Траповый диполь своими руками

Сделай руками

Записки программиста

Самодельный траповый диполь: теория и практика

В рамках статьи Самодельный диполь: теория и практика мы изготовили нашу первую самодельную антенну. Существенным минусом данной антенны является тот факт, что в один момент времени она может работать только в одном радиолюбительском диапазоне. Сегодня мы выясним, как устранить этот недостаток, добавив в антенну трапы.

Теория

Идею иллюстрирует следующая картинка:

Допустим, мы хотим сделать диполь на диапазоны 20 и 40 метров. К балуну крепятся плечи на диапазон 20 метров, два провода по

5 метров. Свободные концы подключаются к LC-контурам с резонансной частотой около 14 МГц. Затем к концам контуров подключаются провода, увеличивающие общие длины плеч до

10 метров, чтобы получились плечи на диапазон 40 метров. Если нужно, чтобы антенна работала больше, чем на двух диапазонах, процедура повторяется — добавляется еще пара LC-контуров с резонансной частотой около 7 МГц, и к ним еще провода.

На своей резонансной частоте LC-контур имеет высокое сопротивление. Таким образом, при передаче сигнала с частотой, близкой к 14 МГц, LC-контур как бы размыкает плечо диполя, и антенна работает, как обычный диполь на 20 метров. На частотах, близких к 7 МГц, контур не резонирует и имеет низкое сопротивление. Поэтому на этих частотах антенна работает, как диполь на 40 метров. LC-контур является как бы ловушкой для сигналов с заданной частотой, поэтому его и называют trap.

Следует однако учитывать, что в диапазоне 40 метров трап на 20 метров будет работать, как удлиняющая катушка. Поэтому в данном диапазоне резонанс будет уже, чем у полноразмерного диполя на 40 метров. Если добавить в антенну еще один диапазон, например, 80 метров, при работе в этом диапазоне получится уже две удлиняющие катушки, поэтому резонанс будет еще уже. Другими словами, каждый добавленный диапазон имеет все более узкий интервал рабочих частот.

Трапы для антенны можно сделать множеством способов. Очень практичный вариант изготовления трапов из коаксиального кабеля был предложен Robert Johns, W3JIP в статье «Coaxial Cable Antenna Traps», опубликованной в журнале QST в мае 1981 года. Его идея была улучшена Robert Sommer, N4UU в статье «Optimizing Coaxial-Cable Traps», опубликованной в журнале QST за декабрь 1984 года. На основе этих и других работ John DeGood, NU3E написал и выложил в сеть статью An Attic Coaxial-Cable Trap Dipole for 10, 15, 20, 30, 40, and 80 Meters, которая дополнялась с 1998-го по 2010-ый год. На эту статью я и опирался.

В разрезе трап выглядит следующим образом:

Коаксиальный кабель RG58 наматывается виток к витку на кусок пластиковой трубы. Затем экран кабеля с одного конца припаивается к жиле с другого конца согласно схеме. Оставшиеся жила и экран соединяются с плечом антенны. Таким образом, из кабеля получается как бы двойная катушка индуктивности. Плюс к этому, кабель обладает погонной емкостью около 100 пФ на 1 метр, отсюда и возникает емкость. По утверждению W3JIP и N4UU, такие трапы работают на мощности до 1000 Вт.

Практика

Было решено сделать траповый диполь на диапазоны 20, 40 и 80 метров, поскольку именно на этих диапазонах я работаю чаще всего. Таким образом, требовалось изготовить две пары трапов — для диапазонов 20 и 40 метров.

Я использовал диаметры труб и количество витков кабеля, приведенные в статье NU3E. В метрической системе эти размеры следующие.

Трубы соответствующих диаметров и длины были напечатаны на 3D-принтере пластиком PLA. Таким, к примеру, получился трап на 20 метров:

Для проверки трапов был использован генератор сигналов MHS-5200A, осциллограф и нагрузка 50 Ом. Как и ожидалось, в окрестностях резонансной частоты амплитуда сигнала уходит практически в ноль.

Если у вас нет 3D-принтера, осциллографа, генератора сигналов и труб точно такого же диаметра, это не страшно. Точный диаметр трубы и количество витков кабеля не играют большой роли, лишь бы трап резонировал около требуемой частоты. Притом погрешность в сотню-другую килогерц вполне простительна. Вместо генератора сигналов можно использовать генератор Клаппа с переменными емкостями и индуктивностями. Что же до зависимости амплитуды сигнала от частоты, ее покажет ваш трансивер. Абсолютные значения видеть не требуется. Достаточно только знать, на какую частоту пришелся минимум.

