Антена на підвіконні

Практично будь-який власник СВ радіостанції приходить з часом до необхідності встановлення гарної стаціонарної антени. Однак, у міських умовах це виявляється не завжди просто, оскільки доводиться вирішувати як мінімум три проблеми : юридичну ( в плані санкціонування та отримання доступу на дах ), механічну ( забезпечення необхідної вітростійкості) і антивандальну ( боротьба за збереження та справність антени і кабелю ).

Очевидно, що в ряді випадків цих труднощів можна уникнути, якщо відмовитися від антени на даху і використовувати варіанти балконних або навіть підвіконних антен. Зрозуміло, їх ефективність в значній мірі залежить від висоти підвіски над рівнем землі , однак при грамотному побудові можна добитися непоганих результатів і отримати антену з дуже хорошими параметрами, здатну непогано працювати навіть на рівні другого поверху.

Слід зазначити, що в даному випадку мова йде не про балконних антенах класу "BOOMERANG", які не набули широкого поширення із-за своїх невисоких параметрів ( смуга за рівнем КСВ =2.0 не більше 30 ... 35 каналів, мінімальне значення КСВ дуже важко опустити нижче 1.3 ), а також деяких конструктивних недоліків - слабкий вузла кріплення і порівняно великій довжині штиря (його верхня частина практично заглядає у вікно сусіда зверху). Увазі читачів пропонується опис нескладної антени, яка легко монтується на подокониике, балконі і т. п. і має порівняно непоганими параметрами. В її основу покладена ідея звичайного автомобільної антени - укороченого штирі з подовжує котушкою і автотрансформаторным узгоджувальних пристроєм.

Існує поширена думка, що автомобільні антени з магнітним кріпленням неможливо налаштувати без солідного противаги, яким є корпус автомашини. Насправді це не так. Труднощі, як правило, пов'язані з тим, що резонансна частота антени при зменшенні противаги зміщується вгору і виходить за межі СВ діапазону. При цьому за рахунок великого неузгодженості починає випромінювати і антенний кабель, що вкрай ускладнює проведення вимірювань і призводить до суперечливих результатів при спробах настройки всієї системи. Не важко переконатися, що, помістивши антену на підвіконня і подовживши її яким - небудь чином на 25-30 див, можна домогтися усунення резонансу назад, однак мінімальне значення КСВ при цьому швидше за все виявиться неприємно високим. Дійсно, більш довга антена має більш високий вхідний опір і для неї потрібно додаткове узгодження з підвідним кабелем.

Таким чином, існує можливість використання стандартної автомобільної антени в якості стаціонарної. Необхідні переробки при цьому зводяться до подовження штиря ( у найпростішому випадку з допомогою звичайного "крокодила" і шматка пружною дроту ) і збільшення на 0.5 ... 1.5 витка нижній частині узгоджувального автотрансформатора. Для точної настройки антени можна скористатися методикою, наведеною нижче.

У теж час такий шлях навряд чи може бути визнаний доцільним. По-перше, шкода псувати гарну річ і, по-друге, не всі антени вдається безболісно розібрати для отримання доступу до согласующему пристрою. Тому нижче наводиться опис конструкції простий саморобної антени, не містить якихось дорогих вузлів і допускає відомі відхилення в розмірах неосновних деталей.

Конструкція антени із зазначенням основних розмірів показана на малюнках 1 і 2. Як видно з малюнків, антена складається з наступних блоків: складеного штиря ( 1,2 ), блоку противаг ( 3,4 ) , узгоджувального пристрою ( 9 ) і штанги з елементами кріплення ( 5,6,7,8 ,10).

Рис. 1. Конструкція антени - вид збоку

Складовою штир являє собою металеву трубку діаметром 2 7 ... 9 мм ( краще з міді або дюралюмінію ), в яку вставлена сталевий дріт діаметром 2.5...4 мм. Така конструкція дозволяє отримати високу механічну міцність і при необхідності легко змінювати довжину антени.

Блок противаг виконаний з фольгованого склотекстоліти ( товщиною 3 .. 4 мм ) у вигляді кола 4, до якого припаяні дротяні промені 3. Для їх виготовлення може бути використана мідний дріт діаметром 2 .. 3 мм.

Для кріплення антени використана Т-подібна штанга (6,7), виготовлена з трьох металевих куточків, свинченных гвинтами. Куточок 7 служить для кріплення штанги на нижній дошці віконної рами. Блок противаг пригвинчується до штанги через втулки 8 довгими гвинтами або шпильками 5. Для надання більшої жорсткості всієї конструкції бажано розкріпити антенний штир дерев'яними рейками 10, як це показано на рис . 1.

Більш детально слід зупинитися на конструкції узгоджувального пристрою, яка показана на малюнку 3. На центральний ізолятор ( текстоліт, ебоніт, тощо) діаметром 18 ... 22 мм намотані котушки автотрансформатора . По його осі вставлені дві різьбові шпильки, які фіксуються латунними гвинтами, службовцями одночасно майданчиками для подпайки проводів і антенного кабелю. На верхню шпильку або безпосередньо, або через різьбову втулку нагвинчує штир антени, а через нижній шпильки згода пристрій пригвинчується до блоку противаг. Бажано закрити згода пристрій зверху якихось непроводящая кожухом - наприклад, пластмасовим склянкою відповідних розмірів.

