Походная базовая СиБи-антенна  «Сова»

 

 

Полная история создания

 

 

Немного назад.

Вы, конечно, помните  эпопею с изготовлением и тестированием разных антенн, начиная с прошлого  года (см. статьи в нашем «Дупле»)

Задача-минимум звучала следующим образом: как увеличить раз в пять (хотя бы, от исходных минимальных 5 км) дальность связи портативных СиБи-радиостанций в походе (конкретно имелось ввиду семейство "Беркутов"), и чтобы антенна при транспортировке влезала в косметичку? Мною было создано несколько вариантов диполей. Но почти все они, обладая хорошим КСВ, оказались малоэффективными*. Ни одна из тестируемых чужих антенн так же не обепечивала нужного качества и дальности связи на пересеченке. Процесс немного уперся в тупик... А веслорукий народ с горя стал приспосабливать автомобильные антенны под это дело, ужа с ежом ...

 

В июле этого года Чил и уже известный вам по прошлым тестам Сергей Самков (RU3DKW) провели промежуточные измерительные испытания разных СиБи-антенн. Ознакомиться с результатами этого теста можно здесь.

В конце лета мне прислали  расчет варианта походной антенны. Я все честно спаяла, хотя и  кривовато, конечно;  катушки вертеть -  не курицу жарить… J Измеренный  КСВ  зашкалил за расчетный,  я плюнула в сердцах и  передала дело своей жизни Сергею, разумно посчитав, что он сделает ЭТО лучше. Без профессиональных знаний  и навыков добиться хорошего результата сложно, проще обойтись ролью Герцена в  революции...:)))

 

Разбуженный RU3DKW подошел к процессу творчески, не стал плясать вокруг летней версии, все пересчитал и полностью переделал СУ,  после чего заявил, что по теоретическим параметрам  сия штука должна оправдать наши  скромные  ожидания… Мы стали готовиться к первому полевому тесту.

 

 

 

Часть 1. Рождение «Совы»

 

 

Итак, антенна, наконец, готова и  названа «Сова». Дупло-то давно есть, а Совы нет. Непорядок!

 

Основное отличие новой антенны от большинства обычных диполей – наличие СУ. Кроме того, в лучах и «земле» использовался совсем новый материал  - аудиокабели в толстом прозрачном силиконе. Я решила попробовать «силикон», потому что он везде продается, в отличие от присного антенного канатика J…  и вроде как  оно себя оправдало… по крайней мере, хуже точно не стало, зато силикон совершенно непробиваем, и  механических повреждений провода можно не бояться.

Новое согласующее устройство  сильно отличается от тех, что мы разбирали в февральской и июньской статьях. Оно побольше и посложнее:

 

СУ антенны «Сова-1»  с датчиком                           

 

В  исходном варианте «Сова» может работать с передатчиком до 80 ватт благодаря мощному переменному конденсатору, из старых запасов RU3DKW. Катушка тоже  выполнена нестандартно – это несколько витков на ферритовом кольце, в отличие от обычной «пружины».  Надо сказать,  такую катушку выполнить проще, чем многовитковую – не нужно  иметь навыка наматывать ровно витки,  ведь любое отклонение в зазорах сильно влияет на КСВ, я на это многократно напарывалась…

 

Согласующее  устройство  помещается в пластмассовой коробочке. Оно имеет два органа регулировки: переменный   конденсатор   для   подстройки  антенного  контура  и  переменный  резистор,  который регулирует чувствительность стрелочного индикатора   настройки   антенного   контура.  СУ не изолировано фольгой – Сергей не счел это необходимым. Отмечу, что стрелочный датчик может быть куда меньше размером, просто в день покупки других не было в магазине.

 

Налево уходит вибратор, направо – противовес, вверх – фидер.  При применении  конденсатора меньшей мощности размер коробочки  безусловно уменьшится.

 

 

…Зачем нужны все эти сложности с настройкой резонанса?

Слово RU3DKW:

«Подстроечные элементы необходимы, если антенна будет применяться в разных условиях окружающей среды, на разных, существенно различающихся частотах, и с разными по мощности радиостанциями. Индикатор в СУ – это именно индикатор, а не измерительный прибор, с помощью него можно приблизительно судить о согласовании и излучаемой мощности, когда других приборов нет. Алгоритм настройки таков: регулируя емкость конденсатора, добиваются максимального отклонения стрелки индикатора вправо, при этом, в зависимости от настройки и выходной мощности стрелка может «зашкалить». Поэтому там предусмотрен переменный резистор, для регулировки чувствительности индикатора. Этим резистором как раз и убирается «зашкал».»

 

В  конструкции антенны  никаких особых ноу-хау применено не было. Однако их и не требовалось, главное в этом деле – результат!  Поэтому рамки теста были поставлены сразу жестко: делаем две одинаковых «Совы». Я ставлю свою  на поле рядом с домом, а Сергей   - у себя в Правде.  Сила сигнала "Совы-1", измеренная по шкале трансивера, оценена как в 10 раз большая, чем у антенны "суперфлекс" КБ Беркут. Между нами – 20 км. И  если не будет обратной связи -  дело не сделано, начинаем всю эпопею заново…

Антенна "Сова-1" в сборе рядом с Б601

 

 

 

 

…В хмурый воскресный денек я выпозла на поле.  Установка уже известной вам мачты собственной конструкции  заняла три минуты.

