Проволочные яги на 20 метров – Многие радиолюбители имеют простые проволочные антенны, так как городские условия не позволяют развернуть настоящие квадраты или яги…

Сборка антенны Uda-Yagi 2 элемента на 20 М на буме 2 м

Антенны типа «Волновой канал» давно представляют для меня интерес.
В данном материале напишу про сборку своего варианта антенны: о выборе диапазона, материалов, настройке и использовании.

Проект такой антенны родился из просмотра материалов про антенны «бедных радиолюбителей», также «веревочных Яги»:

1) Хороший материал с расчетами:
Огородно-полевая антенна (Блог Гоши Радиста)
2) Несимметричная Яги из проволоки:
Несимметричная проволочная Яги. Форум qrz-e.ru RZ9CJ
3) Направленная вертикальная Яги из проволоки:
Носимая направленная лёгкая КВ антенна UA6HJQ

2 и 3 варианты мне не подошли, из-за сложности с вращением данных антенн. По большему счету данные антенны для ориентации в одном направлении стационарно.
1 вариант  — использовать удочки и закрепленные на них проводники под мой проект подходит больше, т.к. есть реальная возможность оперативной ориентации антенны.
Для антенны «Волновой канал»  на 20 М диапазон необходимы плечи (удочки) длиной 5-6 метров. Цена каждого плеча в таком случае около 1000 р (2017 г.). А не выгоднее ли просто купить алюминиевые трубки в строительном магазине и составить из них плечи антенны?

С этим я и отправился на сайт, а затем в магазин Leroy Merlin.
Первая карта деталей для сборки выглядит следующим образом:


На карте показаны предполагаемые элементы антенны и крепежи. В трубках выполняются крест накрест пропилы, а фиксация  хомутами стяжками. Сами трубки лежат на уголках-носителях. В качестве траверсы — штанга из алюминия для одежды. Носители крепятся к траверсе водопроводными прорезиненными хомутами. Единственная сложность — найти U-образные болты для фиксации труб к уголковым носителям. В магазине http://moskrep.ru/ (МОСКРЕП)
они называются Болт оц. U-образный UBZ 1/2 M6, единственное место, где можно нормально их купить.
В дальнейшем схема антенны упростилась, для директора используется одна труба на носителе, а с краев вставляются плечи.

Фото основы антенны: Траверса, носители, трубки в разобранном виде.


Фото начала сборки: Траверса, носители, первые сегменты плеч Узел подключения кабеля к вибратору:
Еще фото. Сверху первая труба «Директора»

Ранее у меня были идеи о сборке 3 элементного волнового канала, но в итоге, из-за дополнительных вопросов с настройкой, а также креплением и подъемом более массивной конструкции остановился на 2-х элементах.

Двухэлементная антенна строится по формуле: «Вибратор» + «Директор», как наиболее оптимальный вариант.
(см. книги: Ротхаммель, И.Гончаренко)
Ультракороткий Бум (траверса) всего 2 метра (точнее 1.94 м).

Диапазон 20М выбрал потому что:
— почти всегда работает;
— почти у всех есть антенны на этот диапазон;
— еще доступные габариты (размах около 10 метров).

К слову сказать, данная антенна допускает работу на 17М, 15М, 12М, 10М при изменении длины плеч.

Сводка по закупке деталей для антенны: (2016 г)


т.е. из металла она получилась не дороже, чем из удочек. Масса около 5.5 кг.

Предварительные расчеты антенны в МАННА представлены в таблице:
Для 20М:

Важно отметить, что с моим комплектом трубок

Максимальная длина директора = 10.8 М;
Максимальная длина вибратора = 11.2 М;
Максимальная длина директора без крайних секций= 9.2 М;
Максимальная длина вибратора без крайних секций = 7.6 М;
т.е. для построения антенны «Рефлектор+Вибратор» уже не хватает длины, т.к.
нужно около 11.8 м для высоты подвеса 7.5 м и частоты 14.2 МГц.

Схема плечей антенны:

По схеме удобно прикидывать, как меняются размеры при добавлении или удалении сегментов. Также отмечу, что для двухметровых трубок рабочая длина 1.8 метра, для однометровых — 0.9 метра.

