Дві незабутніх події літа.

Цього літа сталися дві незабутніх події в житті кожного фаната коротких хвиль.

В неділю, 21 червня 2020 р. відбулася щорічна спецтрансляція радіостанції BBC - Antarctic Midwinter Broadcast 2020. Цікаво те, що ця трансляція організовується лише для 40 чоловік в світі - команди вчених та персоналу, що знаходяться на Британській дослідній станції в Антарктиді.
  

 

Дослідницька станція Галлея VI на льодовому шельфі Brunt в Антарктиді

Шматок карти для орієнтації в просторі ;-)

   
Програму представляє Керіс Метьюз. В програмі звучать вітання від сімей та друзів, а також музичніі заявки від тих, хто зараз в Антарктиді. Ця подія присвячена до святкування середини зими (не забувайте, що Антарктида знаходиться в південній півкулі). Я записав трансляцію цієї програми і за бажанням ви можете її собі скачати. Достатньо любого музичного програвача, що відтворює звукові файли формату wav.

В неділю, 5 липня 2020 р. в день Александерсона, відбулася щорічна трансляція Grimeton radio SAQ. Передача відбувалася на частоті 17.2 КГц (діапазон наддовгих хвиль). Майже щороку я є слухачем цього дійства. В цьому році їй виповнилося 95. Надзвичайно солідний вік для радіопередавача, як на мене.

З-за пандемії, в цей день відвідувачів не приймали. Були присутні лише декілька людей персоналу станції-музею.  На ключі стукав сам Ларс Калланд. Ось записана трансляція цієї передачі. Коротко для тих, хто лише починає вивчати азбуку Морзе. Приблизно на протязі 30 хвилин налаштовували передавач, далі було саме повідомлення: 

CQ CQ CQ DE SAQ SAQ SAQ = THIS IS GRIMETON RADIO/SAQ IN A TRANSMISSION
USING THE 200 KW ALTERNATOR ON 17.2 KHZ. = IN VIEW OF THE PRESENT PANDEMIC COV19 WE WANT TO PAY TRIBUTE TO ALL PARTIES CONCERNED WITHIN HEALTHCARE KNOWING THEIR EFFORTS WILL PAY EFFECT EVENTUALLY. = SIGNED: THE WORLD HERITAGE AT GRIMETON AND THE ALEXANDER-GRIMETON VETERANRADIOS VAENNER ASSOCIATION = + FOR QSL INFO PLEASE READ OUR WEBSITE: WWW.ALEXANDER.N.SE = + DE SAQ SAQ SAQ @

Після повідомлення передавач вимкнули. Мабуть до Різдва, якщо нічого не зміниться.

Цікавих вам зв'язків та спостережень !

73 ! de UT2YR

Активна магнітна антена Wellbrook ALA1530

Сьогодні я розповім про активну магнітну антену Wellbrook ALA1530, виробництва Wellbrook Communication. Звісно, буде також фото конструкції антени та її частин. І, звісно, розповідь як вона до мене добиралася.

Вибір на цю антену впав з причини рекомендації розробників KiwiSDR а також SWL із великим стажем.

Історія про те, як я її отримав - незвична. Я її зараз опишу для того, щоб в кого виникне бажання її мати, не став на граблі, на які я став у свій час. Одразу скажу - процес в мене вийшов досить затяжний. Десь півроку.  Офіційний сайт, на якому можна подивитися цю красу.

Вибрав я таку антену.

Це найновіша модель в лінії ALA1530. Розробник і одночасно виготовлювач цієї антени Andrew H. Ikin

Ця компанія налічує два співробітники. Сам сер Ендрю та його дружина. Компанія знаходиться в гаражі поряд з будинком, де вони живуть. А номер телефону є одночасно і домашнім. Все як в кращих традиціях 60-х років минулого століття.

Оплата приймається через PayPal.

Розрахувався я за 1 штуку (на сайті пише що є в наявності) і набрався терпіння. Проходить два дні. Я заглядаю в свій обліковий запис, історію замовлень, а там сюрприз. Ваше замовлення скасовано. Задаю Ендрю запитання, чому він скасував замовлення. Виявляється, він не відправляє свої антени ні в Україну, ні в Росію. Спробував я декілька різних хитрощів з відкриттям поштових абонентських скриньок у містах Великобританії і подальшим перенаправленням посилок до перевізників, які доставляють їх в Україну. Нічого з цього не вийшло. Дядько принципово не вівся ні на що. Десь довбав я його півтора місяця. Безрезультатно.

