Антенна INV V Multi band. Как изготовить и настроить. - Антенны <!--if(СХЕМЫ)-->- СХЕМЫ<!--endif--> - Статьи - Радиолюбитель RA4A
Воскресенье, 11.12.2016, 03:18
Главная Регистрация RSS
Приветствую Вас, Гость
Форма входа
Логин:
Пароль:
Поиск
Живой эфир
Наши фото
Доска объявлений
Куплю- продам...

Перевод инструкций и мануалов радиостанций


Куплю- продам...

ПО ЦЕНЕ UW3DI


Куплю- продам...

Куплю усилитель


День рождения
ROMA7086(79), boos(75)

Главная » Статьи » СХЕМЫ » Антенны


Добавить статью
Антенна INV V Multi band. Как изготовить и настроить.

Антенна INV V Multi band. Как изготовить и настроить.

(Пошаговая статья для начинающих радиолюбителей, с минимумом теории и максимумом практики) 

Обсудить статью можно на форуме.

Желание построить простую, дешевую, многодиапазонную антенну, работающую на один кабель, без переключения диапазонов, без применения тюнера посещает всех радиолюбителей.
Один из вариантов INV V.

Небольшое вступление.
Есть классический диполь. Его волновое сопротивление на высоте подвеса 0,2 лямбда и выше, приблизительно 70-90 Ом. Даже при самом хорошем стечении обстоятельств, мы получим КСВ около 1,5 (что в принципе уже хорошо). Все импортные трансиверы рассчитаны на нагрузку в 50 Ом. Что мы делаем? Складываем диполь (высота подвеса и размер диполя на картинке одинаковый).

Заметим, что изменив, раскрыв в меньшую сторону, уменьшаем волновое сопротивление!

Значение КСВ становится близким к идеалу, что нам и требуется.

Как меня учили: «Делай всегда по максимуму хорошо, плохо само получится».J

Диаграмма направленности.

Снять реальную картинку диаграммы направленности практически невозможно (в любительских условиях), потому будем пользоваться теоретическими программами и практикой работы в эфире.

Как видно, диаграмма направленности это «пузырь» бьющий в зенит. Для дальних связей это не лучший
вариант, но пусть Вас это не останавливает в проведении DX QSO! Всё возможно, хоть это и не Яги! Немного удачи, усидчивости, опыта (и КВт  J) сделают своё дело!

Ещё один миф о том, что антенна INV V направленная. «Основное излучение» идёт в сторону элемента, к которому подключена центральная жила кабеля. Бред! Это не так (смотри диаграмму направленности), она круговая. При практической эксплуатации этой антенны глубоких провалов в диаграмме на всех диапазонах не замечено.

Подготовка:
Внешний осмотр крыши. Длина элементов антенны на диапазон 80 примерно 21метр (без оттяжек). При высоте мачты допустим  10метров, элементы диапазона 80 придётся растягивать как можно дальше. Получим сопротивление около 30-40Ом. Соответственно нам потребуется минимум  20-30метров от основания до края крыши.
Уточнение
В рассматриваемом ниже варианте, возникнет вопрос о растяжке в диполь элементов диапазона 80метров. Почему?

Высота подвеса антенны тоже влияет на волновое сопротивление.

Чем ниже к земле (крыше) будет висеть наша антенна, тем меньшее волновое сопротивление мы получим. Если подвес на 10метров для диапазона 40метров это уже 0,25 лямбда (терпимо), то на 80метрах это всего 0,12 лямбда (низко).

Зачем тогда поднимать остальные элементы, если их можно «положить» диполями на крышу и получить те же 50Ом?

Проблема в том, что в идеале антенна должна висеть в свободном пространстве как можно дальше от любых зданий, железа, проводов. Этим мы добиваемся минимизации помех и шумов от различных источников (бытовая техника, лампы дневного света, «китайские» зарядки…), идеальной диаграммы направленности.

