Субботня карамель

 Вот что значит дуэт.

PZ5RA облом

Прошляпив. На Катарі були веселі півгодини. І дуже людно. А я в цей час вважав зірки: вигулював своїх дівчат :-((( Заспав PZ5RA на Оскарі. Годину тому відпрацював тут Конго, не думав що доля може посміхатися так часто, пішов погуляти. Тепер плачу :-) Через 5 хвилин як я ввімкнув передавач Сурінам QRT :-((

9T0MD

 

    

    Закрив Конго за своїми стандартами: CW, SSB & DIGI. Та й майже WARC. 12 та 17 вже, залишилося 30 метрів. У LOTW не дочекаєшся, швидше за все, команда відома, але так, для себе, отримав насолоду.

      Спершу я на них скаржився. Там мабуть не дуже круті радіотехніки. Постійно вилітала програма у FT8. Потім, напевно, щось накрутили на кабель до комп'ютера, пройшло. Ну а у SSB увечері вже без проблем.

Аудио 9T0MD SSB 15 метрiв

P.S. 20:00
Предмет гордости :-)

Прогноз прохождения

 Цифры характеризующие прохождение этими днями - 92 на 22. Никакие. Десяткка будет дохлой. Совсем. 12 метров -  диапазон скорее мертв, чем жив. Но проблески жизни на нем будут. Например если будет работать DX педиция с Ягами и киловаттным усилителем : слышно будет.  Короче вы вряд ли получите удовольствие. 

  А вот диапазон 15 метров уже будет жить. Он будет оживать с 8 утра, причем если будет слышно, то будет слышно три волны Ди Эксов: сначала первый скачок - Израиль, Азербайджан, Киргизия. Или второй скачок: Оман, Пакистан, Непал. Потом третий ряд, уже Индийский океан:  Мадагаскар, Маврикий, Шри Ланка, Таиланд,  Гонконг.  К полудню прохождение разгуляется и превратиться в одно облако с сильно изрезанными краями, но только под Солнцем и не южнее последней трети (южной) Африки. К 19 часам диапазон будет закрываться, а в интервале от полудня до сумерек прохождение будет стабильным и хорошим.

Диапаазон  17 метров будет очень хорош. Открываться будет с 7 утра с позиций примерно таких же как десятка, после прохождения рассветной полосы все резко будет улучшаться и далее аж до 5 вечера тут будет аншлаг. От 17 часов будет добавляться северная Атлантика и наоборот, Индийский океан, где уже будет темно. Далее области прохождения будут трансформироваться в узкую полосу вдоль сумеречной полосы и к 22 часам диапазон будет закрываться.

   Диапазон 20 метров как положено будет дневнм диапазоном. То есть  ночью будет почти закрыт. Доступны будут страны первого скачка: EA9, страны северной Африки, Израиль, Арабские эмираты и Кувейт. Но уже в 6 утра будет хорошо слышно всю южную часть Евразии и Индийский океан. В полдень пик дневного прохождения, но не максимум. По уже привычной картинке от Атлантики до Японии и даже далее, до Марианских островов и не южнее экватора. Ну, немного вру: вдоль сумеречных полос немного южнее: пару штатов Бразилии, Карибы, Гаяна и на востоке часть Индонезии. Вечером, от полудня до 22 часов - расцвет: слышно все включая южные моря и достаточно громко, но далее за Солнцем области прохождения двигаться не будут: тихое умирание на месте. К полуночи  та самая линия первого скачка и не более.

Диапазон 30 метров, несмотря на то что рядом, будет сильно отличаться от 20-ки.  Если бы не превосходное прохождение во время прохождения сумеречных полос, я бы сказал  будет уступать двадцатке. Ну потому что днем такой же прямоугольник от Атлантики до Японии, только уже не будет стран северной Африки и Индонезии, да и ночью зона прохождения под Луной будет с сильно изрезанными краями, зато утренний рассвет и вечерние сумерки будут просто роскошными. Будет доступно всё то что в темноте и еще по три-четыре часовых пояса до и после.

40 метров будет вести себя как стандартный ночной диапазон, днем скромно, во время прохождения сумерек очень достойно,  вечером превосходно. Высокие уровни и очень хорошая география: всё под Луной за исключением Австралии, южных морей и Антарктитды.   Все диапазоны от 40 метров и ниже по частоте будут этими днями хороши.  А уровни на диапазоне 80 метров вас даже удивят. Ну, это по прогнозу, посмотрим что будет. Погода меняется довольно быстро.

