Для испытаний мне попал в руки образец трансформатора на объемном витке, изготовленный Сергеем R2AKT. Данные трансформаторы используются для широкополосного согласования в антеннах Comet CHA250. https://radioaficion.com/cms/comet-cha250b-hf-vertical/
Схема трансформатора:
Фото трансформатора:
Внешний вид антенны Comet CHA250:
Что говорит нам разработчик антенны, Дэвид K3DAV?
Сначала оценка конкурентов:
Butternat со своей HF6VX - все неплохо, но для расширения количества диапазонов надо доплачивать.
Diamond с BB7V - дешевая конструкция, с хлипким проводом между катушкой и основным элементом.
Titan-DX Gap Antenna - Вертикальный диполь с центральным питанием, у этой штуки много радиалов, которые могут сломаться на ветру
Hustler 6-BTV - неплохая антенна, но загруженная "ловушками мощности" (я так полагаю речь идет о трапах)
Hy-Gain c AV18-AVQII c трапами и дополнительной катушкой на 80 метров.
Jetstream c JTV680 - внешняя копия Comet CHA250 под названием JTV680. Антенна сделана из более легкого алюминия, легко ломается на ветру, а катушка подобна толстому резистору на 50 Ом, который "ворует энергию".
Каждая из этих антенн имеет высокое КСВ на ВЧ и требует дополнительного согласующего устройства!
На этом "технический обзор" конкурентов заканчивается, и начинается обзор Comet CHA250.
- Работает "чертовски хорошо";
- Не содержит трапов;
- Не требует радиалов;
- Допустимая мощность до 100 Вт;
- Рабочие частоты от 3.5 до 57 МГц;
- КСВ 1.6 или меньше;
- Длина антенны около 7.07 метра;
- Возможно работать на 160М с КСВ более 3.
Самой антенны у меня нет, зато есть этот трансформатор и мой луч, длиной 40 метров. Радиолюбители подобрали оптимальные длины лучей, которые могут работать с данным трансформатором и свели в таблицу:
Можно считать что мой вариант луча близок к варианту 38.65 метра (если указана величина с учетом коэффициента укорочения), либо к варианту 42.08 м (если цифры без учета Ку). В любом случае я должен получить приемлемое КСВ на диапазонах 80,40,30,20 метрах, которые и проанализирую в тестах.
Проведем измерение с помощью NanoVNA по полосе от 1 до 29 МГц:
В данном измерении в качестве ВЧЗ - рама окна. НаноVNA подключен к компьютеру, который заземлен. Получаем следующие значения КСВ:
80М - не менее 3
40М - не менее 1.4
30М - менее 2
20М - около 1.1
В общем при частоте более 9 МГц КСВ везде менее 2!
Шутки ради я отключу сейчас полотно антенны от трансформатора и покажу полученные графики от Нано Вна.
Получаем следующие значения КСВ:
80М - не менее 3
40М - не менее 1.5
30М - менее 2
20М - около 1.1
Почти и как с антенной - лучом! В общем, при частоте более 4 МГц КСВ везде менее 2! Интересно, ведь?!
Теперь мы готовы сравнить работу (потери) трансформатора от CHA250 и LC - тюнера на воздушных элементах.
20М два цикла WSPR, 5Вт, через CHA250:
Первый цикл: 49 спотов
Второй цикл: 40 спотов
Суммарно: 89 спотов
20М два цикла WSPR, 5Вт, через LC:
Первый цикл: 84 спотов
Второй цикл: 65 спотов
Суммарно: 149 спотов
(10*LOG(149/89) )= 2.2 дБ разницы по количеству спотов (LC/CHA250).
Здесь и далее логорифмические оценки по количеству спотов приведены для грубой оценки, их точность невелика, т.к. связана с активностью того или иного скиммера на диапазоне.
