Антенна 431,5МГц для работы через ретрансляторы

Всем привет!
Появилась задача разработать компактную антенну с бумом длиной не более 2 метра, в диапазоне 70см для работы через ретрансляторы с разносом по частотам -7,6МГц.
Условия на линии между корреспондентом и ретранслятором 70км и перекрытие по рельефу местности.

Профиль

Start Height: 166.778 m
End Height: 272.71 m
Straight-Line Distance: 69.4427 km
3D Distance on Surface: 69.4948 km
Vertical Difference (Start to Finish): 105.9 m
Minimum Elevation on Path: 117.913 m
Maximum Elevation on Path: 204.966 m
Azimuth: 4° 49′ 53.7″
Slope/Tilt: 0.09°
Min LOS Clearance: -59.846 m
Min LOS Clearance Location: 30.3452117736, 50.0383126933
Baseline Elev at Min LOS Clearance Location: 205.25 m

Потери на линии 188dB
Для обеспечения связи необходимы данные: усиление антенны ретранслятора, потери фидерной линии, потери приемного тракта дуплексера, а также уровень детектирования приемника ретранслятора.
Последние нам не известны, мы принимаем оптимальные условия для ретранслятора: усиление антенны 6dBi, потери АФУ и дуплексера 1,5dB, опорный уровень принимаем 9 баллов -93dBm.
Для решения такой задачи мы можем пойти на увеличение энергетики передатчика при малом усилении антенны или увеличить усиление антенны.
Так как в ТЗ было дано максимальная длинна бума 2 метра, то уложить в волновую структуру более 10 элементов не представляется возможным и усиление ограничивается 12dBd.
По расчетам нам необходимо при подводимом уровне к антенне +46dBm (39.81Wt) усиление последней необходимо 19dBi.

Бум антенны квадратная труба 20х20мм (25х25мм). Рефлектор и директоры сплав АД31(32) 8мм крепятся на изоляторах из орг.стекла, расстояние между поверхностями бума и элементов 10мм, минимум 5мм.
Вибратор диаметр 10мм, в проекте медная труба для уменьшения потерь. Зазор между плечами диполя 10мм (воздух). Элементы вибратора должны быть запитаны отводами длиной до 7мм.

ТТХ антенны:
Элемент Позиция Длинна элемента
Рефлектор 0мм 339мм
Вибратор 158мм 306мм
Директор1 232мм 300,5мм
Директор2 407мм 293,5мм
Директор3 631мм 280мм
Директор4 936мм 277,5мм
Директор5 1191мм 280,5мм
Директор6 1463мм 274,5мм
Директор7 1740мм 280мм
Директор8 1952мм 272мм

Диаграмма направленности

График сопротивлений

График КСВ

График усиления и соотношения главного и тылового лепестков

Сводная таблица ДН в полосе частот

Задача передачи и приема решена за счет максимального возможного соотношения усиления фронт/тыл, а также максимального усиления в полосах частот передачи и приема.

Спектры ЧМ сигналов

Хотим Вам рассказать про сигналы радиолюбительских станций и их характеристики.
Дело в том, что есть радиолюбители которые не изучая стандартов связи, настраивают свои станции как говорится «на слух». И в результате получают очень громкий сигнал «пробивной». Но это обманчиво, такие спектры выходят за пределы рабочей полосы фильтра приемников, что часто является причиной не возможности провести дальние связи.

Подробнее о картинке анализатора — Span (полоса обзора) 20КГц, что соответсвует полосе частот измерения сигналов для сигналов с шагом 12,5 и 25 КГц. Синий цвет рамки ограничивает полосу полезного сигнала по уровню -3 дБ (полоса частот стандартных ЧМ приемников). Верхний предел -93 дБм это 9 баллов по S-Metr для УКВ диапазонов.

Представте, что это сигнал принимаемый вашей антенной приходит в ваш приемник. В реальной ситуации, так выглядит «нажатие» без модуляции.
Подводим к анализатору спектра сигнал с генератора с уровнем -100дБм, только несущая. (0,29дБ это потери на фидере)

Тот же уровень сигнала и в модуляцию подается синусоида 1,5КГц, девиация соотвествует узкой полосе «Narrow». Обратите внимание на падение уровня несущей, так в принципе и должно быть. Девиация равна полной для Narrow. Пока все в порядке, так как спектр не выходит за пределы зоны рабочей полосы фильтров ЧМ приемника. В реальности такой сигнал будет приниматься уверенно, с хорошим уровнем, но тихо, но это не из-за того, что низкий уровень модуляции, а по причине узкой полосы спектра.

Тот же уровень энергетики, но девиацию мы ставим соответствующую широкой полосе Wide. Полезный сигнал укладывается в полосу приемника, но «просадка» несущей упала уже на 9,22 дБ. Прием в таком случае качественный и полный.

Все тот же уровень энергетики, но девиацию мы ставим более чем положено, (любимый многими «пробивной» сигнал) полоса спектра равняется 18 КГц, что вываливается за пределы скатов фильтров, сигнал на слух становится рваный, динамик дребежит на гласных, а уровень несущей -120 дБм, что является фолом для многих ЧМ приемников и соответственно ваш корреспондент сообщает «Ваша станция уходит в QSB».