С собой  взяты – радиостанция «Беркут» 803А с батарейками (7 ватт), «Беркут» 601м2Т с промышленными аккумуляторами (6 ватт), антенна «Сова-1», КСВ-метр.

 

Корреспонденты (позывные):

-        Chile (Правда-2), поселок Правда, Б803, работающий  от автомобильного аккумулятора, антенна «Сова-1»

-        Сергей (Правда-1), поселок Правда, мощный трансивер, стационарная антенна на крыше. Миссия – наблюдатель и разводящий J  Находился в 100 метрах от Чила.

 

Работаем на Хроночастотах.

 

Схема расположения корреспондентов

 

Мы растянули антенны так, как показано на схеме Сергея. По сути, это станадарт растяжки всех подобных антенн, на 45 градусов к горизонту:

 

 

Сначала сели на главную Хроночастоту.  Идеально слышу RU3DKW, с сильными помехами – Леху. Меня, похоже, не слышит никто!  Минут двадцать  мучали канал – увы и ах. Однако то, что я Чила слышу и даже разбираю, что он говорит – несколько обнадежило. Но нет обратной связи. Чил  слышат меня с трудом, в основном только несущую с редкими прорывами голоса. Сергей вообще не слышит.

И тут я применяю  старый прием – «отпускаю» вибратор почти вертикально к горизонту, отвес бросаю  условно на северо-восток. Фиг  с ней,  с традицией…

Наконец-то! Чил меня услышал!!! Я, потирая ручки, слежу, как он  докладывает Правде-1 от результатах переговоров со мной. Сергей слышит только несущую с редкими прорывами голоса. Попробовали разные каналы, результат почти одинаков. Удивительно, что "сестра" слышит "Сову", а стационарная антенна, установленная на крыше невысокого здания - практически нет. Тема для размышлений, в общем.

 

 Расчетное положение антенны    Более выгодное положение антенны

 

Итак, чем больше угол, тем оказалось лучше. Во втором положении вибратор болтается на ветру (толстый силикон и СУ не дает ему совсем уж летать),  примерно 70 град. к горизонту, отвес на снегу валяется, условно в сторону корреспондентов, СУ в 30 см от земли, я сижу рядом с коробочкой, почти нависнув над ней. Ничего не натянуто. Довольно "отстойная"  позиция оказалась с более высоким КПД, благодаря изменению направления излучения, даже с отвесами на земле.  Объяснить это пока не берусь…  но нечто очень похожее  наблюдалось  во время теста  изделия «Беркутов».  Наверное,  параллельный сигнал несется над землей, и пробивает кучу навоза (эфирные помехи), как пущенная из арбалета стрела, J  А сигнал  Чила идет частично вверх и слабо отражается от ионосферы вниз, собрав всю помойку по дороге.

Это я так думаю…

Подтаскиваю «ксивый метрин», настраиваюсь… опа! Как ни верти кондер, меньше 2,6 он не показывает.  Тем не менее, RU3DKW клялся, что КСВ этой антенны устанавливался на улице и равен ~1,3.  То-есть, получается, я работаю с конструктивно плохо согласованной антенной…

Работаем дальше. По-прежнему  Лешу слышу, но разбираю не всегда, сильные помехи; он меня слышит  лучше, Серега  на второй частоте тоже несколько раз меня вдруг услышал, но фигово.

Растягиваю снова антенну  под углом 45 и практически пропадаю из эфира корреспондентов... Перефразируя известного героя, можно смело сказать: «Антенна – предмет темный!…» J

 

Прошу Сергея высказать свою точку зрения на изменение угла наклона диполя:  «Изменилась  диаграмма направленности антенны, она  потеряла свою небольшую направленность и стала излучать во все стороны с одинаковой интенсивностью. Так же изменилась  поляризация излучаемых радиоволн, с горизонтальной на вертикальную. Возможно, ты могла бы его (Лешу  - прим. мое) лучше слышать, за счет этого (если бы он так же установил свою антенну – прим. мое ), т.к. у тебя антенна, как я понял, была практически вертикально и, следовательно, уменьшились бы кроссполяризационные потери (это когда одна антенна имеет горизонтальную поляризацию, а другая - вертикальную). Эти потери, максимально, могут достигать до 3 дБ (2 раза по мощности).»