Длины плеч я подбирал таким образом. Берется диполь с плечами чуть больше 5 метров и безо всяких трапов. Затем плечи обрезаются до тех пор, пока КСВ во всем диапазоне 20 метров не будет около 1. За один раз я обрезал где-то по 25 см. Затем к каждому плечу прикреплется по трапу на 20 метров и еще провод для следующего диапазона. Проверяем, что КСВ на 20 метрах все еще в порядке, при необходимости удлиняем-укорачиваем кусок провода между балуном и трапом. Если на 20 метрах все в порядке, принимаемся за 40 метров. Снова укорачиваем антенну до тех пор, пока КСВ на 40 метрах не будет около 1. При этом на работу антенны в 20 метрах это укорачивание уже не влияет. В противном случае, с вашими трапами что-то не так. Закончив с 40 метрами, повторяем процедуру для 80 метров.

Читайте также:  Своими руками денежный сундук на свадьбу

Отмечу, что процесс этот не быстрый. Антенну приходится часто укорачивать, затем опускать, нести в дом, паять, снова нести на улицу, поднимать. Настройка заняла у меня полный выходной день. Главное — делать все спокойно и не спеша, тогда процесс уверенно сходится. В итоге были получены следующие размеры:

Таким образом, общая длина антенны составила 27.5 метров. Поскольку трапы также работают, как удлиняющие катушки, антенна получилась короче простого диполя на 80 метров. Отмечу, что приведенные цифры справедливы для конфигурации inverted vee, с высотой центральной части от земли около 7 метров и минимальной высоты плеч от земли 1-2 метра. Для другой высоты мачты может потребоваться корректировка размеров. (Вообще-то, 7 метров — это маловато для inverted vee на 80 метров, но на данный момент у меня нет возможности установить антенну выше.)

Также отмечу, что погрешность в пару сантиметров здесь ни на что не влияет. Но для успешной работы антенны она должна быть как можно более симметричной. В том числе, трапы должны быть повернуты к балуну одной и той же стороной. У меня трапы на оба диапазона повернуты экраном к балуну.

После настройки все места пайки проводов были изолированы при помощи термоусадочных трубок. Для трапов были напечатаны заглушки в виде дисков. Эти заглушки были приклеены к трапам при помощи супер клея. Изоляторы также были напечатаны на 3D-принтере. Затем, аналогично балуну, трапы и изоляторы были покрыты лаком Plastik 71 в два слоя. Окончательный вид антенны в свернутом состоянии:

На солнечном свете лак выглядит синеватым. В доме он абсолютно прозрачный.

Полученные результаты

Время, потраченное на изготовление и настройку антенны, окупилось с лихвой.

На 20 метрах КСВ не превосходит 1.5 во всем диапазоне. В диапазоне 40 метров КСВ не превосходит 1.7, притом в интервале от 7.040 до 7.200 МГц он не превосходит 1.5. На всем диапазоне 80 метров КСВ не превосходит 3. В интервале от 3.565 до 3.725 МГц КСВ меньше 2, а в интервале от 3.600 до 3.690 МГц — меньше 1.5. Впрочем, здесь измерения проводились с помощью КСВ-метра трансивера, поэтому цифры приблизительные.

Антенна была протестирована при работе в SSB на мощности 100 Вт.

На 20 метрах были проведены QSO с операторами из Италии (2230 км), Нидерландов (2000 км), Германии (2000 км), Македонии (1900 км), Турции (1700 км), Румынии (1400 км), Болгарии (1700 км), Кипра (2300 км), Норвегии (1800 км) и Франции (2700 км), а также нескольких городов России. Наиболее удаленным городом оказался Шали (1500 км).

В диапазоне 40 метров мне ответили радиолюбители из Швейцарии (2150 км), Украины (950 км), Польши (1100 км), Греции (2100 км) и Испании (3450 км). Само собой разумеется, также была проведена куча QSO с операторами из России. По удаленности от меня победили Краснодар и Севастополь (1200 км).

На 80 метрах были проведены QSO с коротковолновиками, проживающими в Беларуси (670 км), Украине (830 км) и Киргизии (3000 км). Также было очень много городов России, среди которых самым удаленным оказался Сургут (2150 км).

Кроме того, оказалось, что антенна пригодна для использования и на других радиолюбительских диапазонах. В частности, на 17 метрах мне удалось провести QSO с операторами из Болгарии (1500 км), Франции (2300 км) и с несколькими операторами из Италии (2100 км). Впрочем, поскольку антенна не тюнилась на данные диапазоны, на них она имеет КСВ > 3 и эффективностью не блещет.

Заключение

Я вполне доволен полученными результатами. С такой антенной вы с кем-нибудь да свяжетесь в любое время суток, в любой день недели. Для перехода между диапазонами не нужно ничего перестраивать, просто берешь, и переходишь. Антенна получилась короче диполя на 80 метров, что тоже плюс. К тому же, антенна получилась довольно компактной и легкой, что делает ее пригодной для использования в походах.

По деньгам вышли примерно те же 25$, что и за диполь без трапов. Правда, я забыл замерить, сколько коаксиального кабеля мне понадобилось для трапов. Пусть будет метров 10. В этом случае общая стоимость антенны не превышает 30$. Это все равно существенно меньше стоимости любой готовой антенны.

Интересно, что используя описанные в данной статье принципы, можно изготовить и вертикальную многодиапазонную антенну (смотри раз и два). Заинтересованным читателям предлагается провести соответствующий эксперимент в качестве упражнения.

Читайте также:  Съемник для снятия гранаты своими руками

Исходники 3D-моделей трапов и изоляторов для OpenSCAD, а также скомпилированные STL-файлы, вы найдете здесь. Как всегда, буду рад любым вашим вопросам и дополнениям.

Источник

Блог UA3REO

Походная антенна на 40/20м

Обладает большой эффективностью и компактностью, идеальная для походных условий.

Первым делом надо собрать симметрирующий трансформатор (балун) 1:1. Для этого возьмём миниатюрный корпус 45х35×18 мм, сделаем барашки для подключения плеч диполя, а также закрепим BNC разъём. Трансформатор намотан на кольце М50ВН-14 К12*6*4,5. Сверху болт для крепления верёвки, по которой он поднимается на дерево.

Подготавливаем фидер для подключения антенны, у меня это 10 метров RG-58 и BNC разъёмами на концах.

Закрепляем на балуне резистор на 50-51ом и замеряем поведение балуна с кабелем на частотах 7мгц и 14мгц, КСВ должно быть близко к единице. Для этого я использую китайский антенный анализатор MR100, в который вмонтировал li-ion аккумуляторы, очень удобно. Но можно воспользоваться и трансивером с измерителем КСВ.

Теперь необходимо сделать диполь на диапазон 20м. Для этого припаиваем 2 плеча по 6 метров каждый (с запасом) монтажного провода с сечением 1.5мм.
После этого отправляемся в лес, поднимаем балун на дерево и растягиваем плечи по аналогии с Inverted-V. Замеряя КСВ начинаем аккуратно подрезать плечи, пока КСВ не сойдётся в единицу по всему диапазону.
Рекомендую совместить настройку антенны с прогулкой с домочадцами и небольшим пикником)) так антенна строится в 2 раза лучше.

Далее возвращаемся домой и приступаем к изготовлению трапов (фильтров-пробок), которые ограничат диполь до текущей длинны, не позволив напряжению течь дальше, по плечам диполя на 40м диапазон.

Для этого возьмём отрезки 20мм ПВХ трубы и намотаем на них 14 витков эмалированного провода 0.9мм.

Параллельно спаиваем керамический конденсатор на 33пФ 2000В и подстроечный конденсатор на 2-7пФ КТ4-23.

Припаиваем ёмкость к катушке и крепко фиксируем витки изолентой.

Подключаем анализатор спектра к получившемуся LC контуру и настраиваем его на центр диапазона, вращая подстроечную ёмкость. Я использовал самодельный ГКЧ, собранный на базе ардуино.

Изнутри заливаем контура термоклеем, а сверху плотно фиксируем термоусадочной трубкой.

Крепим к фильтру ранее настроенное плечо диполя на 20метров, а с другой стороны плечо диполя на 40метров (а точнее продолжение плеча) длинной 4.5-5 метра.

На концах плеч крепим, но не фиксируем, миниатюрные изоляторы, чтобы сразу подогнать под них длину полотна.

Снова едем в лес и натягиваем антенну, измеряя и подрезая плечи до идеального КСВ на диапазоне 7мГц.

В этот раз мне помогал Павел UB3RFZ, за что ему огромное спасибо!

Антенна настроена, фиксируем изоляторы, крепим прочный шнур растяжек.

Наматываем антенну на мотовило (я временно использовал текстолитовую пластину, далее заменю на более лёгкую и удобную пластиковую). Всё, можно выезжать в походы с отличной антенной, в большинстве случаев, не требующей даже согласования (а значит имеющей минимальные потери).

Источник

Коаксиальные трапы своими руками

Хорошие коаксиальные трапы своими руками

Делаем сами коаксиальные трапы

Некоторые подсказки/советы о том, как собрать хорошие КОАКСИАЛ трапы ловушки!

Прежде чем мы начнем собирать наши ловушки, вот некоторые общие информация как введение:

Так они не с потерями, чем катушки с высококачественных конденсаторов, но:

Теперь давайте приступим к работе! Здесь представлены пошаговые инструкции для 20м (и 40м) (и 15м) группы ловушек:

Билл материалов (для 2 ловушки):

2 ПВХ трубы канализации, Наружный диаметр (OD) 32 (50)(32) мм, 80 (95)(80) мм каждая, толстостенной (3 мм) и устойчивостью к высокой температуре (95°) версия.

4 болты с гайками, M5x15 или M5x17 (цинк анодированной или нержавеющей стали для постоянного использования)

4 ‘садовод’ М5 (зубчатый шайбы)

4 шайбы М5 (цинк, анодированный или Нержавеющая Стали для постоянного использования)

4 бабочка гайки М5 (цинк, анодированный или Из нержавеющей стали для постоянного использования)

186 (306)(134) см коаксиальный кабель Тип кабеля RG-58 с/у (Тип критической, использовать с/у версия, есть же емкость на метр и мощности)

Подготовка труб:

Марк 2 дыры в Он-лайн (это для болты), в 13 (15) (13)мм от каждого конца трубы

Марк 2 отверстиями (для коаксиала), в 13 мм от каждом конце трубы, и ловушка 20м 90° на каждой стороне двух отверстий для болты (так коаксиального отверстия будет составлять 180° напротив) / Для ловушки 40м, на расстоянии 32мм по окружность, с каждой стороны метки для отверстий под болты. Для 15m, же конструкцию как на 20м.

Просверлить все 4 отверстия 5мм и удалить острые края с помощью триммера, особенно для коаксиального отверстия

Приготовление 4 больших шайбы:
Они используются для механической прочности и подключение коаксиального заканчивается в терминал болты
Удалить цинка, анодизация на 1/2 омывателя поверхность (как паять очень сложно и ненадежно на анодированный цинк). Использовать болгаркой или файл.

Теперь это будет зона, где мы будем припаивать коаксиал заканчивается

С помощью 2 плоскогубцев, согните шайбу так, что она будет поместиться внутри ПВХ трубки. Сохранить место для пайки, как показано!

Читайте также:  Ступени в саду своими руками

Это будет результатом (4 мероприятий pces должны:), отрегулируйте до они красиво поместиться внутри ПВХ трубки.

Теперь вставляем 4 больших шайбы на концы труб, держать уголок для монтажа на внешней стороне, и вставьте болты М5.

Теперь поместите маленькую шайбу и гайку М5 на болты и очень хорошо затянуть с соответствующими инструментами.
Теперь мы готовы начать ветра наши коаксиальных катушек!

Взять 93 (153) (67) см кабеля RG-58C/U и коаксиал для каждой катушки. Вставьте приблизительно 10 см в отверстие для «пуск». Кабель RG-58C/U будет просто пройти в 5мм отверстие.

Удалить изоляцию на 15 мм от конца прошел через трубу и готовить хвост показано

На щите, припоя маленьким подключение Длина провода 120мм около (взять хотя бы те же приборы, что коаксиальный Центральный провод) и крышка с термоусадочной трубкой. Поставить небольшой нейлон застежка 3мм после начала коаксиальный наружная куртка (вот на картинке красным).

Теперь аккуратно сложите коаксиал в трубке, пока установка подключение проводов, пока это не выходит из трубы на другой стороны, и коаксиал нельзя вынуть больше (нейлон застежка)

Теперь припоя (60 Вт железо должно быть ОК) коаксиальный центр на большой шайбы. Убедитесь, что вы иметь хорошую связь, но не перегрев как коаксиальный / ПВХ растает…

Используйте короткий оставшийся конец коаксиального кабеля тянуть как насколько это возможно, внутри трубки и обмотки плотно сидят. Потом отрезать коаксиальный так у вас 20мм слева внутри трубки.

Попробуйте распределить обмотку равномерно по все выглядит красиво — это также более равномерно распределить тепло равномерно рассеивается и предотвратить искрение. Убедитесь, что коаксиальный внешний обмоток оставаться по крайней мере 3 мм от соединение болтов/гаек.

Как только резонанс ОК и ловушки смотрит хорошо, подавайте ПВХ клея (этот клей используется для монтажа труб из ПВХ, понятно, сушит в течение нескольких минут и становится очень жестким после часов) на обмотках, особенно на внешних витков катушки, и пару ударов в продольном направлении. Обильно нанесите 2 или 3 слоя клея, а также на катушки внутри (точек пайки, коаксиал заканчивается, большие шайбы и т. д. для погода защиты этих элементов). Перепроверка точки резонанса : он не будет двигаться из-за клея.

Очень полезные ссылки:

на http://www.w8ji.com/traps.htm Расчет потерь ловушку под различными условия по W8JI Тома на http://degood.org/coaxtrap/ Чердак диполя с коаксиальным ловушки для 80 до 10м по NU3E Джон на http://www.qsl.net/ve6yp/index.html

Coaxtrap.zip : коаксиальный ловушку калькулятор / конструктор VE6YO Тони (см. ниже)

Обнаружили, что число витков является точной, используя центр полосы частот, но Длина кабеля несколько ниже для практических работ. Добавить ровно 30мм длина коаксиала в расчетную результат припаять хвост в комфорте. Результат будет легко настроиться чуть выше желаемого диапазона.

Высокая 40м ловушку питания с РГ-400 тефлоновый коаксиальный

Источник

Тема: Траповый диполь на 20/40/80 метров + «бонусные» 10/12/15/17/30 метров

Обратные ссылки
Опции темы

— это не один и тот же человек, а муж и жена! (С) Анекдот )))

А разве в W8010 трапы без емкостей? Как образована ёмкость в трапах? И они, вроде герметичные (согласно описанию)?

Что касается симметрирующего устройства. В авторском описании написано: «Но для успешной работы антенны она должна быть как можно более симметричной. В том числе, трапы должны быть повернуты к балуну одной и той же стороной. У меня трапы на оба диапазона повернуты экраном к балуну

В комплекте же есть балун на 1,5 кВт.

Спасибо за комментарий.

Вы должно быть не обратили внимание, но у статьи есть предыдущая часть, если можно так выразиться. Ссылка на нее содержится в самом начале статьи. В первой части речь идет про диполь без трапов, и в ней подробным образом описан использованный мной балун по току 1:1.

Таким образом, антенна с балуном находится в подвешенном состоянии. От него 50 метров кабеля RG58 идет в радиорубку. Вот из нее с помощью трансивера FT-891 было произведено измерение КСВ.

Этот способ конечно не идеален, как минимум, потому что кабель имеет какие-то потери. Но зато он полностью отражает реальные рабочие условия. Кабель я много раз перемещал разным образом, что не повлияло на КСВ. Таким образом, есть основания полагать, что кабель не работает, как часть антенны.

Александр, это говорит лишь о том, что сам кабель не излучает (и это хорошо, так и должно быть. Балуны для того и придуманы )

В любом случае, спасибо за описание конструкции антенны и достигнутого результата!

10 метров, желание проводить DX связи, имеет смысл подумать над траповым вертикалом примерно такой же системы.
Например, вариант Игоря DL2KQ.
Потеряете 80, но остальные диапазоны будут полны DX и отвечать они будут значительно бодрее.

В итоге Ваш индикатор занижает КСВ при его сравнительно небольших истинных значениях и лишь при превышении определённого порога, начинает отображать более-менее верные значения.

Источник

Поделиться с друзьями
admin
Оцените автора
( Пока оценок нет )
Здоровая спина
Adblock
detector