АНТЕННА

Т Р Е Х Д И А П А З О Н Н А Я

Волновой канал 11 элементов на 6 метровой траверсе

Замечание: "Данная антенна не является моей разработкой и, оговорюсь сразу, ни на какое первенство я не претендую и ни каких претензий не принимаю. Антенна является аналогом антенн CZ-570 XXL и XL-335. Мною подготовлены чертежи, эскизы и фотографии для возможного повторения её конструкции, а также сделана попытка просчитать антенну на программе MMANA". (RA6XPG).

1. Описание антенны.

Настоящая антенна волновой канал в своём составе имеет 3 элемента на 14 МГц радиолюбительский диапазон, 3 элемента на 21 МГц и 5 элементов на 28 МГц. И всё это с вполне приличным КСВ размещено на 6 метровой траверсе. С КСВ до 3:1 антенна работает на WARC диапазонах 18 и 24 МГц. Элементы антенны изготовлены из дюралюминиевых трубок Д16Т разного диаметра. Траверса из трубы Д16Т наружным диаметром 50 мм.

Рекламируемые параметры антенны приведены ниже:

Диапазон рабочих частот
Усиление антенны на высоте 22 метра над реальной землёй, дБ
Усиление относительно диполя на высоте 22 метра над реальной землёй, дБ
Уровень подавления заднего лепестка (F/B), дБ
КСВ
Эквивалентная площадь антенны, кв. м
Крутящий момент, in lbs
Максимальный радиус поворота, м
Вес, кг
14000-14350
13,0
5,0
23
<1,6:1
0,83
<450
6,5
Около 30 кг
18068-18318
9,5
2,2
7
<2,8:1
21000-21450
13,0
5,0
24
<1,7:1
24890-25140
9,5
2,0
11
<3,2:1
28000-29300
13,9
5,9
22
<1,4:1
Антенна предназначена для работы на открытом воздухе в интервале температур от -50 до +50 С при относительной влажности до 100% (при температуре +25 С), при скорости ветра до 160 км/час и 90 км/час при обледенении 10 мм.

Замечание 2. Для достижения параметров (в частности КСВ при заданном перекрытии по диапазону частот) необходима скрупулезная тщательная подгонка размеров длин вибраторов и контроле их с помощью точных измерителей параметров антенн. (RA6XPG).

Конструкция антенны весьма простая и особой сложностью не обладает и вместе с тем требуется терпение и определённые трудозатраты, а также финансовые капиталовложения (примерно ? часть от рекламируемой стоимости антенны).

Изучение рынка сбыта труб из дюралюминия на Северном Кавказе по Интернету (http://www.realmetal.ru, http://www.infogeo.ru/metalls) вывел меня на два источника: металлобаза в г. Краснодаре (ГАРАНТ МАСТЕР [ прайс ] Адрес: 350011, г. Краснодар,1-й Проезд Стасова, 2/1 (Карасунский) Телефоны: 235-85-26, 235-85-30 Факсы: 235-85-30. Труба Алюминиевая 6-120мм / АД 1 / АД 31 / Д 16 / АССОРТ.) и металлобаза завода люминофоров в г. Ставрополе. Максимально необходимый ассортимент предлагает только г. Краснодар. Средняя стоимость изделий из дюралюминия Д16Т - 120 000 руб. за тонну.

К вопросу об изоляторах для элементов. Рекомендую применить изоляторы из трубы PN20 (для холод. и горяч. воды) из полипропилена PPRC-3 Pilsa (http://www.alterplast.ru/production/5/) или какой-либо другой фирмы. Прошу обратить внимание, что трубы должны быть толстостенные, т.е. для холодной и горячей воды. Ибо трубы только для холодной воды имеют более тонкую стенку и пережимаются U-болтом при затяжке элементов. Кстати типоразмеры U-болтов применяемых для крепления вибраторов так же нужно подбирать по внешнему диаметру труб-изоляторов или протачивать канавку на трубе.

ВНИМАНИЕ. При сборе элементов антенны прежде, чем ставить заклёпки для соединения трубок элементов оденьте сначала изоляторы на центральную трубу иначе они потом не оденутся и вам придётся высверливать заклёпки и по новой их заклёпывать.

В качестве соединительного изолятора для активных элементов №5 и №6 применён стержень из фибергласса. Но наверное можно применить и другой материал - прочный как механически, так и как хороший диэлектрик.