Расчеты антенны в МАННА для 17М, 15М, 12М, 10М: представлены в таблице:

При сборке антенны на местности первым делу уточняю высоту подвеса антенны — получилось 4 метра. Да, немного, но что имеем с тем и работаем. Ввожу новые данные для антенны в ММАНА (центральная частота 14.050 МГц)

И получаю для вибратора длину 10.8 метров, для директора длину 9.76 метров.

КСВ по уровню 1.5 достигается в полосе 300 кГц (почти полный охват диапазона)

Данная модель упрощена — трубки имеют постоянный диаметр 14 мм, траверса отсутствует, нет прогиба трубок под собственной тяжестью. Но что если мы рассчитаем более точную модель, с учетом этих параметров? Добавим изменение радиуса трубки 16-14-12-10 мм, траверсу и изгиб (края антенны ниже траверсы на 40 см).
При неизменных длинах плеч  антенны получим:
Выросло активное сопротивление до 80 Ом, ухудшилось F/B на 2 дБ.
КСВ по уровню 1.5 сузилось до 200 кГц, а центральная частота ушла выше до 14.3 МГц!:
Лечение проводим удлинением элементов антенны:
Для вибратора длина 11 метров, для директора длина 9.88 метров!
На картинке показана траверса,
т.к. она изолирована от плечей волнового канала, ее влияние незначительно.
Активное сопротивление  53 Ом,  F/B около 6 дБ. Да, немного, но и высота подвеса антенны небольшая. При этом согласование я хочу получить конструктивное, т.е. меняя только геометрию антенны, а это не будет оптимальным вариантом по критериям Ga и F/B.

КСВ по уровню 1.5 на полосе 280 кГц, центральная частота около 14.050 МГц.

Практическая настройка антенны свелась к операциям поднимания/опускания и коррекции длин плечей антенны. Расстояние между Вибратором и Директором в небольших пределах не сильно изменяет настройку антенны, а уменьшение даже до расстояния 1.5 м снижает F/B на 2 дБ, а усиление почти на 1 дБ, при этом активное сопротивление растет, а реактивное уменьшается (в отрицательные значения), зенитный угол растет (плохо).

Важно помнить, увеличение директора снижает активное сопротивление антенны.

Правила настройки:

1) Корректировать длину вибратора, чтобы наилучшее значение КСВ было на заданной частоте;
2) Корректировать длину директора, для достижения наилучшего КСВ.

Пример итераций:

(по правилам начал действовать с третей итерации)

Для оценки согласования я использовал встроенный КСВ-метр Yaesu-FT817.
Представленная таблица итераций показывает частоты, и индикацию SW трансивера. Также показано на сколько я удлинял каждое плечо вибратора и директора относительно расчетных величин

простой модели антенны..

В более понятном виде практическая оценка рабочей полосы:

SW — показания КСВ-метра Yaesu-FT817.

В итоге опытным путем я получил длины элементов для 20 М:
Вибратор = 11 м, Директор = 10.2 м.
Ширина полосы по уровню КСВ =1.5 — порядка 150 кГц

А для 17М:
Вибратор = 8.52 м, Директор = 7.4 м. (тоже немного длинее расчетных значений)

Запитка антенны выполняется кабелем с волновым сопроивлением 50 Ом, через бухту
диаметром 11 см, 13 витков, для уменьшения влияния кабеля на ДН антенны.

Вращение антенны выполняется вручную, в качестве опоры антенны — вкопанный столбик на который наваливается мачта.

Фото антенны 20 М:


Фото ее же для 17 М:

Фото для 15 М: 

На 15 М она смотрится ровнее, да и на ветру меньше раскачивается =)

Антенна не рассчитана на сосульки, сильные ветра и прочие неприятности и достаточно сильно выгибается под собственным весом:


Если необходима жесткость, следует увеличивать размеры трубок, траверсы, добавлять оттяжки, и все это увеличит массу антенны.

В сравнении с вариантом 1) или 3) собранная антенна не уступает по параметрам Ga, F/B  (если сравнивать на высоте установки от 7 метров)

Первые включения антенны для работы с автоматическим маячком показали ее работоспособность, дальнейшие наблюдения и комментарии о работе — в новых материалах.