Увы, не каждый радиолюбитель может себе это позволить.
Поэтому мы выбираем разумный компромисс. Жертвуя терпимой работой на диапазоне 80метров, достаточно хорошая работа всех  верхних диапазонах.

Далее рассматриваем вариант с высотой мачты ~10метров.

При меньшей длине угол получается более острый, и получить при настройке приличный КСВ на 80м будет невозможно. Придётся довольствоваться КСВ>2 в лучшем случае.

Необходимо предусмотреть временное крепление оттяжек всех диапазонов. Присмотреть различные крючки, гвозди, будки вентиляции, мачты радиотрансляции. Элементы будут располагаться по окружности.

Изготовление антенны.

Для полотна антенны можно применить « полевик » в одну жилу. Использовать двойной провод, скорее всего не целесообразно. Толщина провода влияет на ширину полосы, но увеличение в два раза не приведёт к  значительному её расширению.
В принципе пойдёт любой медный, биметаллический даже алюминиевый провод разумных сечений. Главное обеспечить отсутствие растяжения провода на самом длинном элементе диапазона 80метров.

Из практики скажу, что провод в изоляции даст Вашей антенне ЗНАЧИТЕЛЬНО больше шансов провисеть долго и счастливо.
Приблизительные размеры элементов (один элемент)

  • 80м-20,5метров
  • 40м-10,2метров
  • 20м-5,2метров
  • 15м-3,5метров
  • 10м-2,5метров

Кончик элемента делаем так.

В такой конструкции элемент крепится в изоляторе «на излом», что не даёт ему возможности скользить и самопроизвольно удлинять антенну. Материал изоляторов любой: оргстекло, текстолит…. Обратите внимание на отверстия под провод и оттяжку! Они не должны иметь острых краев, способных
повредить изоляцию провода и перетирание верёвки.

В принципе «изолятор» больше необходим для крепления загиба элемента. Работа даже на большой мощности (1КВт) в сырую погоду без изоляторов (провод в изоляции) не выявил, каких либо проблем.
Возможно, отказаться от него вообще (при использовании верёвок в качестве оттяжек).

Как показала практика, элемент может «самостоятельно» увеличивать длину  при сильном натяжении оттяжки, «вытаскивая» подогнутый кончик. Учтите это при изготовлении!

Соответственно длина элемента, приведённая выше ЭТО ДЛИНА ДО ЗАГИБА!

«Хвостик» на подгибание и обмотку вверх делаем примерно такой: 80,40метров ~50см,20,15,10метров-20см. Этот запас пригодится нам при настройке.

Важно делать запас после загиба одинаковой длины на обоих элементах! Это позволит укорачивать или удлинять равномерно с обоих концов.
Желательно пометить элементы диапазонов 20,15,10 метров. Это можно сделать, например белой изолентой. При настройке можно ошибиться, укорачивая/удлиняя элементы разных 
диапазонов.

Изготавливаем  узел крепления кабеля к элементам. Можно предложить такой вариант:

Расположение диапазонов с верха площадки 80-40-20-15-10. Так будет удобней растаскивать элементы. Установка симметрирующего кольца, вопрос спорный. Разницы  в работе антенны Вы не заметите. Хорошо настроенная антенна в кольце не нуждается, разве «для красоты» или все ставят, и я поставлю. Оставляем это на Ваше усмотрение.

Особое внимание обратите на гидроизоляцию кабеля. Затекание воды разрушит его очень быстро!
Можно применять герметики, которых сейчас много. Важно применять герметик стойкий к плохим атмосферным условиям. Изолента не даёт нужной герметичности, даже если намотать целый рулон. Хорошо зарекомендовала себя сырая резина.
Кабель.
Допустимо применение любого кабеля с волновым сопротивлением 50Ом. Длина кабеля не критична. Очень хорошие результаты даёт RG213 и его аналоги. При использовании кабеля типа RG58 стоит обратить внимание на слабую изоляцию, которая может потрескаться на морозе. При больших расстояниях в свободном провисе, кабель обязательно крепить к тросу или верёвке.
Верёвки оттяжек.
Очень больной вопрос! Основная проблема разрушения оттяжек это ультрафиолет и погодные условия.
Даже с виду крепкая верёвка через год может рассыпаться в труху.
Применяйте только проверенные материалы.
Очень хорошие верёвки производит DanLinewww.petrokanat.ru/catalogue/index.html?id=579

 

Вариант растяжки тросом возможен, но необходимо разбить изоляторами!

