|
Прошла неделя после испытания автономного маяка 100 мВт + ЕН антенна на диапазон 14 мГц. О результатах можно прочитать в предыдущих двух статьях. На мой взгляд, цель достигнута, на диапазоне 14 мГц со 100 мВт и антенной размером 30см, зафиксирован прием сигналов, с помощью скиммеров, на больших расстояниях. Здесь надо подчеркнуть, что передача велась в режиме телеграфа (CW) и уровни достигали с/ш 2-6 dB! А если использовать цифровые виды связи?, где возможны связи с уровнями с/ш до -25dB. Уверенная связь возрастет в сотни раз, не меняя конструкцию. |
QRP маяк на диапазон 7 мГц + ЕН антенна
(в одном "флаконе")
Кононов Владимир ( UA1ACO )
г. Санкт-Петербург
После изготовления маяка на диапазон 14 мГц с ЕН антенной и успешного его испытания, решено было сделать новый подобный маяк на диапазон 7 мГц + ЕН антенна. Диапазон 7 мГц отличается от диапазона 14 мГц не только увеличением длины волны в два раза, но и особенностью прохождения и загруженностью.
Также как и в предыдущий раз, не ставилась цель сделать что-то уникальное. Для изготовления самого QRP передатчика использовалась та же схема (с небольшими изменениями), а ЕН антенна также была изготовлена на трубе диаметром 75мм и длиной 50см.
Естественно, изготовление маяка началось с ЕН антенны. Ранее, было изготовлено большое количество ЕН антенн на диапазон 7 мГц, которые описаны в статьях этого сайта. Повторять более ранние конструкции было не интересно, поэтому было изготовлено несколько экземпляров отличных (в деталях) от предыдущих. Тем не менее, за основу была принята одноцилиндровая антенна. Во первых была изменена катушка настройки и вместо провода ПЭЛ, использовалась полоска медной фольги (как это делал M0RZF), Рис.1:
Рис.1 ЕН антенна M0RZF с катушкой из полоски фольги.
Моя ЕН антенна на 7 мГц с катушкой из полоски медной фольги выглдядела так: Рис.2.
Рис.2 ЕН антенна UA1ACO с катушкой из полоски фольги.
Но.... не понравилось мне как она работает. Может быть у M0RZF все было и хорошо с двухцилиндровой ЕН антенной, но мне с одноцилиндровой не понравилось. Все работает, но... не поравилось :-). Поэтому было решено намотать катушку проводом ПЭТВ 0,5мм в два провода, включенных параллельно, Рис.3.
Рис.3 ЕН антенна UA1ACO с катушкой намотанной сдвоенным проводом ПЭТВ 0,5.
Сделал, настроил... и опять не понравилось :-), как говорят: нет предела совершенству. Намотал катушку проводом ПЭТВ 2мм., Рис.4.
Рис.4 ЕН антенна UA1ACO с катушкой намотанной проводом ПЭТВ 2.0 мм.
На рисунке Рис.4 показана готовая антенна, где катушка намотана проводом ПЭТВ 2.0мм и имеет катушку связи, также намотанную проводом ПЭТВ 2.0мм и имеющую 2 витка (расстояние до катушки настройки подбирается). Казалось бы - ну вот окончательный вариант. Но нет... настроил, посмотрел удобство в настройке АЧХ, полосу пропускания и.... опять переделал! Вместо катушки связи, сделал отвод от катушки настройки, по классике. Так как бояться изменения частоты настройки в маяке не стоит (кабеля нет!), а полоса стала немного шире. Вот окончательные параметры катушки настройки: Количество витков - 31, отвод сделан от 3/4 витка, считая от "холодного" конца катушки настройки. Диаметр трубы - 75мм, длина ПП трубы - 500мм, длина алюмиевого цилиндра (алюминиевая фольга) - 210мм. Расстояние от катушки до цилиндра подбирается (~70мм). Алюминиевый цилиндр должен с небольшим трением перемещаться по ПП трубе. На этом все. АЧХ готовой антенны показана на рисунке Рис.5.
