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.

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.

5 мыслей о “Доработка квадрифилярной антенны”

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

  2. А допустимо крепить антенну за среднюю часть трубы? На фотографиях такой способ не попадался — у всех к мачте крепится нижняя часть трубы.

    1. Лучше, конечно, к нижней части трубы. В противном случае начнёт ломаться диаграмма направленности.

  3. Как производили замер КСВ? На какой из витков антенны припаивали центральную жилу кабеля?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *