Виготовлення антени MOXON 17 m та Yagi для 12 m.
Перед тим, як приступити до виготовлення такої антени я ознайомився із статтею
http://www.cqham.ru/cebik_a.htm - на російській мові, що і було основою для виготовлення. Можна звернутись і до початкового сайту автора (http://www.cebik.com).
На жаль L.B.Cebik, W4RNL помер в квітні 2008 року і задати запитання безпосередньо автору
неможливо.
Мною було вибрана одна із його комбінацій антен- Moxon 17 m + Yagi 12m.
Розрахунок
Розміри всіх елементів з допомогою програми Mmana були перераховані та оптимізовані під діаметри алюмінієвих труб, які були в мене в наявності.
В автора були використані- Moxon 17 m- труби діаметром 19,05 мм, Yagi 12 m- 12,7 мм.
В моїй конструкції були використані для Moxon 12 m- алюмінієві труби діаметром 22 мм, а для Yagi 12m- дюралюмінієві 16 та 12 мм.
Тому після перерахунку програма видала такі розміри для Moxon 17m:
A = 5,97 м
B = 0,835 м
C = 0,191 м
D = 1,12 м
E = 2,146 м
Та для Yagi 12m:
Driver Length = 5,9 m, Space = 0,11 m
Director Length = 5,64 m, Space = 0,874 m
Відстань між обома елементами 0,760м.
Параметри по теорії повинні бути такі:
18,08 MHz |
66,67 Ohm |
SWR(50 Ohm)=1,5 |
SWR(75 Ohm)=1,31 |
24,9 MHz |
63,74 Ohm-1,18j |
SWR(50 Ohm)=1,28 |
SWR(75 Ohm)=1,18 |
Ga = 11dB
F/B = 12 dB
Виготовлення антени
Для виготовлення Driven element та Reflector прямокутника Moxon 17m використані наявні в мене алюмінієві труби діаметром 22м. Таких довгих труб, звичайно, не було в наявності, тому кожен з двох елементів прямокутника виготовлені з кусків таких труб, які з’єднані з допомогою виточених алюмінієвих вставок відповідного діаметру (біля 17 мм) та зафіксовані алюмінієвими заклепками для жорсткості конструкції та надійного електричного контакту. Самі кутові елементи
(зігнуті під 90 градусів) – два із них вдалось виготовити, зігнувши трубки. А два інших використав готові від алюмінієвого ліжка (розкладушки), відповідно з’єднавши вказаним вище способом із іншою частиною труби.
Обі частини прямокутника розділені на кінцях відстанню С=0,191м, тобто 19,1 см. Для цього виготовлені ізоляційні вставки із текстолітових заготовок діаметром 20 мм довжиною 25 см.
Кінці проточені до розміру внутрішнього діаметру трубок (17 мм) так, щоб туго входили в алюмінієві елементи прямокутника і між ними була відстань 19,1 см. Крім того ще виконано нерозбірне механічне кріплення для жорсткості конструкції.
Таким чином прямокутник готовий і він монтується на бумі, в якості якого використана наявна алюмінієва труба діаметром 35 мм та довжиною біля 3,5 м. Прямокутник ізольований від бума і монтується на бум через текстолітові пластини товщиною 20 мм, шириною 5 см та довжиною біля 30 см кожна.
Кожен елемент прямокутника кріпиться до текстолітової пластини чотирма хомутиками діаметром 22 мм та з різьбами на кінцях.
Попередньо в кінці вібратора запресовані виточені алюмінієві втулки, щоб трубка не сплющувалась. Після цього у втулках нарізані різьби М3 для під’єднання кабеля живлення антени.
Слід не забувати, що матеріал антени алюміній, а кабеля – мідь. Тому на кінцях кабеля запресовані та запаяні контактні клеми.
Оскільки трубки діаметром 12 мм та довжиною біля 5,6 м для Yagi 12m механічно дуже заслабкі, тому і були використані труби, які були в наявності, а саме дюралюмінієві трубки діаметром 16/12 мм довжиною 3,5 м та 3,3 м, та до загальних довжин 5,9 та 5,6 метрів телескопічно вставлялись куски дюралюмінієвих трубок зовнішнім діаметром 12 мм.
Всі кінці трубок 16 мм мають розрізи та з допомогою хомутів обжимають трубки 12 мм для надійного електричного контакту.
Куски трубок 12мм мають відповідно:
(5,9 – 3,5) :2 =2,4 : 2 =1,2 м. Тобто 2 куски біля 1,3 м.
(5,6 – 3,3) :2 = 2,2: 2 =1,1 м. Тобто 2 куски біля 1,2 м.
Елементи для 12 метрів також монтуються на бумі через ізоляційні пластини 5 х 30 см із склотекстоліту з допомогою хомутів відповідного діаметру.