Надеюсь, данная статья добавит вдохновения радиолюбителям на построение своей первой антенны Уда-Яги для работы на КВ. Немного больше про данную антенну и другие радиотехнические самоделки можно прочитать в моей книге «Практика радиолюбителя. Антенны, маяки, скиммеры.» см.  http://lavrinenkov.blogspot.com/2019/04/amateur-radio-practice.html

Лавриненков Игорь / R2AJA

Для связи mail:  lis-soft /*at*/rambler   точка   ру

Двухэлементная антенна Уда-Яги на диапазон 20 метров

При помощи антенного моделировщика мы установили, что антенна inverted-V, поднятая на λ/2 над средней землей, имеет усиление 7.57 dBi. Это хорошая, годная антенна. Но спрашивается — а можно ли получить еще большее усиление? Оказывается, что можно, притом достаточно простым способом. Этим мы сегодня и займемся, соорудив простейшую проволочную антенну Уда-Яги, также известную под названием «волновой канал».

Fun fact! Ранее антенну Уда-Яги мы использовали при работе на УКВ через спутники. Только антенна в тот раз была покупная, а не самодельная.

Лучшее из попадавшихся мне объяснений работы антенны Уда-Яги, ровно как и объяснение работы других направленных антенн, приводится в книге «Антенны КВ и УКВ» за авторством Игоря Гончаренко. Здесь я решил воздержаться от попыток привести собственное объяснение, поскольку соревноваться в этом деле с Игорем Викторовичем бессмысленно. Всех читателей, заинтересованных в теории, я вынужден направить к названной книге. Далее мы сосредоточимся на практике.

Практика состоит в следующем. Если взять антенну inverted-V (активный элемент) и на некотором расстоянии от нее разместить полотно примерно такой же антенны, только немного длиннее (рефлектор), то получится простейший волновой канал. Осталось только выяснить, на каком расстоянии разместить рефлектор, и какова должна быть его длина. Еще желательно, чтобы входное сопротивление антенны составило 50 Ом. Поскольку это моя первая направленная антенна, мне не хотелось лишний раз думать о согласовании. Наконец, с учетом всех озвученных условий, хотелось бы получить не самое позорное усиление.

Подходящие параметры было решено искать тупым перебором с помощью сocoaNEC (файл .nc). В результате была найдена такая антенна (файл .nc):

Модель волнового канала на диапазон 20 метров

Моделировщик рекомендует делать рефлектор на 4% длиннее активного элемента и размещать его на расстоянии 4.5 метра. При этом антенна имеет входное сопротивление 50 Ом и усиление 11.57 dBi под углом 31° к горизонту, в направлении от рефлектора к активному элементу. Характерно, что расстояние между активным элементом и рефлектором можно менять в пределах ±0.4 метра, свойства антенны от этого не сильно меняются. В результате вы получите либо большее усиление, либо большее подавление заднего лепестка, так называемое F/B. Оптимизацию антенн Уда-Яги производят как по первому параметру, так и по второму — важно как быть услышанным (большее усиление) так и не принимать сигналов по нежелательному направлению (большее F/B).

Для изготовления антенны использовался тот же speaker wire толщиной 20 AWG, из которого в прошлый раз мы делали inverted-V на диапазон 20 метров. Размеры активного элемента были оставлены без изменений, 490 см длина одного плеча, 758 см длина λ/2 линии запитки. Рефлектор был сделан на 4% длиннее, 509.5 см каждое плечо. Антенна была установлена на паре 10-иметровых телескопических удочек, в направлении на запад:

Простая антенна Уда-Яги на диапазон 20 метров

После установки внимательно проверяем, что элементы установлены на одной высоте, и что плечи имеют одинаковую форму. Проверяем КСВ:

Графики КСВ антенны Уда-Яги на 20 метров

Как видно, антенна почти идеально согласована на 20 метрах. И правильно — мы делаем серьезную антенну, тут не до компромиссов! При желании, поигравшись с размерами элементов и их формой, КСВ можно вогнать ровно в единицу. Но я настолько заморачиваться не стал. Как и оригинальная inverted-V, данная антенна позволяет худо-бедно выйти на 15 метров (проверено). Но никакой эффективностью или направленностью в этом диапазоне, конечно же, не пахнет:

