Конструкция сборочного узла антенны SPIDER
Хочу поделиться с народом конструкцией сборочного узла антенны SP > 
Я думаю, что SP > Валерий Габдуллин (UA0SGY).
Часть II
После моей публикации сборочного узла антенны SP > в которых Вы просили рассказать о моей конструкции SP >
BALUN сделан из кабеля питания. 8 витков в бухте диаметром 15см.
Вся конструкция была изготовлена для быстрой сборки и демонтажа в полевых условиях. Из фотографий конструкция ясна, и дополнительных пояснений не требуется.
Антенна побывала со мной в этом сезоне на выездах в IR-35, UO-03,BU-13 и хорошо себя зарекомендовала.
P.S. Думаю, что мой вариант не последний. Пока не выпал снег, хотелось бы посмотреть другие варианты сборки антенны.
Друзья, поделитесь своими опытом со всеми!
За дополнительно информацией обращайтесь на UA0SGY@INBOX.RU
Валерий Габдуллин (UA0SGY).
Создание этой антенны прямо таки «назревало» в 90-х годах прошлого века. Так мне попадались статьи, которые наталкивали на мысль создания такой антенны. К одной из них можно отнести статью Дика Берда (G4ZU) – «JUNGLE JOB, или Новые технические принципы конструирования компактных бимов». [1].
Другой публикацией напоминающей антенну Спайдер была статья Свердловского радиолюбителя UA9CR, опубликованная в Радиолюбительском бюлетне №6/14 от 15 марта 1990 года, издаваемом Петрозаводским клубом «Кивач». [2].
Не правда – ли, форма 3-х элементной YAGI, сходна, с антенной Спайдер. Но все это вокруг, да около. То два элемента, то один диапазон.
Предполагаю что с бурным развитием компьютерной техники и с развитием программ по моделированию антенн, «у них там, на западе» – DF4SA удалось рассчитать и воплотить в «железе», а также популяризовать – реально работающую ногодиапазонную антенну, которую он назвал SPIDER BEAM. А после публикации описания этой антенны в журнале Радио [3] и с развитием Интернета в России, антенна Спайдер снискала себе популярность, в силу своей простоты, дешевизны и хорошей повторяемости и у нас в стране.
После длительного периода (начиная с 2003) изучения документации на антенну Спайдер [4], ознакомления с различными статьями, относящимися к этой антенне и приобретения необходимых комплектующих, у меня в 2007 появилось время и возможность приступить к постройке SPIDER BEAM.
За основу я взял конструкцию UA0SGY [5] , естественно с изменениями, учитывающими мои средства и возможности, а также мое конструкторское виденье некоторых узлов антенны. Так трубы крестовины я не стал сверлить как у UA0SGY, а закрепил их на стойке посредством дюралевой пластины и U-образных шпилек. На стойке закрепил текстолитовую пластину для крепления центральной части вибраторов, это узел аналогичен конструкции UA0SGY, лишь с той разницей, что был установлен разъем СР-50, для подключения фидера.
Основание крестовины – дюралевая труба свободно одевающаяся на верхнюю секцию мачты. В качестве последней использовался телескопическая мачта – ДЛЯ4.115.002. [6].
Для изготовления шестов антенны были закуплены семи метровые китайские удочки, которые на поверку оказались не семи метровыми. У четырех закупленных удочек длина варьировалась от 6400 до 6800. Тем не менее, последние две секции удочки, пришлось убрать, ввиду слабости их конструкции. А недостающую длину наращивать за счет труб крестовины.
При сборке шестов, оказалось, что места сочленения секций необходимо укреплять, иначе шесты от вибрации при ветре самопроизвольно складываются. Я места сочленения секций обматывал ПХВ изоляционной лентой и сверху обжимал автомобильным хомутом.
Все элементы антенны выполнил из полевика по размерам, опубликованным в авторской документации. Растягивал элементы антенны капроновым шнуром диаметром 2 мм., а шесты растягивал капроновым шнуром диаметром 4 мм. Крепеж элементов, растяжек к шестам выполнен как у UA0SGY, посредством автомобильных хомутов и петель из стального провода диаметром 1,5 мм.
Собранная на земле антенна, как уже указанно выше, поднята на рабочую высоту телескопической мачтой [6]. Роль верхнего яруса оттяжек мачты выполнял INVTRTED VEE на 40/80-и метровый диапазон. [7]. Средняя часть мачты была растянута капроновым шнуром диаметром 4 мм., а нижняя секция мачты закреплена штатными растяжками.
После поднятия антенны на рабочую высоту (около 10 м.) были произведены замеры КСВ по диапазонам и снята диаграмма направленности. Несмотря на то, что резонансы антенны находились в верхних участках диапазонов, ее широкополостность вполне отвечала моим требованиям. Практическая работа в эфире подтвердила хорошую ее работу.
Антенна простояла четыре месяца и в октябре после очередного шторма рухнула, при этом был сломан один шест (удочка).
Данная «авария» ни коим образом не относиться к конструкции антенны. Слабым местом оказалась верхняя секция мачты. Вращалась антенна по азимуту – посредством веревки, которая отвязалась, и результат виден на прилагаемых фото.
После ремонта шеста антенна была собрана снова, а так как наступил сезон осенне-зимних штормов, то я не рискнул ее устанавливать на мачту, приподняв ее подручными средствами на высоту где-то 3 – 4 метра. Как ни странно с такой высотой антенны на трансивер Icom 706mk2g я свободно проводил связи с европейской частью материка. В таком виде антенна проработала почти месяц.
Еще в процессе сборки я перетянул один из хомутов, до специфического потрескивания шеста. В надежде на «авось» не стал тогда менять секцию. Очередной шторм нашел слабое место. Поломался «цельный» шест в ожидаемом мной месте.
Так как времени и материала для очередного ремонта не было, я взял концы элементов антенны свел в один узел и при помощи колышка воткнул в снег. Таким образом, основание и одна половина элементов антенны находилась на высоте где-то 2 метра, а вторая половина элементов антенны плавно спускалась к земле.
В таком виде антенна простояла до весны следующего года, и на ней проводились связи с европейской частью материка. Правда по эффективности она соответствовала или чуть превосходила в направлении основного лепестка излучения – INVTRTED VEE на 40/80 метровый диапазон стоящей неподалеку.
В начале лета у меня появилось время и материалы что бы вновь восстановить антенну, что и было сделано.
Восстановленная антенна вновь заняла свое место на отремонтированной и усиленной мачте, все лето, радуя меня своей работой.
Сильнейший ураган «Густав» прошедший в начале сентября добрался и до нас. Шест, за который производился поворот антенны, обломался.
А когда я опускал антенну, у помощника (не радиолюбителя) зазвонил телефон, он бросил оттяжки и антенна «грохнулась» в месте с мачтой. Превратившись в груду палок.
Антенна Спайдер изготовленная из китайских удочек ломалась по причине:
1. В первом и последнем случае поломки, была неправильно привязана веревка, за которую вращалась антенна. В результате в первом случае обломалась верхняя секция мачты, что привело к поломке всей антенны. В последнем случае поломки, порывами ветра обломало шест в месте крепления веревки. И лишь некомпетентность помощника привела к поломке антенны в целом;
2. Во втором случае поломки, была пережата хомутом секция шеста, считай, нарушена прочность секции.
Хотя история и не приемлет слагательных наклонений, все же предположу, если для вращения применить поворотное устройство, то поломок изложенных в первом пункте удалось бы избежать, соответственно не было бы и поломок изложенных во втором пункте.
Для мобильного варианта антенна Спайдер изготовленная из китайских удочек вполне подходящий вариант: легкая, довольно быстро собираемая. В случае применения китайских удочек для изготовления стационарного варианта, внутрь шестов надо проложить капроновый шнур и «задуть» монтажную пену, а еще лучше применить «палки» от R-QUAD. Не лишнее будет дополнительно покрасить шесты краской для наружных работ – т.е. устойчивой к ультрафиолету.
1. Дик Берд (G4ZU) – «JUNGLE JOB, или Новые технические принципы конструирования компактных бимов».
2. Радиолюбительский бюлетнь №6/14 от 15 марта 1990 года, издаваемый Петрозаводским клубом «Кивач».
3. Корнелиус Поль (DF4SA) – Трех диапазонная направленная антенна «Спайдер». Ж-л Радио №9 2003г. стр. 64-67.
5. Валерий Габдуллин (UA0SGY); Конструкция сборочного узла антенны SPIDER; cqham.ru.
6. Ищется паспорт на алюминиевый военный полутелескоп 10 м; cqham.forum.ru.
7. Ю. Жомов (UA3FG) – Антенна для любительской радиосвязи.; ж-л Радио №4 1968г.; стр.13-14
Требования к поворотному устройству
Подходит ротатор от ТВ антенны
Допустимая мощность излучения в непрерывном режиме составляет 2 кВт. Основные данные антенны приведены в таблице 1.
Главная задача при установке антенны — это поднять ее на максимально возможную высоту. Антенны даже с малым выигрышем, поднятые на большую высоту, дают лучший сигнал, чем антенны с большим выигрышем, но установленные на малой высоте. Малый вес “Спайдера” облегчает его подъем на большую высоту. Упрощается и выбор оптимального места установки. Антенну удобно использовать в путешествиях, устанавливать на вершинах окрестных гор, на островах, башнях замков и маяков и даже на любой крыше.
Этим антенна выгодно отличается от обычных тяжелых трехдиапазонных "бимов". Сборка антенны проста, в конструкции не используются какие-либо особые сложные элементы. Отсутствие процедуры настройки делает антенну доступной для новичков. Стоимость материалов для изготовления антенны невелика, и можно еще сэкономить на мачте и поворотном устройстве.
Разработке антенны способствовало знакомство с оригинальным и изящным решением Дика Берда (G4ZU), предложившего свою “Птичью Яги” — трехэлементную антенну “волновой канал” с V-образно изогнутыми проволочными директором и рефлектором. Ее называют еще “Лук и стрела”. Однако в литературе не было описаний многодиапазонных конструкций, поэтому DF4SA пришлось взяться за самостоятельную разработку.
После бесчисленных попыток компьютерного моделирования, наконец, удалось получить виртуальную антенну, удовлетворяющую поставленным требованиям. Оставались конструктивные, механические проблемы: антенна должна была быть легкой, но жесткой, обеспечивать защиту от влаги, иметь повторяющиеся электрические характеристики независимо оттого, сколько раз ее собирали и разбирали. Сборка не должна была быть сложной и требовать каких-то особых инструментов. Все эти требования были выполнены, и автор получил большое удовольствие, наблюдая, как антенна легко вынесла жестокий шторм при работе из СТЗЕЕ во время СО WW CW CONTEST 2002 года.
Основные принципы построения антенны. “Спайдер” — это волновой канал для диапазонов 10, 15 и 20 метров.
Она образована тремя как бы вложенными одна в другую проволочными антеннами, растянутыми на общей крестовине ("пауке") из стеклопластика. Эти антенны, в свою очередь, содержат три элемента для диапазона 20 метров, три элемента для диапазона 15 метров и четыре элемента для диапазона 10 метров. Активный элемент антенны состоит из трех индивидуальных диполей для диапазонов 20, 15 и 10 метров, соединенных между собой лишь в точке питания. В результате никаких катушек или контуров (“трапов”) в конструкции антенны не используется.
Для перехода от несимметричного коаксиального кабеля к симметричному диполю использовано несложное и широкополосное дроссельное устройство, предложенное W2DU. Это делает систему питания очень простой и надежной. Никаких фразирующих линий или иных согласующих устройств не требуется. Общий эскиз антенны (вид сверху) и установочные размеры элементов (в сантиметрах) показаны на рис. 3. Длины проводов (в сантиметрах) пассивных элементов антенны приведены в таблице 2.
Необходимо заметить, что указанные данные справедливы лишь при изготовлении антенны из медного или омедненного провода диаметром 1 мм без изоляции.