80 и 160 метров слабо реагируют на сокращение солнечных вспышек. На 80 метров можно сказать стандартное для осени улучшение уровней, да и географии тоже. Без труда можно будет слушать одновременно Канаду и Китай, Бермуды и Монголию. Из особенностей - прохождение будет опускаться до непривычных нам южных шиорот - Конго, Судан, Сомали и даже Индия. На 160 метров поскромнее, но так же будет слышно северную Африку и большую часть Евразии.

  На УКВ будет прохождение вечером субботы. Несильное тропо над южной частью Украины, примерно до широты Киева, но до нас подниматься не будет. И потом только вечером пятницы, 9-го октября. Тропо с уровнями "сильное" над теми же областями, что не удивительно. Оно приходит с моря. Нам на севере остаются только метеоры и спутники.  С метеоритами скромно: 8 и 9 пик Драконидов. До 10 метеоритов в час, приличная скорость, так что ионизированные хвосты дорлжны быть заметны. В двадцатых числах будут еще Ориониды, там до 20 метеоров в час, но это оставим на следующий прогноз.

На спутниках оживление. МКС активна в FM и со вчера крутит картинки в стандартном SSTV (FM). Кто забыл -145825. В FM также работают АО-123(без поднесущей) и SO-50.  В CW/SSB целая когорта: AO-7, JO-97, AO-73, FO-29, RS-44.   В цифре остался только один - Соната 2. Кнаксат почему то включается не каждую орбиту.  Надо следить. Изредка появляется картиночно пакетная Арика -2 (436.830), но она никак не прогнозируется командой запуска. Или у них не получается запустить комп, или проблемы с питанием. То есть нерегулярно, а поэтому отслеживать трудно. Но погонять АХ-25 бывает интересно.  Как то так.

Пятница после обеда

 Любимый час - пятница после обеда.  Завершена (почти) трудовая неделя, выполнены рабочие планы, грязные рабочие перчатки отправлены в стирку. Можно заварить ароматный кофе и подумать о планах на выходные. Это или очередной (какой-нибудь:-) телеграфный контест, или погоня за редкими территориями, или пайка очередной самоделки, благо паяльник не выключается, либо разбор строчек кода в скетче для Ардуино.

Совсем другое дело: не лазить  в песке траншей, или под потолком искать участок с плохим сопротивлением на шине 10 киловольт :-). Одним словом смену рода занятий хотя бы раз в неделю рекомендуют и психологи :-)

Слава профсоюзам и законодательству о труде.

P.S. 15:00      Радость была преждевременной. Операторы 9T0MD смогли за полчаса испортить настроение:-)   За тридцать минут 3 попытки установить связь и ни одного зачета.  Прыгание их опереатора  с диапазона на диапазон после каждой неудачи раздражает.  И так не очень слышно... Видно с той стороны хреновый КСВ, компьютер  каждые 10 минут "вылетает" из софта, причем ты получил первый рапорт и не получил 73.... И теперь думаешь, ты в логе или звать опять. Через 10 минут повторение на другом диапазоне. А в конце выясняется, что на 17 метрах у тебя уже есть QSO, только ты не знаешь в какое время.. Приходится открывать ALL.txt и долго листать пока не увидишь что реально 73 не получал.....   И теперь время придется ставить на глазок, а потом, если вдруг понадобится, гадать в OQRS с минутами чтобы совпало....  Или снова звать на 17 метрах, и увидеть что ты уже  забанен  :-)

P.S. 16:00      Через час нашел решение :-)    У них на сайте есть стрим. На него глядя во время связи можно себя увидеть. Если конечно он вас услышит и связь состоится :-) На телеграфе сработало :-)

Quadrifilar Ideas

 Немного есть антенн со специфической или уникальной диаграммой направленности. Например изотропная :-))  И еще квадрифилярная антенна.  Прикол в том, что ее диаграмма - идеальная полусфера. Без провала посредине, как например у клеверной. Отличная антенна для приема/передачи для всего что сверху (снизу, если перевернуть).  Самое известное применение - на спутнике АО-7, рисунок в начале статьи.  На документальном фото видно лучше. И у неё есть реальное усиление, так как эта антенна состоит из 4-х элементов, плавно меняющих фазу, и оно формируется на сложении сигналов с них.

