Автор Тема: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения  (Прочитано 36317 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн R3GR

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 180
  • Репутация: +26/-29
  • QRA: KO92to
Предлагаю обсудить на форуме конструкцию простой коллинеарной антенны, по изготовлению которой у радиолюбителей за последние годы добавился некоторый опыт.

Заняться коллинеаром из кабеля мне когда-то помог случай.
Для целей некоторых исследований, что бы не засорять переговорами авиационный диапазон, нужно было быстро, в течении нескольких часов организовать радиосвязь между низко летящим бортом (самолет) и землей на расстоянии до 50 км в LPD диапазоне (433 МГц), используя имевшиеся в наличии стандартные радиостанции небольшой мощности.
Без надежды на хороший эффект, из подручных материалов, - это куски коаксиального телевизионного кабеля 75 ом и обломки пластиковой удочки, - была сооружена пяти элементная вертикальная антенна и подключена непосредственно к радиостанции Midland G225 без каких-либо согласующих и симметрирующих устройств. Антенна была установлена в поле. Высота нижнего элемента располагалась в 1,5 м от земли.
Вторая такая же радиостанция имела штатную укороченную антенну и размещалась в пластиковой кабине пилота.
Моему удивлению не было предела, когда с самолетом состоялась и затем постоянно поддерживалась уверенная связь на заданном расстоянии до 50 км., а максимальная дальность связи составила 90 км/ч. Высота полета при этом не превышала 200 м.

В дальнейшем, в процессе проверок и экспериментов было выявлено главное препятствие, не позволявшее получить качественную работу антенны при использовании длинного фидера. Оказалось, что подключение к антенне любого кабеля, имевшего или не имевшего симметрирующее и отсекающее устройство, неизбежно приводило к потерям и искажению диаграммы направленности.
Проверялась работа антенн размерами от трех до двенадцати элементов в диапазоне частот 400 - 500 МГц, снимались диаграммы при постоянном контроле КСВ. Для снятия диаграмм направленности антенны располагались горизонтально, чем влияние земной поверхности на симметрию диаграмм сводилось к минимуму.

В итоге было найдено решение, при котором лепесток диаграммы направленности в вертикальной плоскости вертикально стоящей антенны располагался сторого горизонтально и КСВ при этом близко подходил к 1,0.
 
Виктор, ex RA3GG

Оффлайн RW3XL Игорь

  • Очный чемпионат
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2848
  • Репутация: +455/-40
  • QRA: KO84dm
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #1 : 05 Январь 2016, 13:02:41 »
максимальная дальность связи составила 90 км/ч
эт как?
aka RK3X

Оффлайн R3GR

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 180
  • Репутация: +26/-29
  • QRA: KO92to
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #2 : 05 Январь 2016, 13:30:11 »
В полете по маршруту на высоте 200 м. относительно высоты аэродрома базирования периодически один раз в 2-3 минуты производились запросы по проверке связи. Последний запрос, на который был получен ответ состоялся над точкой, расстояние от которой до базовой станции составило около 90 км.
Вот так.
Виктор, ex RA3GG

Оффлайн R3GR

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 180
  • Репутация: +26/-29
  • QRA: KO92to
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #3 : 05 Январь 2016, 13:51:37 »
На картинке суть коллинеарной антенны из кабеля.
Маленький штырек вверху конечно же нужно убрать. Он вносит асимметрию во всю конструкцию антенны, что приводит к загибу "бублика" и его расширению.
Нужно также убрать противовесы и электрическое соединение антенны с кабелем, тогда можно будет как-то понять принцип работы антенны.
Виктор, ex RA3GG

Оффлайн UT6IO Григорий

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1381
  • Репутация: +148/-41
  • QRA: KN97GT
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #4 : 05 Январь 2016, 14:08:53 »
Мелковато!
С уважением Григорий ex RB5IIQ, US5IIQ
TS-2000SX, FT-991A
тел. "Феникс" 0713346029

Оффлайн R3GR

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 180
  • Репутация: +26/-29
  • QRA: KO92to
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #5 : 05 Январь 2016, 14:52:14 »
Почему?
Вы когда-нибудь пробовали настраивать коллинеар? Здесь же всё просто: замерил коэффициент укорочения кабеля, порезал на куски, спаял, прицепил согласующее устройство, и вперед на танки. Антенна не будет работать, только если её засунуть в железную трубу.

Может быть антенна из кабеля и проигрывает хорошему коллинеару в одинаковых размерах, но кусков кабеля можно напаять великое множество, а хорошо работающий коллинеар встретить трудно и ещё трудней изготовить. Кабели же сегодня есть хорошие, с малым затуханием и с Ку > 0,8.
 
А вообще-то я ещё не дошел до согласующего устройства, -  самого главного момента в этой истории.
Виктор, ex RA3GG

Оффлайн UT6IO Григорий

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1381
  • Репутация: +148/-41
  • QRA: KN97GT
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #6 : 05 Январь 2016, 15:04:37 »
Рисунок мелковат, ничего не разобрать!
Все гениальное удивительно просто!
С уважением Григорий ex RB5IIQ, US5IIQ
TS-2000SX, FT-991A
тел. "Феникс" 0713346029

Оффлайн R3GR

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 180
  • Репутация: +26/-29
  • QRA: KO92to
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #7 : 05 Январь 2016, 15:48:32 »
Прошу меня извинить, ещё не приспособился к этому форуму.
Эта картинка надеюсь выглядит получше.
Но еще раз подчеркну, - именно эта антенна работает плохо, хотя в её согласовании с кабелем присутствует рациональное зерно.
Виктор, ex RA3GG

Оффлайн Михалыч

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 4450
  • Репутация: +1415/-89
  • RDA: PS-23
  • QRA: KO37wa
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #8 : 05 Январь 2016, 15:50:24 »
Маленький штырек вверху конечно же нужно убрать
а не пробовали, вместо штырька, 50om резистор, центральная жила - экран, в "торце" верхнего элемента поставить? (разумеется с P соответствующей TRX)
"Scio me nihil scire"  73! UA1019SWL Игорь.

Оффлайн UT6IO Григорий

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1381
  • Репутация: +148/-41
  • QRA: KN97GT
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #9 : 05 Январь 2016, 16:07:17 »
Не силен в язЫках, но непонятно, k укорочения относится к внутреннему диэлектрику, или наружной оплетке?
Ахинея какая-то, а не антенна! Её только к качеру подключать через ртутное согласующее!
(Да простит меня модератор!)
С уважением Григорий ex RB5IIQ, US5IIQ
TS-2000SX, FT-991A
тел. "Феникс" 0713346029

Оффлайн RW3XL Игорь

  • Очный чемпионат
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2848
  • Репутация: +455/-40
  • QRA: KO84dm
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #10 : 05 Январь 2016, 16:14:57 »
Полет на дистанцию 90 км от аэродрома на высоте 200 м даже и не знаю что это. ЗРК?  :o
aka RK3X

Оффлайн R3GR

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 180
  • Репутация: +26/-29
  • QRA: KO92to
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #11 : 05 Январь 2016, 16:26:50 »
Игорь, спасибо за вопрос.

Антенну, которая на рисунке можно представить как GP со вставкой - трансформатором между штырем и кабелем, состоящим из трех полуволновых отрезков кабеля. У трансформатора Кпер=1, поэтому всё вроде бы и хорошо, и в этом есть рациональное зерно о котором я сказал выше. Но трансформатор хоть немного, но излучает, + потери. Поэтому сопротивление штыревой антенны будет как бы подшунтировано сопротивлением этого трансформатора, тратящего энергию на излучение. Т.е. сопротивление антенны в точке подключения к фидеру будет ниже, чем это было бы у штыря, и будут потери на рассогласование.

Кроме этого смысл работы антенны заключается в наличии стоячих волн в отрезках кабеля. Образуются пучности напряжения и тока за счет чего антенна излучает (принимает). У данной же антенны волновое сопротивление кабеля практически такое же, как и у антенны и как у фидера. Т.е. стоячих волн почти нет, значит отрезок из трех кусков кабеля почти не работает.

Если же штырь заменить резистором 50 ом, то антенна вообще перестанет работать, т.к. излучающими элементами являются штырь и противовесы. 
Виктор, ex RA3GG

Оффлайн Михалыч

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 4450
  • Репутация: +1415/-89
  • RDA: PS-23
  • QRA: KO37wa
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #12 : 05 Январь 2016, 16:31:46 »
Ахинея какая-то, а не антенна!
+!
к ТС: так где новые решения?
« Последнее редактирование: 05 Январь 2016, 16:34:27 от Михалыч »
"Scio me nihil scire"  73! UA1019SWL Игорь.

Оффлайн Михалыч

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 4450
  • Репутация: +1415/-89
  • RDA: PS-23
  • QRA: KO37wa
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #13 : 05 Январь 2016, 16:33:10 »
заменить резистором 50 ом, то антенна вообще перестанет работать
пока в конструкции антенны присутствует металл, перестать работать "вообще" она не сможет!
« Последнее редактирование: 05 Январь 2016, 16:38:08 от Михалыч »
"Scio me nihil scire"  73! UA1019SWL Игорь.

Оффлайн R3GR

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 180
  • Репутация: +26/-29
  • QRA: KO92to
Re: Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
« Ответ #14 : 05 Январь 2016, 16:38:17 »
Не силен в язЫках, но непонятно, k укорочения относится к внутреннему диэлектрику, или наружной оплетке?
Ахинея какая-то, а не антенна! Её только к качеру подключать через ртутное согласующее!
(Да простит меня модератор!)
Модератор, думаю, простит.
На К ук. в основном влияет диэлектрик между средней жилой и оплеткой. Индуктивность оплётки тоже влияет, поэтому кабель желательно выбирать со вспененным диэлектриком и фольгой в оплётке.
А на счет самого принципа такой антенны - зря. Работает неплохо. Но главное это 100% повторяемость и простота исполнения.

Позже выложу диаграммы и согласующее устройство. Пока не нарисовал в удобной форме.
Виктор, ex RA3GG