Доработка квадрифилярной антенны

Через тернии, слёзы и медную фольгу получаем КСВ единицу)

Спустя пару лет после изготовления квадрифилярной антенны решил довести её до идеала. Очень не нравилась её работа, КСВ вроде был в порядке, но чувствовалось, что антенна работает не эффективно, решил разобраться.

Первым делом проблема была найдена в плохом китайском RG-58 кабеле, которым была подключена антенна. Измерив мощность в месте подключения антенны я увидел, что из 5вт «долетает» только 600мВт!!! Вот и КСВ был почти идеален, т.к. кабель поглощал всё излучение.

Начал искать замену и выбор пал на радиолабоский 5D-FB коаксиал, который имеет отличные для УКВ характеристики. Заменил кабель и тут началось дальнейшее веселье.

Теперь я стал видеть реальное КСВ антенны, а с появлением в арсенале NanoVNA стало видно, что сопротивление антенны, в основном реактивное. Тут я решил переделать симметрирующее устройство. Трансформатор был заменен на несколько витков кабеля вокруг бума.

Окей, теперь график КСВ стал более похожим на реальный:

Так, стало понятно что реальный КСВ в нужном участке диапазона это 2.1, активное сопротивление 30ом вместо 50-ти, а реактивная составляющая — ёмкостного типа. Лезть в очередной раз снимать антенну желания не было, а настройка квадрифиляра это то ещё удовольствие, с распаиванием и отрезанием медных трубок. Решено было согласовать антенну.

Обратимся к многим непонятной диаграмме смита.

портал

Наша задача попасть ровно в центр графика, если уходим вниз — слишком большая ёмкость, вверх — индуктивность. Влево — низкое активное сопротивление, вправо — слишком высокое. И эти смещения необходимо скомпенсировать.

Воспользуемся бесплатной утилитой SimSmith и укажем измеренные значения сопротивления антенны.

Для компенсации мы можем пойти двумя путями, используя диаграмму можно представить как будут влиять параллельное или последовательное включение конденсаторов и ёмкостей.

Спроектируем самый короткий вариант, т.к. мы уже находимся в ёмкостной части графика.

Окей, согласование достигнуто, но потребуется хороший подстроечный конденсатор, которого у меня под рукой нет. Рассмотрим второй вариант:

Уже интереснее, 40nH индуктивность и 22pF ёмкость. Попробую сделать эту цепь из коаксиального кабеля и ферритового кольца, чтобы увеличить индуктивность. Ну а ёмкость будет сама собой, из-за коаксиала и корпуса устройства.

На скорую руку вырезал будущий корпус из текстолита

Из кабеля RG-58 и первого подходящего ферритового кольца собран трансформатор, 3 витка.

Собираем устройство

Проверяем антенну, наложив старый график на новый.

Отлично, КСВ близок к идеалу, закрываем корпус и пропаиваем со всех сторон. Финальная проверка, КСВ 1.047 на частоте 145.224, и отличный КСВ во всём любительском диапазоне:

На самом деле просто повезло))) можно было долго промучатся с подбором подходящего кольца и длинны кабеля.

Одна мысль про “Доработка квадрифилярной антенны”

  1. Наконец то нормальное простое объяснение этой колдунской диаграмме смита!
    Без сильных заумных слов. Всё просто и по делу.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *