НЧ-антенны для SOSB-Low в WW-контестах
Пробую обобщить свой скромный опыт построения бюджетных самодельных антенн НЧ-диапазонов (160, 80, 40 метров) для WW-контестов (то есть таких, где множители распределены по миру, а не сосредоточены в каком-то одном регионе; таковы, скажем, CQ M, CQ WW, CQ WPX и т.д.). Не претендую на истину в последней инстанции, это, повторюсь, мой личный опыт.
1. Если ваш аппарат имеет функцию "приёмная антенна", то лучше иметь две антенны, приёмную и передающую. Если ваш аппарат такой функции не имеет, то её имеет смысл добавить.
Приёмная антенна нужна, поскольку даже очень хорошо настроенный GP на приём работает заметно хуже, чем любой диапазонный диполь. Даже если помеховая обстановка идеальна, всегда будет какое-то количество слабых станций (как правило, дальних, "мультовых"), которые на GP попросту не слышно.
При неидеальной помеховой обстановке тем более важно иметь возможность "отвернуться" от постоянной помехи, а то не только "мультовые", но и ближние-то станции принять будет сложно.
Это, по моему мнению, и есть два важнейших преимущества комплекта антенн TX + RX перед одиночной антенной любого типа, используемой как на приём, так и на передачу.
При 100 ваттах выходной мощности, по моему опыту, есть отличные шансы дозваться JA, W, PY и даже VK и ZL на "низах". НО! Только в том случае, если вы их слышите...
Прямое следствие из вышесказанного: если ваш аппарат не имеет функции "приёмная антенна" (скажем, у него есть только один антенный разъём), то такую функцию очень полезно добавить.
По сути это должен быть автоматический антенный коммутатор на 2 позиции. В режиме "передача" (РТТ) к антенному разъёму аппарата подключается антенна 1, в режиме "приём" (нет сигнала РТТ) антенна 2.
Сигнал РТТ в большинстве аппаратов, включая самодельные, сейчас присутствует в явном виде. Собственно коммутацию можно делать на свой вкус, скажу только, что дешёвые китайские реле, рассчитанные на переключение 220 вольт, на радиочастотах проблем не создают и мощностью 100 ватт не пробиваются.
2. Оптимальная передающая антенна -- диапазонный GP (круговая ДН по азимуту и низкий, оптимальный для DX-связей угол излучения к горизонту).
Эффективнее, чем простой GP, на передачу будет только направленная антенна, скажем, фазированный "квадрат" из GP или другие двух- и более элементные конструкции. Если они вам по плечу -- конечно, лучше на них и работать.
Но если вы, как и я, не особенно уверены, что сможете настроить фазированный "квадрат" или поставить 6-8 высоких мачт, то смело используйте GP. Это лучшая DX-"антенна бедного радиолюбителя".
Вертикал на любой НЧ-диапазон -- это одна мачта высотой около 20 метров. На 40 можно делать полуволновой GP (у него повыше усиление), либо четвертьволновой, поднятый повыше над землёй. Во втором случае достаточно будет 2-х противовесов.
На 80 тоже получится четвертьволновой, но с противовесами нужно будет поэкспериментировать; где-то, в зависимости от параметров грунта, лучше будут работать 4 настроенных в резонанс четвертьволновых противовеса, где-то -- два-три десятка коротких, нерезонансных.
На 160 метров придётся делать Inverted L: 20 из 42х метров провода, составляющего вертикал, идут вверх по мачте, а оставшиеся 22 отводятся в сторону и крепятся по возможности повыше. Противовесы -- аналогично, выбираем в зависимости от проводимости грунта.