Диаграмма направленности в диапазоне 15 метров

Как теперь проверить, что антенна действительно имеет какое-то усиление в диапазоне 20 метров, и притом в требуемом направлении? Для этого я воспользовался индикатором напряженности поля и приемной антенной на расстоянии около десяти метров на запад от волнового канала. Приемная антенна также должна иметь горизонтальную поляризацию, и поднять ее по возможности стоит повыше. С опущенным рефлектором видим 0 попугаев при мощности 5 Вт, 5 попугаев при мощности 10 Вт и 14 попугаев при мощности 20 Вт. Возвращаем рефлектор и видим 1 попугая при 5 Вт, 9 попугаев при 10 Вт и 21 попугая при 20 Вт. Выглядит так, как если бы антенна имела какое-то усиление. При желании можно проверить и F/B, а также подстроить антенну по F/B или усилению. Я лично этого делать не стал, поскольку не посчитал попугаев моего индикатора настолько показательными, чтобы ориентироваться на них при оптимизации антенны.

Ну что же, выходим в эфир. Мой скромный улов за первые сутки использования антенны в режиме FT8: Канарские острова (5000 км), 4 QSO с Соединенными Штатами (7100-8000 км), 2 QSO с Бразилией (11500 км), а также одна радиосвязь с Аргентиной (13600 км). Последнее QSO на момент написания данных строк является моим личным рекордом по дальности связи на КВ. Отмечу, что почти все упомянутые радиосвязи были проведены в течение 3-4 часов после захода солнца. В дневное время было проведено немало интересных радиосвязей с Европой, в основном в SSB. Но Европа уверенно отвечает и на inverted-V, потому не так интересна.

Аналогичные антенны делают из трех и более элементов, добиваясь тем самым большего усиления. В качестве элементов используют не только диполи, но также вертикалы и рамками. Делают переключаемые антенны на несколько направлений, например, используя два независимых активных элемента с общим рефлектором. Совсем серьезные радиолюбители устанавливают элементы антенны на траверсу, строят высокие мачты и вращают антенну при помощи поворотного устройства на этой мачте. Помножить это на варианты получения многодиапазонных и укороченных антенн, а также варианты согласования, и можно чуть ли не каждый день придумывать новую антенну. Вариаций масса.

А на сегодня у меня все. Желаю вам много DX’ов и побитых личных рекордов по дальности связи. 73!

Метки: Антенны, Беспроводная связь, Любительское радио.

Yagi не требующая настройки | RUQRZ.COM


Оказывается, можно создать волновой канал,не требующий настройки. Большинство описаний антенн «волновой канал» (Яги/Yagi) предусматривают согласующее устройство Гамма или Омега, поскольку предполагается, что антенна имеет волновое сопротивление меньше волнового сопротивления питающей линии, в качестве которой обычно используется коаксиальный кабель 50 или 75 Ом.

В процессе моделирования антенн при помощи программы Quick Yagi я выяснил, что можно спроектировать антенну с волновым сопротивлением 50 Ом, что точно соответствует сопротивлению кабеля, и тогда отпадает необходимость в согласующем устройстве. Возможно другим это моё «открытие» известно давно. Что это даёт? Во-первых, настройка гаммы или омеги – дело хлопотное. Во-вторых, гамма или омега являются частотно-зависимыми элементами и поэтому могут «затушевать» настройку (подгонку) элементов антенны и даже сузить её рабочий диапазон. Так зачем же эту гамму применяют? Она нужна тогда, когда волновое сопротивление антенны меньше 50 Ом. Зачем же делать меньше? Да это получается само собой в процессе настройки антенны, который традиционно заключался в подгонке длины рефлектора с целью достичь максимального подавления заднего лепестка диаграммы направленности и в подгонке длины директора (директоров) с целью получить максимальное усиление. После нескольких проб (иногда десятков)можно было получить удачное сочетание этих параметров, и тогда эта антенна получала признание, публиковалась и даже получала название, например, квадраты UA4IF, Яги K2PV и т.д. При этом не учитывались местные условия. Например, при наличии уклона местности 2-3 градуса можно получить в этом направлении прибавку усиления больше, чем от добавления одного или даже двух директоров. Вернёмся к свойствам антенны. При приближении размера директора к размеру излучателя усиление антенны растёт, её сопротивление уменьшается, а рабочая полоса частот сужается:

