7-метровый вертикал с СУ

В 2012 году, в поисках лёгкой и многодиапазонной антенны для работы на выездах, я наткнулся на сайт DK7ZB с описанием антенны, которую автор использовал в своих DX-экспедициях [1]. Антенна представляет из себя нерезонансный 7-метровый вертикал с тремя, также 7-метровыми, противовесами, запитанный симетричной линией через автоматический антенный тюнер SG-239.

Антенна меня заинтересовала, но был один момент вызывавший сомнения - для запитки несимметричной антенны использовалась симметричная линия, да ещё и расположенная несиметрично относительно самой антенны. Однако пришла идея проверить (расчитать на моделировщике MMANA) два вопроса:

  1. Почему длинна вертикала, и его радиалов, выбрана автором (DK7ZB) именно 7 метров?
  2. Что будет если подвесить мой SG-239 непосредственно в точке питания антенны? Сможет ли он обеспечить согласование и на какие диапазоны?

7 meter vertical antennaИсходя из наличия пластиковой мачты высотой 10 метров, была смоделирована возможная конструкция будущей антенны представленная справа на рисунке. Семи метровые элементы антенны - медные провода (диаметр не критичен). Антенный тюнер укреплён на мачте на высоте 3 метра над землёй. Вертикальный излучатель и радиалы подключены непосредственно ко входу тюнера. Коаксиальный кабель от тюнера до трансивера произвольной длины.

Расчёты показали, что вертикальный излучатель длиной 7 метров является приемлемым компромисом для дипазонов от 10 до 40 метров. В диапазоне 40 метров антенна является укороченной и проигрывает полноразмерному четвертьволновому вертикалу, однако совсем незначительно, а диаграмма направленности практически соответствует - максимальное излучение под зенитным углом примерно 250. В диапазоне 10 МГц антенна почти полноразмерная (укорочена примерно на 41 см) - почти четвертьволновая. 

Начиная с диапазона 14 МГц преимущество перед четвертьволновым вертикалом начинает ощущаться сильнее - максимумы диаграммы направленность в вертикальной плоскости начинают прижиматься к горизонту. В диапазонах 18 и 21 МГц максимум усиления под зенитным углом 150...170 - это весьма неплохо для дальних связей.

В диапазонах 24 МГц и 28 МГц начинает ощущаться длинна антенны. Угол максимального излучения задирается сильно вверх, особенно на 28 МГц. Однако если сравнить усиление рассматриваемой антенны под малыми углами, то оно выше чем у четвертьволнового вертикала.

Таким образом антенна интересна не только для повседневных, но и для DX связей. 

В диапазоне 80 метров антенна сильно укорочена. Её входное сопротивление около 5 Ом с огромной реактивной составляющей. Автоматическому антенному тюнеру согласовать такое практически непосильно, да и общая эффективность будет мала. Здесь я подошёл к вопросу а сможет ли имеющийся у меня в наличии антенный тюнер SG-239 согласовать такую антенну, при установке его непосредственно в точке питания.

MMANA позволяет мгновенно и просто расчитать параметры согласующего устройства антенны на нужной частоте - т. е. можно пробежаться по всем диапазонам и получить необходимые комбинации и величины L и C для СУ.  А производитель автоматического антенного тюнера SG-239 позаботился и выложил подробные характеристики своего устройства, где можно увидеть какие максимальные и минимальные величины L и C он может обеспечить в своём СУ. Расчёты и сравнение показали, что тюнер SG-239 с успехом справится с согласованием данной антенны на диапазонах от 10 до 40 метров.

