Опять коллинеар из кабеля. Новые решения

[R3GR]

Кусок ДВП через 30 сек. завонял, через 1 мин. расслоился. Пришлось вынуть.

Через две минуты:
- кусок толстого стеклотекстолита очень теплый, почти горячий;
- куски стеклотекстолит 2 мм от печатных плат, полистирол, поликарбонат и полипропиленовая муфта на ощупь чуть тёплые, разница температур не заметна.

[R3GR]

Но, продолжу.

Изготовление антенны.
Проверка коэффициента укорочения кабеля.
Прежде чем начинать измельчать кабель, приготовленный для антенны, необходимо уточнить его коэффициент укорочения. Коэффициент укорочения показывает во сколько раз скорость распространения сигналов в кабеле меньше скорости света в вакууме. Из этого следует, что самый правильный способ, это замерить скорость распространения радиоволны в кабеле. Но необходимых для этого приборов у подавляющего большинства радиолюбителей нет, поэтому здесь будет описан способ, позволяющий радиолюбителю произвести замеры при помощи обычного связного приемника.

Для расширения кругозора предлагаю ознакомиться с информацией по ссылкам: 
http://www.cqham.ru/coax14.htm
http://forum.qrz.ru/42-antennye-izmereniya/37386-narezka-kabelya-opredelennoy-dliny-2.html

Для начала нужно изготовить генератор шума. Подойдет простая схема на КТ315, если ваш приемник имеет хорошую чувствительность.
Всё это подключается так как показано на картинке.
Способ измерения простой. Нужно настроиться на минимальный уровень шума и записать частоту.
Затем арифметическим способом рассчитать длину полуволны в кабеле.

Привожу пример.
Взят кусок кабеля длиной 1950 мм. С одного конца оплетку соединяем со средней жилой, другой конец кабеля вставляем в гнездо приемника так, чтобы был доступ для подключения генератора шума. Внутри приемника разъем подключен к УВЧ отрезком кабеля 80 мм.
Поэтому от замкнутого конца кабеля до точки измерения расстояние составит: 1950 + 80 = 2030 (мм).
После подключения генератора шума его минимальный уровень (шума) определен на частоте 132,55 МГц.
Для частоты 132,55 МГц половина длины волны составит: 150/131,85 = 1132(мм)
Сравнив две цифры 2070 и 1132 делаем вывод, что в отрезке кабеля «умещается» две полволны длины волны.
Определяем Кук.
1)   1132 * 2 = 2264
2)   2030/2264 = 0,897
Проверяем подавление шума на удвоенной частоте. Шум минимален на частоте 265,3 МГц. Где-то очень близко. Ошибка незначительна.

Вся процедура определения коэффициента укорочения вместе с изготовлением генератора шума и печатанием текста заняла у меня около часа.

[R3RW-Сергей]

Через две минуты:- кусок толстого стеклотекстолита очень теплый, почти горячий;

Там основную бяку эпоксидка даёт, ей и пропитано стекловолокно. Я для настройки конденсатора на горячем конце, вводил флажок из стеклотекстолита. Темнел, чернел и обуглившись пробило.

[R3GR]

Там основную бяку эпоксидка даёт, ей и пропитано стекловолокно. Я для настройки конденсатора на горячем конце, вводил флажок из стеклотекстолита. Темнел, чернел и обуглившись пробило.

Сейчас для соединения волокон применяют очень разные полимеры. Радиочастотный и электротехнический стеклотекстолиты наверное получше будут, но удочки делают неизвестно из чего. Нужно проверять. Отвержденная эпоксидная смола ЭД-18, кстати, раньше считалась неплохим диэлектриком и широко применялась у нас в радиоэлектронной промышленности как основа для различных компаундов. А в смолу можно намешать и алюминиевую пудру, что мы и делали. Не расшибёшь. Дырки в картерах и коленвалах заклеивали.

[R3GR]

Изготовление элементов антенны.
Получив Кук, можно рассчитать длину заготовок элементов антенны.
Для частоты 430 МГц получается следующий размер элемента.
l = 150/F * Кук
l = 150/430 * 0,897 = 0,313 (м)
Пускаем по 5 мм на нахлёст (всего 10 мм) и получаем длину заготовки.
313 + 5 + 5 = 323 (мм)
Подготовка элементов для сборки заключается в срезании с концов по 5 мм оболочки, оплетки, и обкладки из фольги. Затем снимается ещё по 5 мм оболочки, на открывшийся конец оплетки и фольги наматывается по 4 витка медной, предварительно залуженной проволоки диаметром 0,5 мм., пропаивается с применением флюса для пайки алюминия, залуживаются концы центральной жилы.