Но даже в таком исполнении возможны проблемы с настройкой и взаимным влиянием элементов антенны и стальных оттяжек.

Мачта.

Мачта чем выше, тем лучше. Но… Разумная высота, при которой мачту достаточно легко поднять и опустить 10-12метров. Ставить мачту 15 или 20метров скорее не очень целесообразно. Выигрыш будет минимальным, проблемы с подъёмом значительно серьёзней. Конструкция может быть любой. Применяю алюминиевые трубы диаметром 35мм, стенка 2мм, длина 2метра. Эти трубы есть в свободной продаже по цене примерно 200рублей. Для стыковки внутрь трубы 35мм вставляю отрезки по 30-50см трубы 30мм. Соединение болтами. Стоимость такой мачты 10метров получается не более 1500рублей.

Можно изготовить из металлических труб. Будет значительно тяжелей, но несколько прочнее.
Для  10-15метров достаточно одного яруса из 3-4х оттяжек в районе половины высоты.
Верх мачты будет растянут элементами антенны.
Крепление «пятки» мачты может быть любым (например, как на фото выше). Главное возможность поднимать и опускать при этом обеспечивая надёжное крепление к поверхности крыши.
Обязательно учтите, что Ваша конструкция не должна нанести повреждение кровле. Вам ещё жить в этом доме!
На верхушке мачты необходимо сделать кольцо для подъёма антенны по принципу флагштока. Это значительно облегчит настройку. Заводские колёсики и блоки часто выходят из строя при замерзании воды, либо верёвка в них «закусывается».
Простое решение два три витка кольцом  диаметром ~50мм стальной проволоки приличной жесткости(~ 3мм) закреплённой на верхушке мачты.
На этом подготовительный этап закончен.
Установка
  • Крепим основание мачты.
  • Пропускаем верёвку подъёма пластины крепления кабеля и элементов в кольцо верхушки мачты.
  • Крепим конец верёвки к основанию мачты (что бы ни улетел).
Длина верёвки должна быть минимум две длины высоты мачты!
  • Разносим нижний ярус оттяжек.
  • Поднимаем мачту (антенна лежит внизу!).
  • Растягиваем  ярус оттяжек.
  • Мачта стоит.
  • Распутываем элементы антенны. Не забывайте перебрасывать элементы через оттяжки в нужных местах!
Относим самые длинные элементы 80метрового диапазона с оттяжками на край крыши.
Элементы 40метрового диапазона размещаем примерно перпендикулярно 80метровым.
20,15,10 размещаем равномерно в секторах между 80 и 40 метровыми элементами примерно как на рисунке «вид сверху».
Желательно расположить элементы 15метрового диапазона дальше от 40метрового (ближе к 80тке).
Аккуратно поднимаем антенну вверх.
Следите за тем, что бы концы оттяжек не цеплялись!
Нельзя допускать того, что элементы любого диапазона висели вдоль мачты!
Растянуть все оттяжки всех элементов, пока не обращая внимания на угол раскрыва!

Подняли! Ура!

Крепим  временно! ( Узлы завязываем с возможностью, потом их развязать!)
Антенна поднята, мачта стоит. Полдела сделано!

Самое интересное.

Этот пункт один из самых важных! Как Вы настроите антенну, так она и будет работать!

Лень и  вариант «так сойдёт» не допускаются!

Настройка.