В итоге, в 2013 году антенна была построена и испытана. Расчёты полностью подтвердились. Антенна активно использовалась в поездках. Для ещё большего удобства было реализовано питание антенного тюнера по коаксиальному кабелю с использованием инжекторов постоянного тока на стороне тюнера и на стороне трансивера. Об устройстве инжектора можно прочитать здесь: "Питание по коаксиальному кабелю". Таким образом необходимость тащить к антенне дополнительный кабель 12 В питания тюнера (или устанавливать аккумулятор рядом с тюнером) отпала - всё происходит по одному коаксиальному кабелю. В некоторых случаях это очень удобно. Например, в ниже приведённых примерах использования данной антенны, был вариант установки её на башне маяка высотой 35 метров в дни ILLW активности. Достаточно было спустить вниз один RG213 коаксиальный кабель (длина его была 55 метров) чтобы подать 12 Вольт питания на тюнер и запитать антенну.

Примеры использования этой антенны приведены ниже. Всегда, после прочтения подобных описаний каких-то конструкций, хочется увидеть что-то реальное в примерах (Hi) - вот, это реальные выезды с реальным применением этой антенны, с фото и даже видео :) 

DXpedition to Kihnu Island, Estonia, 01-03.06.2013:

Полевой день в Lielrauceņi (II) 15-16.06.2013:

YL1ZX/P IARU Reg 1 Fieldday 06.2014:

ILLW 2017 - YL3BU and YL3AX from Oviši Lighthouse:

Vertical antenna with automatic tuner SG-239

 

Немного об автоматическом антенном тюнере SG-239. Чтобы сэкономить я выбрал тюнер именно этого типа. Он продаётся без корпуса и поэтому существенно дешевле. Заказывал непосредственно у производителя из Америки. Если планируется постоянная установка на улице, то выйгрыш в цене на тюнер без корпуса весьма сомнительный, так ка подобрать устоичивый к перепадам температур и влажности хороший и герметичный корпус довольно трудная задача. Для временной установки я использую сравнительно дешёвую электрическую коробку - "Корпус для автоматического антенного тюнера SG-239". Что ещё мне понравилось в его конструкции - вся печатная плата тюнера полностью помещена в экран. Наружу выведены только клемы подключения и светодиодные индикаторы для контроля. Очевидно это немаловажно при установке тюнера непосредственно около антенны, для защиты его внутренней электроники от наводок. Опционально для SG-239 можно приобрести (или сделать самому - не сложно) пульт управления, подключаемый по проводам, но этой опцией я не пользовался. 

 

Ссылки:

  1. The CE0Y-7-m-Triple-Leg by DK7ZB
  2. SG-239 Smartuner (SGC SMARTUNER™ COMPARISON CHART)
  3. MMANA-GAL (DL2KQ.de)

 

Любительская радиосвязь: 

Комментарии

Вертикалы-универсалы

Аватар пользователя YL2RMK

Ну вообще то -"Штырь, есть штырь" По сути не важно какой длины. Три настроечных элемента  , а именно С-резонанс, L- Band и C-последовательное к антенне, настроят любую практически длинну. Переключающийся отвод  от катушки L ближе к ОБЩЕМУ (GND) дадут четкое согласование  с низкомным кабелем.  От сюда вывод. )))  Покупаем внешний автоматический АТТ и ставим его у основания  (в точке запитки) практически любой антенны. Имеем результат ))) 

Да, это так. Согласовать

Аватар пользователя YL3BU

Да, это так. Согласовать можно и "гвоздь", как иногда говорят :) Просто хочется чтобы это максимально эффективно ещё и работало. Ну а если это подкрепляется ещё и какой-то теорией, то придаёт уверенности, что не просто "повезло", а это есть закономерный результат (Hi).

73! de Alex YL3BU

с творческим подходом...

Аватар пользователя YL2RMK

Это конечно, с творческимм подходом. smiley Но все же остаюсь при своем мнении, что наилучшим результатом, среди  прочих многодиапазонных вариантов, будет FD3-FD4. В силу хотя бы того, что шумит она на прием меньше других, а по сравнению с вертикалами и тем более. Разница на дальних трассах, до 0.5 балла, которые можно компенсировать мощностью своего PA. Но прием на неё очень  комфортный!  Это важней. Опять таки, противовесы не нужны....

