Антенна HB9SL (Vertical Polarized 2 Element)

[rn1nhf]

Собственно изготовлена и опробована HB9SL на диапазон 40 метров. Собственно размеры:
Мачта высотой 6 метров, общая длина полотна антенны составит 41.8 метра. Длина лучей до середины 20.9 метров. Точка запитки находится на расстоянии 15.4 метра от нижнего конца. Нижние концы лучей приподняты на один метр над землей. (http://ut5uka.narod.ru/rxtx/shema/ant_gor.htm)
Длина фидера от трансивера до точки запитки - 10 метров (RG-58). Анализатор показал резонанс примерно на 7.100 и КСВ=4. Встроенный тюнер FT-950 смог настроиться и антенна, в целом, работает. Но высокий КСВ не устраивает. Какие есть идеи по "доработке напильником"?

[rn1neb]

Но высокий КСВ не устраивает. Какие есть идеи по "доработке напильником"?

Конечно, КСВ 4 - это многовато будет, надо настраивать. Я делал свою антенну HB9SL (VP2E) по этой же статье . Там она называется - "Эффективная антенна для QRP, на 14МГц". Идеальный КСВ у неё я наблюдал только когда антенна висела прямо над песчаной береговой линией Онежского озера, практически над самой водой. Во всех прочих "сухопутных" вариантах установки антенны FT-817 показывал небольшую обратную волну, видимо надо всё же подвигать точку питания антенны и скорее всего вниз. Собираюсь сделать ещё одну антенну с точкой запитки прямо в центре одного из проводов и попробовать во время весенней вылазки на природу.
Тут у меня возникла еще такая мысль, а что если найти точку с довольно высоким сопротивлением как на "родной" частоте антенны, так и на диапазоне ниже. Тогда при питании в этой точке через симметрирующий трансформатор 1:4 может получиться двухдиапазонная антенна. Например как VP2E на 40 м и как Inverted V с "несимметичной" запиткой на 80 м диапазоне. В своём "первозданном" виде антенна плохо согласуется по сопротивлению с 50ом кабелем на в два раза более длинноволновом диапазоне. Впрочем я сомневаюсь что этим стоит заниматься.

[rn1nhf]

Собираюсь сделать ещё одну антенну с точкой запитки прямо в центре одного из проводов...

А почему именно в центре? Просто для эксперимента или есть какая-то теоретическая основа?

[rn1neb]

А почему именно в центре? Просто для эксперимента или есть какая-то теоретическая основа?

Для эксперимента с теоретической основой
Антенна представляет собой систему из двух полуволновых вибраторов, первый из которых запитан непосредственным включением фидера в разрыв проводника, а второй питается от первого (та самая верхняя точка антенны, пучность напряжения и минимум тока - самое высокое волновое сопротивление). Минимальное волновое сопротивление должно быть в середине любого из этих полуволновых вибраторов. При столь высоком значении КСВ антенны сделанной по размерам из первоисточника, по всей видимости надо предпринять кардинальные меры для обеспечения согласования с 50 Ом кабелем. Что-то в условиях установки антенны "у нас" сильно не совпадает с условиями "у них". Скорее всего это проводимость почвы. Даже летом она наверняка заметно отличается от проводимости в условиях "первоисточника". А зимой, когда так много снега и почва промёрзла на некоторую глубину, проводимость должна быть совсем плохая.

[rn1nhf]

Похоже, что автор статьи, из которой я брал размеры HB9SL на 40 м, на практике такую антенну на этот диапазон не реализовывал. Только теоретические расчеты в MMANA. Попробую, при случае, сместить точку запитки ниже, и сделать фидер полуволновым. Вот только какая длина кабеля должна быть для RG-58 белорусского производства (плотный изолятор, оплетка - сетка, а не фольга)?
Ку брать равным 0.66? Для 14.150 Мгц (примерно середина диапазона) фидер должен быть 21.187 * 0.66 = 14 метров - это правильно?
И еще: какой КСВ считать приемлемым (для данной антенны), исходя из того, что 1.0 - это, скорее всего, недостижимый идеал?

[rn1nhf]

Нашел еще одно описание антенны HB9SL (http://rf.atnn.ru/s9/an_kv297-1.html) Там приводятся следующие расчетные размеры: Длины двух частей полотна антенны одинаковые и равны: l1=12=0,492l. Точка питания отстоит от левого по рис.1 конца полотна антенны на расстоянии 13=0,139l. Угол при вершине (в точке перегиба полотна антенны) около 140°. Высота мачты должна быть примерно 0.18l, а высота малых мачт, поддерживающих концы антенного полотна, - около 0.0Зl.
Получается, что для диапазона 40 м. и мачту надо бы увеличить с 6 до 7,7 метров и точку питания сместить существенно ниже. Длины плечь остаются такими же (по 20,9 метров). А угол при вершине увеличивается с 90 градусов (первый вариант) до 140...

Что-то в условиях установки антенны "у нас" сильно не совпадает с условиями "у них". Скорее всего это проводимость почвы. Даже летом она наверняка заметно отличается от проводимости в условиях "первоисточника". А зимой, когда так много снега и почва промёрзла на некоторую глубину, проводимость должна быть совсем плохая.

А так ли важна проводимость почвы для этой антенны? Или она по принципу работы ближе к GP чем к диполю (IV)?

[rn1neb]

А так ли важна проводимость почвы для этой антенны? Или она по принципу работы ближе к GP чем к диполю (IV)?

Это описание я тоже когда-то видел, но решил сделать вариант из другой статьи, так как нашёл её первой. Тут тоже точка питания смещена, но уже вниз от центра плеча. Скорее всего соображение тут такое, ниже точка запитки - короче кабель. По крайней мере так на первый взгляд. Смещаясь от центра в любую из сторон мы попадаем в области более высокого сопротивления, главное найти место где будет достигнуто согласование с фидером. Правда может иметь место и другой, побочный эффект. При перемещении точки включения кабеля может неким образом изменяться диаграма направленности (ДН) и углы излучения антенны в вертикальной плоскости, что нас не может не интересовать. Какой вариант смещения от центра лучше я с ходу ответить затрудняюсь. Интуиция подсказывает, но я лучше промолчу ( а вдруг неправильно подсказывает...). Надо попробовать посчитать в той же MMANе что-ли. Зато эта проблема исчезнет, если наша антенна хорошо согласуется при питании прямо в центре плеча .
Насчёт высоты мачты. 6 метров действительно кажется маловато для сороковки, хорошо бы в районе 8 метров подвесить.
Насчёт влияния поверхности. При доступных нам высотах подвеса земля не может не влиять. И на inverned V влияет (да ещё как!) и на диполь, и даже на многоэлементные яги и квадраты (может в меньшей степени, но на формирование ДН всё равно влияет). Минимальным влияние проводимости почвы будет разве что в случае GP установленного с искусственной металлизацией поверхности десятками или сотнями радиальных проводов.

[rn1nhf]

Попробую, при случае, сделать фидер полуволновым. Вот только какая длина кабеля должна быть для RG-58 белорусского производства (плотный изолятор, оплетка - сетка, а не фольга)?
Ку брать равным 0.66? Для 14.150 Мгц (примерно середина диапазона) фидер должен быть 21.187 * 0.66 = 14 метров - это правильно?

А как насчет полуволнового фидера? Стоит пробовать подобрать его длину, чтобы понять что происходит в точке запитки на самом деле и правильны ли мои рассчеты?

[rn1neb]

А как насчет полуволнового фидера? Стоит пробовать подобрать его длину, чтобы понять что происходит в точке запитки на самом деле и правильны ли мои расчеты?

Попробовать стоит, тем более что до полуволнового фидера надо добавить совсем немного 14,04-10=4,04 м (можно подключить дополнительный кусок). Ку должен быть около 0,66 (если это полиэтилен). Можно подключить к одному концу безындукционный резистор, например на 100 Ом и смотреть анализатором на другом конце кабеля. Полуволновым он будет на той частоте, где анализатор покажет эти самые 100 Ом.
В вышеприведенном примере автор забыл разделить длину волны двадцатиметрового диапазона на два. Но волновой фидер также должен обладать свойствами повторителя сопротивления. Главное, это кратность половине длины волны.

[rn1nhf]

Попробовать стоит, тем более что до полуволнового фидера надо добавить совсем немного 14,04-10=4,04 м (можно подключить дополнительный кусок).

Как правильно нарастить длину фидера до полуволнового? Понятно, что можно взять цельный кусок 14,04 м. Но если есть разделанный рабочий на 10 м, а нарастить нужно лишь на время (в измерительных целях). Взять 4,04 м и распаять на одном концу разъем PL-259, а на другом гнездо UHF (как временный вариант)? Или так не пойдет?

[rn1neb]

Взять 4,04 м и распаять на одном концу разъем PL-259, а на другом гнездо UHF (как временный вариант)? Или так не пойдет?

Вполне пойдёт. Можно два PL-259 и соединить "бочонком". Я до сей поры активно использовал разъёмы СР-50 (они же BNC), а соединял их с помощью I-коннекторов, а теперь помаленьку перехожу на PL-259 из соображений стандартизации.

[rn1neb]

Весьма странно, что с новой HB9SL на 40 м в воскресенье получилась такая непонятная "загогулина". "Разбор полётов" дал уже какой нибудь результат? Ещё хотелось бы узнать сколько метров "запасного" провода было оставлено на концах антенны. Может эта информация что-то прояснит?

