Антенна Horizon 283

Горизонт283 заголовок

Предисловие:

То, что у нас над головой постоянно летают самолёты, спутники и куча прочей дряни, знают пожалуй все. Но не все знают о количестве той самой дряни и уж тем более что конкретно это за дрянь. Так вот, сегодня поговорим про ту её часть, что запускалась где-то с 70х годов для наших «товарищей» из НАТО, но сегодня почти не используется ими. Военные спутники системы Сатком висят на геостационарной орбите и несут на себе транспондеры УКВ диапазона. А т.к. защиты на них нет никакой, и спускать их дорого и очень больно, ими заинтересовались гражданские. Радио-пираты с Бразилии, Италии, Германии, Украины и конечно России, довольно быстро разобрались с частотами входа и теперь используют их как им вздумается. Такой, своего рода, остров Нью-провиденс в радиочастотном океане. Иронично, правда?

Глава 1 «интересно, что там происходит в Нассау?»

Тут я не буду вдаваться в ТТХ спутников и прочее. Информации в интернете и так много. Здесь речь о конкретной антенне. Я перепробовал много вариантов. И в итоге объединил несколько из них в свою конструкцию. Мне важно было хорошо принимать спутники в походных условиях – значит конструкция будет складная и компактная. Но делать антенну исключительно для приёма, всё равно, что строить шлюп без возможности пришвартоваться и сойти на берег. Глупо. Так что считать антенну буду на среднюю частоту между приёмом и передачей. Принимать можно широкополосными приёмниками с диапазоном 250-300 МГц, китайскими станциями, раскрытыми на данный диапазон, или SDR-приёмником. Последнее удобнее, когда не знаешь конкретную частоту и можешь просмотреть панорамно сразу участок диапазона.

Конечно, что бы шлюп доплыл до острова Нью-провиденс, нужно его красиво назвать. Так нарекаю тебя «Горизонт 283». Такое название не случайно. Данная антенна c направленной диаграммой, а значит нужно направлять её на спутник, т.е. к горизонту. 283 – это средняя частота, на которую я рассчитывал данную конструкцию.

Примечательно, что данная конструкция строится из говна и палок полипропиленовых труб и фитингов, алюминиевых порожков и велосипедных спиц. Т.е. практически всё из хоз. товаров.

Главное помните: есть более простые в изготовлении конструкции! Эта конструкция, хоть и из простых материалов, требует много времени и сил.

Глава 2 «Драккара каркас, рассчитан на глаз»

Для начала список материалов:

– труба полипропиленовая 25мм. Примерно 350мм длины (лучше PN 10. Больше места внутри и меньше весит).
– две полипропиленовых муфты комбинированных на 1 дюйм. Одну с внешней и одну с внутренней резьбой.
– алюминиевый порожек для ламината и т.д. шириной 37-40мм. Нужно 4 отрезка по 226мм. (лучше крашеный. На него краска ложится нормально).
– алюминиевый П-образный профиль 10х10мм. 4 отрезка примерно по 35-40мм.
– алюминиевый квадрат или кусочки алюминиевых радиаторов 8х8х20мм.
– винт М3 10мм потайный 8шт
– винт М3 16мм обычный 12шт
– гайки М3 16шт
– саморезы М3 10мм 4шт.
– лепесток для пайки М3 4шт.
– спицы велосипедные 296мм, диаметр 2мм. 9шт (можно крашеные).
– стойки радиотехнические под винт М2 – 8шт.
– алюминиевая пластина 60х60х5мм (из нее будим пилить шайбу).
– кабель RG-58 – 1,5 метра
– кабель RG-59 – 0,5 метра
– провод монтажный 1,5кв. – 2 метра
– разъем PL-259 «мама», блочный – 1шт (можно любой другой ВЧ разъем, но этот идеально входит в трубу.
– клей эпоксидный двухкомпонентный (лучше не ЭДП)

И не много расчётов:

Что бы правильно рассчитать антенну в программе MMANA на нужно перевести наш плоский порожек (37х2мм) в модель круглого сечения. Рассчитаем по онлайн калькулятору. Для перерасчета я использовал вот этот калькулятор :

Получаем диаметр 20,58. Делим пополам и получаем нужный нам для моделирования радиус 10,3.

Идем в MMANA-GAL и строим нашу антенну:

Считаем на среднюю частоту нашего диапазона 283 МГц:

Получаем вот такие размеры:

Так же не лишне рассчитать трансформатор и фазовращатель для запитки нашей антенны. Трансформатор рассчитан на 300 мГц и фазовращатель на 280 мГц. Формулы расчета и схему запитки берем из картинки ниже:

забиваем их для удобства в exel:

Не много по качеству выбираемого материала: исходя из опыта, могу сказать, что большинство материала можно брать самые дешевые. Но на кабеле и винтах лучше не экономить. От первого зависит согласование и вообще качество приёма антенны, а от второго – как быстро вы задолбаетесь подтягивать / менять складные крепления. Кабель я применил совсем не дешевый, но он превзошел все ожидания.

Глава 3 «пилите гирю, Шура…»

Начнем с вибраторов.

