Spider è la soluzione migliore per un radioamatore.
In tre anni ho realizzato 5 pezzi (al momento della pubblicazione di questo articolo, il 28 novembre 2015, il numero di Spider superava la dozzina). Oggi ho una Spider sul tetto e la seconda è nel garage - una versione da spedizione, è stata due volte ai raduni a Nakhodka, ha viaggiato nelle riserve naturali di Primorye (UE0RFF) e in tutte le spedizioni nell'ambito del programma RDA nel 2010 a 2015.
Il telaio dello Spider è stato realizzato in fibra di vetro (set Spider www.quad.ru) e canne da pesca cinesi.
L'antenna in fibra di vetro è forte, ma pesante.
Durante una spedizione alla Riserva Naturale di Khanka (RFF-092) ho usato Spider per la prima volta. Il telaio era in fibra di vetro e come albero veniva utilizzato un telescopio militare con bottoni a pressione. Mentre l'antenna era a terra non ci sono stati problemi, ma quando hanno cominciato a sollevarla, la leva formata dall'albero ha cominciato a piegarla. È diventato molto difficile estendere le gambe dell'albero e abbiamo avuto bisogno di 5 persone per sollevare lo Spider all'altezza di lavoro.
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Gli elementi dovevano essere realizzati con fibra di campo, bimetallo e filo di rame per l'isolamento. In tutti i casi, le prestazioni dell'antenna non sono peggiorate. È davvero difficile determinare il fattore di accorciamento di ciascun materiale. Ma ora non “concludo” su questo problema; misuro qualsiasi materiale nelle dimensioni classiche e poi lo aggiusto. In tutti i casi l'elemento deve essere abbreviato. L'antenna bimetallica funzionava senza alcuna regolazione con dimensioni classiche. Dal "lavoratore sul campo" ho realizzato una versione di spedizione. 20 metri sono andati senza problemi, 15 metri hanno dovuto essere regolati. Tutti gli elementi dovevano essere regolati utilizzando filo di rame isolato. Per coloro che installeranno Spider sulle canne da pesca per un ospedale, ci sono alcuni suggerimenti. Assicurati di fissare la parte centrale di ciascuna canna da pesca con una corda alla parte superiore dell'albero e tra loro. Se non fissi il centro delle canne da pesca (e la loro forza non è molto forte), la neve bagnata le rompe a metà. Ho abbassato la mia prima Spider tre volte in inverno e per questo l'ho riparata. L'installazione inizia con il controllo della risonanza dei vibratori. Come ho già scritto, in tutti i casi gli elementi devono essere accorciati, per questo non è necessario tagliare gli elementi, basta piegare l'estremità degli elementi di 180 gradi e, utilizzando fascette di plastica, tirarli saldamente all'elemento, così si accorcerà elettricamente l'elemento.
La sequenza di installazione è la seguente:
1 . Vibratore 20m
2. Direttore e riflettore a 20 m.
3. Vibratore 15 m
4. Direttore e riflettore a 15 m.
5. Vibratore 10 m
6. Direttore e riflettore a 10 m
7. Ricontrolliamo la sintonizzazione dell'antenna per 20 me 15 m Se dovessimo regolare nuovamente gli elementi, ricontrolliamo la sintonizzazione per tutte le bande.
Quando si sintonizza la risonanza, non prestare attenzione all'SWR, che viene dopo. Per prima cosa sintonizziamo il vibratore sulla risonanza alla frequenza di cui hai bisogno. Utilizzo analizzatori d'antenna. Utilizzando un misuratore SWR è più difficile trovare la risonanza, poiché l'SWR minimo non è un indicatore della sintonia con la risonanza. Ora prendiamo l'SWR. Per fare ciò, è sufficiente accorciare in percentuale il riflettore e il direttore della stessa quantità di cui hai accorciato il vibratore. Se è difficile da contare, accorcialo della stessa quantità. Accorciare ciascun braccio del vibratore di 5 cm (10 cm in totale), accorciare sia il riflettore che il vibratore di 10 cm.
Un analizzatore o un misuratore SWR te lo diranno in modo più accurato. Ancora una volta ti ricordo che non pieghiamo gli elementi e li serriamo con morsetti. Se commetti un errore, puoi ripetere la procedura, mordere i morsetti e ridurre o aumentare la piega dell'elemento. Dopo averlo configurato, lascio tutto così com'è; non c'è bisogno di “morderlo”. Ho preso il disegno della croce da UA0SGY (http://www.cqham.ru/sp_ua0sgy.htm), l'ho semplicemente fissato con staffe a forma di U.
Quando si configura l'analizzatore, le impostazioni dei direttori dell'antenna e dei riflettori sono chiaramente visibili (Nella figura lo Spider non è ancora configurato, questa è la prima connessione dell'analizzatore):
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A volte causa problemi con l'impostazione 10 metri.