Пример подобного сигнала из реального эфира

Запись

Так же обратите внимание на параметр измерений Power Spectral Density, этот параметр отображает уровень энергетики полезного сигнала на Герц.
P.S. Для тех кто не знает о модуляциях CW & SSB — при тех же Ваттах эти модуляции «выигрывают» при дальних связях из-за большей плотности энергетики и большем уровне детектирования приемника, поэтому их и применяют в соревнованиях.
Настраивайте корректно ваши трансивера и желаю Вам дальних QSO!
73!

IARU Field Day 2016 July

Предлагаем Вашему просмотру фильм о проведенном полевом дне в рамках соревнований «Карпатские дали» и «IARU Field Day» на УКВ диапазонах.
Работа в условиях гор, а также погоды которая преподносит испытания, но все же, не в силах нас остановить.

Контест мемориал «Чалапко» UT5EU 2016

Предлагаем Вашему просмотру фильм о проведенном контесте.
Рассказываем о наших сетапах и антеннах построенных по проектам Мартина DK7ZB.

HamFest Suvid 05.2016

«Матч состоится при любой погоде» — под таким девизом прошел нынешний Suvid HAMFest. И несмотря на то, что всю субботу моросил дождь, праздник удался на славу. Ведь нашего брата — радиолюбителя не испугать такими мелочами. Правильная одежда и позитивный настрой предрешили успех мероприятия.


Читать далее →

Контест (весна 2016)

Киевский центральный радиоклуб представляет видеозарисовку о подготовке и участии коллективной радиостанции UT4UWE (UW4U) сразу в трех соревнованиях —
«Карпатские дали», «VHF spring contest UT0YO» и «IARU region 1 2nd tour».
На наш взгляд, этот маленький ролик хорошо передает атмосферу и дух радиолюбительских соревнований на УКВ.
Всем участникам соревнований спасибо и до встречи в следующем туре.

Обзор диплексора COMET CF-4160

face

Каждый радиолюбитель строит сетап в соответствии со своими индивидуальными предпочтениями и с учетом множества особенностей.
Поскольку в УКВ затраты на антенно-фидерное хозяйство часто превосходят все остальные затраты, большинство радиолюбителей пытается хоть на чем-то сэкономить.
В таком случае работа на двухдиапазонную (VHF/UHF) антенну с питанием по одному фидеру выглядит разумным решением. Однако, через некоторое время активный радиолюбитель обязательно столкнется с вопросом: «На верхнем диапазоне меньше связей. И максимальные дальности меньше. Почему?…»
Тому есть несколько причин.
Первая (но не главная) — потери в фидере на 70см больше чем на 2м.
Вторая причина, как следствие первой, — технически гораздо сложнее построить высокоэффективный сетап, а значит, таких сетапов гораздо меньше в сравнении с 2м сетапами.
И третья немаловажная причина — усиление антенны по третьей гармонике меньше по сравнению с основной частотой.
Помимо перечисленного, существенную роль играют ряд других факторов — это и искаженная ДН, и усиление/согласование по третьей гармонике обычно выше по частоте от желаемого.
В результате подобных «открытий» многие разочаровываются в UHF диапазоне и совсем прекращают в нем работать.
А напрасно!
Для желающих улучшить свой сетап и при этом не тратиться на еще один фидер и его монтаж есть недорогое, но весьма эффективное решение проблемы — диплексор.

Особенно актуально для тех кто считает, что такие устройства вредны, так как в них много потерь.
Я произвел измерения в широкой полосе частот от 50 до 800 МГц для более наглядной картины:

На следующем скриншоте я увеличил верхнюю полочку для большей детализации.

Отдельно измерения по порту 1.3 — 170 МГц
Порт 350 — 540 МГц нагружен 50 Ом

Отдельно измерения по порту 350 — 540 МГц
Порт 1,3 — 170 МГц нагружен 50 Ом

Открытие сезона 2016 Сувид

_MG_3505
Внимание всем! Внимание всем! Внимание всем!
Общий вызов!!
CQ CQ de UT4UWE.

Киевский центральный радиоклуб приглашает всех радиолюбителей и членов их семей на традиционное весеннее открытие сезона — HamFest Сувид 2016.
Будем рады видеть всех 13.05 — 15.05 в традиционном месте встречи — на поляне танкового полигона неподалеку от ПГТ Сувид.
В программе, как обычно, дружеское общение в кругу единомышленников, демонстрация новой аппаратуры, работа в эфире.
Приятную атмосферу и вкусную кашу гарантируем.
До встречи!

73
SK

HamFest Suvid 09.2015

HamFest Suvid 2015

Закончилось лето и мы пригласили всех желающих на очередной фест, закрытие сезона.
Ребята привезли свои полевые сетапы и поработали в свое удовольствие. Читать далее →

«Научный пикник» 2015

2015.09.12 в парке им. Тараса Шевченко, Киев прошел «Научный пикник». Читать далее →