Крепление антенны фукса к стене дома

Обновлено: 27.03.2024

Эксперименты с антенной Фукса

Совершенно случайно затеял и я эксперименты с антенной Фукса и хочу теперь поделиться соображениями и впечатлениями. Есть у меня ФТ-817 и такая антенна показалась мне очень даже привлекательной для полевого применения. Приступил к своим опытам смутно припоминая что импеданс полуволного вибратора должен быть где-то в р-не 1-2 кОм. Воспользовался RFSim, посчитал индуктивность для 40м диапазона для Г образного согласующего.

Отмерил провод и испытал всё вместе в поле, закинув полотно на дерево. Увидел значительный КСВ и понял что согласуемый импеданс заметно выше 1 к. Переделал на 10к, всё заработало.
Следующим этапом было превращение согласующего в двухдиапазонное для работы с тем же полотном ещё и на 20м диапазоне. Дополнительная катушка на карбонильном кольце и переключатель решили проблему. Оба диапазона были посчитаны примерно на 10-12 кОм, однако, на практике увидел что на 20 м мой Фукс имеет более низкий импеданс.
Сначала и меня это всё (несоответствие практического значения импеданса с справочной величиной порядка единиц кОм) удивило так же как когда-то Василия DL1BA, но немного поразмыслив, кажется всё понял.
Действительно, для того чтоб возбудить ток в нагрузке нужно замкнуть цепь. Один конец полувонового излучателя антенны Фукса подключен непосредственно к генератору, другой конец подключен через ёмкости между полотном антенны и землёй и трансивером и землёй. Эти ёмкости невелики и добавляют в импеданс несколько нарушающих "вселенскую гармонию" кОм.
Если принять эти исходные условия за факт, можно прийти к ряду интересных выводов хорошо подтверждаемых практикой и вполне соответствующих общепризнанной теории.
Первый вывод касается КПД подобной схемы согласования. Начнём с того что наша антенна имеет резонансную длину, стало быть реактивности не имеет. Мы согласуем некое активное сопротивление с помощью ёмкости связи. Это примерно так, как если бы мы с помощью конденсатора решили запитать 6 вольтовую лампочку от сети 220в. Реактивное сопротивление конденсатора не рассеивает мощность, а возвращает в генератор. Так что, ничего страшного с КПД тут не должно произойти. Потери конечно будут, наши катушки и конденсаторы не идеальны.
Рассуждаем дальше.
Что будет если мы добавим противовес и станем постепенно менять его длину? Скорее всего при подключении противовеса 1/4 длины волны мы должны будем изменить параметры согласующего устройства так как импеданс полуволнового излучателя станет равен тому самому 1-2 кОм. Просто подключив противовес мы выкинем из эквивалентной схемы антенной цепи последовательно включённое сопротивление емкостной связи на которые мы старательно строили своих Фуксов, удивляясь при этом, что как не поверни полотно, всё равно импеданс "конский" (10к) и ни от чего не зависимый. А как же? Ведь импеданс собственно антенны у нас составлял ничтожную часть от общего импеданса схемы! Если при помощи противовеса удалить из схемы конструктивную ёмкость связи то и трансформация потребуется меньшая и КПД поднимется.
Так же теперь легко понять почему на гармониках импеданс Фукса ниже чем на основной частоте. Раз связь емкостная, значит с ростом частоты при неизменной ёмкости связь становится сильнее. Вот и получается что при увеличении частоты вдвое импеданс Фукса падает чуть не вдвое.
Ну вот кажется всё стало на места.
Что касается хорошей работы такой антенны, она действительно хороша. Ну да, потери в трансформаторе и емкостной связи. Но они всегда присутствуют в несимметричных антеннах. Зато полотно антенны в резонансе.
Во всяком случае проведя несколько экспериментов не более чем 4-мя ваттами своего 817 подаваемыми в антенну Фукса уже докричался на 20-ке до Байкала и Англии см qso ниже:


Антенна Фукса

Антенна "Fuchs" (она же антенна Фукса) практически не известна под своим названием в радиолюбительском мире, тем не менее она была довольно широко распространена в 30-х годах прошлого века. Ее разработчик - OE1JF в свое время даже получил австрийский патент N 110357-1927. Антенна представляет собой провод длиной в полволны и трансформатор сопротивлений для согласования с передатчиком. Один конец антенны практически находится рядом с передатчиком, а второй крепится к какой-либо возвышенности, например к дереву или крыше вышестоящего здания.


Первый вариант (Рис.1) представляет собой параллельный колебательный контур с катушкой связи.

Полотно антенны одно на все диапазоны. Контур и противовес отдельные на каждый диапазон. Перед согласующем устройством кабель фидера намотан на феритовое кольцо. Рабочая полоса антенны на НЧ-диапазонах узкая, на ВЧ-диапазонах шире. При настройке подбирается длина противовеса по максимуму мощности в антенне. Устройство контурной катушки и её настройка неоднократно описывалась в литературе.

Рис. 2. Второй вариант предложил французский радиолюбитель Luc Pistorius (F6BQU).