Запитывание антенны производится одним кабелем волновым сопротивлением 50 ом через симметрирующий трансформатор. На эскизе (рис. ) видно, что активные элементы №5 и №6 имеют болты для электрического соединения. Элемент №5 соединяется с элементом №6 двумя перемычками длинной 55 см (по центрам наконечников 57 см) из провода ПВ (медь) диаметром 2,5 мм в полиэтиленовой изоляции. На концах перемычек методом обжима закреплены наконечники под болт М6, соединение защищено термоусаживаемой трубкой.

К болтам элемента №5 присоединяется согласующая катушка из провода типа ПВ (медь) диаметром 2,5 мм в изоляции. Диаметр катушки 7-8 см, количество витков - 7-8, индуктивность 2,5-3 мкГ. При настройке антенны , разжимая или сжимая витки катушки, добиваются минимального значения КСВ на диапазонах 20 и 10 метров.

К болтам элемента №6 так же подсоединяются гибкие выводы симметрирующего трансформатора и далее через коаксиальный разъём к кабелю РК-50.

О симметрирующем трансформаторе. Трансформатор представляет из себя отрезок коаксиального кабеля РК-50 9-11 на который плотно надеты и зафиксированы ферритовые кольца М1500 20х12х6 общей длинной до 25 - 30 см. С одной стороны к средней жиле и оплётке припаяны выводы длинной 50 - 70 мм из оплётки посеребренного (луженого) кабеля типа РК-50 (75)-2(-3) с наконечниками под болт М6, а с другой ВЧ разъём. Всё это помещено в трубу и залито герметиком. Труба может быть дюралевая или полиэтиленовая.

Из практики: прежде чем надеть кольца на кабель снял внешнюю изоляцию, так как внутренний диаметр колец был меньше наружного диаметра оболочки кабеля, и на её место надел и усадил термоусаживаемую трубку, на кольца сверху также надел и усадил термоусаживаемую трубку. Получилась крепкая конструкция.

ЧТО ЖЕ это за симметрирующий трансформатор такой? Рекомендую сначала прочитать статью на сайте http://www.cqham.ru/cons_ant.htm/balun4 ("Некоторые аспекты проблемы "балуна"). Возможно наверное применение и других типов симметрирующих трансформаторов, но это , пожалуй тема для дискуссии. Учитывая, что программуMMANA я ещё окончательно не освоил, а при расчетах параметров антенны получается далеко не 50 активных ОМ, а тем более к концам выделенных диапазонов, то и у меня возникает много вопросов на тему о параметрах антенны на которые я не могу себе пока дать ответ. Но работает!!!???

Порядок сборки антенны:

- Соберите элементы из трубок и заклепайте трубки между собой, при этом имейте ввиду, что трубку малого диаметра на 14 - 15 см для предотвращения окисления необходимо смазать смазкой РС-96тм. Перед сборкой элементов отметьте центр средних трубок элементов (вариант - сверлится по центру отверстие с одной стороны трубки и расклёпывается заклёпка). Это упрощает сборку антенны. Не забудьте перед склепыванием трубок надеть изоляторы на центральную трубку.

- Соберите траверсу, закрепите концы троса так, чтобы при оттягивании в его центре расстояние до траверсы составляло 40 - 60 см. Установите траверсу на 50-70 см над землёй.

- Подводя снизу элементы под траверсу зафиксируйте их по очереди все. Проверьте симметричность и горизонтальность расположения всех элементов. Если необходимо, выровняйте подогните -образную пластину. Затяните все гайки на U-болтах, но не переусердствуйте. Установите на активные элементы перемычки, параллельно друг другу, согласующую катушку и симметрирующий трансформатор. Последний зафиксируйте пластмассовыми стяжками. Стяжки применяйте только выдерживающие температуру от -40 C до +40 C. Как правило они бывают чёрного цвета.

- Имеет смысл активные элементы с обоих сторон зафиксировать стеклотекстолитовой планкой, так как при сильном ветре параллельность 4 и 5 элемента нарушается, что приводит к изменению КСВ диапазона 21 МГц.

- Определите геометрический центр тяжести антенны.

- Установите на трубу мачты узел крепления антенны и закрепите на нём антенну.

- Натяжкой троса придайте горизонтальное положение траверсе и U-болтом закрепите трос на трубе мачты.