Остается пожалеть, что  я не сообразила попросить Правду-2 изменить положение антенны аналогично моей. Эйфория, типа, затмила разум J

 

… В общем, есть контакт. Хотя и далекий до идеала. Двадцатку еще не покрывали,  это факт. Если быть точной – 20 800 м (по GPS). Стало быть, мысль RU3DKW сработала в нужном направлении. Хотя Лешу я слышу, понятно, только со выключенным шумодавом,

Беру на радостях  Б601, подключаюсь. И опять меня Леха слышит, я слышу! Круто... Может, и 6 ватт – не предел?… К сожалению, рации более слабой мощности не взяла с собой…. Ибо не ожидала J Все-таки связь не просто через леса-поля, а через злостную цивилизацию и замусоренный эфир.  Подозреваю, что стандартная трех-ваттка все же не пробъет дистанцию…  Ну, посмотрим…

 

Каналы в Мытищах забиты ужасно. Постоянно прорываются диспетчера, частные переговоры,  низкочастотые помехи, треск, шорохи и скворчание.  Тем не менее, тест удалось провести в полном объеме.

Если измерить сигнал в оценках, то я принимала  Правду-2  на 4 слышимость, 5-6 разбираемость из-за QRM (сильные помехи). Причем Правда-1 не слышала помех от Правды-2, следовательно, это в пути собачка могла подрасти.   Правда-2  слышал меня с переменным успехом. В наилучшем случае Чил оценивает мои сигналы как RS-55 (прием без проблем, удовлетворительные сигналы), в среднем - RS-44 (теряются отдельные слова, слабые сигналы).

Несмотря на паршивость сигналов, Правда-2  удивлен вообще, что мы смогли общаться на таком расстоянии с портативок, в условиях эфирной мочиловки.

 

Подведем первые итоги. В общем,  блин, хоть к с комками,  получился. И  породил ряд вопросов. После анализа ситуации  RU3DKW склонен считать помехи в сигнале  Чила именно сторонними помехами от мощных передатчиков, в том числе  «запретки» в  нашем загадочном лесу… А с моим КСВ и точными параметрами антенн еще придется неможко разобраться.

 

Пока суть да дело, я решила проверить, наколько врет мой  SWR-430, упорно не показывающий КСВ меньше 2,5-2.6. В поле была взята  зверюга  по имени MFJ-941E, однако она тоже показала КСВ четко по центру между 3 и 2.  Стало быть,  мой «метрин»  если и врет, то не сильно. Я воспользовалась антенным тьюнером и после недолгих мучений добилась КСВ = 1,4,  для чего пришлось немного поиграться с емкостью и индкутивностью.  Значит, есть к чему стремиться! КСВ почти не менялся от разных углов  вибратора, но был чуть лучше при  вертикальном положении.  Зато  хуже на частоте 27 505, по сравнению с 27 805. Может быть,  антенна рассчитывалась, исходя из длины волны, более близкой к нижнему краю СиБи-диапазона?  Впрочем, как раз для этого и нужна подстройка.

Все вышесказанное говорит о том, что «Сову-1» надо возвращать Сереге на пересмотр, и, возможно, переделку.

 

 

 

Часть 2.  «Сова»  обретает крылья

 

 

После недели обсуждений  мы решили  замутить генеральный тест наших «Сов», в относительно чистой эфирной зоне. Но перед этим Сергей по моей просьбе провел новыe рассчеты в MMANA.

И надо же!...

Цитирую полностью:

«Анализируя результаты наших испытаний, которые мы проводили в

позапрошлые выходные, я пришел к интересным выводам. Посмотри на диаграмму направленности для горизонтальной антенны:

 

 

И на диаграмму направленности той же антенны при ее вертикальном положении:

 

 

Так как в нашем случае связь осуществляется с помощью приземной волны, то на дальность связи, прежде всего, влияет диаграмма направленности в вертикальной плоскости (правый рисунок). Из рисунков хорошо видно, что при горизонтальном положении антенны (первый рисунок) излучение антенны в основном происходит вверх!!! 

 (вооот!  А я что говорила?... :))

 

Максимум диаграммы направленности составляет 90 градусов (от линии горизонта), т.е. большая часть излучаемой энергии излучается вверх (в космос!). В направлении корреспондента излучается меньшая часть энергии.

А теперь посмотри на второй рисунок для вертикальной антенны. Из этого рисунка видно, что по направлению вверх (в космос), энергия практически не излучается!!! Максимум диаграммы направленности такой антенны направлен под углом всего 17,6 градусов относительно поверхности земли. То есть большая часть энергии концентрируется под малым углом в сторону корреспондента. Это приводит к увеличению дальности связи. Над идеальной землей этот угол излучения равняется нулю градусов к поверхности земли, т.е. излучение направленно параллельно поверхности земли. В реальных антеннах нужно стремиться, чтобы этот угол был как можно меньше! Что мы и наблюдаем при изменении ориентации антенны из горизонтального в вертикальное положение. Это подтверждается и нашими результатами испытаний. Как только ты расположила антенну вертикально, сила твоих сигналов увеличилась.

 

Диаграмму направленности в горизонтальной плоскости в обоих случаях можно считать круговой. Это полезно, т.к. корреспондент с равной вероятностью может находиться под любым углом азимута. Поэтому предлагается следующая конструкция антенны на основе 6-и метрового телескопического удилища. Удилище располагается в вертикальном положении, вдоль него сверху спускается вибратор до высоты 1 м. На этой высоте находится СУ, от которого отходят два противовеса. Эти противовесы должны быть строго напротив друг друга (угол между ними должен быть 180 градусов). Очень желательно чтобы эти противовесы были параллельно земле.

