ДЕРЕВЯННАЯ… АНТЕННА

Радиолюбителям-коротковолновикам хорошо известно, что для обеспечения надёжной связи в эфире помимо высокочувствительного приёмника и мощного радиопередатчика требуется ещё и грамотно спроектированная антенна. Существует немало типов антенн, однако приходится ограничивать себя всего лишь двумя или тремя. И одной из них чаще всего становится вертикальный четвертьволновый штырь или, что точнее, — его улучшенный вариант, который у радиолюбителей носит название Ground Plane.

Я не собираюсь рассказывать читателям о настройке антенны — об этом достаточно подробно повествуется в специализированных изданиях. Задача у меня другая — познакомить коротковолновиков с конструкцией такой антенны.

Как известно, основой штыревой антенны является металлический сплошной или составной стержень или, что ещё лучше, — дюралюминиевая труба длиной в четверть используемой длины волны. Для наиболее популярного двадцатиметрового коротковолнового диапазона рабочая (электрическая) длина штыря составляет ровно 5 метров.

Однако, когда я начал делать такую антенну, раздобыть дюралюминиевую трубу диаметром 40 — 50 мм и длиной около пяти метров мне не удалось.

Задача казалась безвыходной, однако выручила меня… обычная пищевая алюминиевая фольга, которая продаётся в хозяйственных магазинах рулончиками шириной по 0,2 — 0,3 м; длина такой сверхтонкой металлической полосы — около 20 метров.

Конечно, свернуть из фольги трубу длиной 5 метров хотя и возможно, но при прекрасной электрической проводимости её прочность и жёсткость фактически будет нулевой. Однако совсем не обязательно функции проводящей и силовой частей антенны возлагать на единый элемент конструкции. Действительно, электропроводность штыря вполне сможет обеспечить тончайшая алюминиевая фольга, а его прочность и жёсткость — деревянный стержень длиной 5,5 м, оклеенный слоем стеклоткани.

Конструкция четвертьволновой штыревой антенны типа Ground Plane:

1—штырь антенны; 2—«зонтик» (верхняя часть 9-литровой бутыли); 3—соединительный хомут (дюралюминий, полоса 15×3), 4—центральная труба основания (сталь, труба 60×3, L = 270); 5—скоба (сталь, проволока Ø5); 6—коаксиальный антенный кабель; 7—соединительный провод противовесов (антенный канатик Ø4); 8—опора основания (сталь, труба 30x40x2,5); 9—подошва (сталь, лист s4); 10—противовес (антенный канатик Ø4); 11—шуруп-саморез (Ø6×80); 12 — фарфоровый изолятор; 13—резьбовой крючок (Ø5×50 (сталь)

Для начала я подобрал ровный, без сучков и косослоя брусок длиной 5,5 м и сечением 50 х 50 мм и выстругал из него усечённый конус с большим диаметром 50 мм и меньшим — 20 мм. Далее получившийся деревянный штырь с помощью эпоксидной смолы оклеил полосой стеклоткани длиной 5,5 м и шириной 0,2 м. Не дожидаясь, когда смола начнёт «схватываться», расстелил по полу подготовленную заранее полосу полиэтилена длиной 5,7 м и шириной 0,3 м, а поверх неё разложил фольгу длиной ровно 5 м, а далее поверх фольги разместил оклеенный стеклотканью штырь и аккуратно обернул его металлом. При этом нижнюю часть штыря на участке в 0,5 м фольгой не оклеивал. Ну а там, где заканчивалась алюминиевая его часть, защитил фольгу от попадания на неё «эпоксидки» несколькими витками виниловой изоляционной ленты — в дальнейшем в этом месте был установлен дюралюминиевый хомут для электрического соединения антенны с коаксиальным антенным кабелем.

Чтобы обеспечить плотное прилегание фольги к стеклоткани, а той — к древесине, приформовал к антенне полосу полиэтиленовой плёнки и плотно опрессовал её, обмотав лентой-скотчем. На следующий день надрезал скотч и легко удалил его вместе с полиэтиленом (тот совершенно не адгезирует с эпоксидным клеем).

Итак, главная часть антенны практически готова. Осталось лишь на нижний, не покрытый фольгой конец штыря наклеить несколько слоёв стеклоткани на эпоксидной смоле, доведя диаметр этой части антенны до 64 мм. Стеклоткань и эпоксидная смола — хорошие изоляторы, и наличие стеклопластикового пояса в нижней части штыря надёжно изолирует его от металлического основания антенны.

Основание антенны — сварное, оно состоит из центральной трубы диаметром 70×3 мм (внутренний её диаметр составляет 64 мм, что даст возможность вставить штырь в основание) и четырёх опор из стальных труб прямоугольного сечения 30x40x2,5 мм. К последним приварены четыре подошвы (стальная полоса толщиной 4 мм) и четыре скобы из проволоки диаметром 5 мм.

Соединение центральной жилы коаксиального антенного кабеля с алюминиевой фольгой производится с помощью дюралюминиевого хомута, охватывающего нижнюю, фольгированную часть штыря, при этом под стягивающий болтик хомута следует подложить медный монтажный лепесток, к которому и припаивается центральная жила антенного кабеля.

Для эффективной работы четвертьволнового штыря-вибратора необходимо обеспечить условия для своего рода электрического зеркального отражения этой антенны, что достигается с помощью радиально расходящихся от штыря антенных канатиков (противовесов).

Электрическая длина каждого составляет также четверть излучаемой (или принимаемой) длины волны — в нашем случае это 5 метров. В описываемой антенне их четыре, хотя количество канатиков-противовесов можно увеличить. Каждый из них изолирован от опор антенны и от крыши с помощью пары изоляторов (кстати, в наше время раздобыть классические изоляторы совсем не просто, однако неплохие самодельные изоляторы получаются из горлышка, отрезанного от пластиковой бутылки). В центральной части противовесы соединяются с помощью кольцевого проводника, с последним соединяется пайкой оплётка коаксиального антенного кабеля.

Последовательность изготовления антенного штыря:

1—изготовление из древесины конусной заготовки антенного штыря; 2 — оклейка заготовки стеклотканью; 3 — оклейка антенного штыря алюминиевой фольгой; 4—приформовывание разделителя (полиэтиленовой плёнки); 5—опрессовка антенного штыря клейкой лентой-скотчем

Общий вид антенны типа Ground Plane

Немаловажной деталью антенны является «зонтик», прикрывающий центральную трубу основания антенны. К его установке нужно отнестись повнимательнее — попадание влаги на нижнюю часть штыря может ухудшить работу Ground Plane. Проще всего сделать такой «зонтик» из 9-литровой пластиковой бутыли (в таких продаётся питьевая вода).

Как уже упоминалось выше, при внешней простоте антенны типа Ground Plane наладка её достаточно трудоёмка. Впрочем, в Интернете вы сможете найти по меньшей мере десяток методик её настройки, в том числе и с применением простейших приборов.

И последнее. Пользуясь методикой создания «деревянной» штыревой антенны, не слишком сложно сделать такие же «деревянные» элементы для направленных антенн типа «волновой канал», а также для различных телевизионных антенн.