Радиолюбительские конструкции
и продажа радиоаппаратуры

Сравнение реальных антенн на 430 и 1200 МГц

Однажды нескольким владивостокским радиолюбителям, среди которых был и я, пришло в голову съездить "в поле" и проверить, как же на самом деле работают их антенны. Ведь описание антенны в книжке или на сайте, красивая даграммка в Мамане - это одно. А сделанная своими руками антенна - это совсем другое. Вот об этом речь и пойдёт далее в этой статье.

К тому же средства для вполне объективного сравнения у нас были - это радиомаячки, описанные на этом сайте и УКВ радиостанции достаточно выского класса, по S-метрам которых и велось сравнение. Ещё раз подчеркну, что целью было именно сравнить антенны между собой, а не вымерять, сколько децибел даёт та или иная антенна.

1. Результаты сравнительных испытаний антенн 15 сентября 2009 г. на форту Суворова

Приём вёлся на трансивер KENWOOD TS-790. Диапазон — 1200 МГц;

Расстояние до места установки маячка - 4 км. Прямая видимость есть;

Условия измерения: измерительный прибор — встроенный в станцию S-метр;

Частота — 1294.750;

Мощность радиомаячка — 2 мВт;

Вид излучения — тональный телеграф, ЧМ;

Антенна маячка — зигзаг 1200 МГц с рефлектором из медных прутиков, вот такая:

Испытывались 4 антенны:

Номер антенны	Тип антенны и изготовитель	Фото антенны	Баллы по S-метру (больше-лучше)
1	Яги 26 элементов конструкции DL6WU изготовления UA0LHG		S9+5 Дб
2	8 синфазных зигзагов с отдельными сплошными рефлекторами из алюминиевого листа изготовления UA0LTB		S9+1 Дб
3	Коллинеарные разрезные квадраты конструкции Н. Кудрявченко изготовления UA0LBL		7.5 баллов
4	Классический зигзаг со сплошным рефлектором из алюминиевого листа изготовления UA0LTB		6 баллов

Комментариев и выводов не зафиксировано, лишь сделан вывод о целесообразности подобных испытаний.

2. Результаты сравнительных испытаний антенн 16 сентября 2009 г. на форту Суворова

Приём вёлся на Icom IC-821 в режиме SSB с включенным аттенюатором 15 дБ. Диапазон — 430 МГц;

Расстояние до места установки маячка - 4 км. Прямая видимость есть;

Условия измерения: измерительный прибор — встроенный в станцию S-метр;

Частота — 432.750;

Мощность радиомаячка — 5 мВт;

Вид излучения — тональный телеграф, ЧМ;

Антенна маячка — зигзаг 430 МГц с резонансным рефлектором (3 прутика):

Испытывались 4 антенны:

Номер антенны	Тип антенны и изготовитель	Фото антенны	Баллы по S-метру (больше-лучше)
1	Яги 20 элементов конструкции DL6WU изготовления UA0LHG		9 баллов
2	Та же яги, укороченная до 12 элементов		8 баллов
3	Стек из 4-х зигзагов с рефлекторами из прутиков изготовления UA0LTB		7 баллов
4	1 зигзаг с рефлектором из решётки от холодильника изготовления UA0LNJ		5.5 баллов

Выводы, наблюдения и комментарии:

1) У 4-х зигзагов (антенна №3) выявлены ошибки в конструкции рефлектора: когда мы его "проредили", этот самый рефлектор, оставив по 3 прутика на каждый зигзаг (а было - по 15), то баллы на них выросли с 7 до 7.5 и заметно улучшилось обратное подавление. Думаю, если сделать им ХОРОШИЙ сплошной рефлектор, то баллы в прямом направлении должны возрасти до 8-8.5;

2) Ещё один важный вывод — уже на 430 МГц НЕЦЕЛЕСООБРАЗНО делать стеки антенн! Просто слишком много энергии теряется на плохом согласовании.

3. Результаты сравнительных испытаний антенн 19 сентября 2009 г. на форту Суворова

Все исходные данные по маячку и приёмной части такие же, как и в измерении №1

Испытывались 9 антенн:

Номер антенны	Тип антенны и изготовитель	Фото антенны	Баллы по S-метру (больше-лучше)
1	Яги 26 элементов конструкции DL6WU изготовления UA0LHG		S9+6...7 Дб
2	8 синфазных зигзагов с отдельными сплошными рефлекторами из алюминиевого листа изготовления UA0LTB		S9+4...5 Дб
3	Яги 27 элементов конструкции DL6WU изготовления UA0LBL		S9+4 Дб
4	Стек 2 х 15 яги изготовления UB0LAE		S9+2...3 Дб
5	Коллинеарные разрезные квадраты конструкции Н. Кудрявченко изготовления UA0LBL		8.5...9 баллов
6	Зелёная военная кросс-яги 10 элементов UA0LBL		8.5 баллов
7	Банка 240 (высота) х 152 (диам) мм (фактически - рупорная антенна) конструкции F4DAY изготовления UA0LTB		8 баллов
8	Классический зигзаг со сплошным рефлектором из алюминиевого листа изготовления UA0LTB		8 баллов
9	Классический штырь λ/4 с 4 противовесами (GP) изготовления UA0LTB		7 баллов

Выводы, наблюдения и комментарии:

1) Яги 27 элементов проиграла практически идентичной яги 26 элементов, по-видимому, из-за более толстых элементов (3 мм UA0LBL против 2 мм у яги UA0LHG), к тому же, 2 мм элементы — посеребрённые. Ещё у яги 27 элементов наблюдался раздвоенный задний лепесток, что говорит об ошибках в конструкции;

2) У антенны №4 наблюдалась сильная зависимость коэффициента усиления от положения питающего кабеля, что говорит о большом КСВ и/или плохом симметрировании;

3) Антенна №7 при небольшом сплющивании про вертикали (при этом она как бы расширялась по горизонтали) начинала показывать усиление, на 0.5 балла (3 Дб) большее, чем в исходном «круглом» виде;

4) Банка (№7) и классический зигзаг (№8) с рефлектором по баллам оказались на одном уровне, что меня несколько удивило. Усиление зигзага по идее должно быть на 0.5 балла (3 Дб) лучше, однако, этого не наблюдалось.

4. Результаты сравнительных испытаний антенн 29 сентября 2009 г. на форту Суворова

Испытывались 6 антенн:

1) Яги конструкции DL6WU изготовления UA0LHG. 26 элементов, посеребрённая медь 2 мм диаметром;

2) 8 синфазных зигзагов со сплошным рефлектором из мелкой латунной сетки изготовления UA0LTB. По сравнению с предыдущим разом, рефлектор увеличен в размере и сделан сплошным из латунной сетки;

3) Коллинеарные разрезные квадраты с резонансным рефлектором, конструкции Н. Кудрявченко изготовления UA0LTB. Материал полотна антенны — медь 1.4 мм диаметром (сечение 1.5 мм2), рефлектор - алюминиевые прутки диаметром 2 мм и 0.54λ длиной с шагом 4 см;

4) Коллинеарные разрезные квадраты с резонансным рефлектором, конструкции Н. Кудрявченко изготовления UA0LBL. Материал полотна антенны — медь 3 мм, рефлектор — алюминиевые прутки длиной 1.2λ и 4 мм диаметром;

5) Одиночный зигзаг со стороной 0.375λ с рефлектором конструкции Н. Кудрявченко изготовления UA0LTB. Материал полотна антенны — мягкий алюминиевый пруток 6.5 мм диаметром. Рефлектор — настроенный, алюминиевые прутки диаметром 2 мм и длиной 0.54λ с шагом 4 см;

6) Одиночный классический зигзаг из голой медной проволоки 3 мм диаметром со сплошным рефлектором из алюминиевого листа изготовления UA0LTB.

Все антенны по очереди подключались к трансиверу KENWOOD TS-790 (хозяин UA0LBL) и фиксировались прямые и обратные показания по сигналу радиомаячка на частоту 1294.750 МГц. Мощность радиомаячка — около 2 мВт, расстояние до радиомаячка — 4 км по прямой, антенна радиомаячка — всё тот же классический зигзаг с рефлектором из медных прутиков. Вид модуляции маячка — тональный телеграф, ЧМ.