Остатки флюса снимаются спиртом, а затем нейтрализуются щелочным (мыльным) раствором и промывается водой. Обращаю внимание на важность этой процедуры. Если этого не сделать, то буквально через 2-3 недели пропаянный участок фольги отделится от общей её части. Возможно у кого-то есть в запасе другой, более надежный способ пайки.

Сборка полотна не представляет сложности, нужно только обратить особое внимание на то, чтобы в месте пайки не произошло замыкания.
Когда полотно уже собрано, нужно проверить его рабочую частоту. Для этого нужно опять воспользоваться приемником и генератором шума.
Один конец антенного полотна замыкается так как это было сделано при определении Кук, а второй должен быть подключен к антенному разъёму приемника, НО! В приемнике между точкой измерения и антенным разъемом имеется отрезок кабеля длиной 80 мм, который испортит всю картину измерения. Поэтому его нужно дополнить до половины длины волны рабочей частоты 430 МГц. Для этого между антенным разъёмом и полотном антенны вставляется отрезок кабеля длиной: 313 – 80 = 233 (мм), - таким способом вводится приборная поправка.
Подключаем шумовой генератор определяем рабочую частоту полотна антенны по минимальному уровню шума.
Проверку, впрочем, можно и не делать, потому, что допущенная при проверке ошибка может стать причиной переделки правильно изготовленной антенны. А если при проверке возникло сильное несовпадение частоты, то сначала нужно понять его причину.

После проверки стыки элементов заполняются молекулярным клеем и закрываются термоусадочной трубкой.

[R3GR]

Согласующее устройство.
К тексту приложена схема согласующего устройства для 430 МГц, рисунки и снимок.
Индуктивности имеют диаметр 5 - 6 мм. (не критично).  Количество витков 1 и 2 в зависимости от длины антенны. Для короткой антенны 3 эл. и меньше L1 - 1 виток, L2 - 2 витка. Для антенны состоящей из четырех элементов и более L1 - 2 витка, L2 - 1 виток. Есть и промежуточный вариант (уже не помню для чего) 2 + 2 витков.
Согласующее устройство рассчитывалось на мощность до 10 вт. Соединяется с радиостанцией кабелем 50 или 75 ом.

Думаю, что изготовление согласующего устройства является самым простым делом в изготовлении антенны, поэтому никаких рекомендаций давать не буду. Единственное замечание: согласующее устройство должно располагаться в пластмассовом корпусе.
Если же возникнут вопросы, с удовольствием на них отвечу.

Настройка антенны (согласующего устройства) возможна при наличии одного лишь стрелочного индикатора напряженности поля. Настройка производится на максимум при расположении индикатора на расстоянии 1 – 2 метров от антенны.
При наличии приборов настройка особенностей не имеет. Единственный совет, который можно дать: для некоторого расширения полосы можно попробовать увеличить связь с антенной до КСВ = 1,2 - 1,3  в средней точке нужного участка диапазона подстройкой С1 и С2.

Вот и всё.
Спасибо всем, кто помог советами и замечаниями, и участвовал в обсуждении.

Виктор (ex RA3GG).

[R3GR]

Вот ещё согласующее устройство для 144.
Параллельно С1 припаян конденсатор на 6,8p, параллельно С3 припаяно 12p.
Т.е. С1 должен быть 4/20, а С3 5/30.  Количество витков: Одна катушка разделена на две секции по 3 витка, вторая одиночная 3 витка. Внутренний диаметр 7 мм, провод 1 мм.
Антенна 5 эл. испытывалась как приемная, была изготовлена за несколько часов и временно установлена вместо 5/8 на высоте около 30 м над землей. Никакие замеры не производились, записей по размерам не сохранилось, осталось очень хорошее впечатление от её усиления, и плохое от узкой полосы пропускания согласующего устройства. Настройка была сделана на 145,5 МГц на КСВ =1, а на 144 получился завал с огромным КСВ, если не изменяет память около 4.
Полотно антенны было слегка примотано снаружи к телескопической стеклопластиковой удочке. Оставили на крыше, но долго не простояла, - пошли дожди, потеряла КСВ и усиление.
Элементы, когда высохли, порезал для 430 МГц.   