Раз Магомет не іде до гори, то гора піде до Магомета. Знайшов я свого давнього друга, що мешкав років зо двадцять у Великобританії і попросив замовити антену на його ім'я з його адресою. Перерахував йому кошти і домовився, що він буде мені надсилати періодично що і як відбувається.

Два тижні ми чекали на підтвердження замовлення. Два з половиною місяці після підтвердження виготовлялася ця антена. І десь півтора місяця я чекав, доки вона добереться до мене. Зате добралася вона до мене ціла та неушкоджена, за що я другові надзвичайно був вдячний.

Висновок щодо замовлення. Якщо хочете таку антену то шукайте когось із знайомих, друзів, родичів за кордоном. І набирайтеся терпіння.

Тепер лірика вся скінчилася. Зараз я продемонструю фото і трохи опишу свої думки та враження.

Антена уявляє собою алюмінієве коло діаметром 1 метр. На фото зображена антена на фотоштативі. Не розжився поки на щоглу та поворотний пристрій для неї. Кручу її руками. Внизу кола знаходиться підсилювач, який працює від 30 КГц до 30 МГц та фільтр, який блокує прийом станцій FM діапазона.

Фото антени крупним планом.

Внизу в центрі знаходиться підсилювач та фільтр. Підсилювач під'єднаний двома дротами до кола з допомогою саморізів. Мені не дуже сподобався такий варіант. Невже не можна було нарізати різьбу ?

Судячи з серійного номера, зрозуміло що це дрібносерійне виробництво.  В комплект входить вч кабель з bnc роз'ємами на кінцях, інжектор живлення та блок живлення. Кабель гарної якості, фірмовий.

Блок живлення з англійською розеткою. На Європу відправляє з євровилкою. Не проблема. Придбав перехідник.

Імпульсний. На вагу легкий. Буду ліпити лінійний блок живлення, а цей викину. Потроху вже починає мене сердити виробник. Інжектор живлення ззовні виглядає круто. Коробка схожа на фірмову, фунтів на двадцять.

Коробка і справді фірмова - hammond, але те що я побачив всередині, не дуже мені підняло настрій.

На макетці зліпив дві дулі і зачепив плату до корпусу на двох шматках двостороннього скотчу. До роз'єму виходу на приймач припаяний лише центральний провідник. Земля гуляє по корпусу.

Низ антени, який має чіплятися на поворотній механізм складається з чаші та трубки, що в неї закручується. Трубка меншого діаметру ніж потрібно і вільно ходить туди-сюди. Різьба нарізана кругом дюймова. Як би і знайшов трубу, потрібно на ній нарізати дюймову різьбу.

Між кріпленням та білим пластиком де знаходиться вся електроніка, стоїть гумова прокладка. Дві шпильки з'єднують в бутерброд фільтр та підсилювач. На верху підсилювача знаходиться пластикова кришка.

Підсилювач розміром з хокейну шайбу, яка заллята компаундом і нутрощі не побачиш через це, а хотілося б побачити реалізацію підсилювача. Може такий колгосп як в інжекторі ?

 Наскільки я зрозумів, фільтр FM діапазона розмістився в нижній частині.

До конструкції в мене є купа претензій. Якби я потримав її в руках перед тим як придбати - я не дав би таку суму за неї. То можна докласти трохи коштів і щось взяти собі для походів. Одним словом відчуття в мене досить змішані.

Ну і на десерт надаю фото всіх паперів, що йшли в комплекті з антеною.

Ось такий набір антен підзібрався в мене. Хочу ще пару вертикалів та трикутник на 80 м. діапазон ( як бюджетний варіант). В максимумі Ягі. І комутатор антен, щоб прямо з приймача комутувати ними. Тоді можна буде в повній мірі насолоджуватися прийомом.

73 ! de UT2YR

Mini Whip у виконанні PA0RDT Частина 3.

