Антенна "Метелка"

[alex83]

Решил изготовить для приема классическую антенну "Метелка".
Вроде той, что на этом видео:

phpBB [media]

Если кто уже делал такую антенну, прошу поделится практическими советами и рекомендациями по её изготовлению, установке и эксплуатации.

[RA1NK]

http://forum.qrz.ru/thread7188.html
http://oldradio.onego.ru/ARTICLES/kv.htm

[alex83]

Так как нормальный прием в панельном доме, напичканном всякими интернетами и импульсными БП крайне затруднителен, тема об изготовлении метелки получила продолжение.
Мачта из 2-х метрового бруска 40х40мм была защищена антисептиком и покрашена на два раза, а вот со способом крепления изолятора к мачте пришлось покумекать...

Классические варианты крепления, описанные в литературе мне не понравились, да и лениво было изготовлять кронштейны и хомуты. Хотелось применить что-нибудь простое с минимумом слесарных работ и в тоже время надежное. Идею с креплением изолятора похожим на цанговый зажим подсказал RN1NEB, за что ему конечно спасибо, а мне осталось только эту идею развить и придумать реализацию.

Для изготовления цангового зажима для изолятора подойдет алюминиевая, дюралевая или медная труба диаметром 50 мм, длиной 120-150 мм и толщиной стенок 1,5-2 мм. Трубы подходящего диаметра мне сходу раздобыть не удалось, но зато удалось найти заготовку, к которой, для превращения её в цанговый зажим пришлось приложить минимум усилий. Это хромированный дюралевый стакан с толщиной стенок 1,5 мм и усиленным основанием, в котором имеются 3 отверстия для крепления к мачте. Хрень эта называется "Держатель распорный для трубы диаметром 50 мм", является мебельной фурнитурой и продается в магазинах типа ЦСК по цене порядка 200р.

[alex83]

Верхняя часть стакана была порезана ножницами по металлу на лепестки через каждые 10 мм и на длину 20 мм. Лепестки через один отгибаются вниз, при этом получим пару отогнутых лепестков, стоящих рядом. Это не просто так, подробности далее.
Лепестки, оставшиеся смотреть вверх плоскогубцами изгибаем в форму защелок, которые должны будут войти в шейку изолятора.

[alex83]

На верхние лепестки-защелки одеваем автомобильный хомут на диаметр 50-60 мм, при этом затяжной механизм хомута размещаем над парой отогнутых лепестков, которые расположены рядом. Хомут оставляем пока слегка отпущенным.

[alex83]

Вырезаем уплотнительную прокладку из 2-х мм резины шириной 70-80 мм и длиной покрывающей внутренний диаметр, но с зазором 3-5 мм. Зазор нужен для компенсации сжатия защелок на шейке изолятора. По одной стороне резинку подрезаем примерно через каждый сантиметр(на фото не показано), длина прорезов 15-20 мм, чтобы получилась ромашка. Это нужно для того, чтобы прокладка плотно облегала конический корпус изолятора. При этом нужно следить, чтобы при вставке изолятора в стакан через прокладку защелки обжимали шейку изолятора ниже прорезов.

[alex83]

Теперь самое интересное. Через уплотнительную резиновую прокладку плотно вставляем изолятор в стакан, так чтобы лепестки-защелки вошли в шейку изолятора. При затягивании хомута защелки войдут в шейку изолятора и он будет плотно зафиксирован в стакане. Внешние отогнутые лепестки подгибаются вверх и надежно фиксируют хомут от сползания.

[alex83]

Вот такая несложная конструкция фиксирует изолятор намертво.
Нижней частью стакан будет надет на мачту и затянут тремя саморезами через отверстия в основании стакана.

Кстати, в ЦСК продаются алюминиевые трубы различных диаметров, длиной 2-2,5 м и толщиной стенок 2,5 -3 мм, которые могут быть пригодны для изготовления антенн и антенных конструкций.

[alex83]

Продолжим изготовление метелочной антенны.
Для соединения метелки и снижения, а также коммутации антенны потребуется пара коммутационных коробок. Для них хорошо подойдут герметичные алюминиевые корпуса.

Подготавливаем корпуса к покраске

Небольшой корпус будет располагаться на самой мачте антенны. Он послужит для соединения провода от метелки и провода снижения выполненного из полевки П-274М. Также в нем содержится разрядник на 90 вольт на случай попадания молнии. Блок через клемму заземления будет заземлен на арматуру крыши.

Второй коммутационный блок будет располагаться в помещении и служит для коммутации антенны и подключения приемника коаксиальным кабелем. Блок также содержит разрядник на 90 вольт, сопротивление для отвода статики и будет заземлен на арматуру здания.

[alex83]

Теперь нужно приготовить набор стержней из медной жилы диаметром 2-3 мм.
В моём распоряжении был только биметалл 3мм (стальная жила в толстой медной оболочке), так что конструкция метелки получится жесткой.

В отверстие изолятора на всю глубину влезает связка из 25 стержней диаметром 3мм каждый и остается ещё немного места для вывода гибкого провода снижения. Длина стержней выбрана 38 см (30 см наружная + 8 см внутри изолятора).

Наконечник каждого стержня заточен под остриё. Каждый стержень зачищен шкуркой до блеска, для последующей пайки и покраски.

Готовый пакет обтянут хомутом для пайки.

А вот с пайкой я как-то призадумался. Как это лучше сделать?
Как вариант расплавить в железной банке свинец и погрузить туда пакет, предварительно обработав флюсом.

[alex83]

Как и планировал, запаял пакет метелки методом погружения в расплав свинца.
В небольшой жестяной банке на электроплитке плавится свинец, предварительно нарубленный небольшими кусочками. В расплав также добавляется немного припоя.
Очень много свинца не требуется, достаточно получить расплав глубиной в один сантиметр.

Пакет стержней, предварительно зачищенный, стягивается хомутом, а у самого торца перевязывается медным многожильным проводом, к которому потом будет припаяно снижение.

Чтобы пакет при погружении не работал радиатором и не отводил тепло, "замораживая" расплав, его (пакет) также нужно очень хорошо разогреть. Чтобы не обжечь руки можно использовать две пары толстых рабочих рукавиц, вдетых одна в другую.

Расплав и пакет стержней подогреваются на электроплитке

После того, как пакет будет разогрет можно приступать к его погружению в расплав. Перед этим торец пакета погружается в паяльный жир, а затем сразу в расплав. Держать нужно несколько секунд, затем вынуть, убедившись, что флюс прогорел, а расплав покрыл торец полностью. Медный провод для подпайки снижения тоже должен быть покрыт расплавом.

Перед погружением в расплав торец окунается в паяльный жир

Результат пайки

А это то, что получается если прогреть пакет недостаточно хорошо.

Пакет прогрет недостаточно хорошо, свинец "замерз" на нем. Пайки не произошло.

Следующий этап - это заливка пакета в изоляторе. Искать для этого какой-то вар или гудрон нет никакого желания. Планирую сделать это эпоксидкой, замешанной с цементом для получения эпоксидной мастики.
Метелка оказалась несколько нетривиальна в изготовлении. Постоянно нужно что-то придумывать.

[alex83]

Появилось время продолжить изготовление антенны.
В качестве заливки пакета стержней в изоляторе был использован сверхпрочный монтажный клей, который после засыхания каменеет, но при этом не доходит до состояния стекла, остается немного вязким и не трескается. Полость изолятора также заполнена строительным силиконом для предотвращения скапливания дождевой воды. У самого входа в изолятор оставлен стягивающий хомут для надежной фиксации стержней.