[R3GR]

Нашел в старых записях сравнение антенн GP (четвертьволновой штырь) и пятиэлементной антенны из кабеля с индуктивной связью между полотном и фидером. Кое-что пришлось вспоминать.
Дата: август 2012 г.
Частота: LPD диапазон, 6 канал 433,200 МГц.

Использовались две маломощные радиостанции Midland G-225, у которых были удалены штатные антенны и вместо них установлены ВЧ разъёмы без каких либо изменений в согласующих элементах радиостанций.
Одна радиостанция  располагалась в поле. В проверяемом направлении имелись редкие посадки на расстоянии 200-400 м. Нижняя точка кабельного коллинеара (длина полотна 1,5м) располагалась на высоте 2 м. Антенна имела 50 омный фидер длиной 5 м. КСВ =1. Антенна GP располагалась на высоте 3,5м., также имела 50 омный фидер длиной 5 м. КСВ=1,3   
В антенный разъём второй радиостанции был вставлен четвертьволновый отрезок медного провода с поддерживающей изоляцией из вспененного полиэтилена. Параметры не замерялись.

Определялась максимально возможная дальность связи.
В момент проверки дальности связи оператор выходил из автомобиля. Радиостанция располагалась у его лица приблизительно на уровне 1,5 - 1,6 м от земли.
Проверка производилась на равнинной местности в наивысших точках рельефа. Профиль рельефа показан в приложении. Точка "0" это место установки антенн в поле. Провал в рельефе на расстоянии 28 км, это река Дон.

Максимальная дальность связи, которая была достигнута с кабельной коллинеарной антенной 5 эл. составила 34 км.

Со штыревой антенной GP дальность более 6 км установить не удалось.

[RA9QAW Alexandr]

Не смог понять ничего об эксперементе. Что с чем сравнивали. где и что располагалось.
Лучше все сделать заново и повторить. Тем более, что на изготовление кабельной антенны и 3 элемента яги уйдет в сумме 3 часа.

[R3GR]

Понятно, Александр.
Отредактировать уже не могу.
Сравнивали "Кабельный коллинеар" и "GP" (четыре противовеса). Одна радиостанция с антеннами "Кабельный коллинеар" и "GP" располагалась в поле.
Вторая была в руках оператора, который передвигался на автомобиле и при проверке связи на большом удалении останавливался и из автомобиля выходил.

Ягу сделать нет проблем, но сейчас снег по колено, и морозец. 

А вообще-то я готовлюсь делать промеры на конец февраля - начало марта на льду Липецкого водохранилища, когда лёд будет потолще. Равномерная подстилающая поверхность дает более менее приличную картинку при снятии диаграммы. На почве значительно хуже, видимо и-за неравномерной проводимости.
Кроме этого будет применен более мощный генератор и более чувствительный индикатор напряженности поля. Надеюсь, что это позволит  уменьшить ошибки за счет бОльших расстояний.
Объем работы довольно приличный. Хочу изготовить несколько антенн для сравнения, в том числе и длинные по 10 - 15 элементов с удлиняющим проводником в оплетке. Их общее количество во всяком случае будет не менее 10 шт. И обещали Даймонд 4 эл.
Да и сам процесс снятия диаграмм тоже не простой, особенно на холоде.

Т.е. хочу подойти к этому вопросу более основательно, получить более точные результаты, но это требует времени. А пока имею для 5 элементной антенны 8,8 дбд, в чём уверенность после всякой критики поубавилась.

Было бы не плохо, что бы кто-то подключился параллельно, но энтузиастов пока не вижу.
 
 

[RA9QAW Alexandr]

Спасибо. Ждем сравнений с короткой 3-4 эл яги.
Антенна из кабеля - недорогой городской вариант для любителей LPD-PMR связи.
Если эффективность будет неплохой, то планирую изготовить 5 и более копий и раздать безвозмездно местным радиолюбителям для развития диапазона 433.

[R3GR]

Хорошо, сделаю Ягу 4 эл.

[R3GR]

Всем.

Я отправил ответы на личные сообщения всем, кто ко мне обращался, но в папке исходящих своих ответов почему-то не вижу.
Возможно, что-то сделал не так, попробую разобраться.

[UT6IO Григорий]

Когда письмо отправляешь, нужно ставить галочку  !Сохранять копию в исходящих!

[rd3ql oleg]

какой нах. генератор , и индикатор поля. это работает просто если спаять и засунуть в пнд трубу. не и не надо в таких антеннах искать ксв1 его там нет