Рис.5 АЧХ готовой антенны.
Да, полоса пропускания антенны по КСВ=2 не большая, всего ~60 кГц. Именно поэтому настройка антенны на маяке довольно кропотливая и не быстрая, но я расскажу, как это сделать быстрее. Что еще можно добавить: если для двухцилиндровой антенны есть программа расчета, исходя из емкости между цилиндрами, то в одноцилиндровой антенне рассчитать или измерить эту емкость (между катушкой и цилиндром) довольно проблематично. Для справки скажу, что емкость ориентировочно, равна ~8,5 пФ, при индуктивности катушки ~60 мкГн. Как известно полоса пропускания и добротность контура взаимосвязаны и определяются соотношением (грубо) как L/C, таким образом, чем больше L - тем уже полоса пропускания.
Теперь о самом пнередатчике. Схема передатчика повторяет ту, которая была использована в маяке на 14 мГц, но была добавлена настройка контура выходного каскада, включением конденсатора на 510 пФ параллельно катушке, и изменением согласования с антенной, см. Рис.6.
Рис.6 Схема передатчика маяка на 7 мГц.
Выходная мощность пернедатчика на нагрузке 50 Ом составила около 160 мВт, при напряжении питания 12 вольт, Рис.7.
Рис.7 Скриншот с экрана осциллографа на входе антенны (50 Ом).
Уровень гармонических составляющих, измеренных анализатором спектра, непосредственно в эфире, составил менее -50dB (сама емкостная антенна является узкополосным избирательным фильтром).
Как лучше и проще настроить антенну?
Естественно без векторного анализатора антенн (VNA) не обойтись. Настройка происходит стандартно, как не раз описывалось в статьях этого сайта, повторяться не буду.
Будем считать, что антенна настроена.
Антенна настроена и можно проверить ее работу в системе WSPR, пока без передатчика маяка, а, например, с трансивером на минимальной мощности. Я использую трансивер ICOM IC-718 с минимально установленной мощностью в ~1 ватт. Что получилось можно увидеть на рисунке Рис.8 и Рис.9.
Рис.8 Окно программы WSPR
Рис.9 Часть сигналов, принятых WSPR от ЕН антенны с мощностью ~1 ватт.
Результат порадовал, сама антенна работанет хорошо (напомню, размер антенны всего 50см., длина кабеля между трансивером и антенной - 1 метр, а мощность всего 1 ватт).
Пробовать, так уж всё. ЕН антенна подключена к трансиверу, чтобы все было стандартно, увеличиваю мощность до 50 ватт. Беру свой CW ключ "лягушку" и... зову первую станцию UG4A (R599/S599), затем вторую S58H (R599/S599), видимо по инерции дают 599? Через какое-то время зову R4SA (R589/S599+25dB) проходит громогласно! затем зову OV1CDX (R559/S599), это уже реальнее, на мой взгляд, на этом заканчиваю... Надо бы еще попробовать в FT-8, но не хочу перестраивать антенну.
Теперь перейдем к маяку и подробнее остановимся на настройке антенны:
Изначально, передатчик не обязательно устанавливать в трубе антенны, достаточно расположить его снаружи. Допустим, все подключено, маяк подвешен, вдали от посторонних предметов. Недалеко от маяка устанавливаем ИП (Индикатор Поля - даже простейший).
P.S. Кстати, очень хорошие результаты показала схема Индикатора Поля конструкции Игоря Нечаева (UA3WIA), на микросхеме AD8307.
Включаем питание передатчика и смотрим на ИП, запоминаем показания.
Медленно... подносим руку к антенне (мощность маленькая и безопасна для здоровья). Если показания ИП увеличиваются, значит антенна настроена выше по частоте и необходимо цилиндр антенны отодвинуть дальше от катушки настройки на несколько миллиметров (~2-3 мм). Если показания ИП уменьшаются, значит антенна настроена ниже по частоте и небходимо передвинуть цилиндр ближе к катушке настройки (~2-3 мм). Таким образом, передвигая цилиндр несколькол раз, добиваемся точной настройки.