Потребуются минимальные переделки, нужно добавить еще один противовес и скорректировать настройку СУ.»

 

… Да уж…похоже,  наша «Совушка» решила "окрылиться"! (в сторону:  и как теперь растягивать такую дуру?… J)

Я попросила поднажать, и Сергей за день до теста переделал одну из антенн на новый лад, после   чего получилась «Сова-2».

 

11 декабря  наша отмороженная команда  на четырех машинах  выдвинулась в поля. Денек для теста выдался аховый – снег с утра и до ночи валил  плотной стеной. Из-за этого машинный разъезд постоянно находился под угрозой ДТП, а  радиосигналы обещали завязнуть в метели J

В тесте традиционно участовали: RU3DKW, Кира, Чил, Илюха и я.

 

 

Из техники: радиостанции КБ «Беркут» -  два новых Б803А на батарейках (7 ватт), два новых Б601м2Т на промышленных аккумуляторах (6 ватт) , старый Б601м2 на обычных аккумуляторах (2 ватта), две новых антенны «суперфлекс» без отвеса (40 см),  и на всякий случай  автомобильная антенна. Кроме того,  четыре измерителя разных типов (MFJ-259B,MFJ-941E, SWR-430,DIAMOND SX200), два спутниковых навигатора, антенны «Сова-1» и «Сова-2».

После измерений на разных приборах «Сова-2» показала КСВ  ~1,4-1,8 на разных каналах (без подстройки!)…  Излучаемая мощность на базовую антенну у Б803А оказалась около 6 ватт, у Б601м2Т – 4,8-4,9 ватта, у Б601м2 – 1,8-1,9 ватта.

 

 

«База» в лице меня, Чила и новой «Совы-2» была свита  согласно расчету.  Верхняя точка антенны находилась примерно на 5 метрах, противовесы  установлены параллельно земле, в 80 см от поверхности снега. Для противовесов были вырублены колышки, хотя можно обойтись и двумя дополнительными длинными оттяжками от тела мачты (это на случай, если в пустыне... :) СУ прификсено к ноге мачты изолентой, чтоб не трепыхалось:

 

Пока Леха пилил чушки и делал костер, боевой разъезд удалился на пробное расстояние 14 км и установил «Сову-1» под углом 45 градусов  в мою сторону. Связались на главной Хроночастоте.

Итоги переговоров:

             Связь по Б803А – 5,9 в обе стороны, идеально (расшифровка оценок здесь)

             Связь по Б601м2Т – 5,9 в обе стороны.

             Б601м2Т с портативной антенной «супрефлекс» слышит «Сову-1» тоже прилично, на 5,7 минимум. Но самое главное – «Сова»  слышит передачу с «суперфлекса»! Сигнал от "малышки" колебался в пределах 3,4-4,5. Не мёд, но все же…  Ну и дела…  есть  обратная связь с портативкой. Такого точно еще не было! J

 

«Первые» двинулись дальше и скоро остановились на отметке 20 км по  GPS.   Итоги переговоров практически те же, добавить нечего. Попробовали самый слабенький аппарат, Б601м2. Связь отличная в обе стороны. Обалдеть! От двух дохлых ватт мы «выбили» двадцатку! И не со скрипом, а влегкую! Вот что значит – грамотный расчет.   Есть небольшой эфирный шумок, но сигнал  четкий и разброчивый на 100%,  поэтому помехи практически не мешают. Хотя мы  и «нанизали» как минимум две ЛЭП, и снегопад по-прежнему стеной, крупными хлопьями. Более того,  шумоподавитель включен, рации находятся не в самом чувствительном режиме. 

Приятный момент теста – "Сова-2" «задавила» нафиг  пушкинскую(?) диспетчершу такси(!), мы застыдились и  перешли на запасной канал.  Гы… JJJ

 

Схема разъездов

 

Я попросила ребят удалиться еще на пять-шесть км.  Увы, «первые» изначально криво выбрали линию движения и уперлись после Дьяково в тупик, в виде заснеженных буераков. Дорога кончилась…  Итого максимум у нас получилось всего 22,5 км.

Связь по-прежнему 5,9, даже скучно.  Только  маленький «суперфлекс» хоть слышит, но уже не добивает на базовую. Ну, оно и понятно. 

Начали извращаться: я опустила  у «Совы-2» противовесы под углом к вибратору, оставив их концы в 10 см над снегом. Сила сигнала немного уменьшилась, но качество практически  не ухудшилось.  Бросила противовесы на  снег. Появились  эфирные помехи, но связь осталась  хорошей, хотя ослабла и зашумилась, по словам корреспондента. Выходит, расчетное натяжение, параллельное горизонту – самое удачное,  но на крайняк сработает и халява… Порадовал следующий факт: антенну не надо натягивать до «струнного звона» - вибратор совершенно  свободно свисал под собственной тяжестью  (силикон форева!), да и отвесы натянуты были далеко от идеала.

