ИЗГОТОВЛЕНИЕ АНТЕННЫ 4SQ на 40м.
Второго мая 2011 поехал в поле пробовать антенну из 4-х фазированных вертикалов.
Поездке предшествовала двухмесячная подготовка.
Все готовил по файлу 4SQ alt fed 40m relays 225 dg. Этот MMANA файл был отработан, как руководство по изготовлению. Предполагалось, что если тупо повторить по нему всю схему, то антенна должна сразу заработать и переключаться именно в нужные направления, как на модели. Пользуюсь я MMANA-GAL, возможно в более ранних версиях MMANA рисунок получается наизнанку по осям. Считал, что на моей модели ось Х смотрит строго на север, и при всех шести обесточенных реле П1Д направление антенны будет 225 градусов. Это удобно потому, что данное направление в нашем регионе самое урожайное, поэтому антенна находится в нем больше всего по времени, а потребления тока от аккумулятора на поддержание реле не требуется.
Также противоположное направление, 45 градусов, тоже важное, при этом включаются только два нижних реле, и получается достаточно экономично.
ЭЛЕМЕНТЫ ЯЩИКА
Ящик, в котором расположены реле и реактивные элементы, склеен из оргстекла и имеет внутренние размеры: высота 140, глубина 70, ширина 100 мм. Передняя стенка съемная. Схема в ящике такая же, как в файле. Если в файле открыть закладку ВИД, поставить точку в окошке X=0 Y=0 Z=H, увеличить масштаб так, чтобы было видно нутро ящика, и повернуть антенну так, чтобы провод W12 оказался справа, то рисунок примерно совпадет с расположением деталей в ящике, если смотреть в него со стороны лицевой стенки. На ящике, кроме разъема для коаксиального кабеля и разъема управления реле (по двум проводам), еще две одинаковые клеммы (для удобства) для подключения противовесов (внизу), а в верхней части ящика - четыре клеммы для подключения элементов.
Эти клеммы помечены NW NE SE SW, и к ним подключаются соответственно элементы, расположенные на северо-западе, северо-востоке, юго-востоке и юго-западе.
Выбор реле – П1Д, так как они БЫЛИ в некотором количестве, хотя и со свалки местного радиозавода, так что с душком. Однако из 40шт кое-что отобрал и даже с низким напряжением срабатывания, так как предполагал питать от аккумулятора. Они малогабаритные, это удобно.
Конденсаторы трубчатые, диаметром 6мм. Говорят, их реактивная мощность весьма приличная. Набрал по две-три штуки в параллель, стараясь выдержать величину, как в модели, с точностью 1 проц. Однако потом в модели попробовал разогнать величины в стороны процентов на 10. Например, индуктивности поставил обе по 2мкГн. При этом модель осталась вполне работоспособной, так что особенно зацикливаться на точности подбора величин нет смысла. Но к этому выводу я пришел позже, когда величины были точно подобраны.
Катушки намотаны воздушно-пружинного типа, из проволоки ПЭТВ-2 диаметром 2мм.
Диаметр по средней линии получился 36мм, бОльшие катушки по 9 витков, длина около 35мм. Точная индуктивность получалась растяжкой. Меньшая катушка имеет 5 витков,
растянута на 22мм. Так как катушки имеют довольно большую индуктивность, на них уходит довольно много провода, на бОльшие катушки примерно по метру. На этом диапазоне это уже довольно заметная доля от длины волны. Мой прежний опыт показывает, что такие катушки лучше настраивать примерно на той частоте, на которой они будут работать. Поэтому я их настраивал с помощью ГСС и лампового вольтметра, соединив их в последовательный контур с точным конденсатором 234 пФ. Для 2,14 мкГн резонанс с этим конденсатором должен быть на 7112 кГц, для 2,18 – на 7047 кГц. Заодно и катушку 0,895 мкГн настроил тем же способом, на 7216 кГц с конденсатором 544 пФ. Однако, как уже говорил, в данном случае это ловля блох.
КОМПОНОВКА ЯЩИКА.
