МИР ЕН-Антенн


Сайт, посвященный ЕН-Антеннам. Статьи. Описания. Конструкции. Эксперименты. Результаты испытаний.

Вот настал черед сделать антенну на 40-метровый диапазон. Вообще, надо сказать, чем ниже используемая частота, тем выгоднее использовать ЕН антенны, потому что полноразмерные антенны получаются - ну уж очень велики.

ЕН АНТЕННА, 40-МЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА

Кононов Владимир ( UA1ACO )
г. Санкт-Петербург

С самого начала надо оговориться, что ЕН антенна на диапазон 40 метров, аналогична по конструкции и дизайну антеннам, описанным ранее, на диапазоны 14 МГц и 145 МГц. Ничего нового здесь нет. Традиционно, я использовал схему "Star", так как считаю отсутствие переменных конденсаторов настройки, большим плюсом при использовании антенны вне помещения. Однако после изготовления ЕН антенны на диапазон 40 метров и в процессе ее настройки, выяснилось, что настройка происходит более критично. Казалось бы размеры примерно в два раза больше, чем на диапазон 20 метров и вся настройка должна происходить проще... ан нет. Видимо здесь играют роль и полоса пропускания и большее по размерам поле антенны. Все размеры антенны расчитаны по программе Теда Харта (см. приложение к его книге) и почти совпали с расчетами.
Не удержусь и скажу (стыдно правда, но наверное это поможет другим людям, строящим ЕН антенны), сначала я расчитал антенну длиной 0,5 метра и диаметром 32 мм (конечно это очень короткая и тонкая антенна для диапазона 7 МГц) и сделал ее, не смотря на то, что по расчетам, полоса пропускания получилась узкой. Мне казалось, а "вдруг" удасться сделать ее на полосу всего диапазона! Нет - не вышло... сам себя обманул, полоса получилась очень узкой (даже чуть меньше, чем расчетная - около 120 КГц ).
Потом сделал антенну на трубе 40 мм. и опять не совсем оптимально. Пришлось все переделывать и взять за основу полипропиленовую трубу диаметром 50 мм и длиной 1000 мм.
Конструктивные характеристики следующие:
Полипропиленовая труба длиной 1000 мм и диаметром 50 мм.
Количество витков катушеки настройки - 23 витка(+ 3 витка надо сделать запас), отвод от 2-го витка. Провод ПЭЛ 1,7 мм.
Количество витков фазирующей катушки - 5 витков (можно сделать и 4 витка). Провод ПЭЛ 1,7 мм.
Длина каждого цилиндра (выполнены из медной фольги толщтной 0,5 мм) - 400 мм.
Количество витков входной катушки - 14 витков, диаметром 15 мм, провод также ПЭЛ 1,7 мм. (подбирается при настройке)
Кожух антенны выполнен из полипропиленовой трубы диаметром 75 мм и длиной также 1000 мм., снабжен хомутиком настройки.
Все размеры изображены на рисунке Рис. 1

Рис. 1
ЕН Антенна диапазона 7 МГц - размеры.

И так... все видно из рисунка. Повторю, но антенна не имеет конструктивных особенностей по сравнению с антенной, например, диапазона 14 МГц (см. статьи раньше). Первые 2-3 витка катушки настройки и последние 2-3 витка, делаем с шагом намотки.
Теперь настройка. Как и обычно, сначала надо грубо настроить антенну, (подвесив ее как можно дальше от посторонних предметов) изменением количества витков катушки настройки в ВЕРХНЕЙ части катушки настройки (или небольшим раздвиганием ее витков), припаяв отвод ко 2-му витку снизу. При этом входную катушку подключать не надо, см. Рис. 2. Добиваемся минимального КСВ на частоте примерно 6,5 - 6,6 МГц. Желательно также попытаться подобрать в небольших пределах отвод от катушки настройки, также по минимуму КСВ. На рисунке Рис. 2 видны следы пайки на катушке настройке, при подборе отвода.

Рис. 2
ЕН Антенна диапазона 7 МГц - предварительная настройка без кожуха.

