Идеи портативных рамочных антенн

Антенны с магнитной рамкой становятся все более популярными в наши дни, потому что они могут быть очень эффективными для своего размера, не нуждаются в радиальных элементах (хотя большинство конструкций имеют вертикальную поляризацию), имеют удобные углы взлета и могут быть легко повернуты для пика или обнуления сигнала. . Платой за это является небольшая полоса пропускания, высоковольтные конденсаторы и необходимость поддерживать очень низкие потери сопротивления.

Антенна, штатив без постоянного конденсатора 40М.

Представленная здесь схема контура исключает использование вакуумных переменных конденсаторов из-за размера, веса и стоимости. Ручная настройка более удобна для портативной работы. Для меня это означало, что его окружность не превысит 10 футов, чтобы поместиться в багажник моей машины, но с мощностью 40–10 м при мощности 100 Вт. У меня был на складе Johnson Dual 200 пФ/2 кВ, который настраивал 30M-10M, если вы соедините обе секции последовательно, чтобы получить 100 пФ/4 кВ (используйте оба конца, а не рамку), тем самым избегая сопротивления контакта грязесъемника. Параллельно к переменному на 40М можно добавить менее дорогой фиксированный вакуумный конденсатор (в моем случае 140 пФ/5 кВ). Два конденсатора с малыми потерями, включенные параллельно, разделяют общий ток, который приближается к 40 А при 100 Вт. Я разрезал 10-футовый отрезок медной трубы типа M 3/4 дюйма на восемь равных частей (0,875 НД), причем последний кусок был разделен и укорочен с помощью держателя конденсатора. Более толстая труба увеличивает вес, но не дает заметно лучшей производительности. Секции соединяются восемью коленами под углом 45 градусов. Я использовал 15%-ный серебряный припой, доступный на eBay примерно за 20 долларов, который также на 80% состоит из меди. Свинец или олово не являются хорошим выбором для проводимости. Я использовал Silvaloy 15, но другие бренды похожи. Использовались шесть или семь стержней длиной 20 дюймов.

15% серебряные припои и зажимы для конденсаторов. 

Стыки должны быть чистыми и светлыми; пайка их газовым баллоном MAPP на пропановой горелке, чтобы получить дополнительное тепло, отлично работает. К счастью, кривая обучения быстрая, и не требуется никаких изменений. Я спаял их в гараже с помощью тисков, хотя теплый день без ветра на улице может быть лучше. Использование однодюймовой медной трубки может быть вариантом для некоторых, но сгибание, вероятно, будет затруднено для менее опытных. Сопротивление контура постоянному току составило около 1,4 мОм. Хороший небольшой калькулятор контура передачи находится на сайте www.66pacific.com . Их калькулятор для 40M сказал, что мне нужно еще около 10-12 пФ. Это могло быть связано с паразитной емкостью в конструкции, которая оказалась хорошей, поскольку я смог без проблем настроиться на 6,8 МГц. Фиксированный вакуумный конденсатор был необходим только на 40M, что было первоначальной проблемой. Окончательная конструкция настраивалась в диапазоне 6,8–28,7 МГц, хотя верхний конец можно было легко расширить, согнув или удалив пластину переменного конденсатора. U-образные держатели из модифицированной медной трубы прочны и использовались для крепления конденсаторов.

 Подстроечный конденсатор; медные полосы поперек алюминиевого профиля для снижения сопротивления. Идеи самодельных высоковольтных конденсаторов можно найти в Антенной книге ARRL и в Интернете; просто помните, что для 100 Вт требуется около 4 кВ. Во время первоначального тестирования на 100 Вт переменный конденсатор загорелся, пока я не обнаружил, что на него упал небольшой лист. Популярным способом согласования антенны является небольшая петля диаметром 1/5 (в данном случае восемь дюймов RG8X). Один конец коаксиального кабеля припаян к центру и оболочке разъема SO239 обычным способом, но другой конец имеет оплетку, не соединенную с центральным коаксиальным проводом, припаянным к внешней оболочке, что приводит к короткому замыканию по постоянному току. Некоторые говорят, что этот метод лучше, потому что он обеспечивает улучшенный электростатический экран и лучший рисунок. Петлю подачи можно поставить сверху или снизу. Крепление вверху делает петлю менее тяжелой. Тем не менее, RF затем соединяется с провисающей коаксиальной линией, и его необходимо заглушить тороидами или каким-либо другим способом. Отсутствие ВЧ на фидерной линии было подтверждено путем перемещения рук вверх и вниз по коаксиальной линии рядом с разъемом без изменения КСВ, что должно привести к лучшим нулям. Чем выше конденсатор, тем меньше вероятность расстройки из-за окружающих предметов. Я получил большую часть деталей из Home Depot, в том числе U-образные держатели медных труб, которые были забиты молотком и использовались для крепления конденсаторов. К верхней части были припаяны гайки, чтобы латунный винт мог прикрепить фиксированный конденсатор на 40 МОм. Переключение было бы слишком потеряно. 

