Симметричная линия из П-274 и диполь (simmetric line antenna)

                Количество внутриквартирных шумов такое чудовищное, что использование антенны-луча на диапазонах ниже 20М становится совсем бесперспективным. Конечно, передавать никто не запрещает, но приема как такового нет. В моём случае с согласующим Т-тюнером и лучом около 20 метров я получаю шумов на 20М около S8, на 40М около S9...S9+, на 80М около S9+. Понятно, что принимаются только "киловаттные" сигналы. 

               Хождения около дома с магнитной рамкой показали, что источником помех является само здание. Уровень помех на диапазоне 40М снижается с S8 к S5 на расстоянии 10 метров от здания. 

(Дрель для уничтожения источника шума)

Снизить количество шумов можно отодвинув антенну подальше от здания, а также исключить заземление и арматуру здания из системы питания антенны.  

Начальное состояние антенны-луча:

Предполагаемая переделка:

Не реализована, т.к. в даной ситуации зона сбора помех здания почти не отличается от аналогичной зоны луча. Еще более ранний вариант (без оранжевого провода) не подходит по той же причине - часть питающей линии "лестницы" будет служить противовесом лучу и собирать помехи от дома. 

Таким образом, для сохранения многодиапазонности, необходимо использовать симметричную линию питания, а саму антенну, тоже симметричную вынести подальше от здания. Помехи наводимые на симметричную линию от здания будут скомпенсированы и по-сути поступят в приемник в гораздо меньшем количестве.

Итак, цель работы - уменьшить шумы антенны и сохранить максимум диапазонов. Определяющие факторы: геометрия деревьев и маскировка всей системы.

 Отправляюсь в хозяйственный магазин для покупки телефонного полевого кабеля П-274 (тот самый у которого 4 медные и 3 стальные жилы). Взял 40 метров с запасом, цена 18 р/метр (цена 2020 года). Кабель скрученный, (витая пара), но без фиксации, расплетается довольно просто.

Показана бухта кабеля и заделка одного конца будущего диполя. Для лазанья по деревьям пришлось также соорудить лесенку:

Часть работы помог выполнить луч, моя старая антенна - я просто привязал новый провод к нему и протянул на улицу. Итак, полученная конструкция линии питания и антенны:

Ушло всего 32 метра провода. Из них 25 метров - двухпроводная линия питания, 4 метра идут по балкону (оставил так много в качестве резерва), 21 метр по улице, лучи диполя по 7 метров. Расстояние от здания до ближнего луча около 7 метров. Да, хотелось бы вместить лучи по 10 метров, чтобы точно покрыть 40М диапазон, но геометрия расположения подходящих деревьев такая, какая есть. Для нормальной работы антенны, необходимо иметь ее длину не менее 0.3 от длины волны, так что можно считать, что 40М берём! Высота центральной точки около 3 метров, правый край около 2.5 метров. Минимальный желательный уровень подвеса антенны не менее 0.1 длины волны для 40М здесь не выполняется, для 30М - на пределе. Направление излучения в горизонтальной поляризации - юг/север.

Точка ввода на балкон и крепление к фанере.

Груз натяжки линии

Кольцо разводки диполя из линии. Края диполя просто привязаны леской к деревьям.

Первые включения проводил с переделанным китайским KIT тюнером в симметричный.

Какого-то необычного уменьшения шумов не заметил, возможно из-за того, что не нашел необходимые настройки тюнером. Поэтому решился пересобрать свой кнопочный Т-тюнер для работы с симметричной линией. Предположительно, волновое сопротивление данной линии 160 Ом. Для уменьшения потерь в линии ее волновое сопротивление следует увеличивать, т.е. расплести и собрать на изоляторах в виде лесенки, но это уже хорошо заметная конструкция!

Кнопочный Т-тюнер, до переделки "фото на память"

После переделки, деталей чуть больше. Катушка подключается со стороны линии.

Теперь тюнер стоит на подоконнике, а не на балконе! Самое время проверить возможности согласования на разных диапазонах, а также оценить шумы, с которыми борюсь!

Отмечу, что можно найти несколько настроек тюнера по КСВ, близкому к 1, но важно настроить фидер как симметричную линию, а не "длинный луч". При правильной настройке значения ёмкостей должны быть одинаковыми, а отклонение стрелки датчика поля около линии  при передаче должно быть минимальным! Также отмечу, что для сравнения симметричной антенны с обычным лучом достаточно отсоединить одну клемму линии от тюнера. Практически, при отсоединенной клемме шумы возрастают, локальные синусоидальные помехи тоже, т.е. так легко понять, сигнал идет от здания или откуда-то из далека!

Проверка на передачу на 20М, и 30М новых особенностей не выявила, сигналы всё так же  принимают западные скиммеры. (WSPR, 1 Вт, два цикла передачи).