    В некоторых источниках усиление указано как для обычного диполя по сравнению с изотропной - 2,4 дБ. Это неверно. Как минимум 4.5 дБ. Не dBi. То есть диаграмма правильная полусфера и усиление не менее 4 дБ. За счет поворота элементов она также обладает круговой поляризацией. Ниже на фото такая антенна для погодных спутников на 137 мГц и диаграмма для полного разумения. Давным давно я такую делал, и она успешно работала на радиолюбительские интересы. Потом у меня появились комплексы стеков на 144 и 430 с управлением по обеим осям и квадрифиляр, как менее эффективная антенна переместился сначала на задний двор, потом в гараж, а потом и вовсе был разобран на детали.

 Но поскольку антенна реально очень интересная по совокупности свойств, к ней постоянно возвращаются и любители и профессионалы. Тот факт, что она крайне неудобная с точки зрения изготовления, ведь надо учесть что она резонансная, не широкополосная, сегодня удаётся преодолевать : гибка и пайка проводящих элементов  сменилась резано-прессованными деталями, как на фото ниже.  Поскольку при этом изгибов нет, приходится использовать фазовращающие трансформаторы. На фото ниже конструкция квадрафилярной антенны от Flash Army.  В нижней части видны фазосдвигающие трансформаторы, а элементы преобразованы в соответствии с требованиями технологичности производства. На фотографии еще ниже видны особенности конструкции элементов, которые легко режутся и прессуются из дюраля. Белый фторопласт и как элемент крепежа и как диэлектрик. Остаётся проблема с левосторонней и правосторонней круговой поляризацией, но с этим уже сделать ничего нельзя - нужно проектировать при производстве.

Об эффективности этих преобразований можно поспорить, но конструктивное разнообразие впечатляет. Иногда искусственному интеллекту специально поручают создать образ квадрифилярной антенны чтобы максимально запутать непрофессионального читателя. :-)    Еще ниже фото якобы квадрифилярной антенны.    Привожу в качестве прикола, не для информативности материала :-)   Рабочая полоса антенны с повышением частоты становится вполне удовлетворительной для работы на спутники, авиацию, РЭБ, дроны, метеорологию и  другие нужды связи с подвижными объектами.

Понятно что с такими характеристиками антенна в топе универсальных. А с изменениями в технологии производства она занимает всё больший и больший сегмент в общем числе производимых антенн. Впрочем вы наверняка их уже видели: на крышах машин узнаваемые пластиковые "кастрюли" защитных кожухов.

P.S.  Кстати, на ставших очень известными P1SUN антенны внешне похожи на квадрифилярные, но на самом деле лепестковые (клевер). Они работают хуже квадрифилярных, но намного проще и дешевле, что в принципе и определило выбор: квадрифиляр для одноразового применения всё равно сложновато.....

А вот для защиты от летающей взрывчатки всё-таки квадрофилярные. У них нет уязвимости сверху, как у клевера.

Баранчик Шон

    Почти весь вечер сижу на 80.  Нужен FW1P .   Как только позывной появляется в кластере начинается дурдом. Не знаю как остальные континенты, на 80 мне почти ничего не слышно, а вот Европа сходит с ума.  Я понимаю что всем нужен Уолис и Футуна на 80, но я, если не слышу, не зову. Бесполезно же. Ну для меня :-) По моим сведениям (карта PSK reporter)  сейчас его вообще слышит один австралиец и один европеец (Австрия). Я за два часа прыгания по своим и чужим приемникам принял от него три пакета, один из них на свой трансивер и диполь 80 метров, второй на свой WEBSDR со счетверенной рамкой LZ1AQ в саду на земле. Уровень -21. Третий на голландском WEBSDR. Там получше, но один раз. А в FT8 стена зовущих. Интереса для пошел смотреть эти позывные на QRZ.COM : мало ли, может у них на 80 метров по три элемента. Ни одного такого не нашлось. И вдруг всё затихло как по команде. Никого! Хоть бы один остался! Подумал что наверное его "объявили" в кластере где-то на другом диапазоне. Иду смотреть в кластер. :-)

NN4R-@

7074.0

FW1P

18:57 30 Sep

FT8

Wallis & Futuna Islands

 Баранчик Шон и его стадо :-)  Вся толпа повинуясь стадному инстинкту ломанулаь за кластером :-)  И я записал себе в память совет: когда на DX-а набрасывается толпа и тебя затоптали - положи в кластер его позывной где-нибудь на другом диапазоне. Облегчи себе жизнь не слишком отягощая совесть :-)  Это работает.