По ссылке -- довольно подробное описание того, как и из чего я делал GP на 80 метров. На этом же "шасси" в разные годы делал все перечисленные выше вертикалы на 40, 80 и 160 метров; всё работало.
https://t00mas.livejournal.com/770210.html#/770210.html
3. Какая приёмная антенна будет оптимальна, зависит от помеховой и прочей обстановки в contest QTH; это могут быть либо "флаги" с предусилителем - лучше прямо на антенне - или без него, либо K9AY, либо просто правильно расположенный диапазонный Inverted Vee или диапазонная же "дельта".
Приёмную антенну всегда желательно располагать так, чтобы на неё минимально влияла передающая. Если недоступен (как мне) вариант "унести на 100 метров в сторону", то очень желательно расстраивать передающую антенну при работе на приём; это делается, скажем, реле, отключающим СУ или противовесы при отсутствии сигнала PTT.
Если в роли приёмной антенны используется InvVee, то его желательно ориентировать на передающую антенну минимумом ДН; это не бог весть что, но хоть что-то. И расстраивать передающую всё равно нужно.
Самое важное, что нужно помнить при выборе места для рамочной приёмной антенны и её ориентации: эта антенна работает как НАПРАВЛЕННЫЙ ПОДАВИТЕЛЬ, а не как усилитель слабых сигналов. ДН приёмной рамки -- K9AY, EA2YV ит.д. -- имеет минимум; располагая рамку на местности, ориентируйте её минимумом на источник помех. НЕ НАДО ориентировать её на азимуты DX, это бессмысленно.
Мой опыт работы с K9AY: https://t00mas.livejournal.com/770365.html#/770365.html
Иногда хорошие результаты даёт применение усилителя, расположенного прямо на антенне; вот эту конструкцию я повторял и остался очень доволен: http://dl2kq.de/ant/3-96.htm
Однако, с усилителем или без, приёмная рамка -- это направленный подавитель помех, а не усилитель сигналов DX, помните об этом.
Тут есть ещё одно немаловажное "но". Нерезонансные антенны (рамки, флаги) в силу малых размеров не будут сильно влиять на ДН передающей антенны. А вот диапазонный (то есть резонансный) Inverted Vee, расположенный в ближайшей окрестности GP, способен сильно исказить ДН последнего, что хорошо видно при моделировании в MMANA.
Однако, при этом важно понимать, что идеальных условий (то есть таких, в каких ведётся анализ MMANA) в "бюджетном" contest QTH всё равно не добиться по определению; свой неблагоприятный вклад в идеальную было ДН вертикала неизбежно внесут и оцинковка крыши, и проводка внутри дома, и осветительная уличная сеть, и весь прочий окрестный металл. Включая экскаватор, утонувший в том году в болоте за околицей.
Поэтому нужно, конечно, стремиться к идеалу. Но в части анализа ДН это стремление, по моим ощущениям, полезно сдерживать :) Всё же испортить вертикал до полной его непригодности для DX-связей на практике довольно сложно.
Разве что разумно, на первый взгляд, заранее понять, как именно ("в какую сторону") резонансный InvVee испортит ДН вертикала. И расположить его на местности таким образом, чтобы "испорченный" сектор ДН приходился куда-нибудь на условную Антарктиду, то есть на то направление, откуда маловероятно массовое появление сигналов DX.
Да, и ещё одно, заключительное уточнение. Всё сказанное выше про Inverted Vee, в равной мере применимо и к полноразмерной диапазонной рамке ("дельте", "квадрату" и т.д). Прибавку слышимости по сравнению с GP такая антенна тоже даст, диаграмму ему тоже подпортит, и ориентировать её тоже лучше минимумом излучения на GP.
Бонус: для чисто приёмной антенны, если вы не собираетесь этой же "дельтой" ещё и передавать, вполне допустимо не делать согласующее устройство. Для приёмной антенны рассогласование по активному сопротивлению в несколько раз (т.е. Rрамки ~ 200 Ом, Rкабеля = 50 Ом) не критично, на качество приёма заметно не повлияет, по моим наблюдениям.