20М, 9:00 UT

20М, 12:56UT

30M, 13:16 UT

17M, 11:36 UT

Приведу сводную таблицу настроек и полученных уровней шумов по диапазонам:

Частота, МГц	Настройка L, мкГн	Настройка С1,С2, пФ	R, Ом	jX, Ом	КСВ	Шум симм.*	Шум несимм.*
28.1	1.79	82	52	-0	1.01	S2	S5
24.9	1.4	82	49	-2	1.15	S0	S7
21	2.24	82	45	-6	1.26	S0	S5
18.1	2.87	82	38	-8	1.53	S0	S7
14	3.4	150	37	-5	1.47	S3	S8
10.1	1.79	330	53	0	1.03	S8	S8**
7	3.4	22+330	32	+11	1.8	S3	S8
3.5	10.77	330	50	+36	2.2	S0	S8
1.8	-	-	30	-242	>10	-	-***

* Шумы показаны по S-шкале Yaesu FT-817. Один бал шкалы – это около 6 дБ по мощности.

** По данной шкале нет отличия на 30М, но полезные сигналы в симметричном варианте  громче примерно на 1 балл.

*** согласование не достигается. Не хватка индуктивности/ёмкостей или требуется смена подключения катушки на сторону устройства симметрирования. Симметричный вариант "тише".

В таблице показаны ёмкости наборных дискретных элементов без учета емкостей кнопочных переключателей, 30 пФ (Ст) и 24 пФ (Са). Измерения проведены в вечернее время выходного дня. Уровни шумов сильно отличаются в зависимости от времени суток и дня недели.

На некоторых диапазонах (10М, 30М) прибор показывает просто отличное значение КСВ:

По приёму особенно удивил диапазон 80М. При не полном согласовании (КСВ = 2.2) вполне ощутимая разница на таком НЧ диапазоне! Приведу пример приема WSPR сигнала земной волной:

Разница в уровне от 2 до 16 дБ в пользу линии и диполя. Уровни шумов непостоянны, но думаю истина где-то посередине.

Приведу еще пример приёма телефонии на данном диапазоне:

80M-simm.line-recording-20201025-185446

В середине файла звучит прием по симметричной линии и диполю, по краям файла звучит  обрыв одной из клемм линии - т.е. работа эквивалентной "антенны-луча" на приём.

Разница ощутима в пользу симметричной линии с укороченным диполем диапазона 80М. (плечи 7М+7М)

Для связи mail:  lis-soft /*at*/rambler   точка   ру

Лавриненков Игорь / R2AJA

Рестайлинг Inverted-V + симметрирующий дроссель + питание линией

          От предыдущего сообщения http://lavrinenkov.blogspot.com/2020/10/inverted-v-throttle-aa-340up.html прошла неделя и я провел очередную "прокачку" своей антенны Inverted-V. Скорректировал её размеры, заменил отсекающий дроссель на симметрирующий. 

             Снятые с коаксиального кабеля характеристики получились такие:

28 МГц	Частота мин, КГц	Частота сред, КГц	Частота макс, КГц
Частота	27760	28100	28640
R	30	45	75
jX	+11	+21	-26
КСВ	2	1.75	1

Полоса по уровню КСВ 2, dF = 880 КГц, хороший результат.

14 МГц	Частота мин, КГц	Частота сред, КГц	Частота макс, КГц
Частота	13710	13900	14130
R	20 ?*	58	37
jX	-28	-24	-20
КСВ	2	1.8	2

* данные могут быть недостоверными

Полоса по уровню КСВ 2, dF = 420 КГц, полотно все еще длиннее необходимого.

7 МГц	Частота мин, КГц	Частота сред, КГц	Частота макс, КГц
Частота	6840	7030	7470
R	110	48	30
jX	-52	+41	+35
КСВ	3	2.5	3

Полоса по уровню КСВ 3, dF = 630 КГц, полотно имеет нормальную длину, но согласование с кабелем 50 Ом неважное, КСВ не менее 2.5 на всем диапазоне.

Далее была проверка части полотна 5М+5М и полного 10М + 10М с питанием по телефонной "лапше".  Формул много, цифры разные, поэтому сопротивление лапши оценим как 200...300 Ом без вычислений. 

Симметричный тюнер сделан из китайского KIT - тюнера. Добавлен симметрирующий трансформатор ШПТ 1:1. Емкости последовательно к проводникам линии, индуктивность параллельно со стороны линии.

Согласование получается для 40/20/10М при полотне 10М+10М. 

30М диапазон согласовать не удалось.

Для связи mail:  lis-soft /*at*/rambler   точка   ру

Лавриненков Игорь / R2AJA

Рестайлинг Inverted-V + throttle + AA-340UP

          Пришло время модернизировать свое антенное хозяйство, в частности, в данной заметке напишу про свою первую коротковолновую антенну - Inverted-V.  Она была сделана из нескольких кусков провода, соединяемых крокодилом, куска коаксиала, и нескольких крепежей. Особых требований к ее работе не было, кроме как отсутствие "кубиков" (SWR < 1.6) по показаниям Yaesu FT-817. Таким образом она и была настроена, однако, иногда кубики нет-нет да и появлялись. 