Entertainment :-)

 

To: UT5RB, UR5RP

Field Day 2026: R&D in the Field Part 2

Yuriy Fuchs, AC6A

The Nonresonant Doublet and PA0FRI S-Match on 80 Meters

Our ARRL Field Day 2026 site included 11 co-located transmitters, creating a demanding RF environment for antenna testing. This project used a nonresonant 80-meter wire doublet, low-loss open-wire feed line, a homebrew PA0FRI S-match tuner, a 1:1 coaxial choke balun, and a multi-pole band-pass filter.

The purpose was to challenge a common assumption: an antenna does not have to be cut to a resonant half-wave length to be effective. Resonance can simplify a coax-fed, single-band installation, but it is not the same as radiation efficiency, radiation pattern, or field performance. A nonresonant antenna can work well when the radiator, feed line, matching network, common-mode control, filtering, and installation are engineered as one system.

The Antenna System

The antenna was a wire doublet about 50 m long, installed as a slight inverted-V with an apex approximately 12 m above ground. The installation was neither perfectly horizontal nor symmetrical.

At 3.59 MHz, the wire was approximately 0.60λ long—modestly longer than a half-wave dipole. It was fed with approximately 15 m of open-wire ladder line.

The S-match was installed at the station-side end of the ladder line. It transformed the impedance of the antenna-and-feed-line system to approximately 50 Ω. Its matched output passed through a 1:1 coaxial choke balun, then through approximately 30 m of coaxial cable to the band-pass filter and transceiver.

The ladder line was central to the design. A nonresonant antenna can produce high SWR on its feed line. In coaxial cable, high SWR can substantially increase loss; low-loss open-wire line is more tolerant of high SWR. The S-match at the station-side end of the ladder line transformed the antenna-and-feed-line impedance to approximately 50 Ω.

FIELD-DEPLOYMENT ADVANTAGE  A conventional resonant dipole may require precise measurement, raising the antenna, checking resonance, lowering it for trimming, and repeating the cycle. We selected a mechanically convenient wire length that fit the available supports, installed it once, and completed final matching from the operating position.

 

Measurement still matters. Wire length, feed-line length, installation height, and station-end impedance should be documented. But exact trimming to a resonant frequency was not a prerequisite for placing the antenna in service.

The same wire-and-ladder-line system can be used on multiple amateur bands when paired with a tuner having sufficient matching range. Each band presents a different impedance, efficiency, and radiation pattern, so multiband operation must be evaluated band by band.

Before deployment, these tradeoffs can be evaluated with antenna-modeling software such as MMANA-GAL or EZNEC. Model the actual wire lengths, antenna geometry, installed height, and representative ground conditions. The software can estimate feed-point impedance, SWR, gain, and radiation pattern on each intended band. Modeling does not replace field measurements, especially where local conditions differ from the model. It is an efficient way to identify extreme impedances and unacceptable compromises before the antenna is raised.

Resonance Is Not Performance

Table 1—Resonance, impedance match, and radiation efficiency describe different properties of an antenna system.

Property	Meaning
Resonance	Little or no net reactance at a specified point and frequency
Match	The transmitter sees an acceptable load, typically near 50 Ω
Efficiency	The fraction of accepted power radiated rather than lost in wire, ground, feed line, or matching components

A tuner does not make the wire radiator resonant. It transforms the impedance presented by the complete antenna-and-feed-line system.

A doublet shorter than 0.5λ becomes increasingly capacitive as it is shortened. Its radiation resistance falls, matching-network current rises, and system losses become more important. A moderately shortened wire can nevertheless be practical when low-loss balanced line and a capable tuner are used.

A longer doublet has a different tradeoff. As length increases beyond 0.5λ, its current distribution and radiation pattern change. Directivity may increase in selected directions, but the pattern develops narrower lobes and deeper nulls.

The PA0FRI S-Match

   The S-match transformer provides galvanic isolation between the transceiver-side circuit and the balanced antenna-side circuit. The added coaxial choke serves a different purpose: it presents high impedance to common-mode RF current flowing on the outside of the coax shield. With approximately 30 m of coax between the tuner and radio, the choke reduced the likelihood that the outer conductor, station equipment, and attached wiring would become unintended parts of the antenna system.