Il ragno risulta essere sintonizzato sulla parte telegrafica o telefonica della gamma. Il problema qui è la scelta dei direttori. Le dimensioni dei direttori si sono rivelate “le stesse”.
Una piccola digressione. Tutti gli elementi dell'antenna sono circuiti sintonizzati su una frequenza specifica. Due direttori sulla portata di 10 m possono essere paragonati ad un filtro a due circuiti. Se i circuiti sono sintonizzati sulla stessa frequenza, la larghezza di banda di questo sistema è ridotta. Questo va bene per un filtro, ma nel nostro caso è un male, perché lo Spider risulta essere sintonizzato su una delle sezioni della gamma. Cosa è necessario fare per espandere la banda passante di un filtro a doppio circuito, dissintonizzare correttamente uno dei circuiti. Per dirla più correttamente, sintonizza un circuito su una frequenza più alta o più bassa rispetto all'altro.
Torniamo al Ragno. Se il tuo Spider è sintonizzato sulla sezione del telegrafo (inizio della gamma), allora devi accorciare uno dei direttori, se sulla sezione “telefono”, allora devi allungarlo. Quale dei registi viene accorciato o allungato non ha importanza: nessuno dei due.
Spesso mi viene chiesto quali sono le dimensioni esatte delle mie antenne?
Descriverò una delle situazioni durante la configurazione di Spider.
Innanzitutto, un po' di storia.
La creazione di questa antenna è stata davvero "maturata" negli anni '90 del secolo scorso. Così mi sono imbattuto in articoli che suggerivano l'idea di creare un'antenna del genere. Uno di questi è l’articolo di Dick Bird (G4ZU) - “JUNGLE JOB, o Nuovi principi tecnici per la progettazione di travi compatte”. .
Un'altra pubblicazione che ricorda l'antenna Spider è stato un articolo del radioamatore di Sverdlovsk UA9CR, pubblicato nel Bollettino dei radioamatori n. 6/14 del 15 marzo 1990, pubblicato dal club di Petrozavodsk “Kivach”. .
Non è vero che la forma della YAGI a 3 elementi è simile all'antenna Spider. Ma tutto questo è in giro e in giro. O due elementi o un intervallo.
Presumo che con il rapido sviluppo della tecnologia informatica e lo sviluppo di programmi per la modellazione di antenne, "loro in Occidente" siano riusciti a calcolare e implementare il DF4SA nell'hardware, e anche a rendere popolare un'antenna multibanda realmente funzionante, che ha chiamato RAGGIO DEL RAGNO. E dopo la pubblicazione della descrizione di questa antenna sulla rivista Radio e con lo sviluppo di Internet in Russia, l'antenna Spider ha guadagnato popolarità nel nostro paese grazie alla sua semplicità, al basso costo e alla buona ripetibilità.
Lavoro pratico.
Dopo un lungo periodo (dal 2003) dedicato allo studio della documentazione dell'antenna Spider, alla lettura di vari articoli relativi a questa antenna e all'acquisto dei componenti necessari, nel 2007 ho avuto il tempo e l'opportunità di iniziare a costruire lo SPIDER BEAM.
Ho preso come base il progetto UA0SGY, naturalmente con modifiche che tengono conto dei miei mezzi e delle mie capacità, nonché della mia visione progettuale di alcuni componenti dell'antenna. Quindi non ho forato i tubi della traversa come in UA0SGY, ma li ho fissati alla cremagliera utilizzando una piastra in lega e perni a U. Ho attaccato una piastra in textolite al rack per fissare la parte centrale dei vibratori; questa unità è simile al design UA0SGY, con l'unica differenza che è stato installato un connettore CP-50 per collegare l'alimentatore.
La base della croce è un tubo in duralluminio che si adatta liberamente alla parte superiore dell'albero. Quest'ultimo utilizzava un albero telescopico - FOR4.115.002. .
Per realizzare i pali dell'antenna sono state acquistate canne da pesca cinesi di sette metri, che si sono rivelate non sette metri. La lunghezza delle quattro canne acquistate variava da 6400 a 6800. Tuttavia, le ultime due sezioni della canna dovettero essere rimosse a causa della debolezza del loro design. E la lunghezza mancante può essere aumentata utilizzando i tubi a traversa.
Durante l'assemblaggio dei pali si è scoperto che le giunture delle sezioni dovevano essere rinforzate, altrimenti i pali si sarebbero piegati spontaneamente a causa delle vibrazioni del vento. Ho avvolto le giunture delle sezioni con nastro isolante in PVC e le ho aggraffate sopra con una fascetta per auto.