Тепер я розповім про те, як ця антена виглядає, покажу нутрощі антени, як я зробив заземлення, діелектричну щоглу та як я зачепив антену на неї.

Буферний підсилювач з металевою пластиною знаходиться в середині пластикового циліндру. Дві кришки, що його закривають з обох сторін закріплені з допомогою клею. На нижній кришці, зроблено два невеликих отвори діаметром приблизно 1 мм. для витоку конденсату.

Сама плата має такий вигляд.

Комплект антени складається з підсилювача, інжектора живлення та блока живлення. На фото зображені підсилювач та інжектор поряд з авторучкою для оцінки розмірів.

Інжектор живлення більш крупним планом.

В середині інжектора як і у підсилювачі дуже акуратний монтаж. Навіть при малих розмірах, витравлена друкована плата. Гляньте самі як все чудово зроблено.

Блок живлення - лінійний, а не імпульсний. Важкий в руках.

Антена змонтована на діелектричній щоглі. Щогла вироблена із склопластика. Повна висота щогли складає 10 метрів, але верхнє коліно тонке. тому я закріпив антену на передостаннє. Відповідно, висота підвісу антени складає 8 метрів над землею.

 

Я намагався максимально все "діелектризувати". Як видно з фото, антена прикріплена до щогли з допомогою двох затяжок.

Як відомо з попередньої частини, обов'язково перед вводом кабелю до шеку, екран потрібно заземлити. В загашниках в мене знайшовся шматок алюмінієвої шини. Я її відполірував, наскільки зміг, зробив два отвори і в один з отворів закрутив прохідний bnc роз'єм. Таким чином, екран кабелю буде заземлений.

Заземлення в зборі.

Гайда слухати радіо !

До зустрічі !

В наступній статті буде іти розмова про Wellbrook ALA1530. 

73 ! de UT2YR

Mini Whip у виконанні PA0RDT частина 2.

Для кращого розуміння роботи цієї антени, прочитайте уважно цю статтю.

Я зробив її переклад. Вона була написана Пітером для Датського аматорського журналу Electron та була опублікована в січні 2014 року.  

Основи антени MiniWhip, Pieter-Tjerk de Boer, PA3FWM

Відома активна антена для діапазонів LF, MF та HF - це "MiniWhip", розроблена PA0RDT. Про те, як працює ця антена, було висловлено багато ідей та непорозумінь. У цій статті я сподіваюся пролити світло на це, використовуючи деяку елементарну теорію.

Mini Whip

На малюнку зображено ескіз типового встановлення MiniWhip. Він складається з щогли заввишки декілька метрів, в ідеалі у відкритому полі, зверху - невелика металева пластина та підсилювач у пластиковому корпусі (власне MiniWhip). Коаксіальний кабель проходить від MiniWhip вниз по щоглі до приймача. Зараз ми вважаємо, що щогла є провідною і заземленою, але згодом ми побачимо, що станеться, якщо це не так. Підсилювач є підсилювачем по напрузі з дуже високим вхідним опором, щоб узгодитити металеву пластину, і низьким вихідним опором, щоб можна було доставити достатню потужність коаксіальним кабелем хвильовим опором 50 Ом. Ідея полягає в тому, що металева пластина "вимірює" електричне поле за своїм розташуванням і надсилає сигнал через коаксіальний кабель до приймача.


Принцип роботи та електричне поле


Давайте зробимо наступні припущення: висота щогли невелика в порівнянні з довжиною хвилі, а сигнал, що приймається, вертикально поляризований. Це обґрунтовані припущення: MiniWhip часто рекламується як антена для LF та MF (вони мають довжину хвиль у сотні метрів), і ці сигнали переважно вертикально поляризовані (через вплив землі, яка проводить). При більш високих частотах HF ці припущення стають менш реалістичними, залежно від висоти щогли.

Такий вертикально поляризований радіосигнал виробляє вертикальні лінії поля в області навколо антени, і як наслідок, так звані еквіпотенціальні поверхні (поверхні, на яких потенціал, тобто напруга відносно землі, скрізь однакова). Металева пластина в MiniWhip буде мати такий же потенціал, як і еквіпотенціальна поверхня, що перетинає її.

Однак підсилювач у MiniWhip не просто підключений до металевої пластини, а й до заземленої щогли, адже вона провідна. Якщо бути більш точним: підсилювач вимірює різницю потенціалів між пластиною і щоглою, і застосовує цю саму різницю потенціалів між екраном і центральним провідником коаксіального кабелю. Це має вирішальне значення: сигнал, який потрапляє в приймач, полягає в різниці потенціалів між пластиною і щоглою.

Наскільки велика ця різниця потенціалів? Найпростіші міркування говорять про те, що пластина має такий же потенціал, що і поле на кілька метрів над землею (висота щогли), а сама щогла знаходиться на земляному потенціалі (тому що її нижній кінець заземлений). Однак це спрощення. Якщо вся щогла знаходиться в потенціалі землі, лінії потенціалу не можуть перетнути її, і, таким чином, повинні бути викривлені.

Цей малюнок показує, як виглядають спотворені лініїі. Чорна лінія внизу позначає землю. На ній стоїть (досить товста, циліндрична) щогла, а над нею знаходиться металева пластина MiniWhip, обидва також показані чорним кольором. Червоні лінії - це еквіпотенціальні поверхні, а точніше, прорізи через них. Кожному з цих ліній відповідає потенціал, виражений у вольтах: напруга цієї еквіпотенціальної поверхні визначається відносно землі. Земля і щогла самі є потенціалом землі, скажімо, 0 вольт. Найнижча червона лінія може мати потенціал, наприклад, в 1 мкВ, наступна в 2 мкВ. 

Далеко від щогли еквіпотенціальні лінії / поверхні майже горизонтальні, як можна було б очікувати для вертикально поляризованого електричного поля. Навколо щогли вони спотворені, тому що щогла є потенціалом землі. А також навколо металевої пластини лінії спотворюються, тому що потенціал на провіднику скрізь однаковий. Але насправді спотворення не надто погане; у металевої пластини потенціал навряд чи інший, ніж далеко від щогли на однаковій висоті. Подальші розрахунки показують, що спотворення зменшується, коли щогла стає тоншою. 

Ізольована щогла

Що робити, якщо щогла є діелектричною ? Підсилювач все одно вимірюватиме різницю потенціалів між пластиною та "землею" підсилювача. Якщо щогла не є електропровідною, то єдине, що з'єднує з землею - це екран коаксіального кабелю. У такому випадку різниця потенціалів буде вимірюватися між пластиною і тим, до чого йде цей екран кабелю. Якщо кабельний екран міцно з'єднаний із землею десь далі, він буде працювати так само добре, як і із заземленою щоглою. Але якщо екран не заземлений, заходить в будинок і з'єднується там із "брудним" заземленням (наприклад, захисним заземленням електромережі), ну тоді весь шум на цьому брудному заземленні сприятиме різниці потенціалів на вході підсилювача, і таким чином опиниться в приймачі. Звідси слідує необхідність у хорошому заземленні.

Можливо, у вас виникне ідея замінити коаксіальний кабель оптоволокном. Це дозволило б усунути весь шум, що надходить у підсилювач через коаксіальний кабель. Але без будь-якого провідного з'єднання ззовні, вся схема буде мати однаковий потенціал, тому отриманий сигнал не спричинить різниці потенціалів, які можна передавати на приймач. Як наслідок, нічого не буде прийнято. PA0RDT нещодавно спробував це на практиці і повідомив про це у списку розсилки RSGB-LF: дійсно, він нічого не прийняв на такий варіант підключення антени.

Поляризація

Ще один цікавий експеримент PA0RDT полягав у тому, щоб антену розмістити не вертикально, а горизонтально, при цьому коаксіальний кабель також розміщено горизонтально. Він зробив це таким чином, що металева пластина в будь-якому випадку опинилася на одному і тому ж місці, і помітив, що прийом вертикально поляризованого сигналу MF однаково сильний. На перший погляд, це говорить про те, що антена не поляризована: прийом однаковий, навіть незважаючи на те, що вся конструкція змінила своє положення з вертикалі на горизонталь.