4. Все упомянутые антенны вполне могут быть изготовлены "из чего бог послал"; качество их настройки значительно важнее, чем качество изготовления.
Резонансные приёмные антенны (магнитные рамки, скажем) я использовать не пробовал. А те рамки, которые строил - K9AY и т.д. - в настройке не нуждаются, и даже размеры их могут быть выдержаны с точностью "плюс-минус лапоть".
Более того: материал приёмной рамки может быть ЛЮБЫМ, лишь бы он проводил электрический ток. Пойдёт даже ржавая стальная проволока, даже чугунная арматура, лишь бы "звонилась" тестером :)
Немало полезного о приёме в условиях помех можно почерпнуть здесь: http://dl2kq.de/ant/3-73.htm
Наибольшие же усилия я всегда прилагал к настройке передающего GP. Здесь уже битва за каждый ом и каждый килогерц; эффективность передающей антенны -- самое дорогое, что есть у начинающего контестмена SOSB-Low :)
(А) Тщательнейшим образом настраиваем GP в резонанс, т.е. добиваемся того, чтобы реактивное сопротивление вертикала было нулевым во всём диапазоне рабочих частот. Обычно этого удаётся добиться изменением физических размеров провода и (в случае Inverted L) положения "верхней палочки буквы Г".
(Б) После того, как вогнали в резонанс, смотрим, какое получилось R (активное сопротивление) по диапазону. Рассчитываем согласующее устройство, лучше, если оно будет без регулируемых элементов, некогда в контесте крутить лишние ручки. Изготавливаем СУ, смотрим, насколько близок КСВ = 1.0. Всегда лучше потратить ещё день-два, но сбросить ещё одну-две десятые доли с заветного показателя.
(В) Перед подключением кабеля, ведущего к трансиверу, не забываем надеть на него у самого СУ запорный дроссель -- столбик из ферритовых колец или "мониторных подавителей помех"; затекание ВЧ-токов на внешнюю сторону оплётки нам ни к чему.
(Г) Промеряем, что получилось, уже находясь в шеке, у трансивера. Если видим что-то настораживающе непохожее на 50+j0, обязательно доискиваемся причин, меняем или проверяем кабель, все пайки, все разъёмы и т.д.
Вот как-то так.
1. Если ваш аппарат имеет функцию "приёмная антенна", то лучше иметь две антенны, приёмную и передающую. Если ваш аппарат такой функции не имеет, то её имеет смысл добавить.
Приёмная антенна нужна, поскольку даже очень хорошо настроенный GP на приём работает заметно хуже, чем любой диапазонный диполь. Даже если помеховая обстановка идеальна, всегда будет какое-то количество слабых станций (как правило, дальних, "мультовых"), которые на GP попросту не слышно.
При неидеальной помеховой обстановке тем более важно иметь возможность "отвернуться" от постоянной помехи, а то не только "мультовые", но и ближние-то станции принять будет сложно.
Это, по моему мнению, и есть два важнейших преимущества комплекта антенн TX + RX перед одиночной антенной любого типа, используемой как на приём, так и на передачу.
При 100 ваттах выходной мощности, по моему опыту, есть отличные шансы дозваться JA, W, PY и даже VK и ZL на "низах". НО! Только в том случае, если вы их слышите...
Прямое следствие из вышесказанного: если ваш аппарат не имеет функции "приёмная антенна" (скажем, у него есть только один антенный разъём), то такую функцию очень полезно добавить.
По сути это должен быть автоматический антенный коммутатор на 2 позиции. В режиме "передача" (РТТ) к антенному разъёму аппарата подключается антенна 1, в режиме "приём" (нет сигнала РТТ) антенна 2.
Сигнал РТТ в большинстве аппаратов, включая самодельные, сейчас присутствует в явном виде. Собственно коммутацию можно делать на свой вкус, скажу только, что дешёвые китайские реле, рассчитанные на переключение 220 вольт, на радиочастотах проблем не создают и мощностью 100 ватт не пробиваются.