The matching network was a homebrew S-match based on the design by Frits Geerligs, PA0FRI. The S-match is a balanced tuner using a variable capacitor, variable inductor, and transformer arrangement. It is intended for balanced feed systems and provides galvanic isolation between the transceiver-side and antenna-side circuits.

   

Our implementation retained the basic PA0FRI S-match topology and added a 1:1 coaxial common-mode choke at its 50 Ω output.

The tuner used:

• A roller inductor for continuous adjustment.
• A T-300A-2 powdered-iron toroidal core.
• A 1:1 coaxial choke balun at the 50 Ω output.

The S-match was selected for its broad practical matching range. We have also used the same topology with nonresonant verticals and loop antennas. This does not mean that all antennas have equal efficiency or the same radiation pattern. It means that many practical antenna-and-feed-line impedances can be matched successfully within the tuner’s component voltage, current, and power limits.

Selectivity and Filtering

The S-match had a high loaded Q and a sharp tuning peak. When adjusted precisely to the operating frequency, it acted as a tuned preselector and attenuated some off-frequency energy before it reached the receiver.

The 1:1 choke balun at the S-match’s 50 Ω coaxial output reduced common-mode RF current entering the approximately 30 m coaxial run to the operating position. A separate multi-pole 80-meter band-pass filter at the transceiver end provided stronger band-selective rejection.

Table 2—The S-match, common-mode choke, and band-pass filter serve separate functions in the 80-meter station.

Device	Function
PA0FRI S-match	Matches the ladder-line system to 50 Ω and adds narrow, load-dependent tuned-circuit selectivity
1:1 coaxial choke balun	Adds common-mode impedance at the S-match coaxial output and reduces unintended RF current on the transceiver-side coaxial path
Multi-pole band-pass filter	Provides dedicated 80-meter filtering and greater rejection outside the intended band

 

Together, the tuned S-match, choke balun, and band-pass filter supported operation in the crowded Field Day environment. The narrow S-match tuning was useful on the selected digital frequency, but moving to the phone portion of 80 meters required retuning the roller inductor and capacitor.

The digital station operated alongside 10 nearby transmitters without observed interference that prevented normal operation.

Field Results

The system was used primarily for 80-meter digital operation. The 50 m doublet and ladder line were matched smoothly by the S-match at the operating frequency. Despite its nonresonant physical length and imperfect field geometry, the system provided reliable communication in the active Field Day RF environment.

KEY ENGINEERING POINT  A nonresonant doublet can be an effective antenna when paired with open-wire line, a wide-range balanced tuner, common-mode control, and appropriate station filtering.

 

 Conclusion

A resonant antenna remains a simple solution when the site permits it. But temporary installations rarely offer ideal supports, ideal height, perfect geometry, or unlimited time.

This project showed that resonance should not become a deployment barrier:

• Use a wire length and geometry that fit the site safely; a wide-range balanced tuner avoids repeated lowering and trimming for one resonant frequency.
• When substantial mismatch is expected, use low-loss balanced line for the high-SWR section, or place the matching network at or near the antenna feedpoint so the long coaxial feed line operates close to 50 Ω.
• Model the actual installation with MMANA-GAL, EZNEC, or comparable software before deployment, then verify key assumptions with an antenna analyzer and on-air operation.
• Check each intended band separately for impedance, gain, and radiation pattern.
• Use a properly characterized 1:1 choke balun to reduce common-mode current on the coaxial transceiver-side path.
• Use dedicated band-pass filtering where required at dense multi-transmitter sites.

The 50 m doublet, open-wire line, S-match, choke balun, approximately 30 m of coaxial cable, and multi-pole band-pass filter formed a practical 80-meter Field Day system without requiring an exact resonant wire length or repeated trimming at height. The same antenna can be evaluated for additional bands, provided its impedance, matching range, radiation pattern, and component stresses are considered separately.

A nonresonant antenna is not automatically a poor antenna. It is an antenna whose complete system must be engineered deliberately.

