Спиральная антенна на 27 мгц своими руками

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 10.09.2024

Важнейшей частью любой радиостанции является антенна. От ее эффективной работы, высоты установки, размеров, диаграммы направленности в вертикальной плоскости и других сопутствующих факторов зависит успех корреспондента в проведении радиосвязи. Си-Би связью пользуются в основном начинающие радиолюбители и корреспонденты, осуществляющие связь на канале 27 МГц, что предполагает относительно небольшие расстояния. Однако, учитывая ограниченные возможности по установке высококачественных антенн в городских условиях, корреспондентам приходится выбирать из того, что есть.

При небольшой высоте установки антенны (меньше 0,5 длины волны) диаграмма направленности антенны в вертикальной плоскости искажается и большая часть энергии радиоволн излучается под большим углом к горизонту. Для связи на больших расстояниях, при прочих равных условиях, горизонтальное направление антенны особенно важно, но при таком расположении ее КПД малоэффективен. Отсюда вывод: антенну надо устанавливать как можно выше над ближайшей к ней проводящей поверхностью, например крыши. Если, скажем, установить антенну над просмоленной, но не покрытой металлом крышей деревянного дома, ближайшей проводящей поверхностью будет считаться земля. А если крыша или дом железобетонные или построены с использованием металла, проводящей поверхностью будет крыша дома.

При изменении проводимости поверхности, например при большой влажности деревянной крыши дома после обильных осадков, эффективность работы такой антенны соответственно ухудшается.

Если хотя бы один из корреспондентов находится за городом (имеет собственный участок), можно использовать простую антенну-диполь, которая, в зависимости от мощности передатчика-трансивера, позволит осуществлять связь на канале 27 МГц до 50 км. Конструкцию антенны можно считать классической и не требующей детального описания. Поэтому имеет смысл остановиться только на некоторых практически важных моментах и на результатах ее применения, которые превосходят все ожидания.

Антенна состоит из диполя (1) и отражателя (2). Общая длина диполя выбрана 5.24 м, соответственно по 2.62 м на каждое плечо (Рис. 2.1).

Рис. 2.1. Конструкция антенны-диполя

Соединительный провод (3). Кабель РК-75 с волновым сопротивлением 75 Ом. Имеет общую длину до трансивера 12 м. По возможности длина должна быть минимальной.

Высота натяжения диполя и отражателя над землей — 3.8 м (насколько позволяет высота деревьев). По принципу действия антенна направленная, поэтому расположение диполя относительно деревьев выбирается так, чтобы он был обращен по направлению к городу (второму корреспонденту). Соответственно отражатель оказывается с диаметрально противоположной стороны (под углом с противоположной стороны от другого корреспондента).

Диполь и отражатель должны находиться в натянутом положении (в струну), поэтому основные крепления (стволы) должны быть надежными. Если нет деревьев на подходящем расстоянии друг от друга, можно в качестве стволов использовать другие вертикальные предметы — штанги.

Безопасность работ по установке антенн

Работа на высоте нескольких метров от земли может быть чреватой травмами, поэтому и установка антенны, и натяжение диполя должны выполняться вдвоем или с участием нескольких человек, чтобы обеспечить должную страховку.

Нельзя заниматься установкой антенны в сырую погоду, при грозоопасной обстановке, сильном ветре, а также в темное время суток. Если задуматься, то все эти простые требования логичны и по сути дела призваны обеспечить безопасность и по возможности оптимальную установку антенны.

Нельзя натягивать антенны и их элементы, а также токопроводящие растяжки над проводами электрической осветительной сети 220 В и радиотрансляционной сети, а также над другими теле- и радиокоммуникациями. Случайный обрыв антенны и ее элементов может привести к их падению на провода других коммуникаций, что чревато коротким замыканием и воздействием на провода антенны, фидер и трансивер высокого напряжения. Кроме того, как уже отмечалось, согласно общему правилу для достижения максимальной эффективности антенны не располагаются близко к проводящим поверхностям.