 

 

"Первые" по моей просьбе решили установить свой вибратор вертикально,  насколько будет возможно. Все-таки заставлять Илюху четвертый раз залезать на дерево совесть не позволяла… J  Подвешенную «Сову-1» удалось выпрямить до 60 градусов, опустив СУ почти до снега, но  результат  не замедлил явиться -  сила сигнала ощутимо увеличилась. То-есть хороший сигнал стал еще лучше. Масло масляное… Потом «первые»  бросили отвес на снег -  стало немного хуже, но  не сильно, в общем, на 4,8 где-то. Короче, связь с прервалась только в тот момент, когда «Сову-1» перетаскивали и обернули  вокруг дерева J

После этого я проверила работу активации голосом на Б803А с мультимедийной гарнитурой. Все сработало хорошо,  «вокс» теперь вполне вменяемый (…наконец-то!...),  если не считать  неприятного щелчка при отбое (этот глюк  «Беркуты» в ближайших версиях обещали исправить).

 

В общем, тест  удался! УРА!

По силе сигнала с  последнего положения  можно смело предположить, что 25 км антенна покроет без ущерба для качества. Программа-минимум выполнена.  А на максимальную дальность «Сов» мы еще помучаем...

 

 

Часть 3, драматическая... но с хорошим концом :))

 

 

Через неделю после нашего замечательного теста, полетав в облаках победы, я решила проверить, как "Сова" ведет себя, будучи установлена в густом старом лесу. Благо и лес рядом... Корреспондентом был Сергей, сидящий дома. Он готовился записать наши переговоры, оценить силу сигнала и все такое. Результат ошеломил нас обоих: Сергей меня не слышит ВООБЩЕ! Несмотря на то, что у нас одинаковые вертикальные поляризации. На крыльях ужаса я полетела домой, взяла несколько разных раций и двинулась на поле, ровно в ту точку, где мы тестились первый раз. Надо отметить, что в лесу КСВ сполз до кошмарной отметки "5", его пришлось подстраивать. Ну и лесок у нас! Но теперь до него больше километра... и все равно - после часа долбежки Сергей меня не услышал, даже намека!!! - ни с других раций, ни на других каналах, и это при КСВ=1,5 и мощности в 6 ватт... Чудесато...

Дома я раскрыла и осмотрела СУ - никаких повреждений обнаружено не было. Прозвонила конденсатор - в норме. Крылья мои опустились, и я потребовала срочно сделать такую же "Сову-2", установить ее в Правде (на земле!) и попробовать связаться именно с ней. Вдруг мои сигналы пролетают ниже антенны RU3DKW? Сергей, конечно, отмел это глупое предположение, но и умнее не придумал :)~~...

 

Для нового теста была срочно приобретена еще одна удочка и сделана мачта. Сергей спаял Сову-клона, и в следующее морозно-снежное воскресенье Правдинская дисапора засела в ожидании моего вызова. Я выползла на знакомую боевую точку; Чил сидел во дворе дома с "Совой-2" и Беркутом, а RU3DKW у своего трансивера в квартире.
Дальнейшие события, в общем, можно было предположить: Чил меня слышит хорошо, причем куда лучше, чем на первом "городском" тесте, а Сергей вообще не слышит. Мы прошлись по трем каналам, для Сереги безрезультатно. Несколько раз в начале теста ему удалось поймать обрывки моих фраз (есть даже запись mp3), но потом я исчезла с его эфирного поля. У меня по-прежнему сильнейшие помехи; подозреваю, тут не обошлось и без матушки-Москвы (4,5 км до кольца), буйные переговоры которой, кстати, заставили нас уйти с главной Хроночастоты.
Чил оценил мои сигналы в течении часа на разных каналах:
с Б803А как 4,8-5,9(!) + небольшие помехи
с Б601 2-х ваттного - как 3,6-4,8 + небольшой QRM (как видите, "цивилизованный" эфир здорово портит сигнал!)
Я ловила Чила в среднем как 4,7-5,7 + QRM. Это тоже лучше, чем на первом тесте - и лишний раз доказывает, что "Сова-1", безусловно, проигрывает "Сове-2", и является лишь промежуточным вариантом модели. За это красноречиво говорит и то, шумоподавитель в этот раз был включен! Сергея я слышала 4,8-5,8+ QRM Кроме того, в обе стороны мы слышали друг друга на антенну "суперфлекс" без отвеса (сигнал колебался 3,8-4,7+ сильный QRM у меня).

КСВ антенны во время теста колебался на разных машинках от 1,5 до 1,2. Наилучший сигнал наблюдался на Хроночастоте. Надо сказать, что я не подстраивала согласование на других частотах, лень... в общем, и так неплохо было... :)

 

Короче, Сереге надо разобраться с настройкой и конфигурацией своей стационарки, а у меня от сердца отлегло... Совы между собой работают хорошо, однако приобретенный опыт дал понять, что не всякая мульти-диапазонная вертикалка, оказывается, нас слышит. Даже на крыше дома. Известный радиотехникам принцип обратимости антенн - как принимает, так и передает - увы, развеян, как миф... :) Загадка для умов, в общем...

 

 

Выводы

 

 

Антенна «Сова-2»  отлично работает на пересеченной местности равнинного и умеренно холмистого типа. Ее можно рекомендовать как базовую лагерную антенну туристам, геологам, егерям, работающим в СиБи-диапазоне на ограниченной территории. Проведенные тесты позволяют предположить, что две "Совы" смогут хорошо общаться между собой на расстоянии не меньше, чем 30 км. А, может, и больше - будем тестить! Пока же теоретические расчеты дальности показывают, что наша ночная птица может добить на открытой местности до 50 км.
"Сова-2" обеспечивает обратную связь с портативной антенной типа "суперфлекс" на 10-15 км удаленности ее от базы.
Антенну лучше всего устанавливать на возвышенном открытом месте. При отсутствии мачты полотно может быть растянуто между двумя деревьями с помощью веревочных оттяжек:

Высота верхней точки = 6 м

Походная "Сова" честно пробивает помехи в замусоренном эфире Подмосковья, однако ее использование предполагается все же вдали от крупных городов (желательно не менее 20 км). Так же акцентирую, что тестирование проводилось только с рациями КБ "Беркут", технические характеристики которых превосходят отечественные и зарубежные аналоги (чтоб мне потом не говорили, что связи не было с каким-нибудь Мегажетом, Таисом и т.п...)
"Сова-2" в сложенном виде Изоляция вибратора и отвесов.

Установка антенны "Сова-2", более наглядно

 

 

Размышления о конструкции «Совы-2»

 

Недостатки:

-        Длинный вибратор. Такую антенну сложнее растягивать в лесу, а в тундре, степи  необходимо иметь  мачту, аналогичную моей  из непроводящего  материала. Практически, возможность использования «Совы» имеется только в базовом лагере из-за проблем высокого подвеса вибратора

-        антенну требуется устанавливать на поляне вдали от деревьев. В радиусе 3 метров от антенны не должно быть никаких массивных предметов, особенно проводящих. На работу вертикальной антенны особенно сильно оказывают влияние вертикальные объекты, такие как, деревья. Это ухудшает ее работу. Поэтому при работе в лесу или из гущи леса дальность связи может измениться в худшую сторону

-        Не самый простой в изготовлении СУ, покупка нестандартных элементов СУ (например, стрелочный индикатор). Редкий в природе конденсатор.

Достоинства:

-        Длинный вибратор, все же  - увеличение его длины приводит к увеличению коэффициента направленного действия, и, следовательно, к увеличению коэффициента усиления при одном и том же КПД

-        Возможность подстройки  резонанса на месте, полезная вещь. Я бы еще сделала шкалы вокруг винтов  конденсатора и датчика, чтобы хотя бы примерно знать оптимальные значения  для разных частот на разном ландшафте. А не ставить точки маркером на пластмассе J

-        Для нормальной работы антенны высота подвеса нижней точки составляет 0,15L (длины волны). Но даже уменьшение этой высоты вдвое (до 80 см) не сильно сказалось на работе. В сравнении, минимальная высота подвеса горизонтальных антенн в идеале должна составлять не менее 0,25L (2.7 м)

-        Отсутствие необходимости мотать многовитковую катушку

-        Портативность в сложенном виде, короткий фидер

-        Свободно продающийся материал для  проводных частей антенны

-        Хорошая работа антенны в пересеченной местности, мощный сигнал при необязательности геометрически идеальной растяжки

-        Низкая себестоимость и возможность изготовления в домашних условиях

 

Короче, Сереге надо поставить памятник (в виде антенны JJ) за расчеты и руки из нужного места,  а мне налить блюдце молока за то, что начала и довела-таки длинную эпопею  до логического конца…

 

И немного о радиостанциях: приятно, что "Беркуты" не подвели на дальней связи. Весной  КБ планирует выпустить модифицированную версию Б601 (рабочее название «Hunter») на 8 батареях ААА, по мощности не уступающую Б803, а размером с Б601, и даже чуть потоньше. Новая модель будет заточена на работу так же от внешних источников питания. Кроме того, если мне не изменяет склероз, с рациями можно будет купить аккумуляторы ААА = 1000 mA. Ждем-с!... J

А, может быть, КБ «Беркут» согласится  поставить нашу «Сову-2» на серийную основу?... ;)

 

 

 

Техническое описание антенны «Сова-2»

 

 

Антенна предназначена для осуществления радиосвязи в СВ диапазоне (27 МГц). Она представляет собой хорошо известный в антенной технике несимметричный вертикальный вибратор с двумя противовесами. Длина вертикального вибратора выбрана ~равной половине длины рабочей волны (кхе... я б сказала, что волна середины СиБи-диапазона отнюдь на 10, а 11 с "хвостом" метров! - прим. мое) При этом коэффициент усиления антенны приближается к максимуму, а излучение такой антенны происходит под малым углом к поверхности земли (см. диаграмму направленности), что благоприятно при установлении радиосвязи на большие расстояния. Схема антенны представлена на рис. 1.