Tutti gli elementi dell'antenna sono stati realizzati in fibra di campo secondo le dimensioni pubblicate nella documentazione dell'autore. Ho allungato gli elementi dell'antenna con un cavo di nylon del diametro di 2 mm, e ho allungato i pali con un cavo di nylon del diametro di 4 mm. Il fissaggio degli elementi e dei controventi ai pali viene effettuato come in UA0SGY, utilizzando morsetti e anelli automobilistici in filo di acciaio con un diametro di 1,5 mm.
L'antenna montata a terra, come accennato in precedenza, viene sollevata all'altezza di lavoro tramite un palo telescopico. Il ruolo del livello superiore dei tiranti d'albero è stato svolto da INVTRTED VEE nella gamma 40/80 metri. . La parte centrale dell'albero è stata tesa con una corda di nylon del diametro di 4 mm, e la parte inferiore dell'albero è stata fissata con tiranti standard.
Dopo aver sollevato l'antenna ad un'altezza di lavoro (circa 10 m), sono state effettuate misurazioni SWR in base alla portata ed è stato preso il diagramma di radiazione. Nonostante le risonanze dell'antenna si trovassero nelle parti superiori delle gamme, la sua ampia larghezza di banda ha soddisfatto pienamente le mie esigenze. Il lavoro pratico in onda ha confermato il suo buon lavoro.
L'antenna è rimasta ferma per quattro mesi e in ottobre, dopo un altro temporale, è crollata e un palo (canna da pesca) si è rotto.
Questo "incidente" non ha nulla a che fare con il design dell'antenna. Il punto debole era la parte superiore dell'albero. L'antenna è stata ruotata in azimut utilizzando una corda slegata e il risultato è visibile nelle foto allegate.
Dopo aver riparato il palo, l'antenna è stata rimontata, e poiché era arrivata la stagione dei temporali autunno-invernali, non ho rischiato di installarla sull'albero, sollevandola con mezzi improvvisati fino ad un'altezza di circa 3 - 4 metri. Stranamente, con una tale altezza dell'antenna sul ricetrasmettitore Icom 706mk2g, ho effettuato liberamente collegamenti con la parte europea della terraferma. L'antenna ha funzionato in questa forma per quasi un mese.
Anche durante il processo di assemblaggio, ho stretto uno dei morsetti fino a quando il palo ha iniziato a rompersi. Sperando che succedesse qualcosa, allora non ho cambiato sezione. Un'altra tempesta ha trovato un punto debole. Il palo “solido” si è rotto nel punto che mi aspettavo.
Poiché non c'erano né tempo né materiale per un'altra riparazione, ho preso le estremità degli elementi dell'antenna, li ho uniti in un nodo e li ho conficcati nella neve con un picchetto. Pertanto, la base e la metà degli elementi dell'antenna si trovavano ad un'altezza di circa 2 metri e la seconda metà degli elementi dell'antenna scendeva dolcemente a terra.
In questa forma, l'antenna rimase fino alla primavera del prossimo anno e su di essa furono effettuate le comunicazioni con la parte europea della terraferma. È vero, in termini di efficienza, ha eguagliato o leggermente superato nella direzione del lobo di radiazione principale - VEE INVTRTED nella gamma di 40/80 metri che si trova nelle vicinanze.
All'inizio dell'estate ho avuto il tempo e i materiali per restaurare nuovamente l'antenna, cosa che è stata fatta.
L'antenna restaurata ha ripreso il suo posto sull'albero riparato e rinforzato, per tutta l'estate, deliziandomi con il suo lavoro.
L'uragano più forte "Gustav" che è passato all'inizio di settembre ci ha raggiunto. Il palo utilizzato per ruotare l'antenna si è rotto.
E quando ho abbassato l'antenna, il telefono dell'assistente (non un radioamatore) ha squillato, ha lanciato i tiranti e l'antenna "si è schiantata" nel punto con l'albero. Trasformato in un mucchio di bastoncini.
L'antenna Spider realizzata con canne da pesca cinesi si è rotta a causa di:
1. Nel primo e ultimo caso di guasto, la fune su cui ruotava l'antenna era legata in modo errato. Di conseguenza, nel primo caso, la sezione superiore dell'albero si è rotta, provocando la rottura dell'intera antenna. Nell'ultimo caso di guasto, raffiche di vento hanno rotto il palo nel punto in cui era attaccata la corda. E solo l'incompetenza dell'assistente ha portato alla rottura dell'intera antenna;
2. Nel secondo caso di rottura, una sezione del palo è stata pizzicata con una fascetta, considerare compromessa la robustezza della sezione;
Sebbene la storia non accetti stati d'animo congiuntivi, suppongo comunque che se per la rotazione fosse stato utilizzato un dispositivo rotante, i guasti descritti nel primo paragrafo sarebbero stati evitati e, di conseguenza, i guasti descritti nel secondo paragrafo non si sarebbero verificati.
