Измерение параметров штатной антенны Yaesu FT-817 [FT-817 antenna]

 В данной заметке полученные с помощью NanoVNA измерения параметров штатной антенны-резинки от FT-817. Схема измерений:

Металлический корпус как имитация корпуса FT-817. Возможны три варианта сборки антенны: Основание+длинный конец (Full), Основание+короткий конец (Cut) или только основание (Zero).

Для начала осмотрим весь диапазон от 1 МГц до 900 МГц.

Основание+длинный конец (Full):

F1=49.1 МГц  SWR=3.78, F2=155.2 МГц SWR=1.9, F3=666.3 МГц SWR=2.9

F1=49.1 МГц  SWR=3.78, F2=155.2 МГц SWR=1.9, F3=414.8 МГц SWR=2.5

Основание+короткий конец (Cut):

F1=155.2 МГц SWR=2.14, F2=414.8 МГц SWR=2.39, F3=668.1 МГц SWR=3.1

Только основание (Zero):

F1=159.7 МГц SWR=2.25, F2=440.6 МГц SWR=2.54, F3=668.1 МГц SWR=3.12

Перейдем к масштабу по оси у от КСВ=1 до КСВ=4:

F1=159.7 МГц SWR=2.25, F2=437.092 МГц SWR=2.53, F3=668.1 МГц SWR=3.12

Теперь детально посмотрим диапазоны 2М и 70СМ.

Диапазон 2М.

Основание+длинный конец (Full):

F1=151.933 МГц SWR=3.0, F2=155.1 МГц SWR=1.9, F3=158.5 МГц SWR=3.0

Полоса по КСВ=3, П=6.6 МГц

В диапазон 2М не попадаем, а минимальный КСВ рядом в районе 2. Прикоснемся рукой к основанию антенны и повторим измерения.

F1=145.8 МГц SWR=1.98, F2=148.5 МГц SWR=1.5, F3=151.3 МГц SWR=1.99
 Полоса по КСВ=2, П=5.5 МГц 

Уже ближе к диапазону, а КСВ меньше!

Основание+короткий конец (Cut):

F1=150.5 МГц SWR=2.99, F2=153.8 МГц SWR=1.94, F3=157.3 МГц SWR=2.95

 Полоса по КСВ=3, П=6.8 МГц 

В диапазон 2М не попадаем, а минимальный КСВ рядом в районе 2. Прикоснемся рукой к основанию антенны и повторим измерения.

F1=145.5 МГц SWR=1.49, F2=146.8 МГц SWR=1.36, F3=148.26 МГц SWR=1.47

 Полоса по КСВ=1.5, П=2.76 МГц

F1=143 МГц SWR=2, F2=146.8 МГц SWR=1.36, F3=150.1 МГц SWR=1.965

 Полоса по КСВ=2, П=7.1 МГц

Диапазон 2М с КСВ=2 перекрываем!

Только основание (Zero):

F1=154.7 МГц SWR=3, F2=158.2 МГц SWR=1.9, F3=161.2 МГц SWR=2.95

 Полоса по КСВ=3, П=7.1 МГц

В диапазон 2М не попадаем, а минимальный КСВ рядом в районе 2. Прикоснемся рукой к основанию антенны и повторим измерения.

F1=141.8 МГц SWR=1.5, F2=144.3 МГц SWR=1.2, F3=146.8 МГц SWR=1.5

 Полоса по КСВ=1.5, П=5 МГц

F1=139.6 МГц SWR=1.97, F2=144.3 МГц SWR=1.2, F3=148.6 МГц SWR=2

 Полоса по КСВ=2, П=9 МГц

Диапазон 2М (144-146) перекрывается даже с КСВ=1.5!

Диапазон 70СМ

Основание+длинный конец (Full):

F1=394.99 МГц SWR=2.98, F2=416.5 МГц SWR=2.39, F3=425.6 МГц SWR=2.99

 Полоса по КСВ=3, П=30.6 МГц. В диапазон 70СМ не попадаем. Прикоснемся рукой к основанию антенны и повторим измерения.

F1=409.16 МГц SWR=3, F2=419.6 МГц SWR=2.65, F3=446.6 МГц SWR=2.97

 Полоса по КСВ=3, П=37.44 МГц.  Можно считать, что 70СМ (430-440) по КСВ=3 захватываем!

Основание+короткий конец (Cut):

F1=394.2 МГц SWR=2.97, F2=416.5 МГц SWR=2.38, F3=427 МГц SWR=2.996

 Полоса по КСВ=3, П=32.8 МГц. В диапазон 70СМ не попадаем. Прикоснемся рукой к основанию антенны и повторим измерения.

F1=416.9 МГц SWR=2.99, F2=454.8 МГц SWR=2.78, F3=467.79 МГц SWR=2.974

 Полоса по КСВ=3, П=50.9 МГц. Можно считать, что 70СМ (430-440) по КСВ=3 захватываем!

Только основание (Zero):

F1=409.5 МГц SWR=2.97, F2=421.7 МГц SWR=2.44, F3=445.88 МГц SWR=2.997

 Полоса по КСВ=3, П=36.38 МГц.  Можно считать, что 70СМ (430-440) по КСВ=3 захватываем! Прикоснемся рукой к основанию антенны и повторим измерения.

F1=438.25 МГц SWR=3.01, F2=502.8 МГц SWR=2.35, F3=534.78 МГц SWR=3.005

 Полоса по КСВ=3, П=96.5 МГц. 70СМ диапазон почти полностью не перекрываем.

Вывод: Похоже, что для нормальной работы антенны необходимо держать корпус трансивера в руке, или хотя бы нести на плече. Также можно отметить, что основная работа по согласованию выполняется основанием антенны, а ее хвостики лишь нужны для большего отбора энергии эфира. Почему на 2М основание без хвостика согласовалось лучше - вопрос открытый.

Материал подготовил:

Лавриненков Игорь / R2AJA

/для связи e-mail: call+@+mail.ru/

Измерение параметров антенн Baofeng с помощью NanoVNA

 Проверяю с помощью NanoVNA параметры антенн от раций.

1. Baofeng штатная 144/433 (136-174/400-520)

2. Nagoya NA771 144/430 MHz wide band receiving coverage

3. Kenwood TK-6118A штатная 433 MHz

Первым делом проверяем и выполняем калибровку измерителя в диапазоне от 100 до 900 МГц. Хорошим признаком является показания КСВ=1 для нагрузки 50 Ом во всей полосе частот, а также заоблачный КСВ при открытом разъеме S0 =) 

[иногда наблюдаю проблемы с калибровкой, при которой NanoVNA показывает заниженные цифры КСВ, например вместо более 20 показывает от 3 до 5 или вместо 2 показывает почти 1. Причина пока не известна]

Выполняем измерения в полосе от 100 до 500 МГц, т.к. некоторые антенны двухдиапазонные.

На результат измерения (Полосу, центральную частоту, побочные резонансы, уровень КСВ) влияют:

1. Подключаемый кабель Type-C/USB влияет на результат измерения

2. Расположение антенн и NanoVNA относительно других предметов

3. Наличие запорных ферритовых защелок или дросселя из кабеля Type-C/USB.

4. Руки оператора. Следует понимать, что существует емкостная связь между корпусом рации и рукой человека, в который он ее держит при работе.

пример дроссель Nagoya NA771

пример без него Nagoya NA771 

Появляется сложная картинка в области диапазона 2М.

Итак, положим на стол NanoVNA и подключаем антенны

1. Baofeng штатная 144/433 (136-174/400-520)

(см. первое фото, антенна по центру)

 Диапазон 2М

По уровню КСВ=2, F1=137.2, F2=154.7, П=17.5 МГц

По уровню КСВ=1.5, F1=139.2, F2=152.3, П=13.1 МГц

На указанных границах антенны: 

При F=136 МГц, КСВ > 5

При F=174 МГц, КСВ > 10 

Диапазон 70см

По уровню КСВ=2, F1=396.9, F2=427.8, П=30.9 МГц

По уровню КСВ=1.5, F1=404.46, F2=411.6, П=7.14 МГц

На указанных границах антенны: 

При F=400 МГц, КСВ = 1.8

При F=520 МГц, КСВ > 6 

Можно считать результат удволетворительным, 2М перекрываются с КСВ не более 1.5

70 см имеет КСВ 2...3. 

2. Nagoya NA771

Отмечу три минимума КСВ

F1=139 МГц, КСВ=2.6

F2=206 МГц, КСВ=1.5

F3=434 МГц, КСВ=5

Как видим, антенна не попадает в любительские диапазоны 2М и 70см.

При отключении кабеля  Type-C/USB показания изменяются, но 

в диапазоны все равно не попадаем. 

с ферритом на USB/Type-C

По уровню КСВ=2, F1=180.8, F2=200.6, П=19.8 МГц

Минимум КСВ=1.5 достигается на частоте 180.8 МГц

3. Kenwood TK-6118A штатная №1 433 MHz

Диапазон 70см

По уровню КСВ=2, F1=410, F2=437.7, П=27.7 МГц

Минимум КСВ=1.5 достигается на частоте 422 МГц

Можно считать результат удволетворительным,  на диапазоне

70 см антенна имеет КСВ 2...3. 

Лабораторная картинка для неё же:

4. Kenwood TK-6118A штатная №3 433 MHz (еще одна такая же антенна)

Диапазон 70см

По уровню КСВ=2, F1=414, F2=454, П=40 МГц

Минимум КСВ=1.356 достигается на частоте 436.2 МГц

сравним измерение с лабораторным измерением: 

Минимум КСВ=1.28 достигается на частоте 433  МГц

Лабораторная картинка для неё же:

Нагойя пока не попадает в диапазон. Попробовал одевать орешки-ферриты на USB провод. Влияние на параметры антенны видно на фото:

Как видим для уменьшения влияния можно использовать от двух орешков.

Также пробовал подключать удлинитель SMA/SMA 10 см и 20 см (pig tail) 

На штатной Baofeng сразу возникает побочный минимум КСВ (10 см PigTail)

На Nagoya NA771 с коротким удлинителем 10 см, вроде бы все ок

Небольшая неоднородность на нижней полосе пропускания лечится "орешками", но полоса все равно не соответствует диапазону 2М

А вот 20 см удлинителем - ловим дополнительный резонанс.

Материал подготовил:

Лавриненков Игорь / R2AJA

lis-soft /*at*/rambler   точка   ру

Проволочная Уда-Яги на 20М. Часть 3 [wire Uda-Yagi 20M Thrid Part]

 Продолжение статьи о настройке проволочной двухэлементной Уда-Яги антенны на 20М.  

Начало статьи: http://lavrinenkov.blogspot.com/2021/05/20-wire-uda-yagi-20m.html

Вторая часть статьи: http://lavrinenkov.blogspot.com/2021/05/20-2-wire-uda-yagi-20m-second-part.html

Теперь, когда размеры антенны уточнены осталось привести образец в соответствие новым размерам. 

Установленная антенна wire-yagi 2-el 20M выглядит примерно так: 

(на фото дорисовка тонких элементов) 

Низ антенны:

Комплект измерительного оборудования: NanoVNA+AA-340UP+Asus Eee PC:

Сразу проверяем полностью КВ диапазон:

NanoVNA:

AA-340UP:

Резонанс один. И смотрим детально диапазон 20М.

AA-340UP:

Измеренная полоса антенны составляет 350 КГц, центральная частота 14.11 МГц, минимальный КСВ 1.1. Входное активное сопротивление около 50 Ом, реактивное сопротивление стремится к нулю. 

NanoVNA:

Маркерами обозначены границы полосы антенны по уровню КСВ 1.5. 

Измеренная полоса антенны составляет 1.1 МГц, центральная частота 14.17 МГц, минимальный КСВ 1.02. Входное активное сопротивление чуть больше 50 Ом, реактивное сопротивление около центральной частоты в районе нуля. Измерения приборов немного отличаются, и в целом похожи на теоретические результаты моделирования.

Проведена связь прямой волной в южном направлении с Владимиром RA3AFH, что соответствует очень малому зенитному углу и малому усилению антенны. Для наглядности посмотрим на диаграмму при зенитном угле 10 градусов. 

Здесь хорошо видно, что в направлении север-юг преобладает вертикальная составляющая поляризации, а ослабление относительно основного направления на восток около 10 дБ.

Далее были проведены измерения уровня сигнала маячка R2AJA/B расположенного в 4 км к юго-востоку от антенны. По S-метру FT-817 получено S8 для восточной ориентации антенны и S3 для западной ориентации. 

Через антенну было отправлено 5 циклов WSPR при западной ориентации и 5 циклов при восточной ориентации антенны. Все споты по WSPR получены с западного направления.

Количественная оценка показала, 99 спотов при западной ориентации и 11 спотов при восточной ориентации антенны, или соотношение 1 к 10. Для качественной оценки возьмем значения сигнал-шум полученные от бельгийского скиммера ON5KQ  от которого было получено по 4 спота с каждого направления антенны. Усредненное SNR для западного направления получилось -3.5 дБ, для восточного направления антенны -13.7 дБ.  И отношение F/B оценим как 10.2 дБ.

Оценка по телеграфным скиммерам затруднительна, из-за малого количества полученных спотов за время испытаний антенны, однако были получены пары спотов для двух направлений антенны от венгерского скиммера HA7GN. 

Усредненно имеем 16.5 дБ для западного направления антенны и 7 дБ для восточного. Оценка отношения F/B составляет 9.5 дБ.  

Таким образом антенну можно использовать по назначению, отношение фронт/бэк данной антенны около 10 дБ. 

Видеозарисовка (вторая часть) доступна здесь:

p.s.

20.06.2021 Выполнена установка антенны в полевых условиях, которая показала возможность установки антенны с смещением по оси у элементов не более 10 см. 

Правильно установленная антенна (прямоугольник) и график КСВ, маркеры по уровню 1.5:

Антенна установлена с закосом 20...30 см по оси у (параллелограмм):

Резонанс сместился выше на 200 кГц, полоса стала уже в 3 раза. 

Материал подготовил:

Лавриненков Игорь / R2AJA