Простая эффективная антенна MAXON'а

Изготовить направленную антенну на текущий момент времени становится все сложнее и сложнее. Проблема алюминиевых труб необходимых на постройку всевозможных ЯГИ, ВЕРТИКАЛОВ, и т.д. с каждым днем сказывается все острее.
Желание изготовить простую по конструкции с относительно неплохими параметрами антенну волнует многих радиолюбителей.

Просидев не один час в Интернете за всевозможными радиолюбительскими сайтами моё внимание привлёк прямоугольник MAXONа. В Интернете есть программа позволяющая моделировать данный тип антенн для различных частот MoxGenOCX 1

• Модель для программы MMANA

Рис.1.

После того как геометрия антенны была ясна, рис.1 решился её для начала смоделировать в программе Mmana (файл с антенной расположен ниже), остальные рисунки для тех у кого нет Mmana смотрите ниже.

Рис.2 Геометрия антенны

Рис.3 Внешний вид антенны

Рис.4 Результаты вычислений

Рис.5 ДН антенны

Рис.6 Трехмерная ДН антенны

После моделирования в Mmana было принято решение попробовать проект воплотить в жизнь. И так хватит теории пора переходить к практической конструкции.

Заранее оговорюсь, что приведенные ниже эскизы чертежей сделаны под конкретную конструкцию и при повторении, возможно, придется некоторые размеры изменять, это, прежде всего, будет зависеть от материала, из которого будет изготовлена антенна.

Стал вопрос из чего и как её изготовить? Требовалось сделать антенну легкой, прочной, ветроустойчивой, с возможностью её модификации. (Вопрос эксплуатации её в полевых условиях также был предусмотрен, но в моей конструкции не выполнялся, при желании это можно без особого труда выполнить.)
На рынке были куплены четыре телескопических стеклопластиковых шести метровых рыболовецких удилища, толстая рыболовецкая леска диаметром 1,5мм, и для варианта неразборной антенны, упаковка эпоксидного клея и банка строительной пены. Работа началась с распечатки на принтере масштабного изображения проекции антенны (из Mmana).

Рис.7 Масштабное изображения проекции антенны

После чего на картинке, прямоугольника, были проведены диагонали. Вооружившись транспортиром, были вымерены углы между диагоналями (40^О и 140^О), а также их длины. (Можно пойти другим путём, этот путь более точный, вспомнить уроки геометрии за среднею школу, а именно свойства прямоугольного треугольника, теорему Пифагора, и основы тригонометрии sin, cos, tg, и т.д.). Для тех, кто захочет изготовить антенну на частоту отличную от 14,125МГц, эти расчеты необходимо делать самостоятельно и без геометрии будет тяжеловато.

Рис.8. Чертежи антенны

После этого необходимо с удилищ снять рукояти (идеальный вариант, дешевые удилища, кроме пробки с резьбой и заглушки, больше просто нечего снимать), раздвинуть удилище на всю их длину, (самый тонкий элемент можно сразу извлечь, он нам в конструкции не понадобится), иизмерить длину раздвинутого удилища. Нам понадобится длина (4,155м) в двое меньше длины диагонали. С помощью штангель-циркуля меряем диаметр самого толстого края, самой толстой трубки удилища (там, где была рукоять, в моем варианте получилось 30мм, от этого зависит диаметр на рис.8.2).

Удилище, если не предполагается использовать антенну в полевых условиях, желательно заполнить строительной пеной, это даст дополнительную жесткость при минимальном увеличении веса. Делать это необходимо в несколько этапов, так как пена не застывает без дополнительной влаги которую берет из воздуха. Тем кто решится на это, добрый совет, перед задуванием пены, внутреннюю часть  удилища смочить водой (H₂O), работу производить в перчатках, так как пена плохо отмывается от рук!!!!!!!!!!! Кто пеной задувать не будет, необходимо позаботиться о том, чтобы секции удилища надежно фиксировались в выдвинутом состоянии. Кольца предназначенные для прокладки лески, (некоторые удилища, стоят дешевле, и на них этих колец нет), должны располагаться в одной плоскости, но со сдвигом на 180^о, они понадобятся для растяжки антенны. Если колец нет, то придется изготавливать крепежи для растяжек самому (U-образно согнутая нержавеющая проволока крепится с помощью ниток и эпоксидного клея примерно в середине удилища). Такая же конструкции и на краях удилищ, но там кроме оттяжек крепятся еще и сами элементы антенны. О них будет сказано ниже. Далее необходимо изготовить крестовину (изображена синим цветом, красным стеклопластиковые удилища рис.8. 1 общий вид есть на фотографии 1. и рис.9)

Фото 1.

