-
Опять коллинеар из кабеля. Новые решения
от R3GR 05 Янв, 2016 12:56
-
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.
-
Ответ #1
от RW3XL Игорь 05 Янв, 2016 13:02
-
максимальная дальность связи составила 90 км/ч
эт как?
-
Ответ #2
от R3GR 05 Янв, 2016 13:30
-
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.
-
Ответ #3
от R3GR 05 Янв, 2016 13:51
-
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.
unnamed
-
Ответ #4
от UT6IO Григорий 05 Янв, 2016 14:08
-
Мелковато!
-
Ответ #5
от R3GR 05 Янв, 2016 14:52
-
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.
-
Ответ #6
от UT6IO Григорий 05 Янв, 2016 15:04
-
Рисунок мелковат, ничего не разобрать!
Все гениальное удивительно просто!
-
Ответ #7
от R3GR 05 Янв, 2016 15:48
-
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.
Коллинеар из кабе
-
Ответ #8
от Михалыч 05 Янв, 2016 15:50
-
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)
-
Ответ #9
от UT6IO Григорий 05 Янв, 2016 16:07
-
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!)
-
Ответ #10
от RW3XL Игорь 05 Янв, 2016 16:14
-
Полет на дистанцию 90 км от аэродрома на высоте 200 м даже и не знаю что это. ЗРК?
-
Ответ #11
от R3GR 05 Янв, 2016 16:26
-
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.
-
Ответ #12
от Михалыч 05 Янв, 2016 16:31
-
Ахинея какая-то, а не антенна!
+!
к ТС: так где новые решения?
-
Ответ #13
от Михалыч 05 Янв, 2016 16:33
-
заменить резистором 50 ом, то антенна вообще перестанет работать
пока в конструкции антенны присутствует металл, перестать работать "вообще" она не сможет!
-
Ответ #14
от R3GR 05 Янв, 2016 16:38
-
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.