Трансформатор выполняется на ферритовом торроидальном сердечнике. Обмотки выполнены проводом диаметром 0,5 мм в эмалевой изоляции.

Данные вторичной обмотки и конденсатора Cv приведены в таблице 1, опубликованной DL6YCG в журнале " QRP-Report" N2-1997. Количество витков катушки связи L1 от 1 до 4, в зависимости от диапазона (80м - 4 витка, 40м - 3, для верних частот - 1. 2 витка). Сначала равномерно по всему тору наматывается вторичная обмотка, а затем сверху около "заземленного" края - катушка связи.

Таблица N 1

Конструктивно согласующее устройство выполнено в небольшом корпусе и защищено от проницания влаги. Настройка антенны осуществляется подстройкой конденсатора Cv и подбором длины полотна антенны по минимуму КСВ. Устройство можно заземлить, как показано на рисунке 1, но можно и не делать этого. В указанную точку вместо противовеса можно включить отрезок провода длиной около 1 метра.

Второй вариант согласования показан на рис.3. По конструкции он проще и удобнее в настройке. Катушка индуктивности в этом варианте намотана на отрезке ПВХ трубы диаметром 25 мм. Конденсатор Cv должен иметь достаточный зазор между пластинами.

Рисунок 3 - Вариант согласования антенны Фукса

Учтите, что третий вариант предназначен для передатчиков с выходной мощностью до 10 Вт. Значения емкости конденсатора и числа витков катушки приведены в таблице 2. Из-за нехватки времени эта схема тестировалась только на трех диапазонах.

Таблица N 2

Необходимо отметить, что в антенне "Fuchs" длина полотна может быть кратна полуволне (и это желательно). Чем больше длина, тем выше коэффициент усиления антенны в фиксированном направлении. Это позволяет сделать многодиапазонный вариант антенны. Коммутацию элементов здесь можно осуществить различными вариантами - схемы коммутации зависят от фантазии и возможностей радиолюбителей.

Тема: Антенна длинный провод в городских условиях

Отдельный вопрос к участникам темы.
Можно ли считать антенной Фукса Г- образную проволочную антенну длиной 1/2 лямбда питаемую с конца?

Антенной Фукса каждый считает то, что ему хочется. В спорах на эту тему напрочь зафлужена тема про эту антенну на cqham . Уже почти 400 страниц, и выудить из них что-то полезное совершенно не реально.

А по вопросу, как ни считать, пользоваться можно, и 1/2 ограничиваться не нужно.

UA5AA Сказал спасибо. 73. Евгений (R1AIT / OH7FUV) г. Санкт-Петербург и ЛО KO59fw, KP40ks Какой у вас высокий этаж! Самое простое решение- сбросить из окна провод антенны ПЭЛ 0.5мм так, чтобы снизу не было окон. Он под собственной тяжестью пойдёт вдоль стены на удалении длины выставленной из окна палки (хватит 1-2 метра). НИКАКИХ ГАЕК! Ветром свободно колышется, внешне антенна незаметна и ничего не разобьёт. Одно плохо- как и любой провод рядом со стеной дома возможно будет принимать повышенный кровень помех от китайских энергосберегаек. Длина провода- любая, но лучше диапазонная, резонансная и кратная полволны. Рассчитывать умеете по Ротхаммелю?
Уже проверено: трансивер Yaesu FT-817 мощность 5 ватт на 14 мГц обеспечивает связь CW с Англией,, Канадой-Штатами, Индией, Японией, а на 7 мГц SSB в радиусе 2000 км. Здесь сложнее, потому что народ тоже сидит в городских помехах и ваши 5-10 ватт не слышит, если не уехал в лес, на Природу. По выходным дням и в Праздники многие выбираются в лес "попартизанить" из под берёзки и используют для этого признанную частоту 7175 кГц. Там много радиолюбителей. Киловаттом и я свяжусь.

Затем пришёл по почте наконец-то тюнер MFJ-902B, что дало толчок к новым пробам КВ-антенн. Реализовать 42м луч из полёвки на столб или деревце на парковке (хилое, но вроде живое и на ветру не раскачивается сильно) не успел, хотя для него уже было заготовлено и полотно, и оттяжки, и все нужные крепления - лезь и вешай. Потому как зашёл сюда и прочитал цитируемый ответ. В MMANA потыкался, посмотрел разные длины и геометрии. В итоге "шпионская" антенна полволны на 7 МГц проводом ПЭВ-0.4 - из окна 3 м горизонтально под углом к стене, от конца выдвижного штыря 18 м вниз колышутся на ветру на уровне 10-го этажа, по окончании работы сматываются обратно на балкон. Длиннее делать не буду, там кондиционер чей-то на 6-м этаже висит и тарелка спутниковая на 4-м. От тюнера к трансиверу ещё 15 м RG-174 протянуто - не то чтобы хорошо, но это сделано с целью более свободного перемещения по квартире, т.к. тюнер стоит на окне спальни (собственно, в ней же и балкон) и сон нарушать нельзя К "земле" тюнера дополнительно прикручен микропротивовес на 1.5 метра, на всякий случай, висит по стене. Ветра не было, влияние его оценить пока не могу.