References

1. F. Geerligs, PA0FRI, “S-Match Universal Antenna Tuner.” http://www.pa0fri.com/ATU/Smatch/smatcheng.htm

2. F. Geerligs, PA0FRI, “Travel S-Match Antenna Tuner.” https://www.pa0fri.com/ATU/TravelS-match/TravelS-matcheng.htm

3. American Radio Relay League, “Transmatch/Antenna Tuner.” http://www.arrl.org/transmatch-antenna-tuner

4. American Radio Relay League, “Understanding SWR by Example.” https://www.arrl.org/files/file/Technology/tis/info/pdf/q1106037.pdf

5. American Radio Relay League, “Antenna Modeling.” http://www.arrl.org/antenna-modeling

6. W7EL, “EZNEC Antenna Software.” https://eznec.com/

7. MMANA-GAL, “MMANA-GAL Basic.” http://gal-ana.de/basicmm/en/

8. DJ0IP, “Open-Wire-Fed Antenna.” https://www.dj0ip.de/open-wire-fed-ant/

9. OnAllBands, “What Does a Common-Mode Choke Do?” https://www.onallbands.com/ham-radio-tech-what-does-a-common-mode-choke-do/

ARRL Field Day 2026: польові дослідження та розробка 2

  Юрiй Фукс, AC6A

Нерезонансний диполь і PA0FRI S-Match на 80 метрах

   На нашій позиції ARRL Field Day 2026 одночасно працювали 11 передавачів, що створило складне ВЧ-середовище для випробування антен. У цьому проєкті використовувалися нерезонансний дротяний несиметричний вібратор для 80-метрового діапазону, дешева відкрита двопровідна лінія живлення, саморобний тюнер PA0FRI S-match, коаксіальний 1:1 choke-balun та багатополюсний смуговий фільтр. Можна було й простіше, але хотілося зробити все правильно.

     Метою було поставити під сумнів поширене припущення що антена обов’язково має бути обрізана до резонансної півхвильової довжини, щоб працювати ефективно. Резонанс може спростити однодіапазонну установку з коаксіальним кабелем, але він не є тотожним ККД випромінювання, діаграмі спрямованості чи практичній роботі. Нерезонансна антена може добре працювати, якщо випромінювач, фідер, узгоджувальний пристрій, придушення синфазних струмів, фільтрація та вся установка розглядаються як єдина інженерна система.

Антенна система

    Антена являла собою дротяний диполь довжиною близько 50 м, встановлений як невелика інвертована V, з вершиною приблизно 12 м над землею. Вона не була ані ідеально горизонтальною, ані симетричною. На частоті 3,59 МГц довжина дроту становила приблизно 0,60λ, тобто була дещо більшою за півхвильовий диполь. Антена живилася приблизно 15 м відкритої двопровідної драбинної лінії.

S-match був встановлений на станційному кінці драбинної лінії. Він узгоджував імпеданс системи «антена—фідер» приблизно до 50 Ω. Його узгоджений вихід проходив через коаксіальний 1:1 choke-balun, а далі приблизно 30 м коаксіального кабелю до смугового фільтра та трансивера.

Драбинна лінія була ключовою частиною конструкції. Нерезонансна антена може створювати високий КСХ на фідері. У коаксіальному кабелі високий КСХ може істотно збільшити втрати; маловтратна відкрита лінія значно краще переносить високий КСХ. I зовсiм мали втрати.

ПЕРЕВАГА ПОЛЬОВОГО РОЗГОРТАННЯ  Звичайний резонансний диполь може вимагати точного вимірювання, підняття антени, перевірки резонансу, опускання для підрізання та повторення циклу. Ми вибрали механічно зручну довжину дроту, яка відповідала наявним опорам, підняли антену один раз і виконали остаточне узгодження з робочого місця, с землi.

 

     Вимірювання все одно важливі. Слід документувати довжину дроту, довжину фідера, висоту встановлення та імпеданс на станційному кінці. Однак точне підрізання до резонансної частоти не було необхідною умовою для введення антени в роботу.

     Ту саму систему з дроту та драбинної лінії можна використовувати на кількох аматорських діапазонах, якщо тюнер має достатній діапазон узгодження. На кожному діапазоні система матиме інший імпеданс, ККД та діаграму спрямованості, тому багатодіапазонну роботу необхідно оцінювати для кожного діапазону окремо.