Все 6 реле крепятся на одной пластине 100х45мм, в два ряда: в верхнем ряду 4 реле, в нижнем – два, как в файле. Пластина крепится в верхней части ящика, ВЧ контактами в сторону лицевой, открывающейся крышки ящика. Вид на контакты получается такой, что все нормально замкнутые контакты находятся сверху-справа, а распредконтакты – внизу.
Катушка 2,18 находится справа, середина по высоте в 7,5см ниже потолка ящика, ее осевая линия горизонтальна и идет параллельно лицевой стенке. Выводы катушки смотрят вверх. Катушка 2,14 находится у левой стенки, ее середина 6,2см ниже потолка, осевая линия вертикальна. Выводы смотрят в сторону задней стенки. Катушка 0,895 лежит в левом нижнем углу ящика, ее осевая горизонтальна, и перпендикулярна лицевой стенке. Выводы смотрят на центр ящика. Таким образом, осевые линии всех катушек взаимно перпендикулярны, что дает некоторую надежду на развязку по полю.
На задней, глухой стенке находится коаксиальный разъем, по центру, в 8,5см от потолка. Под ним, справа и слева, две клеммы заземления на высоте 2см от пола.
Клеммы NW и NE находятся на потолочной стенке, 1,8см от лицевой, клеммы SW и SE находятся вверху на боковых стенках, 1см от потолка. Разъем управления реле типа
СГ-3 (СГ-5) находится на левой боковой стенке вплотную к задней стенке и 3,2см ниже потолка. Этих опорных точек достаточно, чтобы домыслить остальное.
ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ
Пульт управления своеобразный, однако, опишу его. В пульте используются герконовые реле РГК-15, которые применялись в этажных коммутаторах первого поколения домофонов ВИЗИТ. В каждом таком реле два геркона. Реле в черных прямоугольных пластиковых корпусах. Катушки реле не используются, а только гермконтакты. Если на реле положить магнитик, они замкнутся. Только класть надо не в середину реле, а ближе к концу. Используется сильный магнитик от погоревших 50-Омных динамиков домофонных трубок. Диаметр магнитика 10мм, толщина 1мм. Для удобства удержания в руке к нему примагничивается шурупчик. 4 реле располагаются по углам квадрата, и направление переключается перекладыванием магнитика с одного на другой. Левое нижнее реле вообще не задействуется, ставится для соблюдения общей эстетики и чтобы было, куда поставить магнитик. Это направление 225 град, где все ВЧ реле отпущены. Правое верхнее реле питает два нижних ВЧ реле, переключая антенну на азимут 45 град. Левое верхнее реле питает 4 верхних ВЧ реле, переключая антенну на азимут 315 град. Наконец правое нижнее реле. Здесь используется то, что герконов два. По одному подается питание на нижний ряд ВЧ реле, по второму – на верхний ряд ВЧ реле. При этом все 6 ВЧ реле замыкаются. Если бы был один геркон, пришлось бы делать диодную развязку и на диодах падало бы 0,7 В, а их жалко, так как ВЧ реле и так работают при пониженном напряжении. Пульт снабжен разъемом СГ-5 и соединяется с ящиком кабелем управления. Достаточно двух проводов в кабеле, так как обратный ток идет по оплетке коаксиала.
ПРОВЕРКА ЯЩИКА.
Когда ящик, пульт управления и кабели были готовы, было интересно проверить ящик, нет ли грубых ошибок. Были изготовлены 4 одинаковые цепочки из последовательно соединенных сопротивления 44 Ома и конденсатора 320пФ. Такая цепочка – эквивалент реального элемента. Мощность не имеет значения. Цепочки подключались к ящику между клеммами подключения элементов и клеммой заземления. На ящик подавалась раскачка через КСВ-метр и переключались направления. КСВ должен оставаться практически единицей. Таким образом я отбраковал два реле, которые омметром показывали, что все хорошо, а здесь забарахлили, причем прибавка питания реле не помогала.
ПРОТИВОВЕСЫ
Работа в поле началась в 8ч15м с укладки противовесов.