Для того, что бы конструкция складывалась и имела при этом нормальный контакт, изготовим петли из алюминиевого П-образного  профиля на 10 мм. Берем алюминиевый профиль и напиливаем его короткими кусками по 35-40мм. После придаем ему примерно такой вид:
Берем кусочек алюминиевого радиатора от старой аппаратуры (например из бесперебойника) или квадрат, если есть, точим до внутреннего размера профиля, сверлим и нарезаем резьбы м3:
И собираем:

делаем так четыре раза.

Устанавливаем получившуюся петлю на полипропиленовую трубу диаметром 25мм. Стенку трубы можно обтесать до состояния плоскости, что бы петля лучше легла. Прикручиваем винтами, проставив лепесток для пайки на внутренней стороне:

Напиливаем порожек согласно нашим расчетам (226 мм), зачищаем покрытие в местах соединения, сверлим и прикручиваем винтами в потай:

Центруем, выравниваем. И если всё устраивает – места присоединения петель к трубе БУМа можно промазать клеем для большей надежности. Расстояния между углами элементов нужно сделать больше, чем на картинке, тут был предварительный вариант:

Собираем трансформатор. Разъем перед припаиванием обтачиваем до нужного диаметра. Что бы влез в трубу БУМа наглухо, вставляем все это в трубу и припаиваем согласно схеме выше к лепесткам:

Берем две полипропиленовых муфты, обрабатываем, снимаем лишнее, как на фото. Муфту с внешней резьбой надеваем на трубу. На рассчитанном расстоянии приклеиваем и красим всю конструкцию:

С вибраторами покончено, переходим к рефлектору:

Берем стойки. Обрезаем, обрабатываем, сверлим:

Вкручиваем в них спицы и опаиваем с кислотой (концы спиц заранее выпрямляем):

Далее вырезаем шайбу из алюминиевой пластины. Толщина выбирается по диаметру стоек, в нашем случае она 5мм. Диаметр выбран по диаметру муфты. Я вырезал кольцевыми пилами, но тут у кого что под руками. Примерный чертёж и что должно получиться:

Пропиливаем пазы для осей. Я это проделывал дремелем. Оси накусываем из тех же спиц. (Мы же купили их 9, правда?), вставляем оси (должны входить туго) и заливаем клеем для надёжности:

и прикручиваем саморезами шайбу к муфте с внутренней резьбой:

Отмеряем равные куски провода по формуле вычисления радиуса окружности описанной вокруг правильного восьмиугольника:

 

 

припаиваем на хвост спиц с кислотой, не забываем отмыть пайку и покрыть каким ни будь лаком:

Собираем конструкцию во едино. Красим, что должно быть окрашено. Трафаретный рисунок в моём случае ориентирует где верх а где низ антенны.
Итог:

Послесловие «…и помни, Билли!…»

По результатам измерений антенна выходит очень широкополосной:

Ну что же, пора заглянуть на Нью-провиденс:

P.S. Наблюдать за жизнью Нассау слушать всё что не закодировано, в нашей стране не запрещается, но высаживаться на остров вещать на неразрешенных частотах я Вам настоятельно не рекомендую. Можно потерять и шлюп и свободу. В общем, пользуйтесь своими мозгами правильно.

исходники проекта

36 комментариев для “Антенна Horizon 283

  1. Огонь! Вот и прошли времена шарманщиков и AM моды))) хотя ведь транспондеры линейные есть, можно и АМ загнать… хммм… 🛰🛰🛰

    1. в эти транспондеры гнать можно всё. что цифра что АМ что FM, им всё едино)

  2. Красиво получилось. Попробую повторить
    А размер спиц (радиус рефлектора) на угад? 🙂
    Расстояние от рефлектора до вибратора как повезет?
    Может все же скриншот c размерами вкладки MMANA. И за ссылочку на калькулятор пересчета плоского проводника в эквивалент буду благодарен.

    73

  3. добрый! можно фото как реализован у вас узел подключения к вибраторам ? спасибо

    1. Добрый день. Фото конечного варианта нет. Припаял, заклеил вставку и забыл сфоткать.
      крепление
      К этим винтам были прикручены лепестки и к ним подпаян трансформатор. Винты в конечном варианте были укорочены до максимуму.

  4. Здравствуйте! Какая причина расчёта трансформатора на 300 мГц и фазовращателя на 280 мГц? Благодарю за статьи

    1. трансформатор влияет на КСВ. 300МГц – средняя частота передачи на таких антеннах. От фазовращателя же зависит приём. 280МГц – ближе к частотам приёма.
      Сделано так по совету “бывалых” и на практике оказалось действительно эффективней, чем считать всё на 300МГц.

    2. Если трансформатор рассчитан на 300 МГц, то почему элементы антенны рассчитаны на 283 МГц (вибраторы и рефлекторы)?

    3. 283МГц – средняя частота из всего известного мне диапазона (приём+передача). Такие разности сделаны для того что бы перекрыть весь диапазон с более или менее одинаковой эффективностью.

  5. А если делать антенну только для приема? Какой трансофрматор нужно сделать ?

    1. Частоты приёма находятся где то 240 – 270 МГц. Можно пересчитать на середину этого диапазона, 255 МГц. Но я бы тогда пересчитал не только транс но и саму антенну.

  6. Из рулеток сделал, огонь. Полоса от 240 до 310, КСВ от 1.02 до 1.5.
    Сделал Горизонт, резонанс широкий в полосе 240-320 мГц но КСВ ниже 4.5 не могу сделать.
    Куда копать? Согласование сделал как на рулетках.

    1. Видимо у Вас не правильно рассчитан трансформатор. Пересчитайте два куска 75Ом кабеля. Частая ошибка из-за неправильно указанного Кэ в паспорте кабеля.

  7. А как Вы считаете можно согласование сделать по этапно? Транс сделать, подключит к нано, фазовращатель подогнать, потом собрать в единую схему.

    1. фазовращатель думаю трогать не нужно. А вот транс я подгонял так: отрезал транс, повесил на один конец радиостанцию с КСВ метром, на другой нагрузил резистор 25 Ом (26 с чем то в реальности получилось, соединял 2 по 51 Ом в параллель). И подрезал транс по КСВ. И только потом подключал фазовращатель и т.д.

  8. Здравствуйте! Конструкция получилась супер. Не знаю на сколько сейчас эта тема актуальна, но хочу повторить и опробовать. Хотел рассчитать антенну в MMANA под свой материал, но ссылка на калькулятор который вы дали, не работает (по крайней мере у меня). Переходя по этой ссылке я попадаю вот сюда: http://ra6foo.qrz.ru/equidiameter.html (расчет эквивалентных диаметров проводника прямоугольного сечения)
    На главной странице этой ссылки предложены калькуляторы и конвертеры http://ra6foo.qrz.ru/RCL.html
    но к моему сожалению для меня это всё тёмный лес 😊
    Не могли бы вы помочь с этим вопросом?
    Нужно перевести плоский порожек в модель круглого сечения для расчёта в MMANA. Может есть другие калькуляторы… я не смог найти. При поиске выдаёт про эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода.
    Буду благодарен.

    1. На сайте по ссылке должен быть аплет написаный на Java который я сам долго разбирался как запустить. Сейчас аплет не доступен для скачивания (санкции или сайт умер, непонятно), так что вариантов мало: считать самому или искать аналогичный калькулятор.
      А можно просто не морочить себе голову и пренебречь разницей размеров порожка, и использовать мои из статьи. В конце концов ширина полотна влияет в основном на широкополосность антенны. Если Вы взмете порожек 40 вместо 37, просто ширина полосы приема будет чуть шире.

  9. Файл JAR у меня давно уже скачан, но пока я не заморачивался как его запустить. Будет время попробую изучить этот вопрос. А пока наверное действительно, не буду морочить себе голову, и воспользуюсь вашим советом, использую размеры с вашей статьи. Благодарю. Всего хорошего.

    1. Учтите момент, что согласование антенны и её КСВ в большей степени зависит от правильного расчета трансформатора. На мой взгляд этот момент важнее.

  10. Да да, я учту этот момент. За время изучения этой темы, я заметил, что действительно, во время построения подобных антенн, в большинстве случаев, большую роль играет правильная настройка трансформатора и фазовращателя. К сожалению у меня нет оборудования для настройки, и поэтому я прибегну к методу вычисления по формуле представленной у вас в статье. Авось попаду 😃 для этого собираюсь приобрести кабели с имеющими паспортными данными и указанным коэффициентом укорочения. Понимаю что паспортные данные могут отличаться от реальных показаний, но тем не менее.

    1. Фазовращатель влияет на приём. Его можно использовать расчетные данные.
      А трансформатор можно нагрузить и замерить КСВ. Т.е. берем трансформатор, паяем к нему два запараллеленых резистора на 51 Ом 2 Вт, вместо фазовращателя (не проволочных), и подключаем к радиостанции. А далее подрезаем трансформатор по КСВ.

    1. вот тут без вариантов: КСВ – метр нужен, по другому никак 🙂 Уж простите за очевидность.

    1. у меня опыт общения с такими приборами не большой. Сложно что либо советовать.
      Я использовал китайский Surecom SW-102

  11. Собственно к нему и склонялся. Для домашнего использования думаю за глаза. Буду пробовать.

  12. Добрый день. Скажите, для настройки КСВ трансформатор обязательно нужно нагружать, или можно без нагрузки в анализаторе NANO VNA подогнать?

    1. Честно говоря, я наной никогда не мерил. Затрудняюсь Вам ответить. Теоритически нагрузка нужна. она эмитирует антенну с фазовращателем.

  13. Извиняюсь, не правильно сформулировал вопрос. Я имел ввиду, нужна ли сама станция, нужно ли физически подавать мощность ? На данный момент подгонял КСВ трансформатора через Nano, естественно с подцепленным резистором 25 ОМ

    1. Да нет, я Вас понял правильно. Но повторюсь, не работал с наной в таком режиме. По этому нет у меня таких знаний 🙂

Добавить комментарий

Ваш адрес электронной почты не будет опубликован.Обязательные поля помечены *

* Все комментарии проходят предмодерацию.