Сразу надо уточнить, что мы можем настраивать.
Длина элемента.
Влияет на частоту резонанса.
А. Удлиняя - частота уходит вниз.
Б. Укорачивая – частота уходит вверх.
Для разных диапазонов длина, на которую Вы изменяете, элемент влияет по-разному.
Для диапазона 80метров изменение на 20см сдвинет частоты ~ 10-20КГц.
На 40метров изменение 20см это уже ~100-200КГц!
На 20-10метров влияние изменения длины ещё более сильное!
Обязательно учтите это при настройке!
Укорачивая или удлиняя элементы, делайте это симметрично с обоих концов!

Угол раскрыва элементов.

Влияет на волновое сопротивление.
А.Угол меньше – волновое сопротивление меньше.
Б. Угол больше - сопротивление больше.

Для работы на крыше.

Вам потребуется помощь товарищей. Минимум  двое на крыше, один у трансивера.
Желательно обеспечить связь «земля-крыша» для координации действий.
Что это будет сильные голосовые связки, радиостанции или сотовые телефоны выбирайте сами.
Можно конечно сделать одному, но будет много беготни!

Варианты использования аппаратуры для настройки

Самый простой способ настройки, это работа с антенным анализатором. Вы сразу можете увидеть, что «не сошлось» в Вашей антенне, сопротивление или частота резонанса. Работа и настройка с этимприбором при минимальном опыте не составит труда.
На графиках/показаниях анализатора видно волновое сопротивление, резонансную частоту, реактивную составляющую.
Настройка сводится к изменению длины и угла элементов по правилам указанным выше.

Допустим, его нет  L

Для настройки «без всего» нам потребуется КСВ-метр, желательно качественно отградуированный, трансивер/генератор сигналов с «раскрытыми» диапазонами (возможностью работы на передачу вне любительских частот).
Это  не законно, но решать Вам. J


Если Вы НЕСОГЛАСНЫ, то перейдите выше, на пункт: Самый простой вариант настройки.

Если согласны-продолжим.

Начнём с 80 метров.
Включаем трансивер на передачу (короткими нажатиями!). Даём тональный сигнал с мощностью ~10Вт. Такая мощность достаточно безобидная для трансивера, работающего на антенну с (пока) плохим КСВ.
Изменяя частоту, находим минимум КСВ.
Скорее всего, резонанс будет около 3.400МГц. Длины даны с небольшим запасом в плюс (ниже по частоте).
Записываем терпимые результаты КСВ с шагом в 10-20КГц.
Поскольку изменить угол нам не получится (мы разнесли лучи на максимум) остаётся только укорачивать элементы. Для того чтобы укоротить элемент мы отвязываем оттяжки 80метрового диапазона, разматываем бандаж из провода ПЭЛ, расплетаем завитый кончик элемента, укорачиваем (сдвигаем в изоляторе провод удлиняя кончик который подвиваем вверх!).

НЕ ОБРЕЗАЕМ ПОДГИБ! ДАЖЕ ПОСЛЕ ТОЧНОЙ НАСТРОЙКИ!
Если обрезать «лишнее» антенна «убежит» по частоте!
Эту операцию делаем одновременно с двух концов лучей на одну длину!
Восстанавливаем кончики элементов, натягиваем оттяжки. Замеряем ещё раз. Смотрим насколько ушел резонанс. Сравниваем с первыми измерениями. При необходимости повторяем ещё несколько раз.
Обычно полоса КСВ по уровню меньше 2х на 80метрах получается 100-200КГц. Выберите, какой участок CW/SSB/DX Вам более интересен.
Увы, редко, получается, перекрыть весь диапазон 3.5-3.8МГц. Приходится пользоваться согласующим устройством.
Ура! У нас получилось! Один диапазон работает!

