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:
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 между началом и концом катушки L4, без него настроить антенну одновременно в 2 м и 70 см не получится!
Часть 2. Конструкция
Итак элементы в моем исполнении:
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 длину 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 длине.
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.
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. длиной 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 четвертьволновой 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.
Часть 3. Настройка
Некоторые радиолюбители пишут, что настроить самому двухдиапазонную антенну очень сложно и практически невозможно. Так вот, это всё полная ерунда! Всё возможно, если соблюсти 2 условия:
- 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.
- Не лениться настраивать.
К настройке нужно подойти тщательно, не лениться писать параметры на бумажку, сравнивать, выявлять зависимости.
Те радиолюбители, которые говорят «не мучайся 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 двухстороннего текстолита, и его емкость может меняться от 1 до 0,2 пФ. Делать его надо так, чтобы 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 1–2 м.
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 2-го витка в сторону.
Если при настройке в диапазон на 2 м 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 немного, 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 и будет меньше, чем 1 пФ.
Подбираем опытным путем.
Замеряем КСВ на 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 длины или фазосдвигающие катушки между элементами сделаны неправильно.
Если при разных настройках L4, C1, C2 получается настроить КСВ на том и другом диапазонах близким к 1, значит, с элементами всё 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 500 В! Или около того. Иначе дунем 100 Вт, и к нему придет пушистый зверек.
У меня получилась примерно такая настройка:
На 2 м во всем диапазоне КСВ не хуже 1,2. В наиболее «интересном» мне участке (145,2–145,8) КСВ = 1,05–1,07.
На 70 см 432–435 КСВ 1,05–1,1.
На 70 см у меня диапазон немного сдвинут вверх, чтобы захватить LPD.
В общем, полученный результат не хуже заявленных характеристик аналогичных фирменных антенн.
Можно еще покрутить диаграмму направленности путем изменения длин элементов и индуктивности фазосдвигающих катушек.
Но для этого надо радиочастотную «глухую комнату».
У меня доступа к таковой нет, поэтому сделал максимально близко к фирме и не трогаю.
Если КСВ настраивается, значит, сильно не накосячил.
В общем, желаю всем успехов в изготовлении!