Per una versione mobile, l'antenna Spider realizzata con canne da pesca cinesi è un'opzione abbastanza adatta: leggera, assemblata abbastanza rapidamente. Nel caso in cui si utilizzino le canne da pesca cinesi per realizzare una versione stazionaria, è necessario posizionare una corda di nylon all'interno dei pali e “soffiare” la schiuma di poliuretano, o meglio ancora, utilizzare i “bastoncini” di R-QUAD. Non sarebbe male verniciare i pali anche con vernice per esterni, ad es. Resistente ai raggi UV.
1. Dick Bird (G4ZU) - “JUNGLE JOB, ovvero Nuovi principi tecnici per la progettazione di travi compatte”.
2. Bollettino radioamatoriale n. 6/14 del 15 marzo 1990, pubblicato dal club “Kivach” di Petrozavodsk.
3. Cornelius Pohl (DF4SA) – Antenna direzionale Spider a tre bande. J-l Radio n. 9 2003 pp. 64-67.
4. http://www.qsl.net/df4sa/index_spider.htm
5. Valery Gabdullin (UA0SGY); Progettazione dell'assemblaggio dell'antenna SPIDER; cqham.ru.
6. Cerchiamo passaporto per semitelescopio militare in alluminio da 10 metri; cqham.forum.ru.
7. Yu Zhomov (UA3FG) - Antenna per comunicazioni radioamatoriali.; zh-l Radio n. 4 1968; pp.13-14
Questa antenna è stata a lungo utilizzata nelle comunicazioni radio in varie bande d'onda, inclusa HF. È noto come "Perno a quarto d'onda verticale", "Piano di massa (GP)". Nel raggio di centimetri (Wi-Fi, 3G) è ovviamente di piccole dimensioni e sembra un ragno, da qui il suo nome.
Oltre all'asta verticale a quarto d'onda, viene utilizzata anche un'asta a semionda; tale antenna è chiamata antenna J.
Tuttavia, sulle bande HF dei radioamatori viene utilizzato un design dell'antenna direzionale completamente diverso, soprannominato anche il ragno. È importante non confondersi qui. Il suo guadagno non è superiore a 2,15 dBi (come un dipolo) 
, nel piano orizzontale ha un diagramma di radiazione circolare, cioè È antenna omnidirezionale. L'antenna ha una buona ripetibilità e può essere utilizzata in qualsiasi portata CDMA, 3G, Wi-Fi.
Qual è lo scopo di un'antenna del genere, chiedi? Ecco di cosa si tratta. Supponiamo che tu abbia un computer desktop e desideri connetterti a una rete Wi-Fi. Per fare ciò, hai acquistato un adattatore Wi-Fi PCI. Certo, puoi usarlo con la tua antenna e non preoccuparti, ma ricordiamocelo. È del tutto possibile che l'antenna cada nella zona morta del campo di interferenza in ambienti interni. La probabilità che ciò accada aumenta se l'unità di sistema si trova sotto un tavolo da qualche parte vicino al muro. Poi, per non spostare l'intera unità del sistema, sarà molto utile un'antenna GP omnidirezionale. Inoltre, nella gamma 3G o CDMA, se in caso di perdita del segnale il modem passa ad un'altra stazione base, la connessione non verrà persa, come nel caso di un'antenna direzionale. Tuttavia, dobbiamo ricordare che il segnale nel luogo di installazione dell'antenna deve essere sufficiente per il normale funzionamento del modem.
Il design dell'antenna è molto semplice. 
Per realizzarlo è necessario un connettore N, un piccolo pezzo di filo di rame con un diametro di 1-2 mm e un saldatore. Il disegno si capisce chiaramente dalla figura. Dimensioni UN E B nella figura puoi facilmente calcolare utilizzando calcolatore in lineaantenne "P"alca". Il conduttore centrale viene solitamente saldato senza problemi, ma per saldare i contrappesi ai fori di montaggio è necessario pulirli dal rivestimento protettivo con una lima o carta vetrata e stagnarli accuratamente. Il connettore stesso 
Dovresti tenerlo con una pinzetta o una pinza, perché diventerà molto caldo durante la stagnatura.
L'impedenza di ingresso dell'antenna è vicina a 50 Ohm, quindi è necessario collegarla all'adattatore con un pezzo di cavo con un'impedenza caratteristica di 50 Ohm con connettori di accoppiamento maschio saldati alle estremità. Non sono necessari circuiti di bilanciamento o adattamento aggiuntivi .
L'opzione più semplice per realizzare un'antenna è un pezzo di cavo con un connettore, la cui seconda estremità è tagliata come in figura: 
L'antenna è abbastanza adatta a qualsiasi gamma, incluso CDMA-450. Un'antenna del genere sarà già simile a questa. 
Come puoi vedere, il "ragno" è già diventato come l'immagine di un film di fantascienza. Il connettore viene pressato in un tubo di plastica, la connessione è sigillata.
Di solito, tale antenna funziona in condizioni di buona ricezione e non è sintonizzata. Se è necessario configurare il "piano terra", è possibile modificare la frequenza di risonanza dell'antenna modificando la dimensione degli elementi (dimensione più piccola - frequenza più alta). Quando cambia l'angolo di inclinazione dei contrappesi, l'impedenza di ingresso dell'antenna cambia rispettivamente da circa 30 a 75 Ohm, con i contrappesi perpendicolari al perno e completamente piegati nella direzione opposta al perno.
L'idea di una nuova antenna direzionale ci è apparsa molto tempo fa. Fondamentalmente abbiamo un'antenna X -Trave 20 metri, che ha servito fedelmente per molti anni, ma volevo qualcosa di più leggero, mobile e multibanda. Uno studio sulla questione ha dimostrato che esistono alternative al tri-band Ragno - NO. L'intero onere del lavoro è ricaduto su Konstantin, che ha realizzato tutti gli elementi dell'antenna secondo la descrizione http://www.cqham.ru/spider.htm e UA0SGY. La traversa centrale è stata realizzata in duralluminio; come elementi in fibra di vetro sono state utilizzate quattro canne da pesca da sei metri acquistate da un negozio online cinese. I vibratori sono realizzati in arvicola P-274. I tappi delle bottiglie di plastica vengono utilizzati come isolanti. Ogni intervallo ha il proprio colore di spina isolante, che si è rivelato molto comodo durante il montaggio dell'antenna. Nonostante la quantità piuttosto ampia di informazioni su questa antenna, Kostya ha dovuto pensare da solo alla progettazione di molti piccoli componenti dell'antenna, cosa che ha fatto molto bene.
Dopo aver realizzato tutti i componenti, è stato necessario assemblare il tutto, installare l'antenna assemblata sull'albero e provare a sintonizzarla. Abbiamo deciso di assemblare e testare l'antenna nella dacia (ancora in costruzione) del nostro caro amico Mikhail (RK1AW).
Alle 10 la nostra squadra, portando con sé tutto ciò di cui aveva bisogno, è partita per un breve viaggio verso Mikhail. Innanzitutto abbiamo installato l'albero di produzione RA. 1A.L.A. , quindi si è proceduto direttamente al montaggio dell'antenna. L'assemblaggio dell'antenna da parte di tre persone ha richiesto circa due ore, poiché è stato necessario contrassegnare i punti di attacco per gli elementi attivi e passivi, i tiranti per le aste in fibra di vetro ed eseguire molte altre manipolazioni.
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Infine l'antenna viene assemblata e installata sull'albero. A proposito, l'antenna si è rivelata molto leggera e può essere facilmente trasportata e sollevata da una persona. Non hanno immediatamente alzato l'antenna all'altezza di lavoro, poiché volevo guardare l'SWR su ciascuna banda e, se necessario, apportare le opportune modifiche alle lunghezze dei vibratori attivi. Le misurazioni sono state effettuate utilizzando un analizzatore di antenna MINI 60.
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Le prime misurazioni hanno mostrato che l'SWR rientrava nell'intervallo normale solo nella gamma di 15 metri - 1,13. A 20 e 10 metri la risonanza risultò notevolmente inferiore a quanto richiesto. Accorciando i vibratori attivi, riusciamo a ottenere un SWR accettabile (entro 1,5) su tutte le gamme. Si è scoperto che la modifica delle dimensioni del vibratore di 10 metri influisce notevolmente sulla risonanza degli elementi di 20 e 15 metri e viceversa, la regolazione degli elementi a bassa frequenza sulla risonanza di dieci non ha praticamente avuto alcun effetto. Dopo aver così regolato la risonanza, l'antenna è stata sollevata alla sua altezza operativa per studiare la soppressione della radiazione laterale e posteriore. L'antenna veniva ruotata utilizzando una semplice corda legata a uno dei bracci.
Poiché non disponevamo di un indicatore dell'intensità del campo, il livello di soppressione dei lobi laterali e posteriori è stato determinato mentre lavoravamo sull'aria. Secondo i corrispondenti, quando l'antenna veniva ruotata di 90 gradi lateralmente, il segnale diminuiva di 20-25 dB e quando ruotata di 180 gradi di 10-15 dB. I risultati mostrati sono stati per noi abbastanza soddisfacenti.
Ci sono voluti circa trenta minuti per smontare l'antenna e ora giace nel garage, in attesa RDA -concorso a cui intendiamo partecipare.
Tutto il nostro team esprime la nostra profonda gratitudine a tutti coloro che hanno lavorato con noi in onda il 14 giugno, hanno aspettato pazientemente mentre ruotavamo l'antenna e hanno risposto a tutte le nostre domande sulla potenza del segnale.