         Прошел почти год с момента первого промера этой антенны анализатором AA-340UP, первая заметка про измерения антенны и коаксиал здесь: http://lavrinenkov.blogspot.com/2019/11/inverted-v-aa-340up.html 

        Кабель толстый, оплетка приличная, центральная жила - многожильная (устойчив к многократным изгибам), но, его параметры по частоте гуляют ужасно, наверное что-то с диэлектриком, может стареет? Да и потери не маленькие. При длине около 6 метров потери можно оценить так, подаем 4Вт на вход кабеля, и смотрим, сколько остается на выходе. Измерение проводится по ваттметру SX-600, нагруженному на активные 50 Ом.

P 7МГц = 3.7 Вт (REF=4.1 Вт)

P 14МГц = 3.1 Вт (REF=4 Вт)

P 21МГц = 3 Вт (REF=4.25 Вт)

P 28МГц = 3.75 Вт (REF=4.1 Вт)

В скобках показана измеренная мощность на входе кабеля для каждой частоты. Так, на основном для меня диапазоне 14 МГц, имеем потери энергии 22 %! 

Меняю кабель на более тонкий, тоже советский, одножильный. Оплетка тоньше, ломкость выше. Длина около 10М, позволит поднять антенну, не на 5 метров, а на 7-8 метров, что гораздо полезнее для Inverted-V. Забегая вперед, скажу что также заменил домашние кабели от антенн до комнаты. В итоге 3, казалось бы, хороших кабеля уходят в дальний резерв! 

Обзорное фото кабелей:

Снизу те самые прочные кабели, но с плохими характеристиками. Сверху более тонкий одножильный в черной изоляции, и более тонкий в белой тканевой обшивке, который используется дома.

Итак, отрезаю малополезный разъем СР-50-275ФВ (что-то типа SMA СССР), и заделываю BNC.

Советский конец под пайку оплетки:

Китайский конец под обжим оплетки:

Виден и обрезок с  СР-50-275ФВ.

Разные вилки BNC, просто такие были. Советская добротнее, но собирать сложнее, нужно очень точно зачищать оплетку и изоляцию (ни больше-ни меньше). Китай в этом плане проще, но паять оплетку к основе хуже, а обжим - это не так надежно.

Получаем комплект антенны Inverted-V заделанный кабель, дроссель, лучи с крокодилами:

Слева видна нагрузочка - 50 Ом. Дроссель выполняется на трех колечках, неизвестной проницаемости, по три витка встречно, тонким коаксиальным кабелем. Дроссель поможет минимизировать влияние кабеля на настройку антенны.

Отправляюсь в леса-поля и поднимаю антенну удочкой на высоту примерно 8 метров. 

По диапазонам получаю следующие данные:

28 МГц

Fr=28.6 МГц, R=64, X=-j16, КСВ=1.6

Полоса по КСВ=2, от 28 МГц до 29.6 МГц

если опустить антенну на половину высоты получаю

Fr=29.2, R=70, X=-j16, КСВ=1.7

Частота резонанса выше необходимой на 0.5 МГц

14 МГц

Fr=13.6 МГц, R=60, X=-j18, КСВ=1.6

Полоса по КСВ=2, от 13.350  МГц до 14.050 МГц

если опустить антенну на половину высоты получаю

Fr=13.6, R=57, X=-j19, КСВ=1.63

Частота резонанса ниже необходимой на 0.5 МГц

7 МГц

Fr=7.3 МГц, R=42, X=+j28, КСВ=2

Точный резонанс не наблюдается. Рабочая частота выше необходимой на 250 КГц.

Следовательно, теперь придется увеличивать и укорачивать сегменты Inverted-V, с учетом коэффициента укорочения проводника в изоляции Ку=0.96

Вернемся к измерениям кабелей.

Приведу картинки с антенного анализатора.

Белый тонкий в матерчатой оплетке:

Черный толстый многожильный:

Сборка нескольких тонких кабелей (для  Magnetic Loop)

Тонкий черный одножильный для Inverted-V

По оценке затухания такая табличка:

Точка измерения	7 МГц	14 МГц	21 МГц	28 МГц
Уровень на входе кабеля, Вт	4.1	4	4.1	4.25
Черный толстый многожильный 6м, Вт	3.7	3.1	3.75	3
Белый тонкий в матерчатой оплетке 7м, Вт	4	3.8	3.75	3.75
Сборка нескольких тонких кабелей 5м (для  Magnetic Loop), Вт	4.1	3.9	3.9	3.9
Тонкий черный одножильный для Inverted-V 10м, Вт	3.9	3.5	3.5	3.5

Показана входная и выходная мощности. Несмотря на затухание, настраивать антенну с новым кабелем у которого равномерная АЧХ гораздо проще. Потери на основной для меня частоте 14 МГц не более 12.5%.

Для связи mail:  lis-soft /*at*/rambler   точка   ру

Лавриненков Игорь / R2AJA