[rn1nhf]

Весьма странно, что с новой HB9SL на 40 м в воскресенье получилась такая непонятная "загогулина". "Разбор полётов" дал уже какой нибудь результат? Ещё хотелось бы узнать сколько метров "запасного" провода было оставлено на концах антенны. Может эта информация что-то прояснит?

Антенна пока так и лежит "неразобранная". Буду делать новую из другого провода, поскольку тот себя "скомпрометировал" на морозе. Есть мысль сделать диполь (IV) на 40 м, с возможностью быстрого изменения конфигурации до HB9SL (разрыв в верхней точке и где-то посередине одного из плеч + перемычка + RG-58, подключаемый либо в одном, либо в другом месте).

[rn1neb]

Есть мысль сделать диполь (IV) на 40 м, с возможностью быстрого изменения конфигурации до HB9SL

Согласен. Я пожалуй тоже попробую сделать такой вариант. Таскать с собой (особенно во время пешей прогулки) лишнюю антенну не надо будет. Комплект станет ещё легче.

[rn1nhf]

Только что изготовлена новая экспедиционная антенна, которая простым переключением перемычки и питающего фидера может быть либо полуволновым диполем (IV, слоппером) на 40 метров, либо HB9SL на двадцатку. После её опробования и настройки есть мысль изготовить дополнительные подключаемые "элементы", с помощью которых она сможет работать как HB9SL на диапазон 40 метров и диполем (IV) на 80-ку.
В этот раз плечи антенны изготовлены из многожильного провода НВМ-3 0,75 мм революционного красного цвета. Очень надеюсь, что это провод не будет столь ломким на морозе, как предыдущий. Также было решено отказаться от "жесткого" крепления фидера к изолятору. Для варианта VP2E (HB9SL) точка запитки выбрана на расстоянии 0,139L от левого конца полотна антенны (т.е. 2.95 м. снизу, 7.5 м. до вершины). Посмотрим, что покажет а/анализатор. Экспедиционная мачта прежняя, максимальная высота - 7,6 м. Осталось только найти свободное время для выезда и дождаться погоды потеплей...

Одновременно была "разобрана" старая антенна. Прозвонка тестером не выявила какого либо криминала, размеры вроде тоже были все соблюдены. Так что загадка её многочисленных "резонансов" скорее всего кроется во влиянии тех излишков провода, которые жалко было резать и которые были оставлены "про запас"...

[rn1neb]

Так что загадка её многочисленных "резонансов" скорее всего кроется во влиянии тех излишков провода, которые жалко было резать и которые были оставлены "про запас"...

Отлично, "процесс пошёл"! Осталось проверить изделие в полевых условиях, только погода пока этому не способствует.
Так сколько же метров "излишков" было загнуто на концах? Просто есть желание понять в чём была проблема.

[rn1nhf]

Так сколько же метров "излишков" было загнуто на концах? Просто есть желание понять в чём была проблема.

Специально перемерил: на правом плече (без точки питания) "излишек" порядка 7,8 м. На левом - 7,5 м.

[rn1neb]

Специально перемерил: на правом плече (без точки питания) "излишек" порядка 7,8 м. На левом - 7,5 м.

Очень похоже на то, что эти загнутые "излишки" вместе с полотном антенны образовали замкнутые с одного конца двухпроводные линии (шлейфы) на диапазон 40 метров. Так как провод был в изоляции, то шлейфы получились четвертьволновыми, хотя геометрически они короче. И коэффициент укорочения получается вполне правдоподобный для этого провода.
Известно, что на разомкнутом конце такой шлейф обладает очень большим волновым сопротивлением. Хватило бы и одного такого "загиба" чтобы сделать антенну неработоспособной, а тут их два! Будем считать что это и явилось причиной "загогулины" и делаем вывод что так лучше не делать.

[rn1nhf]

Последний выезд и попытки настроить HB9SL укрепили мою мысль, что характеристики этой антенны очень сильно зависят от места её установки. Собственно получается, что в зимних условиях при промерзшем грунте как ни двигай точку запитки по одному из плеч антенны, сопротивления выше 16 Ом не найти, а значит КСВ меньше 3, без дополнительного согласования, недостижим.
Поэтому, из HB9SL сделан классический диполь на 7 Мгц, а все эксперименты с VP2E отложены до лета, когда земля оттает...

[rn1neb]

Поэтому, из HB9SL сделан классический диполь на 7 Мгц, а все эксперименты с VP2E отложены до лета, когда земля оттает...

А что если сделать несколько точек запитки (три, четыре или даже пять) и замыкая "лишние" с помощью перемычек, искать подходящее место подключения фидера.
Найти точки для зимы и лета и успокоиться.
Но антенна, похоже, действительно не для зимы, так как земля играет важную роль в работе этой антенны. Хорошо было бы поднять её прямо над водой, так она у меня лучше всего работала.