Коли вся антена була змонтована на бумі, я побачив, що механічна міцність не достатня, тому що алюмінієві труби діаметром 22 мм досить важкі, і вирішив підсилити її з допомогою розтяжок, розбитих на частинки ізоляційними склотекстолітовими пластинками в якості ізоляторів. Розтяжки виготовлені з тонкого біметалевого проводу діаметром 1 мм. Для цього до двох хомутів, якими кріпляться елементи до бума, -(всього 4 таких вузли), приварена тонка металева пластина, а до неї відповідно за головку болт М8 довжиною 6-8 см. На цей приварений болт надівається кусок (біля 50 см) тонкої алюмінієвої трубки (від старих лижних палок), в другий (верхній) кінець якої вставляється такий же інший болт, а до нього кріпляться розтяжки елемента прямокутника. До елементів прямокутника розтяжки чіпляються через тонкі ізоляційні пластини, які надягнуті на труби. Щоб ці пластини не зміщувались по трубі, - то вони зафіксовані алюмінієвими заклепками (перед пластинами). Оскільки відстань між вібратором 17 м та елементом 12 м всього 11 см- то ці два елементи підтримуються однією розтяжкою. Для цього ізоляційна пластина виготовлена широкою і з прорізом (для можливого зміщення при настройці). Таким чином в мене стало 3 поперечних розтяжки.
Поздовжні розтяжки (для підтримки бума) виготовлені із тросика 3мм, розбиті теж на частинки через ізолятори і розтягуються до вертикальної мачти через натяжні елементи (талрепи).
Настройка антени.
Після виготовлення антени я змонтував її на тимчасовій мачті витою біля 6 метрів з можливістю доступу та виконання вимірювань безпосередньо біля вібратора- для того, щоб виключити вплив кабеля.
З допомогою простого індикатора поля та Генератора сигналів виявилось, що резонанс антени знаходиться в районі частот 17,9 МГц та вище 25 МГц.
Антенний аналізатор теж показував прямо на антені 50 Ом на частоті 17,89 МГц. При підвищенні частоти до 18,1 МГц SWR плавно зростав до 1,3.
Спочатку виконувалась настройка Moxon 17m.
Після відповідних аналізів було вирішено вкоротити елементи прямокутника 17 метрів на 7см (загальної довжини) кожен без зміни відстані між ними.
Вкорочення здійснював в середній частині вібраторів симетрично (2 х 3,5 см).
Після вкорочення і повторного збирання антени антенний аналізатор (на антені, без кабеля живлення антени) видав такі результати:
Freq,MHz |
SWR |
Ohm |
17,950 |
1,22 |
40 |
17,970 |
1,18 |
42 |
17,990 |
1,14 |
44 |
18,000 |
1,13 |
44 |
18,020 |
1,08 |
46 |
18,040 |
1,05 |
47 |
18,060 |
1,02 |
48 |
18,080 |
1,01 |
50 |
18,100 |
1,05 |
52 |
18,110 |
1,06 |
53 |
18,120 |
1,08 |
54 |
18,140 |
1,1 |
55 |
18,150 |
1,12 |
56 |
18,170 |
1,18 |
58 |
Після цього приступив до настройки Yagi діапазону 12 метрів, оскільки маніпуляції на цій антені не приводять до будь-якого сильного впливу на антену Moxon 17 метрів.
Знову ж таки резонансна частота визначалась з допомогою генератора сигналів та індикатора поля. Вона виявилась понад 25 МГц.
Телескопічна конструкція елементів антени 12 метрів дозволяє змінювати їх лінійні розміри. Мені довелось збільшити розміри обох елементів на 7 см .
Крім того, при зміщенні по бумі першого елемента Yagi відносно рамки Moxon можна оптимізувати SWR для діапазону 12 метрів.
По принципу «Сім раз відмір- один раз відріж», виконуючи маніпуляції з довжиною елементів та зміщуючи вібратор, безпосередньо на антені без кабеля живлення антенним аналізатором отримав такі результати для діапазону 12 метрів:
Freq,MHz |
SWR |
Ohm |
24,850 |
1,3 |
64 |
24,870 |
1,22 |
60 |
24,880 |
1,16 |
58 |
24,890 |
1,12 |
56 |
24,900 |
1,08 |
54 |
24,910 |
1,03 |
52 |
24,920 |
1,00 |
50 |
24,940 |
1,11 |
45 |
24,960 |
1,24 |
40 |
24,980 |
1,39 |
36 |
24,990 |
1,48 |
34 |
25,000 |
1,58 |
32 |
Антена Yagi для 12 метрів виявилась досить вузькополосною, досить чутливою до змін розмірів та погодніх умов, але і сам радіоаматорський діапазон займає всього 100 КГц і досягнутих параметрів вважаю достатніми для ефективної роботи антени.
Кабель живлення 50 Ом підєднується безпосередньо до вібратора Moxon. На кабелі виконано також дросель- 8 витків кабеля скручені діаметром 100мм.
Дана конструкція антени не є ідеальною. Недоліком є важкість зміни лінійних розмірів прямокутника. Звичайно, можна зробити і плаваючий рефлектор- але не вважаю це за потрібне. Великим плюсом є те, що присутність елементів Yagi перед антеною Moxon не впливає на саму антену Moxon і відповідно це полегшує настройку кожної антени.
Вся антена розміщена на вертикальній мачті загальною висотою біля 9,6 м та діаметром від 65 мм внизу до 50 мм вверху. Сама мачта має 2 яруси розтяжок, 2 підшипники, стоїть на опорному підшипнику та приводиться в обертання саморобним механізмом знизу від основи. Конструкція виявилась дуже міцною, не вібрує при сильних вітрах та декілька років вже прослужила без проблем.
Борислав Чиж, UY5BC
2014 р.