Мощность Си-Би-передатчиков относительно невелика, однако на концах диполя и резонирующих элементах возможно напряжение ВЧ в сотни вольт. Это опасно и может привести к ожогам при прикосновении. В данном случае мера предосторожности предельна проста — при работе трансивера на передачу не следует подходить к антенне на расстояние ближе 1 м.

При установке антенны необходимо позаботиться о грозозащите. Это позволит спасти трансивер при грозовом разряде, хотя в грозу редко кто пользуется Си-Би-связью: во-первых, неэффективно, во-вторых, опасно. Опасность поражения приемопередающих узлов существует не только при прямом попадании молнии, но и при накоплении заряда статического электричества, который может возникнуть даже при сухой погоде и сильном ветре. В качестве заземления в рассматриваемых условиях используется металлический штырь (труба), забитый в землю до влажного слоя.

Необходимо отметить следующие плюсы спиральной антенны. Во-первых это, конечно, очень большая устойчивость к "кривым рукам", т.е. даже неаккуратно собранная антенна будет неплохо работать. Во-вторых это широкополосность, которая сочетается с неплохим коэффициентом усиления даже при малом числе витков спирали.

Полагаю, что спиральная антенна - лучший вариант самодельной направленной антенны для Wi-Fi, 3G и 4G! На диапазонах CDMA ее также можно использовать. Спиральную антенну в конце сороковых годов прошлого века изобрел Джон Краус (John Kraus, W8JK). Антенна имеет круговую поляризацию, но может принимать как вертикально-поляризованную волну, так и горизонтально-поляризованную, усиление при этом снижается на 3 dB по сравнению с расчетным.

При организации Wi-Fi сети точка-точка с применением таких антенн важно чтобы направления вращения спиралей относительно вектора перемещения электромагнитного поля совпадали, иначе такая система работать не будет. Рассчитать геометрические размеры антенны можно, воспользовавшись онлайн калькулятором на нашем сайте . Конструкция антенны сложнее, например баночной, но эта сложность окупается стабильностью результатов. Вот файлы MMANA для спиральной антенны из 4, 12 и 15 витков .

Конструкция антенны для диапазона 2,4 ГГц для Wi Fi сети следующая (усиление до 11dBi):

Вырезаем круг из оргстекла диаметром 80 мм и толщиной 3 мм. Это будет основа рефлектора. В центре сверлим 4 мм отверстие для держателя антенны. Из центра проводим круг диаметром 42 мм, вписываем в этот круг равносторонний треугольник и сверлим отверстия 3 мм в вершинах этого треугольника для держателей спирали. Чуть в стороне от одного из вершин треугольника, на этой же окружности, сверлим отверстия для крепления коннектора. Далее рефлектор надо покрыть медной фольгой. Выбор в качестве материала оргстекла некритичен, можно, даже с большим успехом, применить фольгированный стеклотекстолит.
Присоединяем к рефлектору крепежный болт и N-коннектор. (вид сзади рефлектора)
Вырезаем из тонкого 1,5-2 мм оргстекла верхний крепежный элемент для держателей спирали как на картинке. Важно, чтобы отверстия этого элемента совпадали с отверстиями для держателей спирали на рефлекторе.
Далее из медной проволоки диаметром 2 - 3 мм изготавливаем спираль. Намотаем 6 витков на любую трубку диаметром 40 мм и растянем ее потом на длину 177 мм.
Из оргстекла толщиной 5 мм вырезаем держатели спирали шириной также 5 мм и длиной 180 мм. В торцах держателей сверлим отверстия и нарезаем метчиком резьбу для крепежных винтов 2,5 мм.
Из медной фольги толщиной 0,5 мм вырезаем прямоугольный треугольник со сторонами 71 и 17 мм. Поскольку входное сопротивление антенны составляет около 140 Ом, его надо согласовать с коаксиальным кабелем 50 Ом. Этот треугольник и будет согласующей линией. Автор этого плавного перехода Jason Hecker. Возможны и другие варианты согласования, например четвертьволновым отрезком длинной линии .
Приложив к спирали шаблоны держателей, например из бумаги, отмечаем с их помощью места отверстий, через которые пропускается спираль. При этом главное не ошибиться. Сверлим держатели под спираль и получаем что то типа этого.
Собираем готовую антенну. Прикручиваем держатели, пропускаем через них спираль, припаиваем к ней согласующую линию острым концом к спирали, широким к коннектору. Ставим верхний крепежный элемент. Готовая конструкция выглядит так:
Спираль подключается к центральному выводу коннектора, это место можно сделать вот таким образом:

Пожертвовав немного усилением антенны, можно упростить конструкцию, применив в качестве рефлектора CD или DVD диск, провод толщиной 1 мм и спираль из четырех витков. В остальном конструкция остается прежней. Такая антенна имеет усиление около 7 dBi.