ВАЖНО: После каждого передвигания цилиндра, запоминая показания ИП, необходимо отходить от антенны на расстояние не менее метра, чтобы тело человека не влияло на настройку. Занятие кропотливое и не быстрое.
Цель и Результат - максимальные показания ИП.
Можно также сделать вывод, что антенну необходимо настраивать по месту установки и этот процесс не быстрый. При переносе маяка (с антенной) на другое место, настройку необходимо повторить. Хорошо это или плохо? Конечно плохо, но здесь нет ничего нового. О влиянии посторонних предметов (включая человека) на настройку антенны говориться в каждой статье о ЕН антеннах, такова их суть, поэтому и антенна называется емкостной. И именно поэтому, из-за непонимания сути ее (антенны) работы, у некоторых радиолюбителей она не работает и они не могут ее настроить.
Работа маяка. И так, маяк настроен, установлен, включен и происходит излучение в эфир. Я всегда включаю удаленные KiwiSDR приемники и контролирую сигналы. Есть несколько моих "любимых" SDR приемников в Европе, все зависит от качества их работы, используемых антенн, соотношения с/ш и т.д.
Включаю удаленный KiwiSDR приемник в Швеции: SA4BNA (948 км.), он имеет хорошую антенну и соотношение с/ш не хуже 30dB. Что услышал и "увидел" приемник? Рис.10.
Рис.10 Сигналы принятые SDR приемником SA4BNA в Швеции.
Да, сигнал слабенький, с замираниями, расстояние 948 км., но и мощность маяка 160 мВт. Включаю на приемнике аудио контроль и записываю коротенький звуковой файл, прослушать его можно ЗДЕСЬ (67 кБ). Для проверки, включил другой KiwiSDR удаленный приемник OH1CT в Финляндии (282 км.) - результат такой же. Прикидываю: и диапазон 40 метров, и антенна 50 см., и мощность 160 мВт, и режим CW а не цифровой.... обычно говорят: такого быть не может, потому что не может быть никогда! Для меня, работая в эфире QRP не часто, было удивительно и приятно получить такой результат на диапазоне 40 метров.
А вот уровень сигнала на SDR приемнике R1LB (за что отдельная благодарность Леониду), расположенном от меня на расстоянии около 15 км, на этот раз (по сравнению с испытаниями маяка на 14 мГц) был не такой сильный, видимо из-за того, что антенна приемника настроена на диапазон 14 мГц, Рис.11 К сожалению Геннадий (RW1C, расстояние 35км.) принять сигналы моего 160-милливаттного маяка не смог, видимо расстояние большое.
Рис.11 Сигналы принятые SDR приемником R1LB (расстояние 15км).
Всё это шорошо, но мы еше не добрались до главного, до скиммеров. И вот здесь возникает ряд вопросов. Например,KiwiSDR приемник SA4BNA работает и как SDR приемник и подключен к системе скиммеров, но видимо это не всегда так. Предполагаю такой вариант и для других SDR приемников. Почему я так думаю, поясню: Принимаю я сигналы от своего маяка (пример Рис.10), а на сайте скиммеров нет от этого приемника отклика! Захожу на SA4BNA и там написано, что скиммер временно не работает, иначе отклик был бы и в системе скиммеров (а как SDR принемниек он работает). Именно поэтому, когда я зашел на сайт скиммеров, мой сигнал приняли всего четыре приемника скиммеров: ES5PC, OH2BBT, OE9GHV и RU9CZD с уровнями от 1 до 5 dB, в режиме CW, Рис.12.
Рис.12 Сигналы принятые скиммерами (RBN).