добавлю..

Аватар пользователя YL2RMK

Единственный бэнд, где пожалуй вертикалу нет альтернативы , это 80-160м. На все остальное, все же предпочтительней  варианты проволочных антенн, лучших, чем  просто диполь.

Чтобы горизонтальная антенна

Аватар пользователя YL3BU

Чтобы горизонтальная антенна "стреляла" под такими углами, её надо повесить повыше. А это не удочку вертикально поставить :)

Пошёл на 20-ку, а там контест RDA "гремит". Он ещё почти двое суток будет греметь, а я приехал на полтора дня в днях активности маяков поработать ... 30 секунд и я в диапазоне 18 МГц, а потом пошёл на 10 МГц поработал. FD3  (40m-20m-10m) непрерывно по всей полосе от 10 до 40 метров не погоняешь :)

Немаловажно (особенно в поезках), что установить такую антенну - полчаса и в эфире. 
Да и помех на вертикальную антенну на выезде, вне города, гораздо меньше, чем в городе, Hi

Хотя, я конечно согласен - хорошо установленная и настроенная горизонтальная антенна - это хорошая антенна :)

73! de Alex YL3BU

Не соглашусь!

Аватар пользователя YL2RMK

Я знаю Саша, что ты любитель  Вертикалов. Я тоже имел GP и , почти на все ходовые диапазоны в разное время свого радиолюбительства. Последняя, стояла на 80-ку. И тоже имею представление об этой антенне )) КПД любого штыря, зависит от ситемы противовесов. Этот факт знают все. КПД её в наилучшем случае, едва ли достигает 50%, если потерь в грунте нет (скажем так), хотя уже смешно.laughcheekysmiley Шумливость штырей, самая высокая из всего, что только не поставь. И не стоит себя успокаивать, что загородом, будет гораздо поменьше. ))  Будет, да! Но если поставишь горизонталку (даже не пишу какую!), то шумов и вовсе не будет никаких практически в равных услових. КПД диполя, на высоте 0.5 лямбды, выше в два раза, чем у "золотого штыря".  Окей, нет возможности набрать высоты подвеса, как и писал, делай FD. На высоте в одну четверть лямбды (входное ант. = 200 ом), от самого низкочастотного диапазона (скажем для 40-ки, это 8-10м всего будет), антенна будет работать ничем не хуже,чем GP 1/4 , но ощущение по приему, даже и сравнивать  нечего. Штырь проиграет однозначно.  А система противовесов к любому GP вообще сводит "легкость и маловместительность " этой антенны на нет. Если конечно говорим о какой то эффективности последней. Многодиапазонность? Хорошо, допутим. 1. Трапы. 2. АТU у основания.  В первом случае, чистый воды гибрид с кучей недостатков. Во втором - дороговизна и система управления. Что не есть плюс, для такой простой антенны.  Как по мне, я лучше найду две точки опоры на высоте 10 м подвязать концы, чем так заморочусь с вертикалом. )) Еще раз повторюсь, что единственный вариант, это GP на НЧ. Там это хоть как то оправдывается. А если уж даже и собрался ставить GP на 80-ку (то есть по любому светит мачта высотой не менее 12м....) тогда уж лучше вертикальная Дельта.  Согласование - 50 ом. КПД -максимальное. Прием малошумный и "земли" не нужно почти. Опять таки, ситуация не впользу "палок". ))  Впрочем, кому что нравится ))

по полосе...

Аватар пользователя YL2RMK

Добавлю. Что можно ждать от многодиапазонного Вертикала, если активное низкое!!!  И часто от 15 до 35 Ом. Где 35,это даже уже супер ))  От сюда и полоса её рабочая, крайне низкая и чато на низах составляет от силы пару десятков кгц.  Грунт греть радости нет какой )))))