ПЯТЬ ДИАПАЗОНОВ НА ЛОДЖИИ
ЕН-антенна рассчитана для приема и передачи ВЧ-энергии в одном диапазоне волн. Для реализации работы в эфире на разных диапазонах необходимо использовать несколько ЕН-антенн. Но здесь возникает вопрос подведения ВЧ-энергии к каждой из антенн. В рекомендациях говориться: «… предлагается, чтобы Вы использовали 1/2 длину электрической волны кабеля, или многократное использование данной длины. Это будет гарантировать низкий КСВ! …». Таким образом, к каждой ЕН-антенне необходимо подвести свой кабель длиной кратной 1/2 длины электрической волны кабеля.
Мною была поставлена задача минимизировать, количество подводимых кабелей при установке пяти ЕН-антенн на лоджии и дополнительной шестой ЕН-80м, установленной на крыше дома в 2013 году и которая работает по сегодняшний день. Дополнительной задачей было подключение второго трансивера, для одновременной работы сразу на двух диапазонах, что позволяет получать хорошие результаты в различных КВ-соревнованиях.
И так, задачи поставлены, приступил к их реализации. Для первой цели были приобретены пять кронштейнов для установки ТВ-антенн: 3 (три) длиной по 0,5м для ЕН-15м, ЕН-17м, ЕН-20м и 2 (два) длиной 1м для ЕН-30м, ЕН-40м. Антенны крепятся к кронштейнам с помощью крепления, изготовление которого описано на странице «Крепление ЕН-антенны». На фотографиях ниже показаны установленные на внешней стороне лоджии и подключенные к блоку коммутации пять ЕН-антенн (ЕН-15м, ЕН-17м, ЕН-20м, ЕН-30м, ЕН-40м).
В связи с тем, что при изменении температуры окружающегося воздуха незначительно изменяется резонансная частота, установка и настройка всех пяти ЕН-антенн проводилась при температуре воздуха около нуля градусов по Цельсию. Таким образом решается задача, что при изменении температуры от +25 до -25 градусов резонансная частота всегда будет приблизительно одинаковой.
Для коммутации антенн разработан блок коммутации. Т.к. работа должна быть обеспечена с двух трансиверов, то я не стал ставить дополнительное реле, а сделал отдельных вход для второго трансивера (см. схему ниже). У меня в пользовании два трансивера: FT-950 и IC-718. При проведении повседневных связей я использую FT-950, который позволяет подключать две антенны. Таким образом, решаются сразу две задачи: повседневное проведение радиосвязей и участие в соревнованиях на одном или двух трансиверах. Так же, можно использовать два трансивера и в повседневной работе в эфире цифровыми видами связи.
.jpg)
Высокочастотный дроссель выполнен на ферритовом кольце от отклоняющей системы старых телевизоров.
.jpg)
Управление блоком коммутации осуществляется электронным узлом с оптронной развязкой, преобразующим двоичный код FT-950 в команды управления блока коммутации. В электронном узле так же предусмотрено параллельное подключение TRX2 (IC-718) к линиям управления. Недостатком данной конструкции является то, что работа в эфире одновременно на двух трансиверах возможна только раздельно на НЧ и ВЧ диапазонах. Например: если TRX1 на НЧ диапазонах, то TRX2 на ВЧ диапазонах и наоборот.
При использовании на радиостанции одного TRX можно воспользоваться другим переключателем ЕН-антенн, схема которого приведена ниже. Данный переключатель рассчитан на подключение уже 8 (восьми) ЕН-антенн к одному трансиверу.
В данном варианте переключателя высокочастотный дроссель может подключаться к любой ЕН-антенне с помощью реле Р3, Р6. Для этого достаточно установить перемычки указанные на схеме штрих-пунктирной линией.
Получены следующие результаты установки пяти ЕН-антенн:
1) длина кабеля от TRX до блока коммутации:
- TRX1 = 10,7 м;
- TRX2 = 10,7 м;
2) длина кабеля от ЕН-антенны до блока коммутации:
- ЕН-15м = 3,25 м;
- ЕН-17м = 5,1 м;
- ЕН-20м = 5,2 м;
- ЕН-30м = 9 м;
- ЕН-40м = 3,3 м;
- ЕН-80м = 17,3 м;
3) количество полуволн укладываемых в электрическую длину кабеля , при сложении перечислений 1) и 2), и КСВ для различных ЕН-антенн:
- ЕН-15м ≈ 1,5λ; КСВ = 1,2
- ЕН-17м ≈ 1,5λ; КСВ = 1,0
- ЕН-20м ≈ 1λ; КСВ = 1,0
- ЕН-30м ≈ 1λ; КСВ = 1,1
- ЕН-40м ≈ 0,5λ; КСВ = 1,4
- ЕН-80м ≈ 0,5λ; КСВ = 1,3
В январе 2021 года были проведены измерения КСВ всех пяти ЕН-антенн при наличии снежного покрова на самих антеннах и элементах конструкции крепления антенн, а так же после снятия снежного покрова (см. фото ниже). Как видно на фотографиях, налипание снега было не только на элементах конструкции крепления антенн, но и так же на самих ЕН-антеннах.
Температура воздух в этот день составляла - минус 10 градусов по Цельсию.
Измерения КСВ проводились на частотах резонанса антенн по КСВ-измерителю трансивера FT950 (см. таблицу ниже).
Из таблицы видно, что снежный покров повлиял только на одну антенну - ЕН-40м, ухудшив значение КСВ всего на одну десятую и составил 1,5. На остальные антенны влияния снега зафиксировано не было.
После поездки в Тульскую область с ЕН-30м при установке ее на прежнее место, я не очень старался получить минимум КСВ на этом диапазоне. В связи с тем, что полоса антенны, по уровню КСВ меньше 2, составляет порядка
450 кГц, остановился на КСВ=1,3.
В феврале 2021 года решил изменить конфигурацию крепления антенн на противоположную.
Изменение конфигурации крепления антенн повлекло за собой подстройку частоты резонанса всех пяти антенн, что и следовало ожидать. Так как частота резонанса антенн совпадает с минимумом КСВ, то подстройка антенн проводилась по измерителю КСВ трансивера FT-950, где определялся минимум КСВ на нужной частоте каждого диапазона.
Полученные результаты настройки:
- ЕН-15м КСВ = 1,0
- ЕН-17м КСВ = 1,0
- ЕН-20м КСВ = 1,0
- ЕН-30м КСВ = 1,0
- ЕН-40м КСВ = 1,2
Из полученных результатов можно сделать следующее заключение - изменение положения антенн незначительно улучшило согласование антенн. При работе в эфире разницы замечено не было, а если она существует, то очень не значительна.
В марте 2021 года были последние сильные морозы, температура окружающей среды достигала - 23 градусов по Цельсию и были проведены замеры частоты резонанса всех шести антенн. Далее были замерены частоты резонанса при - 2 градусах по Цельсию. Данные замеры сведены в таблицу.
Из таблицы видно, что при изменении температуры окружающей среды от -23º С до -2º С уход частоты составляет для ЕН-15м ... ЕН-30м не более 0,1% и для ЕН-40м, ЕН-80м не более 0,25%.
Так как элементы конструкции антенн сделаны из материала, который имеет линейное изменение геометрических размеров при изменении температуры окружающей среды, то можно утверждать, что при повышении температуры до +25 градусов по Цельсию уход частоты так же будет составлять для ЕН-15м ... ЕН-30м не более 0,1% и для ЕН-40м, ЕН-80м не более 0,25%.