Однак цей висновок невірний. Підсилювач як і раніше вимірює різницю потенціалів між пластиною і коаксіальним екраном (який, імовірно, десь заземлений, можливо, через електромережу). Отже, різниця потенціалів все ще вимірюється між пластиною (яка знову знаходиться на тому самому місці) і землею (яка також не змінилася), тому слід очікувати, що отриманий сигнал однаковий. Незалежно від того, чи йде заземлення вертикально вниз або приймає частково горизонтальне положення, значення не має, якщо довжина горизонтальної частини коротка порівняно з довжиною хвилі.

Металева пластина

Більшість активних антен електричного поля не використовують, як MiniWhip, металеву пластину, а використовують телескоп довжиною близько метра. Це не має суттєвої різниці для роботи таких антен. Такий телескоп, якщо він короткий порівняно з довжиною хвилі, припускатиме середній потенціал його оточення, в цьому випадку потенціал приблизно на півметра вище від вершини щогли. Ця додаткова висота в півметра навряд чи вплине на різницю потенціалів на землю.

Однак є ще одна важлива відмінність, а саме ємність пластини або телескопу. Телескоп має ємність майже 10 пФ на метр довжини, і трохи залежить від його товщини. Кругла металева пластина має ємність близько 0,35 пФ на діаметр см (пропорційна діаметру кола, а не площі, як можна було очікувати). Я не знайшов формули прямокутної пластини, але форма не повинна мати надто велике значення, тому типовий MiniWhip має близько 2 пФ ємності пластини. Ця ємність є важливою, оскільки разом із вхідною ємністю підсилювача вона утворює ємнісний дільник напруги. Якщо ємність пластини або телескопу менша менша, при підключенні підсилювача отрмується менше напруги.

Направленість

Перш ніж ми зможемо сказати що-небудь про направленість антени, добре детальніше ознайомитися з тим, що визначає "напрямок" радіосигналу. На малюнку зображено вертикально поляризовану передавальну антену, а лінії електричного та магнітного поля, що виробляються цією антеною на великій відстані (так зване далеке поле). Ми бачимо, що електричні лінії поля вертикальні, не дивно, оскільки електричне поле викликане, напр. верхня половина диполя заряджається позитивно, а нижня половина негативно (або навпаки, через пів періоду). Ми також бачимо, що лінії магнітного поля є горизонтальними, утворюючи велике коло навколо антени; цього можна також очікувати, оскільки ми знаємо, що лінії магнітного поля утворюють кола навколо проводу, що проводить струм.

На малюнку також зображений так званий вектор Пойтінга. Він названий на честь англійського фізика Ж.Х. Пойтінга і вказує напрямок, в якому поширюється хвиля. Математично це задається так званим зовнішньою взаємодією векторів електричного та магнітного поля. Його напрямок можна визначити, повернувши ліву руку таким чином, щоб лінії магнітного поля заходили в долоню, а пальці були б вирівняні з лініями електричного поля; тоді великий палець вказує напрямок вектора Пойнтінга.

Як антена може бути більш чутливою до сигналів з одного напрямку, ніж з іншого? Якби антена могла безпосередньо відчути вектор Пойнтінга, це було б легко, оскільки цей вектор вказує безпосередньо напрям поширення хвилі. На жаль, антени не реагують на вектор Пойнтінга, а лише на електричне та/або магнітне поле.

Перший спосіб, коли антена може мати спрямовану чутливість, - це вимірювання електричного чи магнатичного поля в декількох місцях та "порівняння" фази сигналу в цих місцях. Це відбувається, напр. в антені Ягі: сигнал, який надходить прямо вперед, на перший директор, доходить до активного елемента. Однак для малих антен цей принцип не працює: якщо антена мала порівняно з довжиною хвилі, сигнал надходить майже одночасно скрізь на всі елементи в антені, і тому не дає значної різниці фаз.

Направленість малих антен

Щоб мала антена була чутливою до напряму, єдина можливість - використовувати напрямок самих ліній електричного та магнітного поля. На жаль, вони не завжди розкривають напрямок, з якого надходить сигнал.

Розглянемо вертикально поляризоване поле на попередньому малюнку. Лінії електричного поля в місці приймача вертикальні, незалежно від того, де знаходиться передавач - з ліва чи з права, попереду чи ззаду. Таким чином, ми не можемо зробити висновок з електричного поля, з якого напрямку надходить сигнал. (Ну, ми можемо зробити висновок, що сигнал надходить горизонтально, а не вертикально. Але зазвичай це не так цікаво.)