Ci vediamo in onda! 73!
Andrey, UA1CCO
L'idea di creare un'antenna HF direzionale molto leggera e portatile, realizzata in filo e tesa tra aste telescopiche in vetro-plastica, sebbene non nuova, attira sempre più l'attenzione dei radioamatori. L'operatore tedesco di onde corte Cornelius Pohl (DF4SA) ha proposto un'opzione di progettazione in cui tre antenne filari "canale d'onda" sono posizionate su un telaio di quattro aste: due a tre elementi per le gamme di 20 e 15 metri e una a quattro elementi per la gamma di 10 metri. L'antenna, nonostante la sua portabilità e leggerezza, ha ottime caratteristiche prestazionali in termini di direttività e diagramma di radiazione. C'è un grande interesse per l'antenna DF4SA, quindi con il permesso del suo creatore forniamo una descrizione dello Spider.
Introduzione. "Spider" ("Spider") è un'antenna a grandezza naturale, a tre bande, molto leggera, costruita con aste e fili di vetro-plastica. Il peso totale dell'antenna è di circa 5,5 kg, rendendola ideale per l'uso sul campo. Una fotografia dell'antenna sollevata su un palo di alluminio di dieci metri è mostrata in Fig. 1.
Per l'antenna sono adatti tutti gli alberi telescopici leggeri e i dispositivi rotanti delle antenne televisive. I carichi del vento sull'antenna sono piccoli. È facile da montare e installare da una persona. Le dimensioni dell'antenna piegata e imballata non superano 1,2 m. Uno schizzo semplificato del suo design (direttori e riflettori sullo stesso piano) è mostrato in Fig. 2.
In termini di guadagno (guadagno) G e rapporto di radiazione avanti/indietro (F/B), lo Spider non è inferiore ad altre antenne a grandezza naturale, comprese quelle fisse. La potenza di radiazione consentita in modalità continua è di 2 kW. I dati di base dell'antenna sono riportati nella Tabella 1.
Il compito principale quando si installa un'antenna è sollevarla alla massima altezza possibile. Le antenne anche con un piccolo guadagno, sollevate ad alta quota, danno un segnale migliore rispetto alle antenne con un grande guadagno, ma installate a bassa quota. Il peso ridotto dello Spider ne facilita il sollevamento a grandi altezze. Anche la scelta del luogo di installazione ottimale risulta semplificata. L'antenna è comoda da usare in viaggio, installala sulle cime delle montagne circostanti, sulle isole, sulle torri dei castelli e sui fari e anche su qualsiasi tetto. Questa antenna regge favorevolmente il confronto con i tradizionali “fasci” tri-banda pesanti.
L'assemblaggio dell'antenna è semplice; il design non utilizza elementi complessi speciali. L'assenza di una procedura di installazione rende l'antenna accessibile ai principianti. Il costo dei materiali per realizzare l'antenna è basso e puoi comunque risparmiare sull'albero e sul dispositivo rotante.
Lo sviluppo dell'antenna è stato facilitato dalla conoscenza della soluzione originale ed elegante di Dick Bird (G4ZU), che ha proposto il suo "Bird Yagi" - un'antenna a "canale d'onda" a tre elementi con un direttore e un riflettore in filo piegato a forma di V. Si chiama anche "Arco e freccia". Tuttavia, in letteratura non esistevano descrizioni di progetti multibanda, quindi il DF4SA ha dovuto intraprendere uno sviluppo indipendente. Dopo innumerevoli tentativi di simulazione al computer, siamo finalmente riusciti a ottenere un'antenna virtuale che soddisfa i requisiti.
Restavano problemi strutturali e meccanici: l'antenna doveva essere leggera ma rigida, fornire protezione dall'umidità e avere caratteristiche elettriche ripetibili, indipendentemente da quante volte veniva montata e smontata. L'assemblaggio non dovrebbe essere difficile e richiedere strumenti speciali. Tutti questi requisiti sono stati soddisfatti e l'autore ha avuto un grande piacere nel vedere l'antenna resistere facilmente a una forte tempesta quando operava da CTZEE durante il CQ WW CW CONTEST del 2002.
Principi di base della costruzione dell'antenna. "Spider" è un canale d'onda per le gamme di 10, 15 e 20 metri. È formato da tre antenne filari annidate una dentro l'altra, tese su una comune traversa (“ragno”) in fibra di vetro. Queste antenne a loro volta contengono tre elementi per la portata di 20 metri, tre elementi per la portata di 15 metri e quattro elementi per la portata di 10 metri.
L'elemento attivo dell'antenna è costituito da tre dipoli singoli per le bande dei 20, 15 e 10 metri, collegati tra loro solo nel punto di alimentazione. Di conseguenza, nella progettazione dell'antenna non vengono utilizzate bobine o circuiti ("trappole"). Per passare da un cavo coassiale sbilanciato a un dipolo simmetrico, viene utilizzato un dispositivo induttore semplice e a banda larga proposto da W2DU. Ciò rende il sistema di alimentazione molto semplice e affidabile. Non sono necessarie linee di fasatura o altri dispositivi di adattamento.
Lo schema generale dell'antenna (vista dall'alto) e le dimensioni di installazione degli elementi (in centimetri) sono mostrati in Fig. 3.
Le lunghezze dei cavi (in centimetri) degli elementi dell'antenna passiva sono riportate nella Tabella 2.
È opportuno notare che questi dati sono validi solo quando l'antenna è realizzata in rame o filo ramato con diametro di 1 mm senza isolamento. Altri tipi di fili, in particolare quelli isolati, richiederanno una certa correzione nelle dimensioni degli elementi, che è associata a una variazione del coefficiente di accorciamento, che a sua volta dipende dalla velocità di propagazione delle onde lungo il filo. Potrebbe essere necessaria una correzione anche quando si utilizzano isolanti alle estremità dei cavi dell'antenna.
È molto importante mantenere le dimensioni esatte dell'antenna durante la sua fabbricazione. Un errore anche di un centimetro (!) porterà ad una modifica dei parametri. Da quanto sopra ne consegue che i cavi dell'antenna non devono essere allungati sotto carico. È preferibile utilizzare filo di acciaio ramato, i cui dettagli possono essere trovati in. Quando la prima copia dell'antenna era realizzata con un normale filo di rame morbido con isolamento smaltato, alcuni elementi si allungavano anche di 10 cm durante il montaggio e lo smontaggio dell'antenna, provocando la "scomparsa" delle frequenze di risonanza e il deterioramento del diagramma di radiazione. Il rapporto di radiazione avanti/indietro ha sofferto particolarmente.
Il design dell'elemento attivo è mostrato in Fig. 4. È composto da tre dipoli, che devono essere posizionati su un piano verticale, rigorosamente uno sopra l'altro. Come con gli altri dipoli multibanda, più sono lontani l'uno dall'altro, minore è l'interazione che hanno.
La distanza tra il dipolo superiore da 20 metri e quello inferiore da 10 metri dovrebbe essere di circa 50 cm. È inoltre importante che il dipolo da 10 metri sia prolungato di almeno qualche centimetro dal tubo di supporto in fibra di vetro. Altrimenti, l'SWR potrebbe cambiare leggermente quando l'asta in fibra di vetro si bagna a causa della pioggia. Le lunghezze dei dipoli (in centimetri) sono riportate nella Tabella 3.
Il dispositivo di bilanciamento ("balun") può essere molto semplice, poiché l'impedenza di ingresso dell'antenna nei punti di alimentazione è già vicina a 50 ohm. Pertanto non è richiesto alcun adattamento della resistenza. Tutto quello che devi fare è passare da un cavo di alimentazione coassiale single-ended a un'antenna bilanciata. Pertanto, al posto del trasformatore toroidale, è risultato possibile utilizzare in questa antenna un semplice induttanza realizzata con cavo coassiale.
La versione più semplice di un induttore per cavo coassiale è una bobina di più spire (5...10) direttamente vicino alla presa di corrente. Tuttavia, il funzionamento di tale induttanza dipende in gran parte dalla frequenza, dal tipo di cavo stesso, dal diametro e dalla lunghezza della bobina. Un altro problema sorge se il diametro dell'avvolgimento è inferiore a quello consentito per un determinato tipo di cavo: nel tempo i parametri del cavo si deteriorano.
Una soluzione molto migliore è utilizzare uno starter coassiale, come descritto da W2DU. È necessario prendere un pezzo di cavo coassiale sottile e mettere diversi anelli di ferrite (da 16 a 50, a seconda del tipo) sul suo isolamento esterno, che aumentano efficacemente l'impedenza per le correnti che fluiscono lungo la superficie esterna della treccia. Di conseguenza, queste correnti sono notevolmente ridotte. Se si utilizza un pezzo di cavo con isolamento fluoroplastico (Teflon), la potenza consentita fornita all'antenna può raggiungere i due kilowatt.
Un pezzo di cavo su cui sono posizionati anelli di ferrite viene posto in una scatola impermeabile costituita da un profilo di plastica scatolare con coperchio. Ad un'estremità della scatola è montato un connettore per cavo standard di tipo S0239, all'altra sono montati due bulloni per il collegamento delle metà dell'elemento attivo. Il design del balun con il coperchio rimosso è mostrato in Fig. 5.
Il dispositivo svolge anche un'altra funzione: fissato al palo, solleva la presa di corrente dell'elemento attivo sopra il collegamento centrale degli elementi portanti in vetroresina.