Характеристика ЕН антенны на диапазон 7 МГц, без входной катушки, снятая с экрана измерителя АЧХ Х1-1А, показана на Рис. 3

Рис. 3
Характеристика ЕН Антенны диапазона 7 МГц без входной катушки.

Теперь, когда Вы достигли минимального КСВ на частоте 6,5 - 6 МГц, будет необходим индикатор поля. Подключив ЕН антенну к генератору или к трансиверу с мощностью не более 5-10 ватт (а если у вас есть анализатор антенн - вообще все пройдет с минимальными затратами времени). Подключать надо или непосредственно к генератору или через согласованный кабель, длиной кратной 1/2 электрической длины волны. Теперь подбираем катушку настройки по максимуму поля от ЕН антенны. Как только этот максимум достигнут (КСВ при этом будет не минимальный), добиваемся минимума КСВ и максимума поля путем сдвигания - раздвигания витков катушки настройки в нижней ее части, может быть придется и изменить точку поключения отвода. Если достичь минимума КСВ при максимальном уровне поля не удасться, то включаем входную катушку и подбираем ее индуктивность по минимуму КСВ, но при этом максимальные показания индикатора поля не должны падать. Ось входной катушки должна быть перпендикулярна оси катушки настройки, чтобы не было их взаимного влияния. Процесс несколько кропотливый. Вполне возможно, что придется перемотать катушку настройки, если не будет хватать индуктивности или изменить количество витков на входной катушке. Вся эта настройка может занять несколько часов, а если не повезет, то и пару дней...(на сайте есть специальная статья по настройке ЕН антенны - прочитайте ее перед настройкой ЕН антенны).
Теперь мы имеем настроенную ЕН антенну на частоту 6,5 - 6,6 МГц. Желательно места паек проклеить из клеящего пистолета или залить высококачественным диэлектриком, тем более, если ЕН антенну предполагается использовать на открытом воздухе при неблагоприятных климатических условиях.
Одеваем на антенну кожух из полипропиленовой трубы диаметром 75 мм и с помощью саморезов или распирающих шайб (об этом писалось ранее в статье о ЕН антенне на 14 МГц) крепим антенну к кожуху. На верхнюю часть кожуха желательно плотно одеть какую-либо крышку (для трубы диаметром 75 мм очень хорошо подходит крышка от полиэтиленовой коробочки зубного порошка или от пластмассовой электрической распределительной коробки для скрытой проводки). Теперь одеваем хомутик (как его сделать также описывалось ранее) и располагаем его у верхнего края катушки настройки.
Подключаем антенну (подвешенную далеко от посторонних предметов) к трансиверу и передвигая хомутик вниз (при выключенном передатчике!!!), настраиваем антенну на требуемую частоту, по минимуму КСВ (не используйте большую мощность, достаточно 10-15 ватт.)
Помните о технике безопасности, как о том сказано в предыдущих статьях. Производите все изменения в антенне, при ВЫКЛЮЧЕННОМ передатчике. Не дотрагивайтесь до антенны при включенном передатчике!
Редко, но все же может потребоваться повторить предыдущие процедуры по настройке антенны без кожуха.
Вот и все. Мы получили ЕН антенну на диапазон 40 метров с полосой пропускания около 300 КГц (по уровню 6 db).
При установке антенны на мачте обязательно потребуется подстроить положение хомутика на требуемую частоту. Из-за того, что антенна имеет гораздо большие размеры, по сравнению с антенной, например на 14 МГЦ, поле от антенны также имеет больший радиус, поэтому сильнее сказывается влияние посторонних предметов на параметры антенны. Желательно, чтобы при настройке антенны на расстоянии равном, хотя бы 2-м длинам антенны (т.е. 2 метра), не было посторонних предметов.
Готовую антенну в сборе (без кожуха) можно увидеть на рисунке Рис. 4. На Рис. 5 антенна в сборе.

Рис. 4
ЕН Антенна диапазона 7 МГц без кожуха.

Рис. 5
UA1ACO с ЕН Антенной диапазона 7 МГц в сборе.