Есть еще один вариант антенны. Спираль наматывается на пластмассовую трубку. В качестве рефлектора используется металлический диск. Но все же использование в качестве несущей конструкции пластиковой трубы не самый лучший выбор. Мы же делаем антенну для СВЧ диапазона. Если спираль мотается прямо на трубке, и тем более, если ее покрыть сверху компаундом, то ее резонансная частота уйдет вниз. Правда обычно спиральная антенна прощает такие "вольности" в силу своей широкополосности, но на частотах выше 2ГГц лучшим вариантом будет описанный здесь, а не изображенный на рисунке ниже.

Хотя, как говориться - возможны варианты. Как видите вариант исполнения может быть самый разнообразный из любых подручных материалов. Надо понимать, что размеры, полученные с помощью нашего онлайн калькулятора не подходят для конструкции на трубке.

Расчет спиральной антенны есть в андроид приложении Cantennator, доступном на Google play. Вы его можете загрузить на свое мобильное устройство, нажав на кнопку ниже или по QR-коду. Не забудьте оценить приложение.

Самое главное в спиральной антенне то, что вам не надо "ловить миллиметры" при изготовлении. Это одна из немногих антенн, сочетающих в себе относительную широкополосность с большим коэффициентом усиления. Лучше - только параболическая.

Хочу поделиться опытом изготовления не сложной в настройке вертикальной антенны.
Как известно входное сопротивление четверть волнового вертикала приблизительно равно 36 Омам, что плохо согласуется с кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом, тем более 75 Ом. Поэтому для согласования увеличивают физическую длину штыря до получения нужных 50 или 75 Ом. При удлинении во входном сопротивлении появляется реактивная составляющая (индуктивная), но её без труда можно компенсировать последовательно включенным конденсатором.
Для изготовления антенны были применены алюминиевые трубки по 2 метра, диаметром 20 и 18 мм. 18ти миллиметровую трубу можно обрезать до 1,2 м. С торца 20мм трубы делаются два пропила вдоль по 2 см и в неё вставляется 18мм трубка до получения общей длины 2,9 м. В месте пропила 18мм труба фиусируется в 20мм трубе автомобильным хомутом. Торец тонкой трубы (верхушка антенны) можно чем-нибудь заткнуть. Я заткнул роликом смотанным из ПВХ изоленты с герметиком. Дале трубку прикрепил к небольшой деревянной мачте, так же хомутами. Мачту прикрепил к ограждению крыши.

В месте контакта хомута и полотна антенны намотал на всякий случай изоленту. У основания расположил герметичную коробку (собственно герметичной коробка стала после хорошего слоя герметика ) с конденсатором. В коробке сделал два отверстия, в которые закрепил пару болтов. Они послужили креплением для противовесов и оплётки кабеля, а так же для ввода центральной жилы к одному из контактов конденсатора внутри коробки.

Конденсатор взял от старого вещательного КВ приёмника, максимальная ёмкость 250 пФ примерно. От второго контакта конденсатора вывел медный провод, конец провода залудил и хомутом закрепил у основания вертикала. Далее растянул диаметрально расположенные противовесы длиной по 2,7 метра. Все места возможной коррозии и места контактов замазал герметиком. Герметик прокладка автомобильный, производство г. Казань.

Настройка антенны производится изменением длины вертикала (нужно ослабить хомут скрепляющий трубки) и изменением ёмкости конденсатора по минимальным показаниям КСВ-метра. Так как трубки я взял достаточно толстые, антенна получилась достаточно широкополосной. Приемлемое КСВ от радиолюбительской двенашки и почти до конца десятки.
При 5 ваттах на СиБи в городе слышно хорошо, антенна на крыше 9ти этажки.