30М один цикл WSPR, 5Вт, через CHA250:
Первый цикл: 65 спотов
Второй цикл: 58 спотов
Суммарно: 123 спота
30М один цикл WSPR, 5Вт, через LC:
Первый цикл: 72 спотов
Второй цикл: 74 спотов
Суммарно: 146 спота
Примечание: картинки на 30М получены только по первому циклу WSPR
(10*LOG(146/123) )= 0.7 дБ разницы по количеству спотов (LC/CHA250).
40М два цикла WSPR, 5Вт, через CHA250:
Первый цикл: 69 спотов
Второй цикл: 53 спотов
Суммарно: 122 спота
40М два цикла WSPR, 5Вт, через LC:
Первый цикл: 93 спотов
Второй цикл: 105 спотов
Суммарно: 198 спотов
(10*LOG(198/122) )= 2.1 дБ разницы по количеству спотов (LC/CHA250).
80М два цикла WSPR, 5Вт, через CHA250:
Первый цикл: 8 спотов
Второй цикл: 9 спотов
Суммарно: 17 спотов
80М два цикла WSPR, 5Вт, через LC:
Первый цикл: 46 спотов
Второй цикл: 43 спота
Суммарно: 89 спотов
Что мы видим из этих картинок? Варианты с LC выглядят понасыщеннее спотами, а от 40М и выше появляются даже DX "прострелы". В цифрах также LC дает больше спотов, особенно на 80М. (10*LOG(89/17) )= 7 дБ разницы по количеству спотов (LC/CHA250).
Выполним статистическую оценку по уровням SNR WSPR.
Данные измерения имеют вероятностный смысл и справедливы при большом количестве опытов. В данном эксперименте я отобрал значения сигнал/шум от тех скиммеров которые показали схожие результаты в двух циклах WSPR через согласующее устройство, и результаты в двух циклах WSPR через трансформатор. Оцениваем разницу в дБ, а также среднюю разницу дБ по серии экспериментов в пределах одного диапазона. Теперь, мы готовы посмотреть на результаты.
Таблица оценки уровней сигналов пущенных через LC согласующее устройство и через трансформатор CHA250:
В сравнении отобраны споты с SNR не менее -15 дБ. Точность измерения SNR скорее всего выше для больших SNR. В столбце "дельта" показана условная разница по уровням, положительное число показывает перевес SNR для варианта с LC - тюнером.
Ниже приведено усреднение, которое и является искомым ответом.
В итоге получаем:
на 20М CHA250 проигрывает не менее 4 дБ,
на 30М CHA250 проигрывает не менее 4 дБ,
на 40М CHA250 проигрывает не менее 3.9 дБ,
на 80М CHA250 проигрывает не менее 9 дБ,
в последнем случае следует помнить про дополнительные потери на рассогласовании из-за повышенного КСВ.
КПД на 80М оценим как nl = 1 / [1 + 0.115*ai*(КСВ+1/КСВ)], ai примем 0.1 дБ на длине 2 метра
Так или иначе мы получаем серьезный проигрыш на 80М для трансформатора с CHA250 - от 7 до 9 дБ!
Я передавал, а Дмитрий сравнивал уровень сигнала получаемый с использованием LC или CHA250. Измерения проводились на приемник Маламут Мини М2
Результаты 80М (дистанция 31 км):
Шум -89 дБм
LC -74 дБм сигнал
CH250 -81 дБм сигнал.
Дельта = 7 дБ.
Опять получили проигрыш трансформатора около 7 дБ!
Но и это еще не всё. На диапазоне 80М я смог найти свой сигнал на websdr
http://websdr.swl.su:8902/ (
SWL.su WebSDR with RSP1A) дистанция 38 кмПередавая попеременно телеграфом LC "нажатие" и T "нажатие" убедился еще раз, что сигнал через CHA250 звучит тише:
Увеличу область под буквами LC:
Субъективная оценка RST: LC - 339, Трансформатор 119 (на грани восприятия)
Общий вывод по измерениям:
Трансформатор CHA250 позволяет работать на множестве диапазонов, (даже без полотна антенны), при этом потери в нём составляют от 4 до 9 дБ относительно тюнера на воздушных LC элементах.
Материал подготовил:Лавриненков Игорь / R2AJA
