Что проще, взять с собой в поход, портативную двухэлементную антенну на 20М, которая весит под 20 кг, или набор веревок и проволок, которые почти ничего не весят? Попробуем "лёгкий путь"!
В качестве технического задания: Построить многоэлементную антенну на 20М для эксплуатации в полевых условиях. Основные критерии: удобство установки, малый вес. За основу возьмем веревочные варианты. Хорошо известный вариант подвеса полотна 19-21 метр в форме VP2E и запиткой с краю можно дополнить таким же по размеру элементом полотна, смещенным примерно на 2 метра. Дополнительное полотно будет играть роль директора.
Высота вершин элементов около 6 метров, высота краев около 1 метра.
Диаграммы направленности такой антенны в двух поляризациях:
Получаем две рабочие зоны в H поляризации, и одну в V поляризации. Максимальное усиление 6.23 дБи, при подавлении заднего лепестка 7.79 дБ, зенитный угол 19.7 градуса.
Вроде бы все не плохо, кроме сложности подвеса такой конструкции. Для соблюдения расстояния между элементами придется фиксировать каждый в трех точках, что практически сделает ее неперемещаемой, либо использовать 3 легкие пластиковые или деревянные трубки длиной 2 метра в вершинах условной призмы, образуемой элементами антенны. Тогда, закрепив верхнюю трубку на оттяжке, появится возможность поворачивать такую конструкцию. В лесу поворачивать такую объемную конструкцию помешают деревья, а в поле потребуется дополнительно мачта высотой 6-8 метров для закрепления верхней точки. Запитывание такой антенны предполагается через согласующее устройство.
Рассмотрим другой вариант: Полуволновый Inv-V c директором.
Получаем усиление в горизонтальной поляризации 6.4 дБи при угле возвышения 43 градуса, при этом усиление при угле 5 градусов, всего -6 дБи. Входное сопротивление антенны может получится далеким от активных 50 Ом, и настройка займет большое количество времени. Питание с краю возможно только при небольшой высоте подвеса антенны и слабом усилении под небольшими углами (до 20 градусов).
Рассмотрим третий вариант: веревочная вертикальная двухэлементная яги.
Будем использовать схему Вибратор + Директор, питание через согласующее устройство. Зададимся высотой подвеса 11 метров, в дальнейшем это и будет самым сложным условием - найти отдельно стоящее дерево с высокой ветвью для подвеса. Поворот такой антенны будет сравнительно проще варианта "двойного VP2E", а для обеспечения размеров потребуется всего одна трубка длиной 2 метра.
Для расстояния между элементами примем за начальное расстояние 2.25 метра. При таком расстоянии оптимальные размеры Вибратора = 10.6 м, Директора = 10.1 м.
С полученными значениями уточним расстояние между элементами:
Оптимальное расстояние - 2 метра.
Еще раз уточним длины элементов, с учетом расстояния между ними в 2 метра:
Получаем для Вибратора Lв = 10.65 метра, для директора Lд = 10.15 метра. 2 строчка снизу.
И еще раз проверим оптимальность расстояния между ними L=1.75, 2, 2.25 м:
Для подвеса потребуется трубка или палка длиной 2 метра, веревка длиной 20 метров, дерево с веткой не ниже 11 метров.
Практически длину вибратора можно использовать от 10.8 до 10.3 метра, параметры антенны изменяются незначительно, кроме активного сопротивления, которое подстроится тюнером. Удобно принять стандартную длину 10.5 м, а оставшаяся часть будет удлинена перемычкой-соединителем между полотном и согласующим устройством.
Вес полученной антенны будет примерно такой же как у одинарного комплекта VP2E запитанного с краю, а усиление для зенитного угла 15 градусов 3.7 дБи, против 1.4 дБи.
Заметим, что двойная VP2E с директором, запитанная с краю и даст усиление 5.8 дБи при том же зенитном угле!
Теперь необходимо закрепить директор с лесой, для того чтобы его можно было быстро поднимать и опускать для проведения испытаний!
- Первое испытание с датчиком поля, отнесенным на 20 метров от антенны.
Проверяем на мощности 5 вт и 1 вт трансивера. С и без директора.
Ожидаем разницу сигналов в 3 дБ!
- Второе испытание – по скиммерам. Выполняются серии CQ на 5 Вт c и без директора.
Ожидаем разницу сигналов в 3 дБ!
Выехав в поле, ищем подходящее дерево с высокой веткой. Теперь работаем палкой с веревкой, пытаясь достичь высоты 11 м.
Закинув веревку на предполагаемую высоту, закрепляем двухметровую траверсу, с которой будут свисать элементы антенны и поднимаем на максимальную высоту.
К сожалению, полученной высоты оказалось недостаточно, для полного распрямления элементов, не хватило буквально метра. Других подходящий деревьев не оказалось и я продолжил рассматривать полученную конфигурацию антенны: «два наклонных элемента», тем более я видел описания работающих конструкций, с таким расположением элементов, правда в горизонтальной плоскости.
Внешний вид полученной геометрии элементов в окне MMANA-GAL:
ДНА двух элементов (вертикальная поляризация):
В итоге получим такую таблицу:
|
Расстояние до датчика от края антенны
10 метров |
||||
|
|
Уровень в мВ при сигнале 5Вт |
Уровень в мВ при сигнале 0.5Вт |
||
|
Вибратор+директор |
392 |
4.73 дБ |
80 |
5.4 дБ |
|
Вибратор |
676 |
149 |
||
|
Расстояние до датчика от края антенны
20 метров |
||||
|
Вибратор+директор |
26.8 |
4.8 дБ |
1 |
9 дБ |
|
Вибратор |
81 |
8.3 |
||
Для сопоставления уровней воспользуемся формулами:
20*LOG(U1/U2) при показаниях датчика поля > 200 мВ (линейный детектор) и
10*LOG(U1/U2) при показаниях датчика поля ≤ 200 мВ (квадратичный детектор)
Во всех случаях побеждает одиночный элемент с преимуществом не менее 4.7 дБ!
Посмотрев на диаграммы этих двух антенн в заданном направлении для угла 5 градусов видим разницу около 5 дБ в пользу одиночного элемента, т.к. ДНА двухэлементной антенны оказалась направлена по оси –Х, вместо ожидаемого направления в сторону директора!
По-поводу второй «скиммерной» части испытаний написать нечего. В день испытаний 26.09.2020 ионосфера была возмущена, и получить хотя бы один спот от скиммеров не удалось.
Для связи mail: lis-soft /*at*/rambler точка ру
Лавриненков Игорь / R2AJA
Комментариев нет:
Отправить комментарий