Заметка будет про радио, но в этот раз про ультракороткие волны. Про КВ будет как-нибудь в другой раз.

Данная стройка была вызвана необходимостью — мне потребовалось улучшить прием для моей укв-радиостанции на диапазоне 70см. Я не буду касаться подробностей, что и куда, но коротко говоря, мне потребовалось лучше слышать людей. До этой антенны я пользовался, последовательно, сначала штатной "резиночкой", после нее — длинным хлыстиком (у меня неконтрафактный Diamond 771, плюс к нему недавно появились две антенны от Retevis, аналогичные по конструктиву и функционалу. Несмотря на разницу в цене в шесть раз, ретевисовские антенны работают не хуже японской коллеги). Тем не менее, даже на хорошо настроенный на частоту четвертьволновой хлыстик, прием был так себе, особенно с учетом моего местоположения, где одни стены вокруг.

Проблему надо было решать.

Так как связь на УКВ более-менее локальная (в пределах линии горизонта, в общем и лучшем случае), то ключевыми параметрами хорошего приема (и передачи тоже) являются не столько мощность радиостанции, хотя, безусловно, двадцать ватт будут слышны гораздо лучше, чем полтора, сколько высота и диаграмма направленности (читай, коэффициент усиления) антенны. Особенно это критично как раз для приема — мощность собственной рации никак не повлияет на то, что ваша антенна неспособна уловить слабый сигнал с другого конца города, который пришел к вас через переотражение, а возможно и через не одно.

Но на высоту люди, обитающие в панельных многоэтажках, сильно повлиять не могут, особенно, если живут в этой многоэтажке давно, так что просто позавидуем тем, у кого двадцать пятый этаж, открытый горизонт и окна выходят в направлении, где находятся большинство корреспондентов. Ну или есть желание и возможность на крыше поставить мачту и протянуть до нее кабель. Но крыша — это вообще отдельный разговор, это если не наивыший уровень в любительской радиосвязи, то точно не ниже предпоследнего. Не будем о грустном.

По итогу, нам остается только влиять на параметры антенны, на ее коэффициент усиления/направленность. Наверное одной из самых простых конструкций в этом случае является антенна Уда-Яги из трех элементов — для нее не надо ни длинного бума, ни длинных стержней для рефлектора-вибратора-директоров, она вообще очень компактна и при желании ее можно держать в руке и наводить на нужную точку горизонта или ближайшую высотку в поисках переотражений сигнала. Конечно же, никто не ограничивает творца в порыве добавить в конструкцию побольше директоров, но траверса такой антенны в итоге может превратиться в механическую связь с корреспондентом, позволяя просто тыкать его азбукой Морзе челез весь город.

Ладно, это была лирика, переходим к реализации.

Первым делом, нужно антенну рассчитать. В интернете есть готовые калькуляторы для практически любых конфигураций Яги, так что расчет можно сделать, например, здесь. Можно просто прицелиться в диапазон 70см, можно прицелиться, скажем, в LPD-сетку (хотя, насколько помню, там съемные антенны не разрешены, но кто будет проверять?), в общем, смотреть надо в первую очередь по потребностям.

Моя антенна получилась такая:

3-х элементная антенна UDA YAGI (волновой канал)
---------------------------------------------------
Частота f: 445 МГц
Длина волны λ: 673.7 мм
Диаметр элемента: 2.2..6.7 мм ( min.: 0.003λ , max.: 0.01λ )
Прибл. усиление антенны: 7.3 dBi
Полоса пропускания по критерию КСВ<2: 31 МГц (прибл.)
---------------------------------------------------
Длина рефлектора R: 348 мм
---------------------------------------------------
Длина вибратора V: 315.2 мм
Расстояние от рефлектора до плоскости вибратора S1: 115.9 мм
---------------------------------
Длина директора D: 286.3 мм
Расстояние вибратор-директор S2: 92.3 мм
---------------------------------------------------
Минимальная длина стрелы Bl: 215 мм

Как я говорил выше, в качестве первой самодельной антенны я выбрал самую простую конфигурацию — три элемента.