Progettazione dell'antenna. La sua base è la connessione centrale mostrata in Fig. 6.
È costituito da due piastre quadrate in lamiera di duralluminio e quattro spezzoni di tubi (Fig. 7), nei quali sono inseriti elementi portanti in fibra di vetro.
I tubi sono fissati tra le piastre con otto viti; i fori oblunghi nelle piastre consentono di adattare il collegamento ad un diametro specifico del palo, che può variare da 30 a 60 mm. La connessione è inoltre fissata rigidamente all'albero con un pezzo di profilo in duralluminio a forma di U (è fissato con due bulloni alla piastra superiore) e un morsetto a forma di U con dadi. Il design dell'unità centrale garantisce che il centro di gravità dell'antenna si trovi esattamente lungo l'asse del palo, riducendo così il carico sul palo e sul dispositivo rotante.
Gli elementi portanti in fibra di vetro, lunghi 5 m, sono le sezioni inferiori delle aste in fibra di vetro di nove metri. Per conferire rigidità all'intera struttura portante sono stati utilizzati una serie di tiranti costituiti da corde di Kevlar con un diametro di 1,5 mm, un metodo ben noto fin dai tempi della flotta velica. La corda può sopportare una resistenza alla trazione fino a 150 kg. Il Kevlar è buono perché praticamente non si allunga e l'antenna mantiene la sua forma durante la rotazione e sotto carichi di vento significativi. La configurazione dei tiranti è mostrata in Fig. 8. Per fissarli si consiglia di utilizzare nodi a vela che trattengano bene il carico e possano essere facilmente slegati durante lo smontaggio dell'antenna.
Dopo aver assemblato la struttura portante, gli elementi metallici vengono fissati facilmente e rapidamente ad essa. Nei punti in cui si piegano, così come alle estremità, sugli elementi vengono applicati brevi pezzi di tubi isolanti in plastica.
Risultati e dati tecnici. L'antenna è stata sollevata su un palo di dieci metri in un'area aperta e i suoi parametri sono stati attentamente misurati. Si è scoperto che i fili di acciaio ramati utilizzati con un diametro di 1 mm non richiedono l'introduzione di un fattore di accorciamento e che i dati ottenuti dalla modellazione computerizzata possono essere utilizzati direttamente nella fabbricazione dell'antenna. Si è anche scoperto che gli isolanti alle estremità dei fili (tubi di poliammide lunghi 4 cm, riempiti di resina epossidica) influenzano notevolmente la frequenza di risonanza degli elementi, abbassandola di circa 100...200 kHz. È necessario tenere conto di questo effetto accorciando opportunamente i cavi.
I risultati delle misurazioni del guadagno e del rapporto tra radiazione avanti/indietro e avanti/laterale sono riportati nella Tabella 4. I valori di guadagno sono forniti rispetto a un emettitore isotropo e, tra parentesi, rispetto al dipolo. I valori ottenuti sono approssimativamente gli stessi di una tipica antenna tri-band moderna con una lunghezza del fascio portante (braccio) di 6...7 m.
I valori del rapporto di radiazione avanti/laterale sono leggermente più piccoli, a causa del fatto che gli elementi attivi non giacciono sullo stesso piano orizzontale di quelli passivi. Tuttavia c'è anche qualche vantaggio in questo: durante la ricerca per portata, l'operatore, anche se debolmente, sente i segnali provenienti da altre direzioni.
Come esempio in Fig. La Figura 9a mostra i modelli di radiazione dell'antenna ad una frequenza di 14,12 MHz nei piani azimutale e verticale, calcolati utilizzando il programma di modellazione dell'antenna NEC. Il calcolo è stato effettuato per un'altezza di installazione dell'antenna di 10 m sopra la superficie terrestre. Nella fig. La Figura 9b mostra schemi di radiazione simili quando si installa l'antenna ad un'altezza di 20 m. La Figura 9c mostra la dipendenza del guadagno e del rapporto di radiazione avanti/indietro dalla frequenza.
Durante il lavoro sul campo in varie spedizioni, "Spider" ha pienamente giustificato le speranze riposte in esso.
Ulteriori informazioni sull'antenna e una descrizione dettagliata della sua tecnologia di produzione possono essere trovate sul sito web DF4SA. Sul sito web sono disponibili alcune discussioni utili sul progetto, nonché traduzioni della descrizione in altre lingue. L'antenna è stata modellata anche utilizzando il programma di modellazione dell'antenna MMANA. I risultati ottenuti differiscono poco da quelli sopra riportati.
Letteratura
- dx-wire.de.
- Walter M.M., W2DU QST, 1983, n. 3.
- qsl.net/df4sa/index_spider.htm.
- groups.yahoo.com/group/spiderbeam
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