И большое спасибо UA3AFO за простую и работающую идею!

UPD: сегодня проверил, как строится антенна на всех диапазонах. Как и ожидал, кроме 80м, можно пробовать работать везде, на WARC чуть похуже резонансы, потому как кратно четвертям волны выходит. Сегодняшняя магнитная буря опустошила эфир и наполнила его помехами, но одно QSO ради пробы провёл на 20м, с трудом получил рапорт 53-54, но у в антенне 5 Вт было - настраивал, забыл обратно 10 вернуть.

Ну и далее, куда кидать полотно?
Живу на 8ом этаже 9 этажки, балкон, стена, стол,мой шек.
Вариант один - на фонарь освещения, минус - электрики снимут, плюс - острый угол к земле
Вариант два - крыша 5 этажки в 55 - 58 метрах, плюс - никто не снимет, минус - угол, почти параллельно земле.

Опять, 25ть, заземление - если спускать провод с балкона, пойдёт рядом со стеной дома, ну и насосёт помех.

Vangog66 » 29 июн 2013 01:52

TUL » 29 июн 2013 06:03

Vangog66 писал(а): Итак, нужно от АВИА и далее до 1900 Мгц, набор таких полуволновых диполей напилить из провода 1-2 мм в изоляции не проблема, ММАНА начинает врать в графиках, или я дурак, что-то делаю не правильно.

Vangog66 » 02 июл 2013 00:15

TUL , спасибо за ответ.
Скоро отпуск, будем ставить, но в 1ю очередь интересует КВ антенна.
Подумал, как-то глупо ставить СУ на балконе, то есть ваять систему управления СУ, от рабочего стола до входа антенны получается 2 метра через стену.
Допустим, СУ на столе. Вопрос - как правильно организовать вход антенны (я всё по поводу антенны Фукса или длинного провода с контуром для настройки антенны в резонанс), и не имею в виду вопрос, как сверлить дырки, и т.д.
То есть, провод завёл на балкон, на изоляторах, до СУ со всеми углами 4-5 метров.
Каким макаром снизить до минимума помех ЖБ конструкции дома на полотно антенны?

TUL » 03 июл 2013 01:50

Vangog66 писал(а): . (я всё по поводу антенны Фукса.

Silent Hunter » 24 сен 2013 02:23

Ну и как там у Вас с антенной Фукса, получилось .
Этот полу-волновой вибратор питаемый с конца, пре-интереснейшая вещь, и не так прост как может показаться по началу.
Вариант питания с конца весьма привлекателен, ибо дает возможность оперативной настройки прямо на подоконнике.

Как думаете, противовес ей всё-таки нужен или нет.

lesnik » 24 сен 2013 17:08

to Silent Hunter
ЛМТРОВА ЩЕЛЕНОГО МЫСА, ДОЬРУЮ НАДЕЖДУ, ГОРН,кроме рочяео эндрюс диспа и икао
фриско - тх же, чили тоекио . Э
то самыые дальние нак бевередж. за сутки. На моркву буду мониторить на след. недели

Vangog66 » 24 сен 2013 19:36

По всяким активным, магнитным есть немного материала с Funkamateur, есть там проект резонансной АА, но я весь в бетоне. Если само устройство на столе со схемой, а телескоп, штырь через кабель метра 4, наверное, смысла нет.
Хотя была интересная идея управления КПЕ сервомашинкой от моделей, вроде стоят недорого. Была у меня Yaesu FRA7700, в конструкции катушки, типа современных покупных дроселей , вроде 4 транзюка, КПЕ пластмассовый.
Дома не фига, если вынести на балкон, да приём есть, подключал напрямую к верёвке старой и к 399му (вход у него хорошо защищён), уровень сигнала в разы, но и помехи тоже, но слыщал больше.

Vangog66 » 24 сен 2013 19:54

Просто кто-то собрал, работает, и давай писать диссертацию на форум. Всё не соизмеримо. Как-то допустим, у пневманутых, скорость, Джоули, расход воздуха.
Где-то читал, что человек получил хороший приём на ФА, за основу был взят дифференциальный вход антенны AOR (про Олушу знаю, но там включение антенны такое, что позволяет с активной частью использовать только один стержень), здесь же затея, чтоб КПЕ в коробке и иметь несколько разно диапазонных стержней, включаемых, допустим, через аудиостерео разъём.
Была где-то схемка, сейчас в сети не могу найти, ФА с усилителем добротности на BF961, но потерял.
Как бы спаять не проблема, проблема экранированный корпус, будет работать или нет, что-нибудь зимой попробуем, а вот верёвка будет работать точно.

Silent Hunter » 26 сен 2013 01:25

Vangog66
Любая разомкнутая антенна будет шуметь, но так как она внешняя, приём в любом случае будет сравнительно неплохим.
К примеру, разомкнутая симметричная-шумит меньше, а симметричная замкнутая шумит ещё меньше.
Но эти антенны хороши как диапазонные и сравнительно узкополосны.
А верёвка хороша как широкополосная, она хоть и шумит, но принимает весь КВ.