2. Оптимальная передающая антенна -- диапазонный GP (круговая ДН по азимуту и низкий, оптимальный для DX-связей угол излучения к горизонту).
Эффективнее, чем простой GP, на передачу будет только направленная антенна, скажем, фазированный "квадрат" из GP или другие двух- и более элементные конструкции. Если они вам по плечу -- конечно, лучше на них и работать.
Но если вы, как и я, не особенно уверены, что сможете настроить фазированный "квадрат" или поставить 6-8 высоких мачт, то смело используйте GP. Это лучшая DX-"антенна бедного радиолюбителя".
Вертикал на любой НЧ-диапазон -- это одна мачта высотой около 20 метров. На 40 можно делать полуволновой GP (у него повыше усиление), либо четвертьволновой, поднятый повыше над землёй. Во втором случае достаточно будет 2-х противовесов.
На 80 тоже получится четвертьволновой, но с противовесами нужно будет поэкспериментировать; где-то, в зависимости от параметров грунта, лучше будут работать 4 настроенных в резонанс четвертьволновых противовеса, где-то -- два-три десятка коротких, нерезонансных.
На 160 метров придётся делать Inverted L: 20 из 42х метров провода, составляющего вертикал, идут вверх по мачте, а оставшиеся 22 отводятся в сторону и крепятся по возможности повыше. Противовесы -- аналогично, выбираем в зависимости от проводимости грунта.
По ссылке -- довольно подробное описание того, как и из чего я делал GP на 80 метров. На этом же "шасси" в разные годы делал все перечисленные выше вертикалы на 40, 80 и 160 метров; всё работало.
https://t00mas.livejournal.com/770210.html#/770210.html
3. Какая приёмная антенна будет оптимальна, зависит от помеховой и прочей обстановки в contest QTH; это могут быть либо "флаги" с предусилителем - лучше прямо на антенне - или без него, либо K9AY, либо просто правильно расположенный диапазонный Inverted Vee или диапазонная же "дельта".
Приёмную антенну всегда желательно располагать так, чтобы на неё минимально влияла передающая. Если недоступен (как мне) вариант "унести на 100 метров в сторону", то очень желательно расстраивать передающую антенну при работе на приём; это делается, скажем, реле, отключающим СУ или противовесы при отсутствии сигнала PTT.
Если в роли приёмной антенны используется InvVee, то его желательно ориентировать на передающую антенну минимумом ДН; это не бог весть что, но хоть что-то. И расстраивать передающую всё равно нужно.
Самое важное, что нужно помнить при выборе места для рамочной приёмной антенны и её ориентации: эта антенна работает как НАПРАВЛЕННЫЙ ПОДАВИТЕЛЬ, а не как усилитель слабых сигналов. ДН приёмной рамки -- K9AY, EA2YV ит.д. -- имеет минимум; располагая рамку на местности, ориентируйте её минимумом на источник помех. НЕ НАДО ориентировать её на азимуты DX, это бессмысленно.
Мой опыт работы с K9AY: https://t00mas.livejournal.com/770365.html#/770365.html
Иногда хорошие результаты даёт применение усилителя, расположенного прямо на антенне; вот эту конструкцию я повторял и остался очень доволен: http://dl2kq.de/ant/3-96.htm
Однако, с усилителем или без, приёмная рамка -- это направленный подавитель помех, а не усилитель сигналов DX, помните об этом.
Тут есть ещё одно немаловажное "но". Нерезонансные антенны (рамки, флаги) в силу малых размеров не будут сильно влиять на ДН передающей антенны. А вот диапазонный (то есть резонансный) Inverted Vee, расположенный в ближайшей окрестности GP, способен сильно исказить ДН последнего, что хорошо видно при моделировании в MMANA.