Если учесть, что согласующее устройство тоже имеет рабочую полосу, которая может не совпасть с полосой рабочих частот антенны, то картина окажется хуже, чем мы видим на рисунке для вариантов R1=25 Ом и R2=12.5 Ом. Если настраивать КСВ приходится не на рабочей частоте антенны, а потом поднимать антенну, то резонансная частота обязательно сдвинется килогерц на 100. Для антенны R3 = 50 Ом это не так опасно, поскольку на частотах +/- 100 КГц от резонансной её КСВ всё ещё небольшой, а для антенн с более узким рабочим диапазоном этот сдвиг резонанса может оказаться неприемлемым.

Зависимость от частоты коэффициента усиления (средняя линия), отношения «зад-перед» (пунктирная линия) и КСВ (нижняя сплошная линия) для антенны с волновым сопротивлением 50 Ом:

Эти же параметры для антенны R=12,5 Ом. Первая антенна обладает значительно большей равномерностью параметров по диапазону. Правда, со второй антенной можно удивить коллег большим подавлением заднего лепестка на частоте 14,090 МГц:

В реальных условиях, за счет влияния земли у антенны формируется лепестковая диаграмма направленности, форма которой кроме прочего зависит от высоты подвеса антенны над землёй. Мы будем подразумевать высоту подвеса равной одной длине волны:

Отметим, что значение коэффициента усиления в реальных условиях значительно больше, чем в свободном пространстве (в нашем случае 14,1dBi для ант R3=12,5), в то время как разница в усилении у трёх наших антенн в основном сохраняется:

Если прирост от 6.9 до 8.5 dBi кажется большим, то в реальных условиях разница между 12.5 dBi (ант R3=50) и 14.1 dBi (R1=12,5) уже не кажется такой уж значительной. Существенным является то, что угол подъёма главного лепестка для всех трёх антенн остаётся тем же, 14 градусов. При этом антенна №3 с R=50 Ом лучше согласована на краях диапазона, и поэтому лучше «принимает» мощность от передатчика.

Теперь воспользуемся программой YO (Yagi optimiser), чтобы посмотреть свойства антенн при дальних связях. Будем считать, что дальние связи проводятся при угле излучения 5 градусов к горизонту, как и принято по умолчанию в программе, хотя это значение можно и изменять. Вспомним также, что все наши три антенны имеют максимальное излучение под углом 14 град. Усиление антенн 1, 2 и 3 на угле излучения 5 град соответственно равны 4.38 dBd, 4.96 dBd и 5.79 dBd. Если разница в усилении между антеннами 1 и 3 в свободном пространстве составляет 1.66 dBi, а при высоте подвеса равной l она составляет 1.61 dBi, то на угле 5 град она уменьшается до 1.41 dBd. Можно предположить, что просто расчёты не очень уж точные, но тенденция всёже прослеживается: при работе с дальними корреспондентами прирост усиления за счёт изменения длины элементов меньше, чем обычно указывается в характеристиках антенны, т.е. усиление в свободном пространстве.

Подытоживая вышеизложенное можно сказать, что усиление антенны не является единственным или главным критерием её качества, при этом подразумеваются варианты антенн с одинаковым числом элементов и одинаковой длиной траверсы.

Иногда важными свойствами считаются широкополосность и минимизация помех телевидению.

Для антенны с разрезным вибратором можно предложить согласующее устройство для некоторых фиксированных значений волнового сопротивления, а именно, для 37.5 Ом и 25Ом.
Устройство представляет собой два последовательно соединённых отрезка кабеля длиной l/12 (электрическая длина, а не физические размеры). Ближний к антенне орезок кабеля имеет волновое сопротивление линии питания (у нас 50 Ом), а следующий отрезок – сорпотивление антенны, т.е. 37.5 или 25 Ом. Такие сопротивления можно получить соединяя два куска кабеля параллельно: 75/2=37.5 или 50/2=25. Устройство компактное, не требует настройки и легко защищается от атмосферных воздействий.

Существует два варианта Яги: с элементами изолированными от траверсы и с неизолированными элементами. В последнем случае программа Quick Yagi может внести поправку на длину элементов. Правда, разрезной вибратор обязательно изолируется, иначе он становится «неразрезным».