На відміну від цього, лінії магнітного поля щось говорять нам про напрямок. Якщо передавач знаходиться на захід від нас, тоді лінії магнітного поля йдуть у напрямку північ-південь. Якщо передавач знаходиться на північ від нас, лінії магнітного поля йдуть на схід-захід. Але це не однозначно: якби передавач знаходився на південь від нас, лінії магнітного поля також би йшли на схід-захід. Іншими словами: у випадку вертикально поляризованого сигналу лінії магнітного поля говорять нам, з якого напрямку йде сигнал, хоча і з невизначеністю в 180 градусів. І це, звичайно, добре відомо з портативних  радіоприймачів із вбудованою феритовою стрижневою антеною: така антена є чутливою до напрямку, але якщо повернути її на 180 градусів, прийом не змінюється.


Мисливці на лисиць / учасники ARDF на 80 метрах також використовують феритові антени, які реагують на напрям ліній магнітного поля. Щоб вирішити двозначність на 180 градусів, у цих приймачах часто є додаткова «антена чуття»: телескоп, який відповідає на електричне поле. Як зазначалося раніше, це поле нічого не говорить про напрямок сигналу, але воно може вирішити 180-градусну двозначність магнітних полів: залежно від напрямку електричний сигнал знаходиться у фазі або на 180 градусів поза фазою з магнітним сигналом .

Приємним застосуванням цих принципів є направлений довгохвильовий приймач DF6NM. Він використовує дві магнітні антени під кутом 90 градусів для визначення напрямку сигналу та електричну антену для вирішення двозначності 180 градусів. Він використовує ці дані для створення діаграми водоспаду, в якій колір вказує напрямок.

Досі всі міркування стосувалися вертикально поляризованих сигналів. Для горизонтально поляризованих сигналів ситуація зворотна: лінії електричного поля бігають горизонтально і розкривають напрямок, а магнітне поле - вертикальне і нічого не говорить про напрямок.

Направленість MiniWhip

А як щодо MiniWhip? Ми вже бачили, що вона відповідає на електричну складову вертикально поляризованого сигналу, і що вона невелика порівняно з довжиною хвилі. Тоді можливий лише один висновок: вона не спрямована, тобто всенаправлена.

Однак MiniWhip не буде реагувати на сигнали, що надходять прямо зверху. Такі сигнали мають горизонтальні лінії електричного та магнітного поля, і тоді ця антена нічого не приймає. Це досить помітно в моєму WebSDR в університеті Твенте. Іноді голландські користувачі скаржаться, що його антена погана, оскільки вони не чують голландських станцій на 80 м занадто добре; але ці сигнали відштовхуються від іоносфери майже вертикально.

Деякі люди припускають, що для отримання сигналів, що надходять прямо зверху, слід встановити пластину горизонтально. Це не спрацює: MiniWhip все одно вимірюватиме різницю потенціалів між пластиною та землею, а для сигналів прямо-таки різниця дорівнює 0.

Висновки

Що можна зробити з усієї цієї теорії?

MiniWhip вертикально поляризований.
 
Важливе заземлення: якщо антена заземлена лише в будинку за допомогою коаксіального кабелю, може прийматися багато шуму. Між іншим, заземлення не повинно бути гальванічним: великий шматок металу, навіть якщо він не з'єднаний безпосередньо із землею, може мати достатню ємність, щоб служити заземленням.
 
Сила прийнятого сигналу прямо пропорційна висоті антени над землею, доки це мала довжина хвилі.
 
Якщо щогла є електропровідною, пластина антени, звичайно, повинна встановлюватися вище щогли.
 
Антена всенаправлена, за винятком прийому сигналів  прямо згори.
 
Орієнтація або форма металевої пластини не мають значення; це справедливо і для телескопа у випадку активних антен на телескопах.


Хто осилив цей матеріал до кінця - справжній молодець ! До зустрічі в третій частині. Там вже буде трішки фотографій як це практично зроблено в мене.

73 ! de UT2YR