     Перед розгортанням ці компроміси можна оцінити за допомогою програм моделювання антен, наприклад MMANA-GAL або EZNEC. У модель слід внести реальні довжини дротів, геометрію антени, висоту встановлення та репрезентативні параметри ґрунту. Програма може оцінити імпеданс у точці живлення, КСХ, підсилення та діаграму спрямованості для кожного запланованого діапазону. Моделювання не замінює польових вимірювань, проте це ефективний спосіб виявити екстремальні імпеданси та неприйнятні компроміси до підняття антени.

Резонанс — це не вся характеристика

Таблиця 1. 

Резонанс, узгодження імпедансу та ККД випромінювання описують різні властивості антенної системи.

Властивість	Значення
Резонанс	Малий або нульовий сумарний реактивний опір у заданій точці та на заданій частоті
Узгодження	Передавач бачить прийнятне навантаження, зазвичай близьке до 50 Ω
ККД	Частка прийнятої ВЧ-потужності, що випромінюється, а не втрачається в проводі, ґрунті, фідері або узгоджувальних компонентах

 

   Тюнер не робить сам дротяний випромінювач резонансним. Він перетворює імпеданс, який представляє повна система «антена—фідер».  

      Диполь, коротший за 0,5λ, стає дедалі більш ємнісним у міру вкорочення. Його опір випромінювання зменшується, струм в узгоджувальній мережі зростає, а втрати системи стають важливішими. Проте помірно вкорочений дріт може залишатися практичним рішенням за умови використання маловтратної симетричної лінії та придатного тюнера.

        Довший диполь має інший компроміс. Коли його довжина перевищує 0,5λ, змінюються розподіл струму та діаграма спрямованості. Спрямованість може зростати в окремих напрямках, але діаграма також набуває вужчих пелюсток і глибших провалів.

S-Match PA0FRI

Узгоджувальний пристрій був саморобним S-match за конструкцією Фрітса Геерлігса, PA0FRI. S-match — це симетричний тюнер зі змінним конденсатором, змінною індуктивністю та трансформаторною схемою. Він призначений для симетричних фідерних систем і забезпечує гальванічну розв’язку між колом трансивера та симетричним антенним колом.

У нашій реалізації збережено базову топологію PA0FRI S-match і додано коаксіальний 1:1 choke-balun на його 50-омному виході.

У тюнері використовувалися:

• Роликовий індуктор для безперервного регулювання
• Порошковий тороїдальний осердь T-300A-2.
• Коаксіальний 1:1 choke-balun на 50-омному виході.

Трансформатор S-match забезпечує гальванічну розв’язку між колом трансивера та симетричним антенним колом. Додатковий коаксіальний choke виконує іншу функцію: він створює високий імпеданс для синфазного ВЧ-струму, що тече по зовнішній поверхні екрана коаксіального кабелю. Оскільки між тюнером і трансивером було приблизно 30 м коаксіалу, choke зменшував імовірність того, що зовнішній провідник коаксіалу, станційне обладнання та підключена проводка стануть ненавмисними частинами антенної системи.

S-match було обрано через його широкий практичний діапазон узгодження. Ми також використовували цю топологію з нерезонансними вертикальними та рамковими антенами. Це не означає, що всі антени мають однаковий ККД або однакову діаграму спрямованості. Це означає, що багато практичних імпедансів системи «антена - фідер» можна успішно узгодити в межах допустимих напруг, струмів і потужності компонентів тюнера.

Селективність і фільтрація

   S-match мав високий навантажений Q і різкий максимум налаштування. За точного налаштування на робочу частоту він працював як настроюваний преселектор і послаблював частину позасмугової енергії до її потрапляння на вхід приймача.

    Коаксіальний 1:1 choke-balun на 50-омному виході S-match зменшував синфазний ВЧ-струм, що потрапляв у приблизно 30-метрову коаксіальну лінію до робочого місця. Окремий багатополюсний смуговий фільтр для 80 м, встановлений біля трансивера, забезпечував сильніше частотне придушення поза потрібним діапазоном.

   Разом настроєний S-match, choke-balun і смуговий фільтр забезпечили роботу в умовах щільного майданчика ARRL Field Day. Вузьке налаштування S-match було корисним на вибраній цифровій частоті, але перехід до телефонної ділянки 80 м вимагав переналаштування роликового індуктора та конденсатора.

       Цифрова станція працювала поруч із десятьма іншими передавачами без помічених завад, які перешкоджали б нормальній роботі.

Таблиця 2.
S-match, синфазний choke та смуговий фільтр виконують різні функції в 80-метровій станції.

