Подготовка к полевому дню 2007 (432МГц).

Если на 23см нужно всё делать по максимому, то на 432 и 144 можно руководствоваться принципом разумной достаточности. Дело в том, что после зоны полного внутреннего отражения, в зоне слабого тропосферного рассеивания, сигнал затухает так быстро, что дополнительные 3db усиления антенной системы увеличат предельную дальность связи всего лишь 20-30км. 

 Двух хороших антенн по 7м достаточно для успешной работы в любой зоне. Какую антенну выбрать? Какую бы Вы не выбрали, её необходимо проверить с помощью PC программы. В статье VE7BQH (DUBUS 1/96), на примерах расчётов разных по длине антенн, говорится, что выходные данные NEC 2 и YA354 практически совпадают. Сравним расчёты одной короткой (3м - 432) антенны, сделанной на YA354 с расчётом в MMANA:

YA354 G=14.34dbd, F/B=38.2db, Z=50.03-J0.31om. Время на расчёт=1сек.

MMANA (DM2=20) G=13.73dbd, F/B=23.04db, Z=29.02-J1.86om -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-. 2сек.

-.-.-.-.-.- (DM2=300) G=14.23dbd, F/B=28.37db, Z=42.53+J5.11om -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-. 2мин.

Идеальных программ не бывает, но желательна точность не хуже 5-6%. На разных антеннах все программы дают разную погрешность результатов.

Если в выбранной Вами антенне применяется петлевой вибратор или согласование T-match, будьте осторожны. Все расчёты построены не на анализе взаимодействия директоров со всеми составляющими сложных вибраторов, а на принципе замещения исходного линейного, на другой линейный с большим сопротивлением и другой длиной. Специалист согласится со мной, что это не корректно. К петлевому вибратору и T-match необходимы согласующие петли (200/50).

Конструкция T-match громоздка, а настройка не точная. На 432 изменение размера активного вибратора (А.В.) на 1мм требует изменения размеров 3-4 элементов. Два коротких шлейфа, выполняют роль согласующих индуктивностей, значит потери реактивной мощности в них не избежны. Плюс коэффициент передачи мощности в цепях с частичным включением генератора в нагрузку всегда меньше оптимального. В T-match включение около 0.3, ожидаемый КПД ~ 0.98. Есть ещё U-колено. Общие потери согласователя не меньше 0.2-0.3db.

Очевидно, что предпочтение следует отдать антенне у которой:

- нормированное Zвх - 50 или 75ом, с прямым подключением фидера.

- если антенна для системы «двойка», то при Zвх = 25 или 37.5ом есть простейшее согласование.

- более высокий параметр качества G/T. Здесь разница достигает нескольких db. Выигрышь на приём.

- не обращать внимание на разницу в усилении до 0.1db. Эту эфимерную величину не то чтобы ощутить при работе любыми видами, измерить приборами тяжело.

- конструкция предусматривает расположение элементов вне траверсы (на любых стойках) или применять пластиковые траверсы.

- для точного копирования которой у Вас есть все материалы.

Для начинающих радиолюбителей:

- не выбирайте антенну, требующую любой настройки.

- антенну к трансиверу подключайте кабелем только длиной, кратной длине волны в Вашем кабеле. Это что бы кабель не странсформировал ошибку Zвх вашей антенны до опасной величины.

- не сравнивайте параметры антенн с разными диаметрами элементов.

- выходное сопротивление TRSV близко к 50ом только при номинальной выходной мощности.

- антенна с питающим кабелем - это уже не антенна, а АФУ.

- всё подключённое к антенне (и через кабель), если оно имеет реактивность, влияет на её Fрез, Zвх.

(когда-то я изменял частоту ГПД ёмкостью, соединённой с ним длинным 3мм Ф4 кабелем).

Вернёмся к антеннам. При аккуратном формировании диаграммы можно снизить шумовую температуру антенны и получить на приём реальный выйгрыш в несколько db, при минимальном снижении усиления на на 0.1-0.15db. На передачу - чуть громче сказал - и эти 0.15db скомпенсировал, а на приём скомпесировать 1.5db можно лишь заменив четвёрку на шестёрку.

Какая конструкция крепления элементов на 432 предпочтительнее? Любая, в которой часть элемента не затенена траверсой. Элементы одной и той же 6.96м (432) антенны были размещены в пластиковой траверсе и, с расчётным удлинением, в 28мм траверсе из Д16Т через изоляторы. Разница приёма шума Солнца составила +1.0db в пользу первой.

C учётом выше сказанного, предлагается 5.86м антенна для системы двойка и 7.26м антенна для одиночной работы. Это не самые лучшие мои антенны при такой длине, а лучшие с 4мм элементами.

Параметры антенны для системы двойка - L70H46S6 :

L70H46S6 (5859мм): G=16.86dbd, F/B=31.4db, T=33.05K, G/T=+3.81db, Z=25.21-J0.01ом

Хороших антенн такой длины при Ш4мм элементов для сравнения нет, на пример:

BV70 8.5L(5870мм): G=16.71dbd, F/B=21.6db, T=58.54K, G/T =+1.18db, Z=279+J163ом - информация для тех, кто ещё их использует. Разница на приём 2.63db (1LE=2BV).

Параметры антенн L70E46D7 и K1FO:

L70E46D7 (7.260м) G=17.76dbd, F/B=30db, T=33.0K, G/T=+4.7db, Z=50.2+J0.08ом

K1FOm (7.319м) G=17.76dbd, F/B=26.2db, T=40.94K, G/T=+3.79db, Z=41.31+J3.52ом*

* удлинённый мною до сравнимой длины вариант K1FO30. Ошибка Zвх в 20% на пределе.

Выйгрыш первой антенны на приём ~1db.

Из этих антенн можно сделать хорошую четвёрку. Правда при системе 3 в одном (все системы на одной мачте), можно потерять от 0.5 до1.0db у каждой, на столько сильно взаимное влияние.
Примечание: каждый 1db потерь в кабелях, реле, разъёмах до МШУ (или RX) обходится в 2.25db потери чувствительности RX.


Имя - L70H46S6

 Размеры - мм

Fрез = 432.2 MHz

Рефлектор - одиночный

Директоров = 24  

Расчётные данные для свободного пространства:


При монтаже на стойках (см. 1296мгц) длина элементов не меняется.

Параметры системы при стеке по Е = 1.8 м (YA354):

G=19.96dbd, F/B=31.4db, T=30.68K, G/T=+7.25db, Z=50.4+J0ом, Е=22.1є, Н=9.9є

Антенны в систему соединяются так же, как на 1296мгц, то есть двумя трансформаторами из РК50, длиной кратной нечётному количеству четвертей волны в кабеле.

Конструкция антенны аналогична антенне на 1296мгц. Размеры элементов не изменяются.

Активный вибратор (А.В.) - разрезной полуволновый диполь. Рсстояние между половинками ~ 7мм.. Дополнение: при подготовке кабеля залуженная центральная жила длиной 8мм изгибается под углом 90є в 1мм над внутренней изоляцией и входит внутрь половинки А.В. Соединение пропаивается. Берётся ПСР Ш=1мм и длиной около140мм, складывается пополам, сдвоенным проводом делается три витка по оплётке, оставшийся сдвоенный конец отгибается параллельно центральной жиле и изгибается как она , но в другую сторону. Далее он вставляется в залуженный конец второй трубки А.В.. Соединение пропаивается (припой ПОС61 с флюсам). Чтобы трубки находили на выводы «за подлицо», на торцах у них делаются запилы. Под трубки А.В. подложена пластина из 3-4мм текстолита, размером ~36х60мм с отверстием, по центру, под кабель.Трубки к пластине привинчены четырьмя винтами М2.6. Пластина к буму (или его частям) привинчивается на стойках нужной высоты. Д1 и Д2 - алюминиевые с таким же монтажём как у других директоров. После полной сборки А.В., все соединения герметизируются, а вибратор обрезается по табличным размерам.

Эта система с кабелями по 1.764м (11λ/4k) Ѕ" Sp-E до МШУ(3П339) должна слышать Солнце (при среднем Flux) на ~8.5db. 1.764м кабеля до МШУ возможно при его размещении на дополнительной штанге, в зоне А.В. (см. рисунок п.9).