Суммируя сказанное выше можно рекомендовать следующую процедуру проектирования и постройки антенны.
1. Задаемся конечной целью: какую антенну нам надо.
— а. широкополосная антенна, охватывающая как SSB, так и телеграфный участки диапазона. При этом у нас нет желания (или возможности) опускать антенну для подстройки. Тогда лучше всего подойдёт антенна с волновым сопротивлением 50 Ом и небольшим усилением.
— б. есть возможность опускать антенну для подгонки в случае отклонения от заданных параметров. Тогда задаёмся сопротивлением 35 Ом со средним коэффициентом усиления.
— в. нам нужна узкополосная антенна для телеграфного участка с максимальным усилением. Задаёмся сопротивлением 25 Ом с достижением высокого коэффициента усиления.
2. Сколько элементов должна иметь антенна? Если длина траверсы (бума) меньше 0,4 длины волны, то нет смысла делать больше 3 элементов. Если задаёмся сопротивлением 50 Ом, то расстояние «Рефлектор-вибратор» лучше взять не менее 0,15 дл. волны, а при R=25-35Ом лучше взять поменьше.
3. Запускаем программу в режиме автоматического или ручного проектирования с заданным количеством директоров (можно с количеством «0» для двух элементов).
4. Запускаем режим оптимизации по усилению. Получим результат с сопротивлением 27-35 Ом.
5. Включаем оптимизацию ширины полосы с параметром «широкая». Сопротивление слегка повысится.
6. Приступаем к ручному редактированию размеров антенны для достижения ТОЧНОГО значения желаемого сопротивления. Варьируем размерами рефлектора и директора (директоров), а также и расстояниями, периодически проверяя полученную диаграмму направленности и кривую КСВ. Можно спроектировать несколько антенн с одинаковым сопротивлением и после сравнения остальных характеристик выбрать лучшую.
7. После изготовления и установки измеряем сопротивление. Если оно соответствует проектному, то больше ничего проверять не надо, все остальные параметры также получатся. Если сопротивление отличается от расчётного, надо смоделировать на компьютере, на сколько требуется изменить длину директора (и какого директора, если он не один). Обычно это незначительная величина. Никаких настроек подавления и усиления делать не надо, это может только ухудшить параметры антенны.

Желающим моделировать Яги на компьютере я бы советовал применять именно программу WA7RAI (ссылка дана выше), а не ММАNА, которая более универсальна, но в случае с Яги она слабее специализированной программы QUICK YAGI.

Антенна с разрезным вибратором может использоваться на частотах, отличных от её резонансной частоты. Простейшим способом является просто подстройка П-контура передатчика. При этом конечно не следует ожидать максимальной отдачи, да и помехи телевидению вполне возможны. Однако для некоторых сочетаний F(ant)+F(tx) можно получить неплохие результаты. Напрмер, антенна для 18.1 МГц работала без помех ТВ на частоте 24,9 МГц и похуже на 21 МГц. Но этот способ неприемлем для современных трансиверов, несмотря на наличие тюнера – не стоит рисковать! Можно добиться на выходе передатчика КСВ не более 1,5 путём подключения к кабелю короткозамкнутого шлейфа длина которого вместе с кабелем должна быть кратна l /2 за вычетом половины длины разрезного вибратора L=l /2*n – L1:

Здесь l — длина волны, на которую хотим перестроить антенну;
L1 – половина длины вибратора перестраиваемой антенны.
Расстояние до точки подключения можно рассчитать по номограммам, представленным у Ротхаммеля для короткозамкнутых шлейфов.
Можно применить выносной тюнер с большим диапазоном перестройки импеданса.

Если мы перестроим антенну для 28 МГц (её излучающий элемент) на частоту 24,9 МГц, то её рефлектор теперь будет работать как директор, и максимум излучения будет в обратном направлении тому, которое было на 28 МГц.