Фиксация пакета стержней в изоляторе

После того как пакет будет зафиксирован, сверху всё это дело обильно покрывается силиконом для защиты от влаги. Фиксирующий хомут не снимается. Силиконом нужно очень хорошо загерметизировать центр метелки, где стержни расходятся, чтобы внутрь пакета не попадала влага. Металлическая гильза изнутри также герметизируется в месте обхвата изолятора.

Герметизация пакета стержней

Примененные сверхпрочный клей и герметик

Возможно, что лучшим компаундом для фиксации пакета окажется клей POXIPOL, но он дорогой и найти его сходу не удалось.

Также была мысль надеть сверху на пакет обрезанную верхнюю часть от 1,5л пластиковой бутылки горлышком вверх, чтобы получилось некое подобие козырька для защиты от воды, но ничего путнего из этого не вышло.

[alex83]

Метелка в сборе (для полного размера кликнуть по картинке):

Патрон закреплен на мачте из деревянного бруска 40х40.
Общая длина около 2,5м.
Также на мачте закреплена коммутационная коробка, от которой вниз пойдет снижение - полевка, запараллеленная для надежности.
Металлические части (патрон и коробка) будут заземлены на арматуру крыши. Как уже упоминалось в коробке также имеется разрядник.
Снижение полевкой вместо коаксиального кабеля сделано сознательно, чтобы увеличить эффективную длину антенны, т.к. нет абсолютной уверенности, что сама по себе метелка окажется достаточно эффективной, а вот как дополнение может сослужить хорошую службу.
Штыри метелки покрашены для защиты от коррозии и окисления.

[alex83]

Антенна установлена на крыше.

Для спуска провода снижения с крыши применена лага из деревянного бруска и защитный рукав.

Крепление мачты к кирпичной кладке вентблока.

Защитный рукав.

[alex83]

Провод снижения заходит в боковую стенку балкона и подключен к коммутационному блоку.

Эффект от антенны оказался весьма хороший.
Открылся КВ диапазон, который ранее при использовании антенн внутри помещения шумел всеми возможными внутридомовыми помехами. Десятка полтора станций. В основном зарубежных, но и наши тоже есть. Ощущение такое, как будто слышно весь мир.

Здесь можно посмотреть видео. Проход по КВ диапазону.
Звук немного искажен из-за того, что камера была близко к приемнику.

phpBB [media]

[R1NI]

Молодец! Процесс изготовления получился не прстой, но интересный! С удовольствием читал каждое новое сообщение. Теперь нужны результаты приема

[rn1neb]

Посмотрели характеристики "метёлки" с помощью анализатора AA-330. Сначала с бухточкой "лишней" полёвки у нижнего конца антенны (она хорошо видна на фото download/file.php?id=458&mode=view).

"Метёлка" с бухтой полёвки.

Бухта имеет очень большую индуктивность и от неё тут же избавились.

Та же "метёлка" уже без бухты.

Изменения характеристики видны невооружённым глазом. Можно даже подключить FT-817 с тюнером и попробовать поработать на передачу. Больше 5 ватт в эту антенну лучше не закачивать, т. к. провод снижения висит параллельно стене здания и бытовая техника может "заговорить" от такого соседства.
Как изменилась работа антенны на приём заметить пока не удалось. Ламповый вещательный приёмник ловит массу радиостанций на КВ. Degen-1103 довольно неплохо принимает любительские станции на 20 метровом диапазоне. В комнате на родной "телескоп" не слышно ничего кроме жутких помех, создаваемых различной бытовой техникой.

[UA1ZGK]

В другой теме прочёл о неприятности с антенной. Сочувствую. А какой этаж, кстати, так и не нашёл нигде.

[alex83]

Да, случилось неприятное совпадение. Дом 5-ти этажный.

[UA1ZGK]

Это понятно, что метёлка на крыше. Я хотел уточнить, до какого этажа балкона спускается провод и каким образом. Он закреплён на стене дома вплотную или на распорках на некотором расстоянии от стены или просто под своим весом и далее заходит в балкон?