Пристрій	Функція
PA0FRI S-match	Узгоджує систему з драбинною лінією до 50 Ω і додає вузьку, залежну від навантаження селективність настроюваного кола
Коаксіальний 1:1 choke-balun	Створює синфазний імпеданс на коаксіальному виході S-match і зменшує ненавмисний ВЧ-струм на коаксіальному шляху з боку трансивера
Багатополюсний смуговий фільтр	Забезпечує спеціалізовану фільтрацію для 80 м і сильніше придушення поза потрібною смугою

 

Результати в польових умовах

    Система використовувалася переважно для цифрового зв’язку на 80 м. Диполь довжиною 50 м та драбинна лінія плавно узгоджувалися S-match на робочій частоті. Незважаючи на нерезонансну фізичну довжину та недосконалу польову геометрію, система забезпечила надійний зв’язок в активному ВЧ-середовищі ARRL Field Day.

КЛЮЧОВИЙ ІНЖЕНЕРНИЙ ВИСНОВОК Нерезонансний диполь може бути ефективною антеною у поєднанні з відкритою фідерною лінією, широкодіапазонним симетричним тюнером, придушенням синфазних струмів та належною станційною фільтрацією.

Висновок

Резонансна антена залишається простим рішенням, коли умови місця це дозволяють. Але тимчасові установки рідко мають ідеальні опори, ідеальну висоту, бездоганну геометрію або необмежений час. Цей проєкт показав, що резонанс не повинен бути перешкодою для розгортання:

• Використовуйте довжину та геометрію дроту, які безпечно підходять для майданчика; широкодіапазонний симетричний тюнер усуває потребу багаторазово опускати й підрізати антену для однієї резонансної частоти.
• Коли очікується значний КСХ, використовуйте маловтратну симетричну лінію для ділянки з високим КСХ або розміщуйте узгоджувальний пристрій у точці живлення чи поруч із нею, щоб довга коаксіальна лінія працювала з імпедансом, близьким до 50 Ω
• Моделюйте реальну установку в MMANA-GAL, EZNEC або подібній програмі до розгортання, а потім перевіряйте ключові припущення антенним аналізатором і роботою в ефірі.
• Перевіряйте кожен запланований діапазон окремо щодо імпедансу, підсилення та діаграми спрямованості.
• Використовуйте правильно охарактеризований 1:1 choke-balun для зменшення синфазного струму на коаксіальній лінії з боку трансивера.
• Використовуйте спеціалізовані смугові фільтри там, де цього вимагають щільні багатопередавачні позиції.

   Диполь довжиною 50 м, відкрита драбинна лінія, S-match, choke-balun, приблизно 30 м коаксіального кабелю та багатополюсний смуговий фільтр утворили практичну 80-метрову систему ARRL Field Day без потреби в точно резонансній довжині дроту або багаторазовому підрізанні антени на висоті. Цю ж антену можна оцінити для роботи на додаткових діапазонах за умови окремого аналізу її імпедансу, діапазону узгодження, діаграми спрямованості та навантаження на компоненти. 

Нерезонансна антена не є автоматично поганою антеною. Це антена, повну систему якої потрібно свідомо проєктувати.

Джерела

1. F. Geerligs, PA0FRI, “S-Match Universal Antenna Tuner.” http://www.pa0fri.com/ATU/Smatch/smatcheng.htm

2. F. Geerligs, PA0FRI, “Travel S-Match Antenna Tuner.” https://www.pa0fri.com/ATU/TravelS-match/TravelS-matcheng.htm

3. American Radio Relay League, “Transmatch/Antenna Tuner.” http://www.arrl.org/transmatch-antenna-tuner

4. American Radio Relay League, “Understanding SWR by Example.” https://www.arrl.org/files/file/Technology/tis/info/pdf/q1106037.pdf

5. American Radio Relay League, “Antenna Modeling.” http://www.arrl.org/antenna-modeling

6. W7EL, “EZNEC Antenna Software.” https://eznec.com/

7. MMANA-GAL, “MMANA-GAL Basic.” http://gal-ana.de/basicmm/en/

8. DJ0IP, “Open-Wire-Fed Antenna.” https://www.dj0ip.de/open-wire-fed-ant/

9. OnAllBands, “What Does a Common-Mode Choke Do?” https://www.onallbands.com/ham-radio-tech-what-does-a-common-mode-choke-do/