Пишите если есть чем поделиться.

Доброго всем дня .
Решил попробовать балконную антенну (диполь):

Я выбрал такую конструкцию, потому что сделать очень просто и быстро, а вложений не требует никаких.
Подходящего размера пластиковая пластинка 120х100х2 мм размечена и просверлена под болтовое крепление.
В качестве вибраторов диполя взял 2 куска провода ПВ-3 на 4 кв.мм длиной по 2750 мм. Концы провода зачищены,
обжаты наконечниками и пропаяны. Далее собираем диполь согласно схеме..

Обратная сторона крепежа:

Кабельные наконечники и болты крепежа не совсем в размер, из того что было в наличии.
Кабель взят от автомобильной антенны. Даже подошло родное врезное крепление, только убрал пластиковую втулку.

Не забываем про "медок" .

Палка - деревянный черенок от швабры около 1,5 метра, обмотан ПВХ изолентой в 1 слой.

В торец вкручен саморез с верхним концом диполя:

К нижнему концу прицепил груз около 50 грамм (вариант не окончательный, пока идет процесс настройки).

Вся конструкция прикреплена к старой ТВ антенне, чтобы лишнего не городить :

Вид сверху: (надеюсь соседи не сразу прибьют ).

Настройка. Так как минимум КСВ убежал далеко вниз, я пошел методом укорочения нижнего вибратора. В первом приближении укоротил на 400 мм.
При этом получил минимум КСВ в сетке С около 1.3 (похоже ниже уже не получится достичь ), в сетке D на 35 канале около 1.5. Но процесс еще не завершен!!
Неплохая чувствительность. И на передачу работа идет вполне удовлетворительно. .
Всем удачи. С уважением, Константин.

В России две беды: дураки и дороги. И если одну из них можно решить с помощью катков и бульдозеров, то с дорогами намного сложнее.

Четвертушку можно еще подстроить с помощью короткозамкнутого шлейфа, как на машине, подключенного параллельно кабелю снижения. Он выполняет роль нужной нам реактивности. Дополнительно получится защита от атмосферной статики об землю.

Это в идеале, на резонансной частоте в свободном пространстве. Реально входное сопротивление может быть и меньше 75 Ом, в зависиости от близости окружающих предметов, строений и т.д.

moto2moto писал(а): Так как минимум КСВ убежал далеко вниз, я пошел методом укорочения нижнего вибратора. В первом приближении укоротил на 400 мм.

Так как плечи получились разной длины, нужно позаботится о симметрировании - в месте запитки надеть ферритовую защёлку или несколько ферритовых колец.

делал я как-то будучи ярым сторонником сиби связи антенну балконную. сначала на удилище от спиннинга 2.5 метра. эффекта мало. а потом 6метровое купил. эффект приёма/передачи увеличился.а потом пришел сосед снизу и попросил убрать- страшно ему стало- провода болтаются.убрал.. а потом понял что кабель -то не очень дорогой. на крышу попасть можно при желании. а антенны проще четвертухи не встречал. я делал очень просто-к концу удилища 6м прикреплял провод сечением 1.5мм длиной-2.75м цеплял к нему центральную жилу кабеля, а к оплетке прикручивал три проводничка 0.5мм длина -2.75, согласование подгоняется углом между противовесами и штырём. оттяжки кстати делал обычной швейной ниткой. в городе удилище крепил к канализационной трубе на крыше, а в деревне удилище крепил на мачту из дерева 6м и ставил всё на крышу. общая высота от земли- 15м. не мало связей провел. классная эта вещь..сибишка. а четвертуху такую можно с собой хоть куда брать. в поход например.

Поясню по делу: "четвертуха" - это половина диполя, когда подключен 1 радиал, получаем еще "четвертуху", а в целом - половину волны или обычный полуволновой диполь, только изогнутый в одной плоскости. При этом его сопротивление начинает уменьшаться до 30-40 Ом при угле близком к 90 между элементами. Никакой мистики. Про его диаграмму не говорю, она должна быть и так понятна.

moto2moto писал(а): Доброго всем дня .
Решил попробовать балконную антенну (диполь):

Обратная сторона крепежа:

Не забываем про "медок" .