Диаграммы направленности антенны R=50 Ом на трёх частотах: 14,000, 14,150 и 14,250 МГц:

то же для антенны R=12,5 Ом:

Работа с программой QUICK YAGI (Qy4)

Запускается в DOS или FAR (Виндоузовский эмулятор DOS) файлом qy4.exe
Открывается первая страница меню:
Auto mode menu — автоматическое проектирование
Manual entry — ручной ввод
With tapered el’s — с элементами переменного диаметра

Команда со стрелкой – по умолчанию. При нажатии начальной буквы команды ( A, M или W) выполняется эта команда
Внизу:
Ctrl+Q: Quit = выход из программы (Y-Да, No-Нет)
Esc: To Main = переход в главное меню
F1: files = вызов файлов антенн из памяти
F2: Options = варианты

При нажатии клавишу А входим в подменю меню автопроектирования
Auto- Options настройки режима авто
Spacing (Directors) — расстояния (директоры)
Length (Directors) — длина (директоры)
Default len & space — длина и расстояния по умолчанию
Auto design of Yagi — атопроектирование Яги

При нажатии в этом подменю на А входим в режим автопроектирования
Optimized Spacing — оптимизированные расстояния
Max FB & Bandwidth – максимальные соотношение «вперёд/назад» и полоса пропускания
(W/Default Spacings) (с расстояниями принятыми по умолчанию)
Tab: Tapered diameters N ступенчатый диаметр — нажатием клавиши Tab (табуляция) переключаем No – Yes
Spacebar: View changes N просмотр изменений — нажатием клавиши «пробел» переключаем
No – Yes

Например, оставляем оба параметра No и нажимаем клавишу “Enter”

Появляется строка: OPERATING FREQUENCY (рабочая частота)
Вводим 14.2 и “Enter”
Will all elements be the same diameter ?Будут ли все элементы одного диаметра?
“Y” “Enter”
# of directors – число директоров
1 “Enter”
EL DIAM, mm – диаметр элементов в мм
30 “Enter”
появляется проект антенны с длинами элементов, расстояниями, а также параметрами в правом окне:
FORWARD GAIN
F TO B RATIO
INPUT IMPEDANCE
25.8 +j 11.2 Ohm ( 25.8 активное сопр + 11,2 реактивная составляющая)
ARRAY LENGTH (длина антенны в метрах)
В нижнем правом окне:
Select Optimize (выбрать параметр оптимизации)
Best gain/pattern – наилучшее соотношение усиления/подавления
Spacing only – только расстояния
Lengths only – только длины
Например, выбираем «В» и появляется:
Select Target F/B (выбрать желаемое подавление)
A 35
B 30
C 25
Например, выбираем 25 и нажимаем С:
Появляется
Choose Bandwidth
Wide — широкая
Average — обычная
No changes — без изменений
Нажимаем W и получаем окончательный проект антенны со значением реактивной составляющей 0.
Теперь можно записать эти данные через клавишу F1 (file):
Get saved files – вызвать файл из сохранённых
Save this file – сохранить этот файл
Print this file – распечатать этот файл
Delete a file – удалить файл
Нажимаем S:
Enter a FILE name (8 letters max) 20M3ELE (мы задаём имя 20м3эле)
“Enter”
В нижнем окне появляется имя файла и возможность отменить путём нажатия Esc
“Enter” – сохранён.

Теперь мы можем отредактировать данные вручную, например, чтобы подогнать сопротивление под 50 или 25 Ом. Можем изменять длины директора и рефлектора, а также меняя расстояния. При этом можно каждый раз смотреть не только числовые значения усиления и подавления, но и кривые КСВ, усиления и подавления в зависимости от частоты. Можно сохранять различные варианты и потом выбрать из них желаемый, или же просто понаблюдать влияние различных параметров на свойства антенны.

Набираем в окошечке рефлектора 10.8 “Enter”, в окошке директора 9.4 “Enter” Получаем:
Input Impedance 51 +j 0.5 Ohm