 

 

Рис. 1 Антенна «СОВА-2»

 

Полотна антенны изготовляются из аудио кабеля, например I17DTN фирмы WORLDWIDE, или PROLEADER Hi-Fi. Диаметр проводника 1 мм, диаметр провода в изоляции около 4 мм. Для противовесов можно использовать провод 0,75 (2,5 мм в изоляции). Изоляция провода изготовлена из толстого прозрачного силикона. В качестве провода для изготовления полотен антенны можно использовать любой другой медный провод диаметром 0,5-1 мм. Концы вибратора и противовесов необходимо заизолировать.

В качестве несущей основы для антенны использовано 6-ти метровое безкольцовое телескопическое стеклопластиковое удилище "Сибирь" производства ООО "Бийск", дилер Пласт-Полимер . На конце удилища закрепляется один конец 5-ти метрового вибратора. Можно, и даже удобно использовать кольца, но они должны быть только пластмассовыми! Удилище устанавливается на земле. С помощью 4-х капроновых оттяжек и колышков удилище фиксируют в вертикальном положении. На высоте 1 - 0,8 м от земли растягивают два противовеса. Очень важно чтобы противовесы располагались строго напротив друг друга и не касались земли. При уменьшении высоты подвеса противовесов, и тем более размещение их непосредственно на поверхности земли КПД антенны снизится; соответственно,  также снизится коэффициент усиления и изменится входное сопротивление антенны.

 

Максимум излучения антенны в вертикальной плоскости происходит под углом примерно 20 градусов.

Так как длина вибратора составляет ~половину длины рабочей волны, то входное сопротивление антенны составляет единицы килоом. Поэтому для обеспечения работы антенны с радиостанцией с выходным сопротивлением 50 Ом необходимо согласующее устройство (СУ). Схема СУ показана на рис. 3.

 

 

 

Рис. 2 Согласующее устройство

 

Катушки индуктивности L1 и L2 намотаны на одном тороидальном ферритовом сердечнике М50ВН-22 К32х16х8. Катушка L1 содержит 3 витка одножильного медного провода ПЭВ-1 в эмалевой изоляции диаметром 1 мм, а катушка L2 содержит 1 виток того же провода. Индуктивность L1 – ~2 мкГн, L2 – 0.5 мкГн. Перед намоткой сердечник обматывают изолентой. Положение катушек на сердечнике показано на фото СУ – рис. 4. Конденсатор С1 – переменный, типа КПВ-100 с воздушным диэлектриком. Согласующее устройство оснащено индикатором настройки. Он состоит из катушки связи L2, детекторного диода VD1 (Д311), резисторов R1-R2, измерительной головки РА1 типа SD-303B (650 Ом /500 мкА). С помощью переменного резистора R2 осуществляется регулировка чувствительности индикатора. Настройку СУ производят конденсатором С1 по максимальному отклонению стрелки индикатора РА1. Коаксиальный кабель, соединяющий СУ с радиостанцией, должен быть с волновым сопротивлением 50 Ом. Он может быть любой длины (у нашей "Совы" его длина = 118 см). Желательно надеть на кабель несколько ферритовых колец с проницаемостью не менее 1000 (у нас не было). На конец кабеля к трансиверу специальным обжимником насаживается BNC-папа.

 

Устройство согласования размещается в пластиковом корпусе размером 82х57х33 мм, например G1019 фирмы GAINTA. Фотография СУ в сборе показана на рис. 3.

 

 

Рис. 3 Согласующее устройство в сборе

 

Стоимость материалов при штучном исполнении:

NN

Наименование

Кол-во

Цена за шт., руб.

Общая цена, руб.

1                 

Аудио кабель WORLDWIDE I17DTN

6 м

17

106

2                 

Ферритовый сердечник М50ВН-22 К32х16х8

1 шт.

18

18

3                 

Переменный конденсатор КПВ-100 с номиналом 1-80 пФ**

1 шт.

30**

30**

4                 

Измерительная головка SD-303B

1 шт.

82

82

5                 

Детекторный диод Д311

1 шт.

2.1

2.1

6                 

Корпус GAINTA G1019

1 шт.

47

47

7                 

Резистор постоянный R1 МЛТ-0.25 с номиналом 2 кОм;

1 шт.

0.5

0.5

8                 

Резистор переменный R2 (можно RK-1233N1, 16K1, R-24N1) с номиналом 4,7 кОм

1 шт.

15

15

9                 

Конденсатор постоянный С2 КМ-6 с номиналом 47 нФ

1 шт.

1

1

10              

Фиксатор межплатный  HTS-315

2 шт.

3

6

11              

Гайка пластмассовая 3мм PN-3

2 шт.

1.5

3

 

ИТОГО:

310.6 руб

 

Удочка на момент написания статьи стоит 255 руб.

Отмечу, что СУ антенны при большом желании можно упростить, проигнорировав блок деталей, связанных со стрелочным датчиком – это уменьшит размер, сложность и стоимость СУ. Тогда крутить конденсатор придется вслепую, или заранее перед походом настраивать КСВ где-нибудь во дворе (для этого как раз хорошо наклеить круговую шкалу вокруг винта). Однако тесты наглядно показали, как сильно меняется единожды настроенный КСВ. Было бы классно заменить и емкость в СУ на переменную, но, к сожалению, вариометров для передатчиков в продаже мы не нашли. И если  одну-две катушки по любительским сусекам можно наскрести,  то для  остальных  такая антенна станет нереальной в изготовлении.  Но возможность минимальной подстройки резонанса все же необходимо сохранить, потому что антенна, как уже указывалось выше, в разных условиях ведет себя по-разному. Некий  оптимум, на который обычно рассчитывают производители «статичных» СУ, с лысой горы, может, и неплох, а в лесу может  сработать с низкой эффективностью.  Для любителей диодов стрелочный датчик можно заменить диодом, который будет загораться при наилучшей согласованности. Это уменьшит размер СУ, однако диод более прожорлив и менее чувствителен, чем стрелка, поэтому данную версию решили пока опустить.

 

По мнению RU3DKW, запасы использованного в СУ конденсатора (КПВ-100) все еще велики, т.к. в советские времена их выпускали массово. Если задаться целью их найти, то это вполне реально. Однако, хочу отметить, я тщетно искала его летом для магниной рамочной антенны. Поэтому считаю необходимым осветить варианты замены. Итак, в "Сове-2" можно использовать любой другой конденсатор, перекрывающий нужный диапазон емкостей и выдерживающий нужное напряжение, а так же влезающий в разумные габариты коробочки. Например, 1КПВМ-4, 1КПВМ-5. Конденсатор (при условии работы передатчика до 8 ватт, например, Б803 ) должен выдерживать не менее 200 вольт. У "Совы-2" конденсатор емкостью 80 пФ, из которых реально используется только часть (по сути, не больше половины!). Конденсатор "Совы-1" (1КПВМ-5, 14-28 пФ) довели до "ума Совы-2" постоянным конденсатором КТ-2 8,2 пФ. При этом переменник установлен примерно на 22 пФ, то-есть общая емкость составила ~30-31 пФ.
Наконец, можно использовать переменник с номиналом до 24 пФ, и припаять ему в пару постоянный конденсатор от 5 до 20 пФ (точное значение подбирается при настройке). Однако работа с мелочью займет значительно большее время, мелкие кондеры менее удобны для монтажа, а винтик подстроечника вообще жуть...
Вот ряд контор, торгующих конденсаторами:

  • переменныe конденсаторы
  • Подходящие нам переменныe конденсаторы
  • переменныe конденсаторы, доставка в любой регион России
  • переменныe конденсаторы воздушные 1КПВМ-4 3/81

     

    Марки и типы компонент указаны для справки, как наиболее подходящие. Например, не обязательно использовать ферритовое кольцо именного того типоразмера и той марки, что использовал Сергей. Возможно кому-то не удастся купить именно такое кольцо. Катушку с такими же параметрами можно изготовить и на другом кольце меньшего размера (типоразмер кольца в основном зависит от мощности радиостанции, установленное в настоящие время в СУ кольцо позволяет работать с радиостанциями с выходной мощностью не более 70-80 Вт) и с меньшей проницаемостью. При этом потребуется скорректировать количество витков. Можно вообще отказаться от ферритового кольца и использовать обычную катушку без сердечника. Правда в этом случае ее габариты будут великоватыми для применяемой коробки, но если использовать другую коробку для СУ...
    Ну, а для тех, кто совсем не желает озадачиваться СУ, всегда есть простые в изготовлении и растяжке четвертьволновые диполи. Однако их эффективность ниже, и направленность является не лучшим показателем. Конечно, направленный сигнал сильнее, но если товарищ заплутал не в ту сторону, куда ты наивно тянешь провод?... Я бы посоветовала не отклоняться от испытанной схемы, иначе Дупло за кривую "Сову" ответственности не несет! :)

     

     

     

    Сова, Сергей Самков (RU3DKW)

    декабрь 2005

     

    ------------------------------------------------------------
    * - учитывая то, что диполи эти проверялись со "слабослышащей" стационаркой Сергея, возможно, они не так уж и плохи. Тесты простых антенн будем продолжать.
    ** - Различные варианты конденсаторов описаны в статье

     

     

    Редакция Весла.ру благодарит всех, кто помог в испытаниях новой антенны.
    При перепечатке материала ссылка на статью обязательна http://www.veslo.ru/2001/snaraga/sova/antenna/SOVA.html

     


    продолжение следует..

     


  •    TopList    Яндекс.Метрика
    Лента |  Форумы |  Клуб |  Регистрация |  События |  Слеты |  Маршруты (Хронобаза) |  Фото |  Хроноальбом |  Видео |  Радио Статьи |  Лодки |  Турснаряжение |  Тексты |  Отчеты |  Худ. литература |  Марфа Московская |  Марфа - рассказы |  Заброска |  Пойду в поход! |  Карты |  Интерактивная карта |  Погодная карта |  Ссылки |  Поиск |  Реклама |  База |