А если к верёвке прицепить ещё и СУ (к примеру как у Фукса), то вообще замечательно.
Так как подобного типа антенны сравнительно высокоомны, то и нетребовательны к противовесам,
т.е. в его роли может выступать оплётка кабеля, питающая сеть, корпус приёмника и т.д.
Понимаете, противовес есть всегда, даже если его не видно, антенна сама его находит.

Поэтому противовес есть неотъемлемая_составная часть любой разомкнутой антенны, и лучше ей его дать в нормальном виде.
Это сразу отразится на уровне помех и в подстройке он тоже нуждается.

Примерно вот так может выглядеть СУ, и находится может прямо на подоконнике или на стуле на балконе.
В металлический корпус его лучше не запихивать, дабы не ухудшать добротность конструкции.

lesnik » 26 сен 2013 17:33

to Silent Hunter
Прошу прощения за невнятнй ответ. зарекся отвечать со смартфона из леса
Мало того что кодировка другая, еще и связь аховая.
Сделал все как планировал. Девайас сейчас отдан на тестирование независимому человеку.Рез. будет попзожее.
С уважением

lesnik » 22 окт 2013 16:43

to Silent Hunter
Ну вот, пришла осень! Многое из того, что планировал, сделал.
В итоге: тюнер - преселектор + блок ДПФ сделан. Симметричная коаксиальная линия
сделана. Точка заземления в панельном доме найдена. Сумма-разностный трансформатор сделан.
Комплект антенн сделан. Первичные эксперименты проведены. Результат весьма
положительный. Доделываю еще одну антенну - подогнали идею неделю назад.
Если помните, весь этот сезон у меня был посвящен балконному варианту.
Если Вам интересно, могу поделиться результатами.
С уважением.
P.S. Что-то Greek4200 молчит. Он ведь строил нормальную антенну этим летом.

Silent Hunter » 24 окт 2013 00:55

Доделываю еще одну антенну - подогнали идею неделю назад.
Если помните, весь этот сезон у меня был посвящен балконному варианту.
Если Вам интересно, могу поделиться результатами.

Ну конечно интересно, если результат есть, то тем более.
Это, что там за идею такую подогнали .

lesnik » 24 окт 2013 10:03

to Silent Hunter
Словами описать подогнанную идею тяжело. Сделаю - будет картинка.
Если коротко, то 2 куска провода по 10м бифилярно накрученных на оправку длиной 1,5 м
с равномерным шагом. Диаметр оправки 5см. Верхние и нижние концы соединены.
Нижний конец в центральную жилу кабеля, оплетку на противовесы. ИМХО сильно
напоминает метелку. Если рассматривать с точки зрения дуальности (подобия),
то метла это емкость, а здесь индуктивность. Типа рамка хитроскрученная для уменьшения
габаритов. Только рамка запитывается либо в рарыв, либо витком связи, а здесь все полотно в жилу.
Короче. Буду пробовать, сравнивать.
С уважением

prezent » 24 окт 2013 17:33

to lesnik
добрый вечер.
Словами описать подогнанную идею тяжело.
Интересно посмотреть схемку антенны. А главное сопоставление этого этого варианта с каким либо другим, известным.
Для себя пришел к заключению , что если местные помехи велики, то радикального решения с помощью какой-либо рамки вряд-ли удастся достичь. Соглашусь при этом, что какие-то антенны работают лучше в городе, но DX прием в этих условиях- несбыточная мечта, а прием обычных станций не так интересен.

Silent Hunter » 24 окт 2013 23:21

lesnik
Несмотря на некоторую сумбурность Вашего обьяснения, до меня кажется дошло-о чём разговор.
Не упомянули очень важный параметр, как именно мотать катушки, катушки симметричные параллельные синфазные.
Т.е. способ намотки вот такой. Довольно хитрый колебательный контур. Центральная жила в точку "а", оплётка соответственно в "в".
Между витками необходим зазор, виток к витку не годится.

Silent Hunter » 24 окт 2013 23:54

prezent
Приветствую Вас, давненько не появлялись.
радикального решения с помощью какой-либо рамки вряд-ли удастся достичь. Соглашусь при этом, что какие-то антенны работают лучше в городе

Такая симметричная намотка полу_обмоток как раз содействует хорошей симметрии и подавлению синфазных помех. Токи полу_обмоток складываются синфазно.
А если удастся справится с синфазной помехой, или сильно её подавить, то сами понимаете появится приём. Соответственно, в условиях города такие антенны работают лучше.

prezent » 25 окт 2013 19:19

Приветствую, Silent Hunter.
Вы то-же стали реже захаживать, подтверждая свое имя Silent, хотя, как я понимаю, у вас есть чем поделиться.
Ситуация типа Появляется возможность приёма хоть, чего нибудь. как-то не очень возбуждает. У меня, при наличии 2-х наружных антенн, прием совершенно не тот, что был лет 20 назад (даже на встроенные антенны).
Ради примера: вчера около трёх ночи, принимал "9" и нулевые районы на восьмидесятке, на вот такую простейшую конструкция Замечу, что помимо конструкции, на характер приема очень сильно влияет высота установки антенны. У меня второй этаж, у вас он выше -это существенный фактор для такой низко эффективной антенны. Хотя для для многих конструкция "1428" будет единственной возможностью услышать эфир.
По своему опыту скажу, что на даче мне нравится работа антенны Шавдара с двумя рамками.
. Работает неплохо, и я её предпочитаю длинному лучу.