Приступим к 40метрам.
Аналогично диапазону 80метров находим резонанс.Скорее всего, будет около 6.800КГц.
Укорачиваем, сдвигая частоту резонанса до любительского диапазона. Не обращая внимания на то, что КСВ может быть 2 или 3.
Нас интересует только провал КСВ в лучшую сторону!
В диапазоне 40метров мы уже имеем возможность менять угол раскрыва элементов.
Вот и потребовались в полном объёме наши помощники! Каждый из них берёт по одной оттяжке.
Общаясь с «оператором измерения КСВ» сближаясь и расходясь, находите угол, при котором КСВ придёт в норму близкую к идеалу. При этом постарайтесь найти компромисс, при котором лучи INV V 40 будут относительно перпендикулярны 80тке.
Обращаю Ваше внимание на тот факт, что во многих изданиях указан угол лучей INV V в 90 градусов. Это не совсем так. Такой угол может быть в расчётах без учёта наших условий (высота, провода трансляции, железные будки вентиляции…) или открытом космосе. Мы с Вами реалисты и строим реальную антенну на реальной крыше. Потому стоит доверять только приборам, не обращая внимания на догмы, которые  толком никто не проверял. Программа ММАНА так же даёт достаточно далёкие от жизни результаты, ноприменять её для приобретения опыта в теоретической настройке этой антенны очень полезно.
Бывает так, что при оптимальном угле некуда закрепить растяжку.
Выход:

Найти другие точки крепления, добавив дополнительные оттяжки закрепить в нужном месте. Хороший КСВ<2 по диапазону 40метров будет в полосе около 300КГц.

Уже два диапазона работают! Появился опыт! Стали понятны наши «движения по крыше» и их смысл!Влияние настройки одного диапазона на второй (третий…) минимален! Хотя проверьте на всякий случай, не «ушла» ли 80-тка? Дальнейшие действия, надеюсь понятны?

Настройка диапазонов 20-15-10метров, не имеет, каких либо особенностей. Исключение тонкость настройки! 5см могут «унести» резонанс далеко в сторону!
Будьте предельно внимательны!
Повторюсь!
Укорачивать и удлинять элементы нужно с обоих концов на одинаковую длину!
Возникнет вопрос, длина элементов на 20метров всего 5метров, а мачта 10метров! Не допрыгнуть! 
Придётся отпустить верёвку подъёма антенны. Настроили-подняли.
Далее по накатанному способу настройки 40метрового диапазона.
Есть вариант не делать элементы на 15метровый диапазон, использовать 40метровый.
«Работать» конечно, будет, но стоит учесть то, что 40-вку надо настраивать на самый «низ»(~6.900МГц). При этом придётся довольствоваться КСВ на 40 и 15метрах в пределах 2ки.
Определённый компромисс.

Близок финал! Антенна настроена. Все диапазоны в норме. Можно заняться «эстетикой». Запомнить места крепления элементов и длину оттяжек.Отвязать оттяжки элементов одной стороны. Уронить мачту и подвязать кабель. Это необходимо для того, чтобы кабель при ветре не бился о мачту. Стяжки капроновые (последнее время) не отличаются особой надёжностью. Не могу рекомендовать их для крепления кабеля. Лучшим вариантом будет скрутка одножильным проводом через 1,5-2метра.

Поднять мачту. Выровнять натяжением оттяжек элементов верхушку мачты. Вам потребуется помощь как минимум двух человек с терпимым «глазомером».

Главное, работать слажено, сильно не перетягивать! Кривая мачта при взгляде с земли ужасное зрелище! Проходя мимо своего дома, чаще других  Вы сами будете смотреть на крышу!

Постарайтесь сделать красиво для себя!

Проверить места и узлы крепления оттяжек, элементов.
ВСЁ!!! Красота! J
Остаётся только ещё раз проверить КСВ на всех диапазонах и можно всем смело спускаться за стол, для «закрепления» результатов работы. Жидкости и их количество для «закрепления» КСВ на Ваш вкус J!
В целом готовая антенна должна получиться примерно так

(28МГц замер перед настройкой, сейчас значительно лучше). На данный момент антенна повторена более 10 раз.