Вариант компоновки с системами двойками:

 

  1. Верхняя часть мачты.
  2. Вилка - 400 х 200мм - сталь. профиль 40 х 40 х 2мм. (200 - высота h).
  3. Подшипники скольжения со стопорными кольцами
  4. Усилитель бума - труба с внутренним Ш 53, длиной 1м (хорошо сталь).
  5. Д16Т труба Ш 52 х 3мм, длиной 5м - проходит внутри трубы 4.
  6. Стойка антенн 1296 - Д16Т Ш 25 х 2мм. (длина - изходя из стека и высоты стоек)
  7. Две стойки антенн 432- Д16Т Ш 32 х 2мм - длиной по 0.9м.
  8. Две стойки антенн 144 - Д16Т Ш 34 х 2мм - длиной по 1.5м
  9. К низу трубы 4 , по центру приварен поводок для актуатора , длиной около 190мм. Сверху крепится 2.5м Д16Т труба Ш 30х1.5мм, на конце которой, в зонах А.В. крепятся МШУ и реле.

Имя - L70E46D7

Размеры - мм

Fрез = 432.2 MHz

Директоров = 29

Рефлектор - двойной

Расстояние между рефлекторами = 180 мм

Расчётные данные для свободного пространства:

 При монтаже на стойках (см. 1296мгц) длина элементов не меняется.

Параметры антенны приведены выше. Конструкция такая же, как у L70H46S7. Отличие - рефлектор.

В пластине из любого диэлектрика (5 х 12 х 200мм) симметрично сверлятся два отверстия с шагом 180мм. (сверло Ш3.9мм + начало развёртки Ш4мм). В них с натягом загоняется рефлектор.На конце траверсы или добавляемого к ней, в зависимости от конструкции А.В., дополнительного отрезка

(~ 140мм), делается 5мм прорезь на глубину 12мм. В неё вставляется пластина рефлектора. После юстировки, симметрично относительно плоскости А.В. и директоров, прорезь стягивается винтом М4. У этой антенны кабель любой минимальной длины идет к реле, а от реле к МШУ. Наличие МШУ очень желательно. Эта антенна, с МШУ(3П339), расположенным под А.В. должна слышать шум Солнца (при среднем Flux) на ~ 6db.

Немного о необходимой мощности на FD-432. По этому вопросу каждый радиолюбитель имеет своё обоснованное мнение. Выскажу своё. Последние три года я использую двух диапазонный усилитель на ГИ7Б при Рвых около 300вт (TRSV имеет Рвых 20вт) и две антенны по 8м. Связи были проведены со всеми радиолюбителями, которых я слышал.Усилитель имеет размеры 100 х 200 х 310мм и вес 3.2кг. Блок питания на УСМ(ОСМ) 430, вес около 7кг. При переходе на ГС35 общий вес может увеличиться на порядок. Что делать, решает каждый сам. Если у радиолюбителя 75вт трансивер и одна антенна класса L70E44D7 - он то же может расчитывать на интересную работу и хороший результат.

PS. Опасения RA3DQT на счёт стоек понятны. Пояснения:

1. Вариант с изоляцией от РК - это не панацея, а на случай, если больше ничего нет. Не хотите пластик, сделайте тонкие (4мм) металлические, кроме первых 6 директоров. При тойже высоте удлинения не потребуется.  

2. Реакция траверсы (до 30мм) на элементы вне её считается точно и это проверено.

3. Этот вариант у меня на 4 х WU/LE стабильно отработал 4 года. До сотни QSO с Европой и до 1618км. Сейчас, по шуму Солнца, 2 х 3.1м LE работает почти так же. Судя по тестам - то же.

4. На 1296мгц дрейф стойки первых директоров +/-0.5мм вызывает появление +/- J1.3-1.4ом, последних - до 0.06ом, то есть не более 6% от R. На 432 - в трое меньше. Реально это не заметно. Изменение погоды в течение дня на параметры антенны сказывает ощутимее.

5. Не следует антенну перевозить в сборе - не будут деформироваться стойки с элементами.

Профиль поверхности земли (не высота) имеет при повседневном тропо решающее значение. Плавная среднерусская возвышенность также плавно приподнимает тропосферные слои. Это почти в двое расширяет зону полного внутреннего отражения. В результате связи через неё между КО85 и КО26/35 (более 700км) - обычное ежедневное дело. В KO64AR, который близко к вершине этой возвышенности, москвичи (375км) при повседневном тропо на всех диапазонах слышны очень плохо. А чуть севернее, в КO64CW(355км), ежедневно работаю с ними (и SSB) на 1296, имея одну стрелу 2.9м и 20вт (КТ946). На 144 сигналы возрастают на 10-15db.