Silent Hunter » 26 окт 2013 22:16

Silent Hunter » 26 окт 2013 22:16

У криса Траска, много подобных схемных решений, кое-что я подсмотрел оттуда, запаковал усилитель в экран и в конечном итоге, снял с крыши шестиметровый штырь и на его мачту
установил антенну Шавдара. В общих чертах, очень неплохо.
Усилитель сам по себе очень тихий, я ожидал более плохого в этом параметре результата.
Возбудов не наблюдается, усиление достаточное, работоспособность сохраняется до 3.5В питания.
Пробовал снять его АЧХ с помощью генератора и ВЧ вольтметра (от 100кГц до 30МГц).
Довольно ровненько, есть небольшой подъём от 16-25МГц но незначительный.
У рамки диаграмма не размылась, восьмерка очень четкая т.е. все признаки нормальной работы.
Одним словом в ключе низкоомного согласования Chavdar Levkov создал очень неплохой экземпляр.
Я доволен полученным результатом. Думаю, пока не получу лучшего результата антенна Шавдара будет находится на крыше (но работы в этом направлении ведутся).

Но так-же, не могу не отметить, данная антенна имеет слабое звено, и сравнения с моими наружными антеннами не выдерживает.
Тем не менее, антенна весьма, и весьма хороша.

Silent Hunter » 28 янв 2014 20:55

Позволю себе напомнить *К.П.Харченко* создал комплекс антенн "ОБ-Е" в 1979 г. для профессионального приема сигналов KB
диапазона на трассах большой протяженности (более 1000 км). Информация по этой антенне разрозненна и имеются только некоторые фрагменты.
Из то-го, что нашлось не совсем ясно чем принципиально "ОБ-Е" отличается от антенны Бевереджа.
Какая-то непонятная возня вокруг этой антенны.
Из аннотации к его книге:
На проводнике новой антенны обнаружен неизвестный ранее волновой процесс с получением результата КУОБ-Е = 40КУБевереджа при равных геометрических длинах и диаметрах проводников антенн с бегущей волной тока, размещенных над одной и той же "землей"
Пока ничего не понял.

Записки программиста

После достаточно успешного опыта с антенной EFHW, я решил попробовать альтернативный вариант запитки диполя с конца. Описанная далее конструкция известна, как антенна Фукса. Названа антенна в честь придумавшего ее в 1927 году австрийского радиолюбителя Josef Fuchs, OE1JF.

Теория

В современном исполнении антенна Фукса выглядит так (источник):

Схема антенны Фукса

Длина полотна определяет наименьшую частоту, на которой будет работать антенна. Как и EFHW, антенна Фукса является многодиапазонной. Притом, дополнительные диапазоны не обязаны быть гармониками основного диапазона. Антенна будет работать на любых частотах, для которых удастся подобрать подходящие длины противовесов при заданной длине полотна.

L1 и L2 представляют собой трансформатор, где-то от 1:49 до 1:64, как и в антенне EFHW. Собственно, трансформатор занимается тем, что согласует высокое входное сопротивление антенны с волновым сопротивлением 50 Ом коаксиального кабеля. Кроме того, L2 и Cv образуют колебательный контур с резонансной частотой около той, на которой мы собираемся работать в эфире. LC-контур, соединенный параллельно с нагрузкой, коей здесь является полотно антены, образует полосно-пропускающий фильтр. На резонансной частоте контур имеет высокий импеданс. Ток в него не течет и уходит в полотно антенны. По мере удаления от резонансной частоты, импеданс контура падает, и антенна начинает хуже излучать.

При изготовлении антенны Фукса я опирался на замечательную статью End Fed Half Wave Antenna Coupler (EFHW) британского радиолюбителя John, MØUKD. Того же, у кого ранее я подсмотрел идею модификации тюнера MFJ-971.

Чтобы покрыть как можно больше КВ-диапазонов, используя единственный КПЕ, John использовал трансформатор на воздушном сердечнике. При этом не составляет труда получить значение L2 около 1.6 мкГн, которое в сочетании с КПЕ на 15-350 пФ покроет от 40 до 10 метров:

>>> from math import sqrt, pi
>>> L = 1.6/1000/1000
>>> C1 = 15/1000/1000/1000/1000
>>> C2 = 350/1000/1000/1000/1000
>>> 1 / (2*pi*sqrt(L*C1))
32487366.718069836
>>> 1 / (2*pi*sqrt(L*C2))
6725523.865759513

Практика

Как это часто бывает, действовать приходится исходя из доступных материалов. Поэтому мой вариант антенны Фукса вышел несколько отличным от антенны в исполнении MØUKD.