Из фотографии в начале заметки, можно увидеть, что антенна сделана методом "реднек инджиниринг" из изоленты и палок. Я не стал сильно заморачиваться материалами — данная антенна просто временный эксперимент, сбор первых подводных камней в этом нелегком, но интересном деле. В будущем бум всегда можно заменить на более пристойный и не боящийся сырости, например, сделанный из полипропиленовой трубы (но не металлический, для металлических бумов — свои формулы рассчета)

В качестве материала бума я использовал обычные тридцатисантиметровые школьные деревянные линейки, купленные в ближайших канцтоварах. Стоят они копейки, я взял три штуки, так как хотел сделать бум трехслойным, для повышения жесткости. Длины тридцатисантиметровой линейки как раз хватает для размещения трех элементов, а деления помогают разместить их на правильном расстоянии друг от друга (но дополнительные проверки никогда не повредят).

Для изготовления элементов был использован сварочный латунный пруток. Я специально поискал латунный, так как латунь легко паяется, что облегчает соединение с линией питания. Десять прутков обошлись довольно дорого, но это все таки цветмет. По крайней мере, претензий к качеству материала у меня нет. Сразу скажу, у них маловата толщина, всего лишь два миллиметра, а из расчета видно, что рекомендуется использовать минимум 2.2мм, но вроде бы на работу готовой антенны это не повлияло. Тем не менее, стоит про это помнить.

Прутки продаются полуметровой длины, поэтому на каждый элемент ушло по одному прутку, оставшиеся обрезки найдут применение где-нибудь в модельном деле. Каждый из прутков я откусывал с запасом где-то в миллиметр-полтора и потом подтачивал торцы напильником. Эта процедура не только дала бОльшую точность, но и устранила неприятные заусенцы на концах прутков — в конце концов, это сварочный расходник и на них никто не заморачивался финишной обработкой. Для вибратора длина заготовки была взята с еще бОльшим запасом, так как его нужно было разрезать пополам и подгонять длину половинок.

Чтобы было проще задать положение элементов на буме, одна из линеек была разрезана на кусочки. Толщина линеек удачно совпала с толщиной прутков, поэтому я просто приклеил эти обрезки на спину второй линейки, формируя желобки нужной ширины и на нужном расстоянии друг от друга. Клеил обычным суперклеем.

В качестве линии питания был взят коаксиальный кабель RG-58. Сначала я пытался использовать кусок кабеля от какой-то анонимной кабельной сборки (купил ее, потому что у нее на конце был уже обжатый SMA-коннектор для одного из моих менее удачных антенных экспериментов), но оплетка этого кабеля лудилась просто отвратительно. Пришлось взять более дорогой RG-58 от Radiolab, благо, несколько метров этого кабеля мной были припасены заранее. Этот кабель уже лудился хорошо, хотя я и осознал, что скилл пайки мной утрачен полностью. Новая паяльная станция показала себя отлично, она легко уходит в режим сна, если паяльник долго не трогать и так же моментально из него выходит, но ей не хватило мощи прогреть двухмиллиметровый латунный пруток. Пришлось брать "синего ублюдка", он же — "сжигателя жал" и паять им. Несмотря на то, что жало на этом паяльнике бесповоротно испорчено, мне удалось-таки облудить все, что требовало лужения и припаять все, что требовало пайки.

Отсупление номер один.

По хорошему, этой антенне требуется устройство согласования, например, в виде петли из кабеля в длину волны, образующую несимметричные плечи, или какое-то еще. Я решил положиться на русский Авось и устройство согласования не делал. Может быть сделаю потом, когда буду переделывать конструкцию на более долговечный и красивый бум. Схемы устройств согласования можно найти по ссылке на странице с калькулятором. Подозреваю, что его рекомендуют сделать не просто так.

Конец первого отступления.

Директор и рефлектор, как я писал выше, были просто вставлены в получившиеся пазы, а вот вибратор, так как к нему еще должна была подходить линия питания, потребовал дополнительной возни. А именно, в нижней линейке было просверлено отверстие (а может даже дырка) под диаметр кабеля, кабель пропущен через него и уложен вдоль бума, обрамленный двумя "бортиками", сделанными, как и все остальное, из той самой разрезанной на кусочки линейки. Сам вибратор был уложен так, чтобы между его концами было миллиметра два-три, и вся получившаяся конструкция была накрыта сверху еще одним куском линейки, намертво прикрученным синей изолентой(тм). Да, я понимаю, что это полный реднек-инжиниринг и так делать стыдно, но самое страшное будет потом.

На этом этапе сама антенна уже собрана, осталось лишь обжать второй конец кабеля.

Тут наступает момент для отступления номер два.

Вся история обжимки кабеля в этой заметке — это история про то, "как делать не надо". Имейте ввиду, стоит все же раскошелиться на нормальную обжимку и не заниматься экспериментами. Но так как у меня обжимки не нашлось, а желания было больше, чем доводов разума, я сделал все на свой страх и риск. И теперь буду искать обжимку, чтобы это все переобжать.

Конец отступления номер два.

В общем, SMA-разъем обжимал я обычными пассатижами и мультитулом от лезермана. Пассатижи позволяют посильнее сжать, а у лезермана есть круглый вырез в губках, которы обжимает "поуже", но поприцельнее. Контакт оплетки и разъема вроде бы в наличии, но честно, не скажу, что эта порнография заслуживает хоть какой-то уверенности в надежности соединения.

И как бы все. Антенна готова. NanoVNA показал, что КСВ на нужном мне диапазоне чуть больше единицы, вниз по частоте — вообще почти идеальный, вверх — чуть похуже, но сильно вверх я заползать и не буду. Короче говоря, антенна попала в диапазон и имеет там неплохие теоретические параметры.

Осталось проверить ее на практике. Практика показала, что просто высунув руку в окно с пятого этажа, можно поймать корреспондентов, находящихся примерно в десяти километрах от меня. Не очень чисто, но можно. Корреспонденты в трех-четырех километрах в направлении антенны, слышатся на отлично. Человек вещавший с такого же расстояния, но из-за спины, пришел переотражениями и слышно его было плохо, но все равно, коннект был.

Радиостанцией для тестов мне служила, как опять же можно увидеть на фото, почтенная Yaesu FT-60r, очень хорошая УКВ-радиостанция, с замечательной начинкой, но, в моем случае, с практически дохлым аккумулятором. Это вечная проблема при покупке радиостанции на барахолках типа Avito, так что перед приобретением всегда стоит продумать варианты ответов на вопрос "а где я возьму для станции батарейки?" и не верить словам "батарея рабочая". Возможно, попозже я напишу про эту станцию отдельно, как раз ко мне должны будут придти для нее новые аккумы с алиэкспресса (мой ответ на вопрос выше. Можно было поискать оригинальные, но уж больно цена у оригинала кусается).

Fun Fact — в процессе эксперимента обнаружил магию. Находясь на кухне пронаблюдал интересный эффект. Если подносить антенну к строго определенному месту на оконном переплете металлопластикового окна, появляется прием некоторых удаленных корреспондентов. Стоит сместить руку — прием пропадает. Вот такая вот УВЧ-магия. Или УВЧ-вуду, кому как больше нравится. Наверное, в этом месте окно служит как еще один директор, добавляя коэффициента усиления. Но это не точно.

Испытания выявили лишь один недостаток — стоять у окна и держать антенну оказалось очень утомительно. За четверть часа рука начала реально отваливаться. Для решения этой проблемы мной был создан, если его можно так назвать, кронштейн. Нет, мне правда стыдно за эту конструкцию. Если антенна, смотанная изолентой уже кайнд оф реднек инджиниринг, то эта хреновина — ультимейт левел данной дисциплины, собранная уже не из спичек и желудей, а из палок и всего прилагающегося/прилипающего. Однако, конструкция вроде бы антенну держит, а это главное. Да и вообще, реднек — звучит гордо.

Подводя итоги всей операции — сборка антенны увенчалась успехом, но кабель стоит переобжать по-человечески.

Следующий шаг — более капитальная шестиэлементная антенна. Материал уже едет.