Однако, при этом важно понимать, что идеальных условий (то есть таких, в каких ведётся анализ MMANA) в "бюджетном" contest QTH всё равно не добиться по определению; свой неблагоприятный вклад в идеальную было ДН вертикала неизбежно внесут и оцинковка крыши, и проводка внутри дома, и осветительная уличная сеть, и весь прочий окрестный металл. Включая экскаватор, утонувший в том году в болоте за околицей.
Поэтому нужно, конечно, стремиться к идеалу. Но в части анализа ДН это стремление, по моим ощущениям, полезно сдерживать :) Всё же испортить вертикал до полной его непригодности для DX-связей на практике довольно сложно.
Разве что разумно, на первый взгляд, заранее понять, как именно ("в какую сторону") резонансный InvVee испортит ДН вертикала. И расположить его на местности таким образом, чтобы "испорченный" сектор ДН приходился куда-нибудь на условную Антарктиду, то есть на то направление, откуда маловероятно массовое появление сигналов DX.
Да, и ещё одно, заключительное уточнение. Всё сказанное выше про Inverted Vee, в равной мере применимо и к полноразмерной диапазонной рамке ("дельте", "квадрату" и т.д). Прибавку слышимости по сравнению с GP такая антенна тоже даст, диаграмму ему тоже подпортит, и ориентировать её тоже лучше минимумом излучения на GP.
Бонус: для чисто приёмной антенны, если вы не собираетесь этой же "дельтой" ещё и передавать, вполне допустимо не делать согласующее устройство. Для приёмной антенны рассогласование по активному сопротивлению в несколько раз (т.е. Rрамки ~ 200 Ом, Rкабеля = 50 Ом) не критично, на качество приёма заметно не повлияет, по моим наблюдениям.
4. Все упомянутые антенны вполне могут быть изготовлены "из чего бог послал"; качество их настройки значительно важнее, чем качество изготовления.
Резонансные приёмные антенны (магнитные рамки, скажем) я использовать не пробовал. А те рамки, которые строил - K9AY и т.д. - в настройке не нуждаются, и даже размеры их могут быть выдержаны с точностью "плюс-минус лапоть".
Более того: материал приёмной рамки может быть ЛЮБЫМ, лишь бы он проводил электрический ток. Пойдёт даже ржавая стальная проволока, даже чугунная арматура, лишь бы "звонилась" тестером :)
Немало полезного о приёме в условиях помех можно почерпнуть здесь: http://dl2kq.de/ant/3-73.htm
Наибольшие же усилия я всегда прилагал к настройке передающего GP. Здесь уже битва за каждый ом и каждый килогерц; эффективность передающей антенны -- самое дорогое, что есть у начинающего контестмена SOSB-Low :)
(А) Тщательнейшим образом настраиваем GP в резонанс, т.е. добиваемся того, чтобы реактивное сопротивление вертикала было нулевым во всём диапазоне рабочих частот. Обычно этого удаётся добиться изменением физических размеров провода и (в случае Inverted L) положения "верхней палочки буквы Г".
(Б) После того, как вогнали в резонанс, смотрим, какое получилось R (активное сопротивление) по диапазону. Рассчитываем согласующее устройство, лучше, если оно будет без регулируемых элементов, некогда в контесте крутить лишние ручки. Изготавливаем СУ, смотрим, насколько близок КСВ = 1.0. Всегда лучше потратить ещё день-два, но сбросить ещё одну-две десятые доли с заветного показателя.
(В) Перед подключением кабеля, ведущего к трансиверу, не забываем надеть на него у самого СУ запорный дроссель -- столбик из ферритовых колец или "мониторных подавителей помех"; затекание ВЧ-токов на внешнюю сторону оплётки нам ни к чему.
(Г) Промеряем, что получилось, уже находясь в шеке, у трансивера. Если видим что-то настораживающе непохожее на 50+j0, обязательно доискиваемся причин, меняем или проверяем кабель, все пайки, все разъёмы и т.д.
Вот как-то так.