Чтобы убрать реактивную составляющую 0,5 Ом делаем оптимизацию, для чего нажимаем F4 и появляется подменю:
Bandwidth – ширина полосы
Driven element – активный элемент
Gain /FB/Pattern – усиление/подавление/ диаграмма
Нажимаем “D” и программа меняет длину активного так, что j=0, а сопротивление 50,9 Ом чисто активное ( на данной частоте)
Нажимаем F3 и смотрим диаграмму в гор плоскости (на данной частоте)
Нажимаем Esc и возвращаемся в меню.
Нажимаем F6 и получаем таблицу параметров в зависимости от частоты
Внизу видим строку команд:
P: print (печать) G: graph (графики) B: BW plot (ДН от частоты) Esc: exit
Нажимаем G и получаем совмещённый график КСВ, усиления и подавления в зависимости от частоты.
Разберём ещё опцию F2.
Подменю:
Change to Ft/In – изменить метры на футы/дюймы
Fed element options – параметры активного элемента
Scaler – масштабирование (по диапазонам)
Element compensation – компенсация элементов (если не изолированы от траверсы)
Нажимаем F:
Simple dipole – простой диполь
Folded dipole – петлевой вибратор
Exit no change – выход без изменений

Можно выйти из программы и запустить файл QYUTILS.EXE. Там расчёт гамма-согласователя, хотя я не пробовал его, так как предпочитаю разрезной вибратор, который исключает реактивные элементы типа конденсаторов и снижает помехи ТВ.

Ну, вобщем пробуйте разные режимы. Программа написана очень грамотно и устойчива к нестандартным ситуациям. После небольшой практики поймёте, что она в 10 раз легче, чем ММАNА и даёт в 10 раз точнее результат.

UA9OS

Что еще почитать по теме:

Russian HamRadio — 3-элементную Яги на 20 м конструции DJ7VE.

Бернд В, фон Боян (DJ7VE) реализовал вначале на ПК с помощью программы моделирования антенн EZNEC, а затем изготовил 3-элементную Яги на 20 м, удовлетворяющую следующим требованиям: максимальная длина
бума 6 м; усиление в свободном пространстве 7 дБи во всем диапазоне; отношение излучении вперед/назад не менее 20 дБ во всем диапазоне; КСВmах = 1,4. Антенна не нуждается в настройке после поднятия на рабочую высоту. 50 — омный кабель питания подключается непосредственно к разрезному вибратору без согласующего устройства.

Конструкция антенны (рис. 1) проста, имеет высокую повторяемость, механически стабильна, выдерживает высокие ветровые нагрузки и показана.

 

Телескопические элементы антенны выполнены из дюралюминиевых труб разного диаметра. Центральная часть у всех элементов одинакова и имеет длину (A+2B+2C+2D) = 8 м. Толщина стенок у труб А, В, С — 2 мм, D — 1,5 мм, длина 2,40; 2 х 0,8; 2 х 1,0; 2 х 1,0 метров и диаметр 30 мм, 25 мм, 20 мм, 16 мм соответственно. Длина директора (11,38 м}, рефлектора (9,9 м), вибратора (2 х 5,37 м) выставляется регулировкой длимы концевых прутков (или трубок) Е диаметром 12 мм. Антенна настраивается на высоте 1 м над землей на частоте 14 МГц по наименьшему КСВ путем подгонки длины элементов. При этом если необходимо изменить длину элементов, то меняют пропорционально все элементы с расчета изменения длины вибратора на 4 см с каждой стороны на каждые 100 кГц. После настройки возле земли антенну поднимают на рабочую высоту 10 м.

 

 

 

 

 

При этом частотная зависимость КСВ должна иметь вид как на рис. 2.

 

 

 

 

 

 

Диаграмма направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях во всем диапазоне на рис.3 и 4 соответственно.

 

 

В случае применения других диаметров труб для изготовления элементов необходимо будет настроить антенну по минимуму КСВ на 14 МГц на высоте 1 м от земли, путем изменения длины элементов сохраняя пропорции, указанные на рис.1, Ни в коем случае не нужно пытаться получить нужный результат только изменением длины вибратора. Антенну желательно симметрировать с помощью, например, четвертьволнового трансформатора 1:1 или ВЧ дросселя, выполненного из 7,9

… 8 метров кабеля питания, намотанного катушкой диаметром 25 см (10 витков). Такой дроссель размещают в непосредственной близости от точек питания. На практике антенна показала полное совпадение расчетных электрических характеристик и удовлетворительное соответствие геометрических размеров. Сильное впечатление оставляет великолепное отношение излучения вперед/назад.

Бернд В, фон Боян (DJ7VE)

Funk”, №7/ 2001, с.42,43

материал подготовил А. Манойленко (UN9LK)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *