоска из меди припаяна к верхнему витку катушки это дало определенную жесткость катушке в верхней части. Загибая концы полоски вы увеличите жесткость пайки.
ГНЕЗДА РАЗЪЁМЫ ЗАЖИМЫ
Мне повезло на радио сходке получить мешок посеребренных клем. Концы которых имеют гнезда “банан”. Я выбрал их для достаточно большого кругового контакта и обеспечения низкого ВЧ сопротивления в местах где невозможна пайка. Обрежьте хвостик в том месте где находиться сквозное отверстие, раскрутите пластиковый зажим наверх к гнезду. В результате на винте клеммы после обрезки получиться паз который аккуратно можно будет припаять концам катушки. Надпилите края винта как показано на рисунке - это уменьшит его ширину и не даст замкнуть соседние витки. Припаяйте одно гнездо к нижнему краю катушки. Другое гнездо припаяйте к крайнему верхнему выводу катушки. Еще вам нужен будет щуп для быстрого подключения к виткам катушки. Зажим “крокодил” отвечает этим требованиям. Припаяйте гнездо к зажиму, теперь вы сможете переключатся по виткам катушки.
МОНТАЖ
Теперь самое интересное! Вставьте пруток в шляпу через клипсу и закрепите её на уровне 49,5” (1,26 метр) от нижней части прутка. Проденьте клипсу катушки в нижнюю часть прутка так что бы он выходил из нижнего конца клипсы на 1,5” (38 миллиметров), вставьте пруток этим концом в основание. поворачивайте пруток пока он не сядет в гнездо. Достаньте маленькую отвертку и аккуратно через витки закрепите пруток на основании. Вставьте свободный разъем в крокодил. Теперь у вас есть антенна, готовая к настройке.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЧЕК ОТВОДОВ
Установите антенну на автомобиль. Если вы хотите использовать разъем в основании, установите его сразу, т.к. это повлияет на настройку. Если у вас нет тюнера в вашей мобильной системе то озадачьтесь покупкой согласующего трансформатора Lakeview’s, согласования более высоких сопротивлений к 50ти омному на 80ти и 40 метровых диапазонах. Если вы будете использовать антенну как портативную, установите радиальные противовесы на тот диапазон на котором вы будете работать.
Я настоятельно рекомендую иметь антенный анализатор, например MFJ-259B или MFJ-260, который покажет сопротивление и резонанс, а не полагаться на показания КСВ. Резонанс важнее показаний КСВ, в случае если у вас есть тюнер для согласования. Резонанс и КСВ это два разных параметра. Секрет лучшей отдачи самой антенны это сделать её резонансной. КСВ совершенно другой параметр. В резонанс сопротивление антенны падает к нулю, как индуктивность и емкость компенсируют друг друга, оставляя сопротивление в точке запитки которое редко равно 50ти омам. Ваш тюнер будет согласовывать резонансную антенну гораздо проще. На 20 метров и выше частоты резонанса и КСВ очень близки к друг другу и как правило совпадают, там где не нужен тюнер или нужно индуктивное согласование. Однако на 40 и 80 метров сопротивление точки питания очень мало. В моем случае в резонансе на 80 метров MFJ-269 показывает приблизительно 12 ом, с реактивным сопротивлением 2-3 ома. Если вы используете индуктивное согласование вы имеете уникальную возможность согласовать резонанс и КСВ на определенной частоте. Вам придется вернуться назад или продвинуться вперед по удлинительной катушке индукционное согласующее в несколько итераций (приемов) для того чтобы найти оптимальные точки. Запишите установки индукционного согласующего в блокнот, они пригодятся вам при изменении диапазонов.
Если у вас нет анализатора вы можете использовать КСВ метр вашего передачика с малой мощностью, 5Вт или ниже. Такой способ не будет оптимален для поиска резонанса на диапазонах ниже 20ти метров, но может быть удовлетворительным способом. Имейте в виду что низкий КСВ не всегда обеспечивает резонанс антенны. Передвигайте щуп вверх по виткам катушки пока не найдете резонанс на нужном диапазоне. Пометьте точки на катушке маркером. Следите за тем что бы перемычка касалась только одного витка катушки при измерениях. В этом вам поможет “крокодил” с расплющенными плоскогубцами зубами. Как только вы найдете все точки, разберите антенну и припаяйте к ним гнезда. Будьте осторожны при пайке гнезд, не замкните витки катушки. Соберите антенну и проверьте настройки на каждом диапазоне подключив штекер в перемычке и переставляя её по только что впаянным гнездам . Обратите внимание что нижний штекер перемычки всегда подключен к нижнему гнезду катушки. Для 20ти метрового диапазона моя точка на 2м витке. Для 40ка метров это 10 витков. Для 80 метрового диапазона у меня есть 6ть точек на 32 - 37 витках. Это даст вам представление где искать точки. У лучших точек есть еще позиции вокруг витка, используйте их только в крайней необходимости. Если вас все устраивает то примените антиокислитель NoAlox, в каждой из точек касания, гнезда, клипсы шляпы.
ОКОНЧАНИЕ
Теперь вы готовы насладиться вашим произведением. Но перед выездом на шоссе вы установите оттяжки. Без них ваша легкая антенна согнеться на скорости 30 - 35 миль/ч (48 - 56 км/ч). Я использую другую земляную клипсу с коротким проводом спаянным в кольцо для крепления как показано на рисунке. Эта позиция лучше всего работает и держит антенну вертикально. При скорости 55 миль (90 км.) или около того эта конструкция прогибается но на производительность вроде не влияет.
Я подсоединил оттяжки по разные стороны спереди автомобиля. У меня есть пластиковый дефлектор на люке крыши, он являющийся идеальным креплением для оттяжек. С такой схемой образующей треугольник антенна остается устойчивой даже при увеличении скорости движения. Я использую 30 фунтовые (13,86 килограмм) одножильные нити, с излишней прочностью. На большой скорости я протянул руку через люк и потянул оттяжки что бы понять насколько велико натяжение. По моим оценкам оно не велико, порядка 2 - 3 фунта (0,9 - 1,36 килограмма).
Удачи вам и счастливых построек! Если вы собираете этот проект удачи вам, сообщите мне об этом.
Mark Lowell - N1LO 7322 Jefferson Ct. Gloucester, VA 23061 N1lo@hotmail.com
СПИСОК МАТЕРИАЛОВ
(McMaster-Carr имеет потрясающий Интернет магазин бытовой техники в http://www.mcmaster.com)
1 - Hamstick антенна, новая или б/у, только нижняя часть, или аналогичные стекловолокне антенны с 3/8-24 основанием резьбовым соединением внизу и гнездом под пруток сверху.
1 - 1/8” (3,17 мм) диаметром, не тонкий, пруток из нержавеющей стали, сменный пруток к СБ антенне К-40
60 футов (18,29 метров) 14 размера (0.064” - 1,63 миллиметра) медного провода ( 1 фунт рулон McMaster-Carr #8873K51)
22 фута (6,71 метра) 0.041” (1,04 миллиметра) диаметром нержавеющая стальная пружинистая проволока (1/4 lb roll McMaster-Carr #9495K84)
9 футов 0.020” (0,56 миллиметра) диаметром стальная нержавеющая пружинистая проволока (1/4 lb roll McMaster-Carr #9495K64)
материалы для пайки нержавеющей стальной проволки: Kester #66 серебряный припой с кислотой (96% олова, 4% серебра), (1 фунт рулон McMaster-Carr #7791A22) и LA-CO флюс паста #22404, (4oz jar McMaster-Carr #7696A2)
3 - 0.323” (8,2 мм) X 0.23” (5,84 мм) X 12.5” (317,5 мм) нейлоновые кабельные стяжки, Catamount #GSNY-192-9 (pkg of 25 McMaster-Carr #85085K8)
1 - 7” (177 мм) длинной и диаметром 3” (76 мм), 40ой PVC водопроводная труба
1 - 12” (304 мм) голый медный экран от коаксиального кабеля RG-8 или RG-213 или
1 - 24” (608 мм) коаксиального кабеля RG-58
10-12 5 - оборотных, посеребренных гнезд с раземом “банан”, в зависимости от кол-ва точек вам необходимых
2 - 2х штекерные мамы типа “банан” если найдете
2 - Медных земляных хомута с винтовым зажимом таких как GSLU-35, 6-14 калибра
- 5” (127 мм) длинной и диаметром 3/16” (1,58 мм) медной трубки, латунь сойдет но у меди лучше проводимость
- 8-12” (203 - 304 мм) диаметром и длинной 20 или 30 (6,1 метра) футов рыболовной лески
1