Перед этим был выезд в поле, чтобы определить, сколько надо противовесов. Был поднят вертикал 10м и уложены два противовеса длиной по 10м. Измерение мостом показало активное сопротивление 45-50 Ом. Уложено еще два противовеса. Стало 35-40 Ом. Уложено еще четыре. Сопротивление не изменилось, а если изменилось, разрешающая способность моего самодельного моста не позволила это заметить.
Остановился на 8 противовесах. Надо отметить, что с поля недавно сошел снег, и если копнуть лопатой, в ямке соберется вода.
Итак, было заготовлено 40 противовесов, по 8 на каждую точку заземления.
Использовал случайно подвернувшийся кусок старого телефонного 20ти парного кабеля.
Отмерил методом «от плеча до ладони» 10м и отрезал. Разрезал и расплел. Получил 40 медных проводов в хлорвиниле. Диаметр по меди 0,5 мм, с изоляцией – 1 мм. Конкретная точная длина оказалась 10м 36см. В дальнейшем речи о настройке противовесов не было, даже в мыслях. Противовесы объединил в пучки по 8 штук, провода каждого пучка с одного конца спаял вместе и сделал петли под винт М4.
Отмерил от центра площадки к каждой мачте по 7м 47см и забил колья. К кольям крепил центр пучка и разматывал противовесы, расстилал по дерну без фиксации, примерно через 45 град. Разметку не делал, стелил на глаз. Где-то углы были ближе к 30 град, равномерность особо не соблюдал. Расположил так, что ни один противовес не шел к центру, ближайшие к центру проходят условно 22 град в одну сторону и 22 град в другую. Еще в систему заземления входили 4 провода по 7,5 метра, соединяющие периферийные точки заземления с центральной. Нужны ли эти провода, не знаю, без них не проверял, но решил, что хуже точно не будет, если их поставить, а затраты невелики. На укладку всей заземляющей системы ушло 1ч 30м.
ОСТАЛЬНОЕ
Затем размотал и растянул элементы. Они из голой медной проволоки диаметром 1,3мм.
Растяжки из лески диаметром 1,5мм клинского производства. Все было заготовлено и размерено заранее, снабжено удобными зажимами и намотано на мотовила с пометками, где что, чтобы не путаться. Всего проволоки ушло около 85 метров, лески – около 65 метров.
Нужно, наверное, отметить, что в поле у меня с прошлого лета стоят 4 мачты по 10м, по углам квадрата со стороной 21м. Это врытые на глубину 1,25м сухие сосны, на файле они нарисованы, как изоляционные стойки. На верхушках - блоки, представляющие собой кусочки фторопласта с дыркой, в которую продета леска. Кстати, одна из этих мачт, северо-западная, имеет высоту 16м. На ней два блока с лесками, на высоте 16м и на высоте 12м. Врыта она на глубину 1,8м. На ней я поднимал «Пальму» прошлым летом.
Итак, в 12ч 15м антенна была собрана, подключил трансивер и сразу стал слушать и переключать направления. Станции в это время были только с юго-востока, естественно. Сразу провел телефоном пару связей. Мощность у меня 5 Вт. Первая связь с Александром, UA3LID, старым знакомым по работе в контестах. Сбив, таким образом, лихорадку, стал, наконец, мерить КСВ. Вернее, не КСВ, а импеданс. Активное везде 50 Ом, нулевая реактивность оказалась на 7060 кГц. В модели она повыше. Решил, что попадание в модель хорошее. Далее стал тянуть время до вечера, проводя иногда связи с ближними и демонстрируя им переключение. Диаграммой остался доволен, числа приводить не буду, так как в возбуждении мне было скучно проводить какие-то корректные измерения. Надеюсь, это еще впереди. Балла 3-4 точно есть. Наконец в 18мск услышал DS4EOI/2, CW, азимут 72 град. Он работал с японцами. В 18ч он шел слабо, не сразу я разобрал позывной, но за полчаса разошелся. Пытался его звать, но бесполезно. Потом услышал DU1IST, азимут 92 град. Но пора было заканчивать, пробираться домой. Аппаратуру собрал, ящик СУ тоже снял, а полотно антенны и противовесы оставил. Надеюсь, до следующего раза никто туда не придет.
Н. Смирнов UA3TW ex UA3TCH 03.05.2011
