Двухдиапазонная коллинеарная УКВ антенна (Аналог Diamond X200)

Продолжая рубрику мастерская, появилась возможность дополнить ее самодельной двухдиапазонной коллинеарной УКВ антенной, аналог известной антенны Diamond-X200

Двухдиапазонная коллинеарная УКВ антенна Diamond X200, технические характеристики:

Diamond X200

Электрическая длина: VHF 2×5/8, UHF 4×5/8
Импеданс: 50 Ом
Диапазон частот: 144/430 МГц
Поляризация: Вертикальная
Макс.мощность: 200 Вт
Усиление: 6.0 dB/8.0 dB
Ветровая нагрузка: 50 м/сек
Длина: 2.5 м
Вес: 1.2 кг
Длина противовесов: 0.52 м

Описание сборки антенны, любезно предоставлена группой наших радиолюбителей RA9YUH и R9YAF.

Часть 1. Предисловие

Итак: конструкция элементов в основном взята отсюда http://www.antentop.org/003/files/x200.003.pdf
Конструкция согласующей катушки L4 (по сути хитрый антенный тюнер) измерена на оригинальном даймонде.
Вот только в отличие от схемы уважаемого UA9CR, необходим конденсатор С2 м-у началом и концом катушки L4 без него настроить антенну одновременно в 2м и 70см не получится !

Часть 2. Конструкция

Итак элементы в моем исполнении:

Катушка L1

Катушка L2

Катушка L3

Элементы и катушки L1, L3 сделаны из медного провода диаметром 2,5 мм
Катушка L2 из медного провода диаметром 1,5 мм на стеклопластиковом каркасе.
Каркас сохраняет длинну катушки и прочность конструкции. Катушка мотается на другом каркасе.
На концы катушки L2 припаяны к латунным втулкам. Во втулках фиксируются винтами элементы и есть некоторая свобода подстройки элементов по длинне.

L4 она же «краеугольный камень» всей конструкции мотается на каркасе диаметром 10 мм 6-6,2 витка.
Катушку нужно мотать свободно (чтобы ее можно было закручивать и раскручивать в процессе настройки).
Катушка намотана медным проводом диаметром 1,5 мм.
Каркас катушки выполнен из капролона (середина) и из латуни. Капролон запрессован в латунные втулки.
В нижнюю латунную втулку вкручивается антенный разъем. Центральная жила из разъема проходит сквозь капролоновую часть каркаса и выходит через отверстие.

Катушка L4

Корпусом антенны является китайская стеклопластиковая удочка

Удочка отпилена по размеру а ее секции склеены. Нужно обратить внимание на то чтобы металлические кольца удочки не попадали на те места где расположены катушки!
Основание антенны выточено из сплава Д16Т.
В него вклеивается удочка, к нему прикручиваются противовесы 4 шт длинной 52 см (в моем случае из латунного прутка), вставляются все «потроха» антенны и втулка с разъемом фиксируется прижимным винтом.

Противовесы расположены под углом 115 градусов к оси антенны.
Само основание вставляется в четверть волновой стакан из нержавеющей трубы и фиксируется винтом.
Стакан крепится к мачте. К сожалению антенну на крыше не зафотал, лень было тащить туда фотик и был сильно ограничен во времени.

Колпачок антенны тоже выточен из «авиационного» сплава Д16Т

Еще немного фотографий

[su_custom_gallery source=»media: 2146,2147″ limit=»15″ link=»lightbox» target=»blank» width=»120″ height=»130″ title=»never»]

Часть 3. Настройка

Некоторые радиолюбители пишут что настроить самому двухдиапазонную антенну очень сложно и практически невозможно. Так вот это все полная ерунда! Все возможно если соблюсти 2 условия:

1. Точность и качество изготовления.
Сделать такую антенну из гуано и соломы на коленке не получится! В настройках и так много переменных и если там еще будет разброд и шатание из-за качества изготовления, то шансы получить рабочее изделие стремятся к 0.

2. Не лениться настраивать.

К настройке нужно подойти тщательно, не лениться писать параметры на бумажку, сравнивать, выявлять зависимости.

Те радиолюбители, которые говорят «не мучийся и купи готовое» просто ленивые и не хотят вникать.

Итак поехали!

Для настройки вместо конденсатора С1 впаиваем мелкий переменник такой чтобы поставить его на штатное место и чтобы он входил в корпус со всеми потрохами.
С2 делается из кусочка 2х стороннего текстолита и его емкость может меняться от 1 до 0,2 пФ. Делать его надо так, чтоб можно было подпиливать во время настройки.
Отводы от конденсаторов нужно располагать строго вдоль оси антенны.

Настройку антенны надо производить на открытой площадке чтобы в радиусе 5-10 м не было мешающих предметов.
Антенну расположить вертикально на высоте 1-2м.
В помещении настраивать антенну БЕСПОЛЕЗНО можно даже не терять время.
Проверять настройки только в полностью собранном виде т.к потроха катушки L4 образуют паразитные емкости с основанием антенны!
По этой же причине внутренности не должны болтаться в металлическом основании антенны.

Теперь что куда крутить.

Емкостью С1 сдвигаем всю антенну вверх или вниз по частоте в обоих диапазонах. С1 крутим очень чутко!
Если при разной емкости С1 получается настроить антенну на верхнем и нижнем диапазоне, то надо перепаять отвод от 2го витка в сторону.
Если при настройке в диапазон на 2м на 70 см мы попадаем по частоте ниже нужного диапазона, то сдвигаем отвод ближе к верху катушки L4. Если попадаем выше, то наоборот сдвигаем ближе к низу катушки. Двигаем не на много на 1/6-1/8 витка.
Потом снова крутим С1 и пытаемся попасть в оба диапазона.

Если на одном из диапазонов настройка никак не получается (высокий КСВ), то меняем емкость С2.
Из-за паразитной емкости с основанием антенны, емкость С2 будет меньше чем 1пФ.
Подбираем опытным путем.

Замеряем КСВ не разных частотах в обоих диапазонах, смотрим где минимум, записываем, сравниваем результат, делаем вывод куда что подвигать, двигаем и снова замер.

Через несколько итераций можно добиться результата не хуже чем у заводских антенн. А если настроить очень тонко, то можно их и сильно превзойти.

Если настроить никак не получается, значит что-то не так в конструкции, например элементы не той длинны или фазосдвигающие катушки м-у элементами сделаны не правильно.

Если при разных настройках L4, C1, C2 получается настроить КСВ на том и другом диапазонах близким к 1, значит с элементами все нормально и крутим дальше настройки.

После настройки «переменник» С1 надо заменить на «постоянник». Берем керамический конденсатор (например трубочку как на фото) и подпиливаем до нужной емкости. Место подпила потом замазываем лаком. Конденсатор надо на 500в! или около того. Иначе дунем 100вт и к нему придет пушистый зверек

У меня получилась примерно такая настройка:
На 2м во всем диапазоне КСВ не хуже 1,2. В наиболее «интересном» мне участке (145,2-145,8) КСВ = 1,05-1,07
На 70см 432-435 КСВ 1,05-1,1. На 70см у меня дмапазон немного сдвинут вверх чтобы захватить LPD.

В общем полученный результат не хуже заявленных характеристик аналогичных фирменных антенн.

Можно еще покрутить диаграмму направленности путем изменения длинн элементов и индуктивности фазосдвигающих катушек.
Но для этого надо радиочастотную «глухую комнату».
У меня доступа к таковой нет, по этому сделал максимально близко к фирме и не трогаю
Если КСВ настраивается, значит сильно не накосячил

В общем желаю всем успехов в изготовлении!

Обсуждение и основной материал расположен на форуме http://forum.22dx.ru/viewtopic.php?f=16&t=87