Записки программиста

В результате последних экспериментов с траповыми диполями я остановился на двухдиапазонной антенне на 20 и 40 метров с трапами из коаксиального кабеля. Антенна прекрасно показала себя в работе и успешно пережила зиму. Но, как известно, нет предела совершенству. Поэтому антенну было решено переделать, добавив в нее диапазоны 10 и 80 метров.

Примечание: Вводную информацию касательно траповых диполей вы найдете в заметке Самодельный траповый диполь: теория и практика.

Балун был оставлен без изменений, 7 витков RG-58 на кольце FT140-43:

Трапы было решено мотать кабелем RG-58 на соединительных муфтах для пластиковых труб. Такими, к примеру, получились трапы на 7 МГц:

Муфты были заполнены монтажной пеной для защиты от воды и снега. Места пайки были изолированы при помощи термоусадочных трубок и эмалевой краски.

Для определения диаметра муфты и числа витков была использована утилита Coaxial trap из пакета GAL-ANA. С ее помощью были построены такие графики:

По этим графикам для требуемой частоты бралась подходящая муфта и на ней моталось нужное число витков с округлением в большую сторону. Подстройка осуществлялась растягиванием витков и при помощи антенного анализатора в режиме измерения комплексного сопротивления. Вот что получилось:

Трапы настраивались чуть ниже диапазона. Этим мы снижаем пиковое напряжение на трапе и уменьшаем вероятность его пробоя. Согласно нескольким источникам, настроенные таким образом трапы способны выдерживать до 1 кВт.

В качества полотна антенны был использован акустический кабель 0.75 мм². Он представляет собой два параллельно идущих провода, которые легко разделяются. Это особенно удобно, когда нужно отмерять плечи диполя равной длины. Кабель недорог в расчете на один метр провода, особенно если купить бухту 50-100 метров. Он прочен, хорошо паяется, а изоляция устойчива к воздействию окружающей среды.

Важно! С этой антенной обязательно используйте дроссель для защиты от статического электричества. Дроссель требуется правильно заземлить.

После примерно восьми часов «сними-подними, удлини-укороти, присядь-нагнись-распутай» были получены такие графики КСВ:

Здесь измерения проводились через 10 метров кабеля RG-213 без OSL-калибровки, поэтому графики примерные. Антенна была установлена в форме inverted-V на 10-и метровой мачте.

На 10-и метрах получилось два минимума. Тот, что ниже по частоте — это честный минимум, которые дают плечи по ~2.5 метра до первой пары трапов. Второй минимум вызван работой антенны на гармониках от всей длины полотна. То есть, этот минимум двигается вместе с настройкой остальных диапазонов.

Сначала минимумы были расположены близко, и меня это устраивало. Но после настройки диапазонов 20, 40 и 80 метров второй минимум поднялся выше по частоте. Поэтому КСВ на диапазоне получился 2.8 в худшем случае. Когда это обнаружилось, я уже слишком устал, чтобы снова перестраивать антенну начиная с 10-и метров, да и солнце начинало садиться. Еще мне показалось интересным, что антенну можно использовать на Си-Би. Фактически, получается пятый диапазон.

Так или иначе, 10 метров на данном этапе было решено оставить, как есть. Если понадобится, я подстрою этот диапазон в будущем.

На 20 и 40 метров антенна предсказуемо получилась более узкополосной, чем предыдущая двухдиапазонная антенна. Тем не менее, был получен КСВ < 3 на всем диапазоне 20 метров и на большей части диапазона 40 метров. Не предел мечтаний, но такова плата за четыре диапазона. Меня данный результат устраивает.

В диапазоне 80 метров не ожидалось ни широкой полосы, ни выдающейся эффективности. Антенна была настроена на SSB-участок для связи с местными радиолюбителями. Встроенный тюнер трансивера Yaesu FT-991A легко справляется с КСВ 4-5 на этом диапазоне, что делает антенну пригодной на интервале 3.507-3.745 МГц.

Результаты тестирования антенны при помощи WSPR с мощностью 5 Вт:

На 20 и 40 метров антенна выглядит более-менее аналогично предыдущей версии на два диапазона, с точностью до прохождения. На 80 метрах антенна пригодна лишь для работы с Европой, что ожидаемо. На 10 метрах на момент тестирования прохождения не было. Мой сигнал смогли принять только несколько местных радиостанций, расположенных в радиусе 100 км. Дополнение: Позже радиосвязи были проведены и на этом диапазоне.

Тестовые радиосвязи были проведены в телеграфе и SSB с мощностью 100 Вт на диапазонах 20, 40 и 80 метров. Также я около получаса поработал на общий вызов в FT8 на 20 метрах с мощность 40 Вт. Во всех случаях были получены хорошие рапорты. По дальности победила Япония (~7500 км). Соответствующие радиосвязи с радиолюбителями Tad, JH1HDT и Den, JA7AKH были проведены в телеграфе в диапазоне 40 метров. Трапы держат нагрузку, графики КСВ не уползают.

В целом, была получена нормальная антенна. Она похожа на предыдущую, но дает выход на большее число диапазонов. Также выяснилось, что 4 диапазона — это тот максимум, который можно получить из трапового диполя при сохранении более-менее нормальной полосы. Если вы хотите больше диапазонов, то на некоторых придется работать исключительно в цифре и/или телеграфе.

Дополнение: Антенна успешно пережила зиму. Были некоторые опасения по поводу использования монтажной пены под открытым небом, но они не оправдались. Пена потускнела под воздействием солнечного света, но сохранила свои свойства. Графики КСВ из-за снега и наледи не убегали.

Дополнение: Диполь на семь коротковолновых диапазонов

Метки: Антенны, Беспроводная связь, Любительское радио.