(для увеличения изображения в отдельном окне, нажать здесь )
Рис.13 Маяк UA1ACO/B 7030,4 кГц в таблице RBN.
Сложилась парадоксальная ситуация, когда, например, приемник SA4BNA принимает мой маяк (даже в слуховом режиме), а как скиммер мой маяк не принимает (его нет в списке)! Сравните с Рис.9, когда SA4BNA принимает меня и WSPR (обведено красной рамкой) и как скиммер при испытаниях на 14 мГц, в то же время на 7 мГц, как скиммер, не принимает. Но что делать... хорошо, что приемник скиммера принимает мой маяк.
Но я любопытный и посмотрел на сайте скиммеров RBN, в списке скиммеров (а их было в этот момент 242!) действительно SA4BNA нет, а жаль, видимо уровень был бы более чем 5 dB. Для примера ниже, скриншот записи сигнала, в реальном времени, с KiwiSDR приемника SA4BNA, Рис.14, справа шкала dB.
Рис.14 Запись уровня сигнала маяка на SDR приемнике SA4BNA.
Посмотрел прогноз магнитных бурь Рис.15.
Рис.15 Прогнозы магнитных бурь.
Испытания проводил в течении трех дней, по несколько часов в день, с небольшим перерывом. В течении этих трех дней шел дождь, поэтому изначально маяк расположил под стропилами дома, на том же месте, где был и маяк на 14 мГц (фото в предыдущих статьях), когда шел дождь.
Кончно, прием сигналов маяка зависит от многих причин: состояние ионосферы, магнитные бури, характеристика приемника скиммера, качество антенны приемника, соотношения сигнал/шум, да и вообще включен скиммер в сеть, или нет т.д.
На днях, мне принесли кварцевый резонатор на 1840 кГц, емкостная одноцилиндровая антенна уже есть и показала хорошие результаты, см. статьи ЗДЕСЬ и ЗДЕСЬ , так что в планах сделать и испытать маяк на диапазон 160 метров, но это в будущем.
В заключение, хочу поблагодарить за участие и помощь всех радиолюбителей, в том числе и тех, кто с помощью своих скиммеров помогал принимать сигналы от моего маяка.
Спасибо, и хороших всем DX QRP связей, и чистого эфира!
P.S. Как говорят: "не отходя от кассы :-)"
Не прошло и трех дней, переделал я передатчик на диапазон 160 метров (1,8 мГц), кое что изменил в схеме. Выходная мощность на эквиваленте 50 Ом получилась около 200 - 250 мВт. Емкостная одноцилиндровая нтенна на диапазон 160 метров уже была, готовая, о чем было упомянуто в ссылках на статьи, выше. Включил, подстроил, и попытался посмотрел свой сигнал на KiviSDR приемниках: SA4BNA и OH1CT и... почти ничего не увидел :-(. Помониторил несколько часов.... почти ничего. Переключил QRP передатчик на полноразмерную 30-метровую антенну ВВА-120 и... тоже ничего. Какой-то слабенький сигнал (под вопросом) проскочил, но уж конечно ни о каком слуховом приеме, как на диапазоне 7 и 14 мГц, речи не было, Рис.16.
Рис.16 Еле видимый (?) сигнал на KiwiSDR приемнике SA4BNA.
(для увеличения изображения в отдельном окне, нажать здесь )
Да... видимо для диапазона 160 метров нужна мощность побольше... или времени побольше :-) может быть пару раз в год что-то и удалось бы.
Таким образом было принято решение, на диапазоне 160 метров тест с QRP передатчиком в 200-250 мВт не проводить, а переделывать передатчик на большую мощность не имеет смысла, когда рядом стоит аппарат Yaesu FT-817, где можно установить любую мощность до 4-5 ватт. Кстати, в вышеупомянутых статьях, подобное описано и уже проводилось.
Удачи всем на QRP и чистого эфира! 72!
73! 72!
UA1ACO op. Vlad
10.2026г.
UA1ACO op. Vlad
10.2026г.