Антенна только что сделана и поэтому проведено всего несколько QSO на PSK31 из квартиры 1-го этажа! QRN неописуемые !!!... в несколько раз сильнее, чем на 20-ке (кстати, на диполь диапазона 20 метров, в квартире, слышно только QRN). В ближайших планах поставить антенну на крышу (хотя бы с краешку, подальше от всех этих силовых кабелей, идущих по стене дома), но это, видимо, уже весной или летом.
73! и успехов всем! С наступившим 2006 годом!
Естественно, продолжение следует.

73!
UA1ACO op. Vlad
г. С-Петербург
01.2006г.

ПРОДОЛЖЕНИЕ

После того как антенна была сделана и проверена в работе, оказалось, что уровень шумов на моем первом этаже настолько высок, что о нормальной работе в эфире не приходилось мечтать (как я писал выше, на диполь я совсем не мог работать). Прошел почти год и те редкие вылазки за город, для проверки антенны, нельзя конечно назвать нормальной работой, а на крышу антенну установить, к сожалению, не удалось.
Пришлось искать компромиссные решения, хотя бы для проверки антенны на прием в реальном эфире. Выход был найден и удалось поставить ЕН антенну на 7 МГц на крышу двухэтажного дома, на высоту 9 метров над землей (кабель снижения длиной 14 метров - 0,5 длины волны). Условия для эксплуатации ЕН антенны совсем неподходящие: до железобетонной крыши 2 метра, до металлического ограждения и того меньше - 1,1 метра от антенны!
Кроме того в конструкции антенны (конструкцию см. выше) были сделаны доработки для сужения ее полосы пропускания (для работы на PSK-31): исключена входная катушка и немного была изменена величина индуктивности настройки и отвод, по максимуму поля и минимуму КСВ.
Кстати, эта же антенна использовалась для экспериментов с приемником SDR (см. статью "ЕН антенна и SDR"). Установка антенны на крыше превзошла все мои ожидания - станции просто "гремели".
Первые же связи показали, что все работает прекрасно. При подводимой мощности в 30 ватт сразу же были проведены десятки QSO (SSB, PSK-31, CW) с: OK2SFO 599/589; RV3LJ 599/599; RA3YAO 599/599; OH6KJN 599/599; UA3MDO 59/58; EU1AJ 57/57; SP2HPM 599/599; RV3AWB 59/59 (RS пер./RS прин.) и т.д. Корреспонденты, как правило, использовали Диполь или Inverted V и мощность 100 вт.
Когда начинал работал со станциями, думал что будут отвечать через раз, в лучшем случае: при такой антенне, при такой мощности и при такой высоте установки, но чтобы отвечали все и давали такие рапорты... (кстати, неонка нигде на кабеле не горит, специально проверял, в отличие от самой антенны. КСВ можно увидеть на рисунке Рис. 4).

Характеристика доработанной антенны (снята векторным анализатором "miniVNA"), представлена на рисунке Рис. 6

Рис. 4
Характеристика ЕН Антенны на диапазона 7 МГц (для работы PSK-31).

И вот уже 2010 год! Мной сделаны десятки! ЕН антенн на диапазон 7 МГц различной конфигурации и размеров. Все они опробованы в эфире из полевых условий из стационарных и даже на уровне земли! Смешно говорить, но удивляют те радиолюбители, которые ни разу не брали в руки паяльник (не делали ЕН антенны, а если и делали, то как?), а утверждают, что "такого не может быть, потому что не может быть никогда!". Жаль таких "зашоренных" людей :( которые считают, что знают ВСЁ! и не пытаются расширить свой кругозор - Бог им судья. Пройдет быть может еще 100 лет и мы будем с удивлением читать о ЕН антеннах, зная, что антенну можно сделать и еще меньших размеров. Даже некоторые наши современные академики пишут, что длина антенны не должна быть связана с частотой.
Успехов всем в освоении ЕН антенн! и хороших DX!

73!
UA1ACO op. Vlad
г. С-Петербург
02.2007г.

Статья редактировалась в феврале 2010 года.