Рис. 2. Конструкція антени - вид зверху

Для котушок автотрансформатора слід використовувати мідний дріт діаметром d не менше 1.5 мм. Місце подпайки центральної жили кабелю може змінюватися для кожної конкретної антени, тому слід зачистити ізоляцію в декількох точках. При складанні антени слід звернути особливу увагу на надійність всіх електричних контактів і на їх вологостійкість.

Рис. 3. Згода пристрій.

У наступній таблиці наведено конструктивні параметри узгоджувального пристрою, забезпечили точну настройку описуваної антени:

Налаштування антени проводиться в два етапи. Перший з них є тренувальним і може відбуватися безпосередньо в кімнаті. У будинках із залізобетонними перекриттями антену слід підняти над підлогою на висоту в 30 ... 40 см. Для зменшення впливу арматури на властивості противаги. При цьому бажано , щоб верхній кінець штиря знаходився якомога далі від мережевих проводів і стін кімнати. Власне налаштування антени полягає в зміні довжини штиря і вимірі її КСВ у максимально широкій смузі частот. Тут не слід лінуватися і обмежуватися двома-трьома вимірами, т. к. на цьому етапі важливі не абсолютні значення КСВ, а з'ясування тенденції їх зміни у смузі частот. Бажано записувати отримані дані, тому, що різниця в значеннях може виявитися дуже невеликий. Мета цих вимірювань полягає в пошуку резонансу і зміщення його в середину бажаної сітки частот за допомогою зміни довжини штиря. Слід пам'ятати, що зменшення величини КСВ з ростом частоти (в напрямку сітки F) вимагає подовження штиря і, навпаки. При благополучному результаті цієї операції потрібно підбором точки приєднання антенного кабелю до автотрансформаторів узгоджувального пристрою добитися мінімального значення КСВ при резонансі. Додатковим ознакою успішної настройки є стабільність значень КСВ при різному положенні кабелю і торкнутися руками корпусів радіостанції і КСВ-метра.

Слід враховувати, що при установці антени за вікно її параметри обов'язково зміняться. Тому ще на першому етапі бажано передбачити можливість підстроювання узгоджувального пристрою. Для цієї мети можна рекомендувати спосіб підстроювання за допомогою короткозамкненого витка, як це зроблено , наприклад, в деяких стаціонарних антенах. При цьому не слід всерйоз побоюватися того, що ефективність антени від цього, нібито, різко зменшиться. Добре зроблений короткозамкнений виток - із смужки товстої мідної фольги шириною 15 ... 30 мм, ретельно пропаянной в місці стику, має дуже малим опором і незначно зменшує добротність системи. У практичному плані потрібно подбати про те, щоб кільце розташовувалось як можна ближче до витках котушки, було від неї добре ізольовано і могло з невеликим зусиллям переміщатися уздовж її осі. Нижче буде проілюстровано процес налаштування антени таким способом.

Після закріплення антени зовні будинку потрібно повторити настроювальні маніпуляції. У разі особливо некоректної установки всередині будівлі може знадобитися зміна довжини штиря, так і перепайка точки відведення узгоджувального пристрою, однак це не повинно викликати труднощів з урахуванням накопиченого на першому етапі досвіду.. Рекомендується налаштувати антену в резонанс у сітці А і з допомогою короткозамкненого витка змістити його вгору по частоті на потрібний канал. Після завершення процесу установки потрібно закрити згода пристрій кожухом і переконатися в механічній міцності підвіски і розпірок.

Частотна характеристика описаної антени наведена на рисунку 4. Вимірювання проводили в наступних умовах: рівень потужності - 10 Вт ( р/ст. Dragon SY101 + PANDA 10ST), КСВ-метр SWR-430.

На тім же малюнку показана характеристика антени "BOOMERANG-SYRIO -27A"( тип - GP, загальна довжина 3.2 м). Їх порівняння переконує у певних перевагах саморобної антени. При практичних випробуваннях дана антена, будучи встановленою на рівні двадцятого поверху, забезпечила прибавку по прийому дальніх ( 55 ..65 км) кореспондентів до 2 балів порівняно з антеною, аналогічної антени "BOOMERANG-SYRIO".

І, насамкінець, ще раз про налаштування антени короткозамкненим витком. На малюнку 5 показано відповідне зміна частотної характеристики описаної антени при незмінній довжині штиря. З малюнка видно, що при надвигании витка на згода пристрій резонанс зміщується в потрібному напрямку і робоча смуга антени дещо розширюється.

Рис 4. Порівняльні характеристики антен

Рис. 5. Налаштування антени з допомогою КЗ-витка

Публікація: krasnodar.online.ru/hamradio, www.cxem.net