Палка - деревянный черенок от швабры около 1,5 метра, обмотан ПВХ изолентой в 1 слой.

В торец вкручен саморез с верхним концом диполя:

К нижнему концу прицепил груз около 50 грамм (вариант не окончательный, пока идет процесс настройки).

Вся конструкция прикреплена к старой ТВ антенне, чтобы лишнего не городить :

Вид сверху: (надеюсь соседи не сразу прибьют ).

я сегодня проверил собранный диполь.Правда перекинул леску через сук и поднял антенну.Первое ксв 5.Это много.Загинаю сколько то см противовеса.И ксв ползет в низ.Добился ксв 1.Ветер качает противовес поэтому противовес привязал через изолятор к кусту.КСВ перестало прыгать с 1до 1.3

Примерно так же настраивал диполи на лоджии, просто менял угол наклона плеч диполя относительно друг друга до достижения приемлемого КСВ. И даже связи получались с Украиной и Беларусией в таком варианте, мощность где-то Ватт 15 может была. Диапазон 27 МГц.

эмоций полно.Первый раз собрал антенну.Надоело таскать магнитную антенну с противовесом на речку.Теперь буду брать диполь.Диполь смотал и в сумку.

мне ребята посоветовали тот же диполь растянуть треугольником.То есть если я не забыл инвектор V.Влево оттянул противовес немного.В право оттягивать стал вибратор.Оттягиваю и слежу за КСВ.КСВ С 2 ползет к 1.Настроил КСВ 1 легко.Между вибратором и противовесом кабель питания.Он с верху в низ к рации идет.Вибратор смотрел на восток.Поэтому выйдя в эфир меня услышали на востоке в течении 5 минут в трех городах.Был этим очень доволен.Да еще.Антенну настраивал возле реки.Там открытая местность.Буду завтра еще проверять эту антенну.

12 писал(а): Вибратор смотрел на восток.Поэтому выйдя в эфир меня услышали на востоке в течении 5 минут в трех городах

Вообще-то, в стороны, куда смотрят элементы диполя, излучение всегда минимальное.
Максимальное излучение диполя - перпендикулярно плоскости лучей.
Ну и для Inverted V, в отличие от вертикального диполя, немалое влияние на диаграмму направленности имеет высота подвеса.

Тоже побаловался и соорудил диполь "из окна". Только делал из кусков коаксиала и соединял его стандартной фурнитурой - Т-переходники, бочонки, разъемы. Конструкция в виде фоток не делалась.
Подвешено все на штангу из дюралевых трубок общей длиной чуть меньше 4 м, которая смотрит за угол дома, сама антенна подвешена на триммерную леску (расстояние от дюралевой трубы около 80 см), чтобы не грузить сам кабель и разъёмы, снизу небольшой грузик из гаек, спрятанный в пластмассовую втулку от базовой Sirio и залитый термоклеем.
При настройке подрезАл оба конца, но почему-то они подрЕзались все равно не одинаково - разница получилась где-то 6 см.
КСВ в середине центральной сетки 1,10 реактивное сопротивление около 4,0 Ом, активное 52,1 Ома.
Высота расположения антенны 3 - 4 этажи панельной пятиэтажки.

На выходных жительница соседнего подъезда поинтересовалась, что это такое я там (напротив её окон) повесил . Догадка её, что это антенна, была верна. Она поопасалась, не находиться ли она под напряжением, чтобы кого не токнуло

Крыша с некоторых пор закрыта на ключ Да и то, что там находится, вообще непригодно для монтажа нормальной антенны. Нужно что-то создавать из металлоконструкций. Пока веревками из окошка обойдусь

Техник писал(а): Крыша с некоторых пор закрыта на ключ Да и то, что там находится, вообще непригодно для монтажа нормальной антенны.