Размеры крестовины (еще раз повторяю, для моего варианта) даны на рис.8.2, таких заготовок необходимо изготовить две штуки и, соединить как показано на  фото1 и рис.9 Для этого понадобится изготовить шаблон угла 140О, 70+70. После этого необходимо к крестовине приварить две железные распорки фото1 и рис.9,. Их длина будет зависеть от конкретных условий, а именно от длин остатков от удилищ. ( К примеру, в моём варианте получилось так: удилище без последней секции имело длину 5,3м, длина необходимая на половину антенны  считая от центра, была равна 4,115м, следовательно оставались куски по1,185м, стеклопластиковых удилищ которые можно было с успехом применить на элементы поддержки элементов антенны и кабеля питания.) Чем меньше лишнего железа тем лучше.

Рис.9

После этого необходимо изготовить ось вращения. На этом узе все держится, он вставляется в отверстие крестовины и проходит сквози нее насквозь, выступая с обратной стороны. (Его чертеж показан на рис.10)

Рис.10

Все эти трубки и ось вращения соединяются с помощью сварки. На остатки оси вращения одевается алюминиевая трубка служащая плечом для растяжек антенны, и в моем варианте доводящая высосу мачты до 1/4 лямбда диапазона 80 метров. (Смотри фото1и3.) Отверстие диаметром 10мм в оси вращения предназначено для крепления антенны на мачте с помощью шпильки.  Большой наружный диаметр, оси вращения, зависит от конкретных условий эксплуатации, тоже справедливо и для внутреннего диаметра и зависит от наружного диаметра привода.

Итак после того как крестовина готова, удилища подготовлены, начинаем сборку скелета (крестовины) антенны. Для этого в крестовину на эпоксидном клее (для стационарного варианта антенны) вклеиваем удилища и элементы распорок. (Должна получиться в плане большая русская буква Ж фото3 и рис8.1.)

Покуда клей сохнет, изготавливаем будущие элементы антенны. Для этого понадобится медный обмоточный провод диаметром 1,5мм и вольфрамовый провод диаметром 0,3мм. С помощью электродрели и согнутого гвоздя сматываем тросик, состоящий из 3х медных и 5х вольфрамовых проводов. Вольфрамовый провод применялся с целью уменьшения растяжения элементов. Можно применить антенный канатик диаметром 3мм. Кроме этого к элементам распорок необходимо приклеить по изолятору, один из которых будет поддерживать рефлектор, а второй вибратор, и на нем будет установлен коаксиальный разъем для подключения кабеля снижения. (Внешний вид понятен из фотографии 2.) После подключения элемента, необходимо обратную сторону разъема с целью герметизации залить эпоксидным клеем.

Фото.2

Далее, после высыхания клея, растягиваем крестовину с помощью лески, укрепляем элементы. Края элементов соединяем с помощью стеклотекстолитовых изоляторов. Должно получиться что-то похожее на фото 3.

Фото 3.

Поднимаем антенну на мачту, подключаем кабель питания. (РК-50, его длина - L, должна быть равна ближайшему количеству полуволн - N; L=0,5*лямбда*k*N), на кабеле, желательно возле точки питания антенны сделать ВЧ дроссель. Проверяем КСВ, диаграмму направленности.

Приятной работы в эфире. По вопросам, обращайтесь us4lf (At) yandex.ru или в эфире.
С уважением de US4LF  73!

Файлы программы:

• MoxGenOCX 1 - 320 кб
• MoxGen.cab - 250 кб
• Модель для программы MMANA