Итак, результаты:

Номер антенны	Тип антенны и изготовитель	Фото антенны	Баллы по S-метру (больше-лучше)	Баллы по S-метру при развороте на 180° (меньше-лучше)
1	Яги 26 элементов конструкции DL6WU изготовления UA0LHG		S9+8 Дб	1 балл
2	8 синфазных зигзагов со сплошным общим рефлектором из мелкой латунной сетки изготовления UA0LTB		S9+6 Дб	0...1 балл
3	Коллинеарные разрезные квадраты конструкции Н. Кудрявченко изготовления UA0LTB		S9+6 Дб	3 балла
4	Коллинеарные разрезные квадраты конструкции Н. Кудрявченко изготовления UA0LBL		S9+2...3 Дб	7...8 баллов
5	Одиночный зигзаг со стороной 0.375λ с рефлектором конструкции Н. Кудрявченко изготовления UA0LTB		S9+2...3 Дб	2...3 балла
6	Одиночный классический зигзаг со сплошным рефлектором из алюминиевого листа изготовления UA0LTB		S9+1 Дб	4 балла

Выводы, наблюдения и комментарии:

1) Яги конструкции DL6WU изготовления UA0LHG – вне конкуренции. Яги — они и в африке яги (всего 1 пайка — кабель к антенне);

2) Переделка рефлектора антенны №2 (8 синфазных зигзагов) не увеличила прямого усиления антенны, а лишь немного улучшила обратное подавление. По этому показателю эта антенна — одна из лучших. А вот по прямому усилению эта антенна должна примерно на 1 Дб превосходить яги 26 элементов (антенна №1), чего на практике не наблюдалось. Связано, это, по-видимому, с большим количеством соединительных линий — 8 штук общей длиной 3.6 метра, и количеством паек — аж 11 (!);

3) Разница в усилении одинаковых антенн №№ 3 и 4, по-видимому, объясняется тем, что материал полотна антенн — разный, у антенны №3 с более тонкой медной проволокой лучше получается согласование с кабелем. Ну и рефлектор, по-видимому, играет не последнюю роль;

4) Зигзаг со стороной 0.375λ показал, как и ожидалось, заметно лучшие результаты, чем классический зигзаг со стороной 0.25λ ;

5) Осталось совершенно непонятным, почему же всё-таки антенна №3 (коллинеарные разрезные квадраты) проиграла антенне №1 (яги), когда теоретически она должна выигрывать у неё как минимум на 1 Дб. Возможно, дело всё-таки в серебрении полотна антенны и точности изготовления.

И заключительные общие выводы:

1) Испытания показали, что изготовление стеков слабонаправленных антенн на 430 МГц и тем более на 1200 МГц НЕЦЕЛЕСООБРАЗНО, в виду слишком уж больших затрат на их изготовление и слишком больших потерь на согласование. При усилении, большем чем 12-14 Дби, намного выгоднее изготавливать яги, чем стеки зигзагов. Яга с усилением порядка 16 Дби имеет гораздо меньшую парусность и в 3-4 раза меньший расход материалов на изготовление, чем стек из 8 зигзагов. К тому же, как показывает практика, стек из 8 зигзагов ещё и проигрывает ягам из-за больших потерь при согласовании нескольких антенн с одним кабелем;

2) С другой стороны, если нужна как можно более простая направленная антенна и усиления 9-10 Дби достаточно, то классический зигзаг с рефлектором - просто вне конкуренции;

3) Не надо увлекаться количеством элементов резонансного рефлектора у зигзагов. Оптимальное количество элементов резонансного рефлектора - 3-4 шт при длине около 0.55...0.6λ. Если попытаться увеличить к-во элементов рефлектора для улучшения работы антенны, то её усиление и обратное подавление только ухудшатся из-за эффекта затекания ВЧ тока за рефлектор. В этом случае нужно либо увеличивать длину прутиков рефлектора до 0.7...0.8λ, либо от резонансного рефлектора переходить к ненастроенному сплошному с длиной стороны те же 0.7...0.8λ ;

4) Коллинеарные разрезные квадраты конструкции Н. Кудрявченко всё же имеют право на жизнь, поскольку при усилении, всего на 2 Дб меньшем, чем у антенны типа яги с количеством элементов 26, имеют наибольший габаритный размер около 1 м. А яги 26 элементов имеют длину 2.2 метра;

5) Выгоднее делать зигзаги со стороной 0.375λ, т.к. они имеют на 1...2 Дб большее усиление, чем классические зигзаги со стороной 0.25λ, хотя и имеют несколько более сложную конструкцию.

Вадим, UAØLTB
г.Владивосток
06.10.2009г.