Деталь верхнего крепления.

 Использование ПВХ для каркаса лучше, потому что чем меньше металла в радиочастотном поле, тем лучше. Поскольку первое испробованное крепление на раме H было слишком нестабильным, я попробовал крепление для штатива с гораздо лучшими результатами, с простой сборкой и разборкой. Штатив нуждался в коленях 22 1/2 градуса, потому что общедоступные версии с углом 45 градусов заставляли ноги раскладываться слишком быстро. Нижняя часть штатива имеет упор под полкой, который стабилизирует его и позволяет размещать на нем грузы в ветреную погоду.

Обзор штатива.

 Я использовал фанеру толщиной 22-5/8 дюйма со стороны 1/2 дюйма для нижней полки, но в следующий раз использовал бы 5/16. Верхний треугольник был со стороной 8-5/8 дюймов и был толщиной 3/4 дюйма из сосны (в следующий раз из лиственных пород). Все детали из ПВХ имеют размер 3/4 дюйма, за исключением мачты размером четыре фута/один дюйм, которая делает легкодоступным настроечный конденсатор. Общая длина диагонали над нижней полкой составляет 30-5/8 дюймов, включая муфту, тогда как длина секции ниже составляет 13 дюймов.

 Подстроечный конденсатор; показаны отверстия для фиксированного конденсатора 40M.

 Желательно покрасить всю раму, чтобы уменьшить повреждение от солнца. Два куска ПВХ, прикрепленные к мачте, вырезаны с отверстием 0,89 дюйма. Это обеспечивает надежное крепление с защелкой, но легкий демонтаж. Y-образные тройники из ПВХ необходимо прикрепить к петле перед пайкой, используя влажную тряпку, чтобы она не остыла. В следующий раз, на три или четыре дюйма ниже, он будет немного менее тяжелым вдали от области высокого напряжения, возможно, расширив верхний предел частоты 10M. КСВ в резонансе составляет 1,3 или меньше, за исключением 10M, где он равен 1,6. Потери, соответствующие этому низкому КСВ с помощью тюнера, вероятно, будут больше, чем дополнительные потери, вызванные КСВ. Выделение шума на приеме легко, так как он настолько резкий, что вы можете упростить операции, делая только это.

Ширина полосы КСВ 2:1 составляет:

40M 13 кГц
30M 35 кГц         20M
48 кГц
15M 80 кГц
10M 83 кГц
 

КСВ на 40М.

 На демонстрации Quartzfest в прошлом году петлю сравнивали с коммерческой петлей того же размера, но с алюминиевой трубкой. Их ширина полосы КСВ 2:1 на 40M составляла 27 кГц против 13 кГц, но их дополнительные потери можно было услышать при некотором сравнении эфирных сигналов. Примерно за два часа пару месяцев назад на 40M было слышно около 20 контактов от Аляски до Новой Англии мощностью 200 мВт, что является свидетельством как WSPR, так и этой антенны.

Подстроечный конденсатор с присоединенным фиксированным конденсатором 40M.

 Безопасность радиочастотного излучения является проблемой для небольших рамочных антенн. Использование маломощного анализатора КСВ или пикового шума приемника является безопасной альтернативой маломощной настройке КСВ. Кай Сивиак KE4PT частично упоминается в технической переписке QST в мае 2017 года: «Кроме того, для контура диаметром один метр, работающего при непрерывной мощности 10 Вт, включая отражение от земли, расстояния соответствия почти постоянны в диапазонах 40-10 метров и составляют менее 1,5 метра (4,9 фута) для осведомленного пользователя и 2,1 метра (6,9 фута). футов) для широкой публики».