RD3MC 80-40-20 (обрыв яруса оттяжек)

Максимальное число диапазонов - 8 (UA3MAI)! 80-40-30-20-17-15-12-10

RK3MK 80-40-20

U3MB 80-40-20-15-10

RV3MP (Дача) 80-40-20-15-10

На данную антенну и 100 Вт проведены связи (CW/SSB) более чем со 150 странами на всех континентах
(включая Северный полюс и Антарктиду).
В сравнении с другими простыми антеннами (дельта, диполь…) огромной разницы не замечено.
Хотя это в большей степени зависит от места установки/подвеса антенны.
Возникают проблемы с проведением QSO с корреспондентами находящимися на очень большом расстоянии (свыше 10000 км).
Это может быть обусловлено плохой диаграммой направленности и углам излучения в зенит, может малой мощностью в 100 Вт. Внутриконтинентальные связи на всех диапазонах даются без особых проблем даже с малой мощностью.

Итог.

 Как бы ни хвалили, или ругали антенну INV V.Она имеет место быть! Это не самая оптимальная антенна, но одна из самых популярных!

При минимальных вложениях, относительно простой настройке, отсутствия переключения диапазонов, питанию одним кабелем… Мало найдётся аналогов. Есть ещё много вариантов построения этой антенны (трапы, несимметричный диполь…), но это уже совсем другая история.

Несколько ссылок с QSO и как это работает.

http://www.youtube.com/watch?v=nCiryA-XhzM

http://www.youtube.com/watch?v=lyHuf3vpkWw&feature=related 

http://www.youtube.com/watch?v=xKUW2wpsMoU&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=rArIUhCncqo&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=6NM7sRYjnhg&feature=related

Обсудить статью можно на форуме. 

Успехов в построении антенн!!!!  Хорошего КСВ!!! Дальних связей! 73! Миша RV3MP

Все вопросы:
Почта:  rv3mp@mail.ru 
ICQ:   381401593



Похожие материалы:
Категория: Антенны | Добавил: RV3MP (15.06.2012)
Просмотров: 54636 | Комментарии: 5 | Теги: IV, статьи, настройка, антенна | Рейтинг: 4.7/12
Всего комментариев: 5
* 5 Рустам (09.01.2014 21:23) [Материал]
Замечательное руководство для практических действий! Одно смущает, Михаил. Настройка длины лучей антенны подгибанием полевика. Мне в своё время не удалось настроить такую же антенну из полевика подгибанием концов лучей. Только отрезание привело к успеху. А дело в том, что подгибание конца изолированного провода луча вверх не уменьшает его электрическую длину. Какой путь проходил ток по проводу до подгибания, такой же путь ток проходит и после подгибания. А эффект укорочения наблюдается, на мой взгляд, из-за уменьшения емкостного краевого эффекта. Следует учитывать коэффициент укорочения провода в изоляции, так как диэлектрик уменьшает скорость распространения электромагнитного взаимодействия в изолированном проводе. Был проведён эксперимент. Изготовил INV V из медного провода на 20 м, настроил на середину диапазона. Затем медный провод заменил на полевик таких же размеров. Для настройки на середину диапазона полевик пришлось намного укоротить. Примерно вместо 1-го метра медного провода – 95 см полевика.
Ответ:
* 4 serge291 (05.04.2013 22:54) [Материал]
Хотя и не новичёк в установке и настройке In Vee, статья понравилась. Написана просто и доходчиво. Прочитал с удовольствием.
Ответ:
* 3 ссср (24.06.2012 19:01) [Материал]
+++
СПАСИБО! читал с интересом!
Ответ:
* 2 Admin (09.01.2012 21:06) [Материал]
Спасибо за статью.

Обсудить статью можно на форуме.
Ответ:
* 1 Neon (08.01.2012 15:41) [Материал]
Отличная статья.
Ответ:


Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]