Может я и не в тему, но считаю, что единственная достойная антенна - это первая в этой теме. (и сделана именно на крыше)
download/file.php?id=271&mode=view Ключи? Радиолюбители их покупают у лифторемонтников, или кабельщиков интернета или ТВ. (в моём доме любители "Триколора"-просто болгаркой спилили и замок и ухо от него. вот такие крутые ребята)

может и купил бы, да финансы поют романсы. Кстати о ценах, странная закономерность, чем длиннее антенна, тем она дороже… значительно дороже!

Принято, что длина эффективного излучателя должна быть кратна 1/4 длины волны (длина волны считается так: 300/F где F в МГц).
Если часть провода свить в катушку, а часть выпрямить, то получится электрически укороченная антенна (Рис. 2). Теперь думаю понятно, для чего в коротких антеннах на СиБи применяются удлиняющие катушки. Не убудем углубляется в теорию антенн, мои познания не так глубоки для обучения этой теории, а эта статья такой цели не имеет.

Часть 1я, теоретическая.

Кто следит за моим блогом и сообществом Радиосвязь и радиолюбители, в курсе событий – приобретение мной Си-Би радиостанции и моим творчеством ?
Покупать готовую антенну меня не то что жаба задавила,

При отсутствии автомобильной антенны на 27 МГц, её можно изготовить из старой пластиковой антенны для магнитолы длиной 1,5 метра. Подобные переделанные антенны, как показывает практика, служат довольно долго, а качество их работы иногда превосходит заводские образцы.

Недостатком этой антенны является слабая пружина в основании, после доработки вес штыря и ветровое сопротивление увеличиваются, поэтому рекомендую к кончику переделанной антенны закрепить рыболовную леску, а другой конец зафиксировать на корпусе автомобиля.

Исходным материалом для переделки служит штыревая пластиковая антенна для магнитол, широко распространённая в продаже. Её рисунок можно увидеть внизу.

Для переделки нам ещё понадобится пластиковый ролик фиксатора открывания капота с автомобиля Жигули-классика, кабель 50-и омный и разъём PL.

Переделка осуществляется в следующей последовательности:

Сначала отпиливаем пластиковый штырь по пунктирной линии 2. Затем сверлом, диаметром чуть больше диаметра штыря, высверливаем оставшийся в пружине кусок пластика и сверлим отверстие насквозь по разрезу 1. Отрезанный штырь вставляем в отверстие и заклеиваем эпоксидной смолой.

Вся эта процедура делается для того, чтобы устранить контакт внутреннего проводника штыря с пружиной.

Далее аккуратно, ножом отковыриваем металлическую шайбу с зазубринами 3. Она нам понадобится. Теперь берём автомобильный ролик с капота и рассверливаем его диаметром сверла на 8 мм, внимательно следя, чтобы сверло не ушло в сторону 4. Рассверливать надо не насквозь, а оставить 2-3 мм перегородки. Получим вот такую конструкцию.

К верхней части ролика прикладываем шайбу с зазубринами и горячим паяльником вплавляем её в корпус ролика. Сверли в боковой стенке ролика отверстие диаметром 1 мм. Через него провод обмотки будет заходить внутрь ролика и крепится под болт.

Предварительно зачистив конец провода и пропустив его внутрь катушки, наматываем на неё 8 витков провода ПЭВ-0,8. Фиксируем провод нитками и заливаем катушку эпоксидной смолой. После высыхания клея, круглозубцами делаем колечко из провода внутри катушки, и вставляем в него крепёжный болт.

Теперь нужно припаять кабель. К зазубренному краю шайбы 3 припаиваиваем экран, а ко второму концу катушки – центральную жилу.

К конусу пружины 2, припаивается 2.5 метра провода ПЭВ-0,18, и навивается на пластиковый штырь 1 с примерно одинаковым шагом по всей длине, после чего фиксируется тонкой изоляционной лентой, так чтобы весь провод был под ней. Для этой цели можно также использовать термоусадку. Заворачиваем крепёжный болт 4 в основание.

Антенна готова. Теперь её нужно настроить. Настройка осуществляется КСВ-метром, по минимальным показаниям, перекусыванием провода под изолентой в верхней части антенны.

Читайте также: