Антенна на лоджии. Вариант №1 - конструкция В. Лифаря (RW3DKB)

Балконный вариант приёмо-передающей антенны КВ диапазонов своими руками

Итак, живёт ли радиолюбитель в небольшом провинциальном городе, большом не провинциальном, или огромном мегаполисе - по фигу. Выхода на кровлю нет, и не предвидится!
А где ж, как не крыше разместить полноразмерное антенное хозяйство?
Процедуры получения официального разрешения на установку антенны весьма тернисты и полны хитросплетений, граничащих с маразмом. Все боятся всех, но особенно тех, кто хочет воссоздать на крыше останкинскую башню.
А если жар в крови пылает и хочется организовать двухстороннюю радиосвязь, а не глотку рвать в лесу?
В такой ситуации на помощь любителю "гнать волну" приходят укороченные антенны, способные размещаться на малых пространствах, таких как: балкон, лоджия, либо плоскость стены жилого дома.

Начнём мы наши скитания со знакомства с конструкцией Валерия Николаевича Лифаря (RW3DKB).
"Голова нужна не только, чтобы водку пить, ею и думать иногда полезно... Нет выхода на крышу - бум работать с лоджии! ", - сказал автор и написал статью «Антенна RW3DKB на лоджии». Источник - http://smham.ucoz.ru/publ/12-1-0-186.
Вот, что получилось:

Хочу поделиться впечатлениями от своей новой антенны. Это вынужденный вариант антенны на лоджии, т. к. выхода на крышу нет. Её конструкция ясна из рисунка ниже.

Рис.1

Это рамочная антенна. В варианте, показанном на Рис.1, она имеет вертикальную поляризацию. Для её создания антенна запитывается в середине левого вертикального провода при помощи «косички» из того же провода, что и полотно антенны (т.е., «косичка» - это продолжение полотна антенны).
Слева или справа сделан вывод «косички» принципиального значения не имеет. Я делал и так и так.
Для получения горизонтальной поляризации «косичка» должна выходить из середины горизонтальной части, верхней или нижней.
Полотно антенны было изготовлено из цельного (без разрезов) провода именно потому, что можно легко перевести (перетянуть) антенну в нужную поляризацию. Это важно, т.к. при приёме вертикальной поляризации на горизонтальную антенну теряется до 3-х баллов уровня сигнала. Поэтому для широко распространённых трайбендеров лучше чтобы отвод был сделан от середины горизонтальной части - можно будет провести более дальние связи.
Размеры антенны 3,36 х 1.5 х 3,36 х 1.5 м. В данном конкретном случае, поскольку провод антенны в полихлорвиниле и с шёлковой изоляцией внутри, по углам рамки использованы 8 гвоздей для крепления, которые изогнуты полукольцом, чтобы провод не соскальзывал.



Применён монтажный многожильный медный провод диаметром по ПВХ-изоляции 2.5 мм, чёрного цвета. Общая длина провода около 12 метров. Это 1,03λ на диапазон 10 м. Такую длину обычно берут, когда вешают полноразмерный квадрат на 10 м. Длина провода должна быть немного длиннее рабочей длины волны.
После натяжения полотна антенны остаток провода длиной около 1,5 метров (λ/8) свит в «косичку» (чем не согласующая линия?). Такая длина выбрана не случайно, λ/8 - это электрическая длина косички для диапазона 10 м. На конце "косички" установлен симметрирующий балун 4:1.

«Косичка» имеет шаг скрутки примерно 2х80 мм. Скрутка применена для того, чтобы провода шли вместе рядом как один шнур без применения специальных мер их удержания. Особого значения это не имеет. При желании можно выполнить линию и по-другому.
Есть небольшой нюанс, связанный с собственной ёмкостью линии, которая оказывается подключенной к полотну рамки, понижая некоторым образом её резонансную частоту. Полная настройка и согласование всё равно осуществляется антенным тюнером, вгоняя её в резонанс на нужной частоте.


Рис.2

На конце «косички» в данной конструкции применён готовый balun RBA 4:1 фирмы LDG на мощность до 150 Вт.
Можно сделать балун и самому - в два провода d=1 мм намотать 10-14 витков по окружности (зависит от μ). Диаметр ферритового кольца - примерно 40 мм. Соединение выводов обмоток показано на схеме (рис.2).



Кабель 50 Ом, примерно 5 метров, с ферритовой защёлкой от ПК (сразу после балуна), чтобы не было затекания ВЧ на поверхность кабеля и не было помех ТВ. Можно поставить и две защёлки на обоих концах кабеля.
Следует учитывать также и качество передатчика. Вторая гармоника излучаемого сигнала должна быть хорошо подавлена, иначе на частоте 1 канала ТВ при непосредственной близости телевизора от трансивера (у меня он стоит на расстоянии в 1 м) могут появиться помехи на изображении. Если помехи будут, то следует улучшить режим работы выходного каскада передатчика или поставить на выходе фильтр против TVI.
Следует заметить, что помехи могут быть только на диапазоне 10 м и только на первом канале ТВ. При работе телевизора на других каналах помехи никогда не возникали.

Длина кабеля принципиального значения не имеет, хотя наука рекомендует применять длины кабеля, кратные рабочей полволны с учётом укорочения в кабеле. Это условие выполняется только для однодиапазонной антенны. У нас антенна многодиапазонная, поэтому на более низких частотах электрическая длина кабеля будет всегда меньше полволны, т.е. в случае неполного согласования с антенной обязательно будет реактивная компонента, которую нужно будет всё равно скомпенсировать тюнером при настройке антенны.
Кабель подключен к автоматическому антенному тюнеру Z-100.

При указанных размерах эффективность такой антенны не уступает полноразмерному квадрату более 1 дБ на диапазоне 10 метров.
Далее я попробовал ее согласование на более низких диапазонах. Прогнал по КСВ по уровню 1.5 и получил 27,780 мГц до 29.7 мГц. На диапазоне 15 метров от 20.620 до 21,500 мГц. На 20 метрах от 13,7 до 14,7 мГц. На диапазоне 40 метров от 6.9 до 7.6 мГц. На 80 метров от 3,625 до 3,88 мГц. Само собой, строится и на всех промежуточных диапазонах с аналогичными результатами.

Что касается эффективности на диапазонах. Тут вопрос сложный, потому как балун у меня стоит "кривой". Но по первым прикидкам на 15 метрах 70%, на 20 метров порядка 50%. Более низкие диапазоны само-собой будет ещё ниже. Но на приём работают хорошо.

Антенна является полностью согласованной в полосе частот от 28,5 до 34,7 МГц (частота резонанса получилась 31,7 МГц) и применение тюнера здесь не требуется. Результат вполне адекватный в соответствии с размерами антенны.
Тюнер нужен при работе в диапазоне от 28,0 до 28,5 МГц. Это тоже понятно, т.к. антенна короче, чем нужно для работы на этом диапазоне. Однако, раз согласование получилось, то получается, что косичка (фактически это симметричный фидер с волновым сопротивлением порядка 200 Ом) повысила сопротивление антенны с величины стандартных для рамок примерно 100 Ом до 200 Ом, а затем трансформатор разделил это на 4 и получилось просто 50 Ом. Это отрадно.
При снижении частоты заметных субрезонансов нет ни на частотах 24 МГц, ни на частотах 21 МГц, ни на 18 МГц, ни на 14 МГц. Следовательно, антенна не является резонансной для этих частот. Без применения тюнера здесь никак не обойтись.
В процессе измерений выяснилось, что есть два субрезонанса вблизи частот 17,2 и 6,6 МГц. Выглядит это примерно так:

Частота (МГц)	18,6	17,2	16,0	8,0	7,2	6,0	5,6
КСВ	3,0	2,5	3,0	3,0	2,5	2,5	3,0

Наличие таких субрезонансов как раз и указывает на возможность попытаться использовать данную антенну как многодиапазонную. Естественно, что без наличия антенного тюнера это невозможно.
Эта антенна настраивается и в диапазоне 80 метров. На приём это заметно по увеличению силы принимаемых антенной сигналов. Однако на передачу антенна мало эффективна из-за резкого падения сопротивления излучения. Ниже по диапазону антенна уже не настраивается, делая диапазон 160 метров недоступным, хотя чего-то там и можно услышать, но примерно так же, как на кусок провода длиной 10 метров.
Но, тем не менее, эта антенна даёт возможность все-таки работать в эфире и на передачу в диапазонах от 40 метров и выше тем, кому установить полноразмерную антенну невозможно по объективным причинам недоступности выхода на крышу.

В дополнение к вышесказанному...
Моя рамка установлена в плоскости север-юг, т.е. по идее не должна принимать сигналы ни с севера, ни с юга... только с запада и с востока через весь дом... Ан нет! Доказательством тому служит связь с Сергеем, UA6AES, из Краснодара. Ответил сразу, правда рапорт дал 57, но если учесть, что у него 2 квадрата с горизонтальной поляризацией, а у меня квадрат с вертикальной, то мне и не следовало ожидать рапорта более хорошего! Важно, что он меня услышал и ответил. Хотя находился в зоне, откуда по идее никакого приёма и быть не должно... И вообще антенна работает нормально, если я кого-то слышу, то связь с ним могу установить однозначно.
Вот вам и суррогатная антенна на балконе... Она оказывается тоже кое-чего могЁт - того, чего от неё не ожидаешь!!! Что скажете, господа-товарищи радиолюбители?


P.S. Сегодня мне позвонил Владимир Трифонов. Поздравил меня с наступающим Новым годом и сообщил, что он очень успешно работает на антенну на балконе, сделанную по образу и подобию моей антенны. Он также поблагодарил меня за эту конструкцию антенны. Только антенный тюнер у него не автоматический, а ручной MFJ-евский. За вчерашний день он провёл несколько десятков связей с радиостанциями Европы на диапазоне 14 Мгц. Практика - критерий истины! Антенна хоть как-бы, или якобы, диапазона 28 Мгц, но, тем не менее, очень успешно работает и на 14 Мгц у Владимира Трифонова. При наличии тюнера точно также успешно можно работать и на 10 Мгц, и на 18 Мгц, и на 21 Мгц, и на 24 Мгц. При желании можно и на 27 Мгц поработать. Во всяком случае, на всех этих диапазонах антенна мною проверялась и работала успешно. Вопреки мнению некоторых специалистов, такую антенну я смело называю многодиапазонной и не вижу никаких оснований не считать её таковой.