- Подсоедините коаксиальный кабель при этом тщательно герметизируйте разъём герметиком, лентой ЛЭТСАР и изолентой, закрепите изоленту стяжкой и приступайте к настройке антенны.

Настройка заключается: - в определении резонансной частоты и КСВ по диапазонам; - подгонке размеров элементов методом укорачивания (удлинения) тонких трубок с их концов, а также изменением расстояния между витками катушки. Необходимо иметь ввиду, что с изменением высоты антенны изменяется и КСВ. Так как местоположение и высота подвеса антенны у всех будет разными имеет смысл изначально длину крайних трубок увеличить сантиметров на 5-7. Для резки труб я применил небольшой труборез для цветного металла и тонких стальных труб. Его длина всего 15 см, вес около 200 грамм и стоимость 80 рублей.

Опыт эксплуатации антенн, с указанным выше способом соединения трубок элементов показывает, что со временем заклёпки разбалтываются и, как следствие, нарушается контакт между трубок и антенна перестает работать. Как у меня и было. Что предпринять?

В оригинальной конструкции антенны производства КБ АТ БРИЗ применяется крепление тремя заклёпками. Я у себя добавил ещё две снизу. Некоторые радиолюбители разрезают ножовкой концы трубок вдоль её оси и стягивают внешнюю трубку автомобильными хомутами. Но говорят это тоже ненадёжно. (Для информации: зачастую на рынках и в автомагазинах мы видим красивые блестящие авто хомуты из тонкого металла, но в продаже есть ещё и хомуты из более толстого металла толщиной около 1 мм - ищите и найдете!). Специалисты "Yagi RU" пошли ещё дальше. Они, переделав труборез, сделали трубообжимной инструмент и с успехом прокатывают концы трубок. Для этого достаточно заменить на труборезе режущий диск на металлический валик.

Несколько замечаний:

Не имеет смысла поднимать антенну выше 7-10 метров над крышей многоэтажного дома, так как диаграмма направленности формируется от земли.

Рекомендуемая длина кабеля питания антенны рассчитывается по формуле:

Lкаб=N x 1/2λ x Kук,

где N любое количество полуволн, Kук - коэффициент укорочения кабеля, - длина рабочей волны. Для кабеля РК-50-7-11 (RG-213), Kук - 0,66 для антенн диапазона 7 МГц и выше длина должна быть кратной 14 метрам (14, 28, 42, 56 м), а для антенн диапазона 14 МГц и выше - кратной 7 метрам (7, 14, 21 м и т.д.) Нельзя оставлять кабель на поверхности земли или крыши во избежании попадания влаги в кабель, нужно только подвешивать его S-метр Вашего трансивера не является точным измерительным прибором поэтому он не может быть использован для настройки антенны. Чертежи на антенну разработаны в программе "CATIA" и сохранены в AutoCAD. Под моим чутким руководством с программой работал мой сын Анатолий. Ему отдельное спасибо!

Таблица №1

Размеры трубок элементов антенны (с учетом размера вставки (140 мм) в трубку большего диаметра), мм

Номер элемента
Количество трубок, шт
Диаметр трубки/длинна , мм
Суммарная длинна элемента
25
20
16
12
1
7
3000 - 1 шт.
2000 - 2 шт.
2000 - 2 шт.
420 - 2 шт.
11000
2
5
3000 - 1 шт.
2000 - 2 шт.
530 - 2 шт.
7500
3
3
2000 - 1шт.
1860 - 2 шт.
5440
4
5
3000 - 1 шт.
2000 - 2 шт.
330 - 2 шт.
7100
5 акт
6
1500 - 2 шт.
2000 - 2 шт.
1610 - 2 шт.
10000 (в т.ч. 60 мм вставки изолятора)
6 акт
6
750 - 2 шт.
1500 - 2 шт.
600 - 2 шт.
5200 (в т.ч. 60 мм вставки изолятора)
7
3
2000 - 1шт.
1670 - 2 шт.
5060
8
5
750 - 1шт.
1500 - 2 шт.
1735 - 2 шт.
6660
9
3
2000 - 1шт.
1640 - 2 шт.
5000
10
5
3000 - 1 шт.
2000 - 2 шт.
1610 - 2 шт.
9660
11
3
2000 - 1шт.
1560 - 2 шт.
4840

Расчетные данные для элементов антенны CZ-570 XXL (Данные из Интернета)

Номер элемента
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Размер, мм
11000
7500
5440
7100
10000
5200
5060
6660
5000
9660
4840

Оптимизированные размеры элементов антенны по MMANA

Номер элемента
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Размер, мм
11000
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?

Опись приложений:

Схема антенны Лист 1

Способ соединения трубок элементов Лист 2

Сборочный чертёж узла крепления траверсы антенны к мачте Лист 3

Чертёж пластины крепления элементов к траверсе Лист 4

Сборочный чертёж узла крепления элементов на траверсе Лист 5

Сборочный чертёж узла соединения активных элементов Лист 6

Сборочный чертёж траверсы Лист 7

Эскиз "Способ питания антенны" Лист 8

Крепление антенны к мачте, трехмерная проекция Лист 9

Траверса в сборе, трехмерная проекция Лист 10

Ведомость комплектации антенны. Лист 11

Фото узлов антенны 18 фотографий

Всем Удачи, 73. Сергей, RA6XPG

Приложение №1

Схема антенны:

 

 

ВЕДОМОСТЬ КОМПЛЕКТАЦИИ АНТЕННЫ

№№ п.п.
Наименование
Количество
1
Элементы антенны
11 шт.
2
Изолятор элемента, внутренний диаметр 21 мм
8 шт.
3
Изолятор элемента, внутренний диаметр 26 мм
14 шт.
4
Траверса, длинна 6 м диаметр 50 мм
1 шт.
5
Заглушки траверсы (для торцевых отверстий)
2 шт.
6
Пластины крепления траверсы к мачте
2 шт.
7
Болт М10х25 (для стяжки пластин)
4 шт.
8
Шайба М10
4 шт.
9
Пружинная шайба под болт М10
4 шт.
10
Гайка М10
4 шт.
11
Болт М8х60 (для траверсы)
3 шт.
12
Шайба под болт М8
3 шт.
13
Пружинная шайба под болт М8
3 шт.
14
U-болт 54 (для крепления траверсы к пластине)
4 шт.
15
U-болт 42
14 шт.
16
U-болт 35
8 шт.
17
Пластина для крепления элементов к траверсе
11 шт.
18
Изолятор для активного элемента
2 шт.
19
Болт М6х50 (для подсоединения клемм питания)
4 шт.
20*
Шайба под болт М6
4 шт.
21
Гайка М6
4 шт.
22
Перемычка питания
2 шт.
23
Катушка согласующая
1 шт.
24
Рым-гайка М8 (для крепления троса)
2 шт.
25
Зажим троса
4 шт.
26
Коуши для троса
2 шт.
27
Трос растяжки траверсы, диаметр 3 мм
6 м
28
Симметрирующий трансформатор
1 шт.
29
Заклёпки диаметром 4 х 8 мм
195 шт.
30
Заклёпки диаметром 8 х 12 мм
18 шт.
31
Пластиковая стяжка морозоустойчивая 300 мм
5 шт.
32
Смазка РС-96ТМ
1 туба
33
Лента ЛЭТСАР
25 см

Примечание:

1. * Для увеличения надежности затяжки всех болтовых соединений целесообразно применить гайки М6, М8 с пластиковой вставкой.

2. При изготовлении траверсы из 2-х труб по 3 метра, для исключения расплющивания труб при затяжке болтов, целесообразно в месте стыковки труб вложить пластмассовую или деревянную вставку соответствующего диаметра и длинной 10-15 см.

3. С торцов траверсу необходимо закрыть пластиковыми вставками (стеклотекстолит, текстолит и др.) для исключения попадания осадков во внутрь трубы.

Полностью материалы по конструкции антенны состоят из:

(1,01 Mb rar) - текстовое описание, фотографии, чертежи.ЗДЕСЬ или ЗДЕСЬ

(0,3 Mb rar) - оригинальные рисунки, выполненные в AutoCad.ЗДЕСЬ или ЗДЕСЬ

ПРИ СКАЧИВАНИИ МАТЕРИАЛОВ ПРОГРАММЫ-КАЧАЛКИ ИСПОЛЬЗОВАТЬ НЕЛЬЗЯ, НАШ СЕРВЕР ИХ НЕ ПОДДЕРЖИВАЕТ, РАЗРЫВАЕТ СОЕДИНЕНИЕ.

<<< НА ГЛАВНУЮ <<<