КПЕ был использован такой же, что и в самодельном антенном тюнере. Дело в том, что я предусмотрительно заказал один запасной КПЕ. Измеренная емкость последнего составила от 26.6 пФ до 332.5 пФ. Очень плохо, потому что с такой емкостью на 12 и 10 метров (24.89-24.99 МГц и 28.0-29.7 МГц соответственно) мы не попадаем:

>>> from math import pi,sqrt
>>> L = 1.62 / 1000 / 1000
>>> C1 = 26.6 / 1000 / 1000 / 1000 / 1000
>>> C2 = 332.5 / 1000 / 1000 / 1000 / 1000
>>> 1 / (2*pi*sqrt(L*C1))
24244978.652274843
>>> 1 / (2*pi*sqrt(L*C2))
6857515.52589865

Схема согласующего устройства антенны Фукса

Здесь приведены идеальные номиналы компонентов. В реальности их нужно подбирать, поскольку в схеме обязательно будет паразитная емкость. Емкость C1, как уже было отмечено, изменяется от 26.6 пФ до 332.5 пФ. Но с проводами и переключателем общая емкость изменяется от 33 пФ до 359 пФ. Подобранный номинал C2 у меня составил 18 пФ. При его последовательном включении с С1 измеренная общая емкость меняется от 17 пФ до 26 пФ. Только С2 довольно быстро пробило, при условии, что он был на 3 кВ. В итоге C2 был заменен на два последовательно соединенных конденсатора номиналами 33 пФ, каждый на 3 кВ. Их суммарная емкость составила 16.2 пФ. Эти конденсаторы пока держатся.

Описанное выше хозяйство было упаковано таким образом:

Согласующее устройство антенны Фукса

Антенна была протестирована с тем же полотом длиной 1940 см из «полевки», что ранее использовалось в EFHW. Как и в прошлой раз, антенна была развернута в форме inverted-V на телескопической удочке высотой 10 метров.

Графики КСВ получились следующие:

Графики КСВ антенны Фукса

Графики для WARC-диапазонов 30, 17 и 12 метров не привожу. Эти диапазоны узкополосные, и на них все хорошо. Питать антенну можно как напрямую от трансивера коротким кабелем RG58, так и через балун 1:1 кабелем произвольной длины. Настраивается и так и так.

Типичные результаты при питании напрямую от трансивера без балуна:

В качестве противовесов удобно использовать два провода длиной по 1 метру с «крокодилами» на концах. Если соединить провода вместе, получаем противовес длиной 2 метра. Если один провод отсоединить, останется противовес длиной 1 метр. Соединяем его начало и конец в петлю, получаем противовес 0.5 метра.

Тестирование антенны проводилось в SSB и FT8. В каждом из диапазонов удалось провести радиосвязи с хорошими рапортами.

Заключение

Антенна Фукса имеет те же преимущества в плане запитки антенны с конца, что и EFHW. В отличие от EFHW, антенна дает выход на большее число диапазонов. Платить за это приходится ручной перестройкой антенны, а также сужением полосы в диапазонах 20 и 40 метров. Впрочем, последний дефект присущ не любой антенне Фукса, а исключительно использованной мной схеме. Отмечу, что возможность подстройки под конкретные условия (окружающие объекты, точная форма антенны, способ запитки) одновременно является и плюсом антенны.

Есть основания полагать, что антенна Фукса работает несколько эффективнее EFHW. В пользу этого говорят более низкие значения КСВ, показания индикатора напряженности поля, уровень сигнала в RTL-SDR, pskreporter, а также статистика проведенных радиосвязей. Впрочем, ни один из проведенных мной тестов нельзя с абсолютной уверенностью назвать показательным. Диаграмма направленности и поляризация двух антенн могут немного различаться, принимающие станции в pskreporter распределены по миру неравномерно, объем собранных данных слишком мал, чтобы называть это «статистикой», прохождение постоянно меняется, и так далее.

Поэтому я склонен придерживаться пессимистической точки зрения, что антенна Фукса не менее эффективна, чем EFHW. И это утверждение справедливо исключительно в отношении двух имеющихся у меня экземпляров, а не классов антенн в целом.

Крепление антенны фукса к стене дома

После длительных экспериментов с антенной типа Луч (Длинный провод, Long Wire), решил поделиться своими результатами на страницах сайта.

В сети представлен один из вариантов антенны Фукса:

Элементы в левой части схемы: Cv2 и L2 - ни что иное, как "искусственная земля". Разве что, длину отрезка провода я бы взял несколько больше и сделал индикатор настройки, как в промышленном варианте такого устройства, представленного компанией MFJ. Штука полезная, но достаточно дорогая. Помимо подстроечных элементов (высокодобротный контур с большим кол-вом отводов и КПЕ с достаточным зазором между пластинами) в изделии присутствует и индикатор настройки. На самом деле, я не представляю, как можно настроить систему в резонанс без этого индикатора.

Искусственная земля MFJ-931. Схема.

Я попробовал однодиапазонный вариант антенны на 80м. Расчёт длины провода производился по формуле: l=150x(n-0.05)/f, где:

l - искомая длина провода (в моём случае, составила 39м);

n - число полуволн, укладывающихся в длину провода (в моём случае, n=1);

f - рабочая частота в МГц (была выбрана частота 3,65МГц).

В целом, длина провода в пол-волны (1/2 λ ) для подобной антенны выбирается из тех соображений, что можно рассматривать будущую антенну как частный случай полуволнового диполя, но запитанного с одного конца, а не в геометрическом центре. В этом случае, мы имеем максимальное волновое сопротивление (до нескольких килоом). Причём, оно будет тем больше, чем большее кол-во полуволн будет укладываться в выбранной длине провода. Т.е. мы будем вынуждены подключиться не в точке пучности тока (при минимальном волновом сопротивлении) и узла напряжения, а в точке пучности напряжения (при максимальном волновом сопротивлении) и узла тока. Поскольку, волновое сопротивление нашего передатчика будет составлять 50/75Ом, то нам необходимо каким-то образом произвести трансформацию волнового сопротивления провода от нескольких килоом (точное значение, скорее всего, мы никогда не узнаем и измерить на практике не сможем) до стандартных 50/75Ом передатчика. Вторая задача: необходимо будет каким-то образом компенсировать затекающий на оплётку используемого в большинстве случаев соединительного коаксиального кабеля между передатчиком и согласующим устройством, ВЧ-ток, чтобы он в момент передачи не создавал помехи в широком спектре частот окружающим бытовым приборам, не вносил искажения в сигнал, не провоцировал возбуждение выходного каскада, не ощущался бы при прикосновении к корпусу передающей аппаратуры и не собирал дополнительные шумы (коих будет великое множество в условиях многоквартирного дома) в момент приёма. Если отрезок в 1/2 λ имеет на конце максимальное волновое сопротивление, то отрезок в 1/4λ - напротив, имеет минимальное волновое сопротивление. Используя этот факт и подключая его к корпусу передатчика, мы отводим значительную часть затекающей на оплётку ВЧ-энергии по пути наименьшего сопротивления, т.е. в наш четвертьволновой противовес или его функциональный эквивалент. Необходимо помнить, что он будет так же являться излучающим элементом, хоть и в меньшей степени, нежели основное полотно антенны.

Выполнить первую задачу (трансформация сопротивлений) можно с помощью Г-согласования, вторую (борьба с затекающими ВЧ-токами на корпус передатчика) - с помощью искусственной земли с небольшим (в сравнении с длинной волны) отрезком провода в качестве противовеса.

Схема имеет следующий вид:

На этапе экспериментов, искусственную землю я применял самодельную, с противовесом 10м, т.е. около 1/8 длины волны.

Значение индуктивности указано для отрезка провода длиной 10м. Ёмкость КПЕ получилась около 77пФ. При длине противовеса 20м, индуктивность была 11мкГн, ёмкость - 88пФ. Суть этой части схемы - подавить ВЧ-токи, затекающие на шасси передатчика.

Электрический эквивалент цепочки из индуктивности, ёмкости и провода 10м составляет 1/4 длины волны и выполняет роль настраиваемого четвертьволнового противовеса, способного более тонко настроить систему в резонанс с учётом влияния окружающих предметов в конкретных условиях при различной длине провода.

Обратите внимание, я подключил контур к центральной жиле ВЧ-разъёма, а конденсатор и эквивалент противовеса - на шасси. При обратном подключении (как по ссылкам выше) получить результат без реактивность мне так и не удалось. Конечно, лучше, когда статика может стекать непосредственно на заземление (когда оно есть), в моём же случае, придётся заземлять антенну дополнительно по окончании работы в эфире.

Кстати говоря, самый распространённый вариант антенны Фукса с гальванической развязкой от антенны и катушкой связи тоже не дал какого-либо внятного результата на передачу (наблюдались наводки на бытовую аппаратуру при мощности от 10Вт) и, в конечном итоге, я от него отказался.. .

А вот и самое интересное - графики антенны с противовесом 10м, полученные с помощью антенного анализатора АА-330М (картинки кликабельны):

Характеристика антенны Фукса

Полоса пропускания антенны без реактивности - около 80кГц.

Ниже по частоте у данной конструкции есть ещё одна область резонанса:

Характеристика антенны Фукса в полосе до 30МГц

КСВ там выше, но область без реактивности заметно шире.

Что касается изготовления согласования полуволновой верёвки, то немногочисленные элементы должны обладать некоторыми свойствами, а именно: контура - добротностью, ёмкости - достаточным зазором.

Ссылка на I/Q-файлы работы данной антенны на приём. Для прослушивания можно использовать программу HDSDR. В качестве приёмника используется трансивер по схеме UT3MK V3.B.

Обнаружил в сети материал, в котором упоминается данное решение с Г-согласованием (рис.5). Ссылка на статью RU3AX, опубликованную в журнале "Радио" №5 за 2007 год.

Именно в таком варианте, как показано на рис.5 в данной статье, у меня используется согласование куска провода для работы в составе WebSDR 80m (без противовеса и искусственной земли, только на приём).

Хочу поделиться идеей переделки ручного тюнера MFJ-941E в "искусственную землю". Не призываю никого делать из устройства с большей ценой устройство с меньшей ценой, но может оказаться так, что ручной тюнер в данный момент не нужен, а "искусственная земля" как раз будет кстати.

Суть переделки: оставить в цепи только один из КПЕ и переключаемый контур. Для этого достаточно отпаять только один провод от верхнего витка контура, идущего к контакту правого конденсатора (если смотреть на лицевую панель тюнера). Картинки кликабельны.

переделка тюнера в искусственную землю

схема переделки MFJ-941E в "искусственную землю"

Далее, корпус тюнера соединяем с корпусом радио, а отрезок провода (а-ля противовеса) вставляем в центральный контакт разъема TRANSMITTER.

подключение противовеса и заземления

Переключатель ANTENNA SELECTOR должен быть в положении TUNED>>COAX1 или COAX2. Настройку в резонанс необходимо проверять по индикатору обратной волны на SWR-метре. Отклонение левой стрелки должно быть максимально возможным. Подстройку производить изменением положения переключателя индуктивности и левого КПЕ. Переключатель 30Вт/300Вт ступенчато изменяет чувствительность прибора.

Измерил индуктивность контура при различных положениях переключателя, результаты такие:

Наклонная антенна Фукса длиной 40 м


Я использую уже 25 лет антенну LW длиной 40 метров из окна 11-го этажа и вниз, как у вас. Докладываю по порядку: растянул её сразу по переезду в новую квартиру, как временную. Ну как же, Рация есть, а антенн- никаких. В докомпьютерную эру провел на неё тысячи связей со всем Миром на один трансивер. Работает антенна прекрасно, но вот появились китайские адаптеры и светодиодные лампы. Прием стал невозможен из-за помех. Я сейчас её иногда применяю, как запасную.


А вот чтобы настроить LW на всех диапазонах, а применил согласование контуром. Так запитана антенна Фукса обычным кабелем из трансивера. Собирал это согласующее устройство ещё 25 лет назад как временное, на фанерке, а оказалось- навсегда!


Нужен переменник, катушка с отводами и два раздельных переключателя : для выбора Диапазона и подбора согласования с трансивером по минимуму КСВ (он обычно есть в импортном аппарате).


Совершенно безграмотно (да простят меня Ом, Генри,Максвелл и пр.) я применяю в качестве противовеса проходящую рядом горячую трубу батареи. Проверил сначала тестером нулевой потенциал на ней относительно Заземления в Щитке и на "нуле" в сети

220в. Отключал это "заземление" и обнаружил, что при 100 ваттах ничего не изменилось и передатчик "не кусается". Зато хоть статике есть куда стекать и я оставил с ним.

Но всё равно, после работы в эфире отвинчиваю разъём из трансивера. Со статикой не шутят, а Ремонт мне не нужен. И вам рекомендую потому, что никакие разрядники от Статики не спасут. Только видимый разрыв соединения.

Вообще-то длина LW достаточна и 40 метров, чтобы прозвучать на всех диапазонах от 160м до 10 метров. Я бы и сейчас ничего лучшего из простых антенн и не желал, однако Помехи от лампочек уже достали. Жил бы в деревне при лучине.

И напоследок: связи были и с мощностью 5 ватт. В последнее время применяю QRP. Такой вот появился Интерес.
W- 8Q7-Eu-Ua0 и Ja.

Крепление антенны фукса к стене дома

Чужой компьютер

Просмотр темы 7

Антенна Фукса

Алексей Тепцов

Эта КВ антенна которая прекрасно строится от 10 до 40 метров, и самое главное, что можно согласовывать антенну вращая ручку КПЕ добиваясь минимального КСВ. За основу взята схема антенны Фукса, только в саму схему были внесены некоторые изменения, благодаря чему удалось значительно уменьшить длину луча антенны. В нашей конструкции длина луча составляет 15 метров, хотя в классическом варианте длина составляет 20 метров (то есть полуволну от 40 метрового диапазона). Есть два варианта исполнения этой антенны: для малой мощности до 20 Вт, и есть вариант где можно работать до 100 Вт. По желанию заказчика в согласующее устройство можно встроить стрелочный или световой индикатор, который будет наглядно показывать какой ток идет в антенну. Нам остается покрутив ручку настройки КПЕ добиться чтобы в антенну шел максимальный ток, и индикаторы наглядно это покажут. Цена вопроса QRP антенна с тюнером обойдется всего в 45 долларов, вариант на мощность 100 ватт будет немного дороже 55 долларов. Лично мною были проверены оба варианта этой антенны (разворачивал их дома, на даче, в степи и лесу), антенны прекрасно настраиваются на все диапазоны от 10 до 40 метров и конечно же показали свою отличную работу в эфире.

Читайте также: