Обзор базовой антенны Union Base CB 1/2 (Solarcon A99)

Копирование и доведение до ума уже успешных решений – залог успеха. Именно так позиционируется новая базовая антенна от компании Союз СВ. Ребята взяли проверенную временем американскую антенну Solarcon A99, провели над ней некоторую работу по улучшению надежности и представили на нашем рынке как Union Base CB 1/2. Окажется ли новая антенна лучше своего прародителя? Давайте разберемся.

Небольшое отступление

Прежде чем писать этот обзор, я проделал некоторую исследовательскую работу по поиску информации. К сожалению, я не нашел ни одного централизованного источника по антеннам в США, поэтому все материалы относительно Solarcon A99 были собраны из разных источников, зарубежных форумов, конференций и прочих любительских сайтов. Увы, несмотря на всю прогрессивность США в вопросах электроники, на бытовом уровне – это довольно отсталая страна, в чем я лишний раз убедился, пока искал качественные фотографии антенн. Их почти нет, а те что есть, как правило, сняты на телефон, или на цифро-мыльницу каменного века, поэтому качество картинок, заимствованных в интернете, оставляет желать лучшего.

История антенны Solarcon A99

У происхождения любой вещи есть своя история, и коли уж мы коснулись предка Union Base CB 1/2, антенны Solarcon A99, стоит коротко рассказать об ее происхождении и истории.

Изначально антенну Solarcon A99 разработал, спроектировал и запатентовал американский инженер и изобретатель Donald H. Wells в 1979 году (патент US4360814 от 1982 года). Кстати, именно он разработал и запатентовал способ настройки антенны двумя колечками на катушке антенны (антенна с переменной взаимной трансдуктивностью, Adjust-A-Match, патент от 1981 года). Теперь подобное согласование применяется на многих антеннах President.

Изначально антенна Solarcon A99 была изготовлена Дональдом в мастерских его собственной компании Solarcon, которая находилась в США, штат Огайо, Holland.

Понятное дело, что Дональд работал не один, у него были партнеры, один из которых владел компанией Antron и занимался продвижением на рынок радиолюбительской техники, и на первых этапах антенна Solarcon A99 продавалась под маркой Antron99.

Продолжалось это не долго, и спустя некоторое время что-то пошло не так, Дон рассорился с партнерами и ему больше нельзя было использовать раскрученное имя Antron, поэтому антенна получила свое новое название Solarcon A99. Сам изобретатель скончался в 1998 году и компания Solarcon существовать перестала, ее переименовали в Tencom Ltd., а название Solarcon стало торговой маркой. В 2005 году Tencom Ltd. Продала эксклюзивные права на антенны Solarcon компании DAS Distributors, Inc. которая в свое время скупила кучу разных брендов американского рынка, среди которых K40 Atnennas, Wilson Antennas, RoadKing, RoadPro, Astatic и многие другие. Готов спорить, что про 90% из них вы и не слышали, поскольку продаются эти торговые марки только в США. Кстати, Solarcon A99 с комплектом противовесов и некоторыми изменениями продается под маркой President Black Pirate (President Himalaya).

Также у компании Solarcon интересный слоган – Send Your Signal To The World.

Что переводится как: “отправь миру свой сигнал”. Красиво.

Что говорят сами американцы про Solarcon A99?

Что за ерунда скажете вы? Почему опять Solarcon? Обзор же про Union Base CB 1/2! И будете правы, но есть одно НО. Обзор не может не затрагивать предка Union Base CB 1/2, Solarcon A99, поскольку на рынке РФ Union Base CB 1/2 только-только появилась, а Solarcon A99 работает в эфире уже очень много лет и поэтому стоит об этом тоже упомянуть, поскольку это поможет нам сформировать представление о Union Base CB 1/2. В принципе, забегая вперед, могу сказать, что конструктивно Union Base CB 1/2 практически не отличается от Solarcon A99, и все что будет сказано о Solarcon A99 на 99% применимо и к Union Base CB 1/2.

Итак, антенна Solarcon A99 представлена на рынке США с начала 90-х годов и за это время успела завоевать себе определенную репутацию. Американцы довольно привередливо относятся к своей си-би технике и абы какой продукт на их рынке просто так не приживется. Solarcon A99 прижилась, продавалась, продается и будет продаваться.

Почему так? Все просто, антенна проста в настройке и установке, она достаточно бюджетна и надежна. Так что, если вы с утра ни с того ни с сего решили обзавестись базовой антенной, поставить ее на своем ранчо для связи машины с домом, для работы на 10-метровом любительском диапазоне, или еще для чего, то вам с вероятностью 99% местное си-бишное сообщество порекомендует именно Solarcon A99. В штатах эта антенна заслужила неплохую репутацию – антенны начинающего си-бишника. Это совершенно не означает, что антенна мало на что способна, она способна на многое, но почему-то так получилось, что именно Solarcon A99 покупают в качестве первой базовой антенны, и для знакомства с эфиром. Многие на ней и остаются. Именно эту антенну можно считать самой популярной базовой антенной в США.

Конструкция Union Base CB 1/2

Ну вот, наконец мы поговорим о Union Base CB 1/2, поскольку она у меня есть, и мы сможем рассмотреть ее подробно.

Антенна поставляется в мощном картонном тубусе диаметром 8,7см и длиной 184см.

Картон очень толстый 5мм, что очень хорошо с точки зрения сохранности содержимого. С двух сторон тубус заглушен металлическими крышками на заклепках

Антенны должны доезжать до конечного пользователя без каких-либо проблем. Кстати, Solarcon A99 поставляются в обычных, мягких картонных коробках, так что тут – плюс Оптиму.

Достаем антенну. Она состоит из 3х частей и крепежа. Все вместе это смотано полиэтиленовой пленкой.

Антенна собирается из 3х колен. Сочленения колен выполнены из огромных, мощных кусков латуни. Выглядит очень внушительно. К качеству изготовления претензий никаких нет.

Концы проволоки запаяны в латунь и для надежности прижаты винтом под шестигранник.

Это, кстати, одно из отличий Union Base CB 1/2 от Solarcon A99 (там просто пайка). Именно на качество пайки жаловались пользователи Solarcon A99, но об этом чуть ниже. Сами колена антенны выполнены из стеклопластика.

Излучающая часть находится внутри стеклопластиковых труб, это обычная медная проволока установленная по центру стеклопластиковой трубы. Конструкция тут такая же, как и у УКВ антенн. В верхнем колене медный провод вплотную прилегает к стеклопластику.

Верх антенны закрывается желтым резиновым колпачком.

В нижних коленах трубы полые, провод-излучатель внутри никак не закреплен и гремит при раскачке антенны. В УКВ антеннах излучатель как правило центрируется и закрепляется при помощи пластиковых или поролоновых втулок.

Диаметры и длины колен: нижнее 28мм : 1760мм. Среднее 18.3мм : 1730мм. Верхнее 7.8мм : 1785мм. Общая длина собранной антенны 5275мм. Или 5.28м.

Собранная антенна. Автор статьи на фото для масштаба.

В основании нижнего колена находится разъем для подключения кабеля, это обычный SO-239.

Выше идет алюминиевая труба, предназначенная для монтажа антенны на мачту.

Еще выше находится узел согласования и настройки. Те самые настроечные кольца на резьбе (Adjust-A-Match). Подробнее о них тоже ниже. Узел этот, по непонятной мне причине никак не закреплен на антенне и болтается вместе с кольцами вверх и вниз. По хорошему его нужно приклеить. Но для теста было даже удобнее перемещать его руками, хотя, на боевой антенне так оставлять не стоит.

Как устроена Union Base CB 1/2

К сожалению, сделать подробные фотографии внутренностей антенны не представляется возможным без механического разрушения корпуса антенны, поэтому придется довольствоваться фотографиями и материалами от Tech 833 (за что ему большое спасибо).

Антенна представляет из себя полуволновой диполь, запитанный с конца через хитрую согласующую систему, реализующую принцип переменной взаимной трансдуктивности. Звучит довольно страшно, выглядит на фотографиях еще страшнее, но, тем не менее, все довольно просто.

Схематически это выглядит следующим образом.

Основная часть антенны – это голый медный провод, проложенный внутри колен антенны и припаянный к стыкам колен. Все как в мощных УКВ антеннах. Однако, вся магия перестройки антенны по частоте скрывается в согласующем устройстве.

Выглядит согласующее устройство в реале вот так.

На чертеже так (рисунок из патента)

Оно представляет собой две катушки, расположенные одна в другой, соединенные последовательно. За счет того, что катушки располагаются одна внутри другой, между ними образуется емкость, в данном случае, величина, постоянная и определяющаяся конструкцией и взаимным расположением.

При работе антенны на передачу (да и на прием тоже), катушки, соединенные последовательно, образуют вокруг себя электромагнитное поле, похожее по форме на тороид. Настроечные кольца, расположенные на внешней поверхности антенны, если их переместить ближе или в плоскость поля катушек, будут реагировать на наличие электромагнитного поля от катушек антенны и образовывать свое поле, но с магнитными линиями, направленными в противоположенную сторону. Таким образом, индуктивность катушек будет снижаться за счет шунтирования магнитного потока кольцами. Соответственно, настройка резонансной частоты этого контура и всей антенны будет изменяться в зависимости от расположения колец относительно катушки. Именно так и настраиваются подобного рода антенны. Довольно интересное техническое решение, позволяющее сделать согласующий контур компактным.

Tech 833 жаловался на то, что его антенна вела себя нестабильно и по эффективности уступала 5/8, собственно поэтому он и решил ее распилить, чтобы выяснить, почему. Его американская Solarcon A99 была изготовлена откровенно плохо, как видно на фото.

Качество сборки было ужасающим.

Почему антенну так плохо собрали? Я не знаю. Но на мой взгляд, нормально изготовленная антенна должна вести себя вполне не плохо и работать достаточно эффективно.

Заявленные параметры

В паспорте на антенну Union Base CB 1/2 производитель указывает следующее.

• Диапазон частот: 25.5 – 28 МГц
• Ширина полосу по КСВ=2: 2 МГц
• КСВ не более: 1.2:1
• Высота: 5.5 м
• Тип разъема: SO-239

Очень мудрым решением было не указывать мощность и коэффициент усиления антенны. Solarcon в этом плане, в погоне за продажами, заявили для своей антенны Ку=9.9dBi и мощность 2кВт, что, не особенно вяжется со здравым смыслом и не соответствует действительности при эксплуатации антенны в реальных условиях.

По моим оценкам  максимальная подводимая мощность должна ограничиваться 500Вт, а реальный (ну или близкий к реальному) Ку антенны (если верить MMANA) должен быть в районе 1.7dBi. При этом диаграмма направленности для антенны, установленной на 5м мачте будет вот такой.

В целом не плохо. Для легкой антенны, это вполне приличные параметры.

Общие рекомендации по сборке и установке

Перед сборкой все резьбовые соединения желательно промазать консистентной смазкой типа ЛИТОЛ-24. После сборки места сочленения колен можно подмотать изолентой для гидроизоляции соединений. Исходя из практики, антенна без противовесов должна устанавливаться на мачту длиной, желательно, не менее 5м (заземленную или нет, не столь важно, хотя заземленная предпочтительнее). Общее правило для всех вертикальных, штыревых антенн – чем выше установка антенны, тем больше дальность радиосвязи.

Доп. Оборудование?

К сожалению, никакого дополнительного оборудования для этой антенны компания Союз СВ нам не предлагает. А вот у компании Solarcon для A99 был комплект дополнительных четвертьволновых противовесов GPK-1, который, по идее, должен снижать влияние мачты на работу антенны, прижимать лепестки диаграммы направленности к горизонту и повышать усиление антенны.

Аналогичный комплект противовесов, только расположенных горизонтально есть у и  President Black Pirate.

Надежность

Solarcon A99 зарекомендовала себя как прочная, гибкая и надежная антенна способная выдерживать шквальные ветры, гнуться, но не ломаться. Однако откровенные ураганы ей не по зубам, не стоит ждать от нее космической прочности и способности выдержать все на свете. К примеру, вот так антенна будет выглядеть после удара молнии, судя по всему, она просто взорвалась.

А вот так после урагана в горах.

Как правило, ломается нижнее колено. Понятное дело, что антенна после этого отправляется в утиль. Но надо сказать, что по статистике от заокеанских коллег, Solarcon A99 прекрасно живет там где гарантировано, ломает антенны сделанные из алюминия. Надеюсь, что и с Union Base CB 1/2 будет также. Как будут дела с надежностью в нашем климате, с морозами и обледенением, пока непонятно, это покажет практика. Возможно, люди, копировавшие антенну, учли этот момент и добавили в стеклопластик соответствующие модификаторы, позволяющие антенне жить при отрицательных температурах. К сожалению, такой информацией я не располагаю.

Испытания на практике

Поскольку оперативного доступа на крышу мастерской у меня на данный момент нет, для испытаний было принято решение протестировать Union Base CB 1/2 на природе, взять с собой складную мачту, анализатор, кабели и провести натурные исследования.

Антенна была закреплена на стальной окрашенной мачте.

Наличие электрического контакта у антенны и мачты можно и нужно поставить под сомнение, но, если исходить из практики зарубежных коллег, на характеристики это не должно сильно влиять, поскольку такого типа антенны способны работать, как на заземленных металлических мачтах, так и на мачтах из диэлектрика. Проще говоря, в штатах, сплошь и рядом встречается ситуация, когда подобные антенны ставят на длинный деревянный брус из местного строймаркета, приколотив его к стене своего дома и они (антенны) работают. В нашем же случае, антенна была установлена на мачту, которая в свою очередь устанавливалась в алюминиевый треножник, не дающий всей конструкции упасть. Поскольку установка была сделана ради эксперимента и антенну приходилось поднимать и опускать не один десяток раз, оттяжки не использовались.

Для исследования использовался антенный анализатор RigExpert AA-600. Питающий кабель RG-58.

Итак, антенна, установленная вышеописанным способом, показала нам следующее:

• длина кабеля никоим образом не влияет на настройку антенны (для теста использовались разные куски по 4, 6 и 10 метров)
• положение колец на настройку влияет на импеданс антенны довольно странно и в достаточно узком диапазоне положений относительно узла согласования
• в большей степени на настройку рабочей частоты должна влиять длина верхнего колена
• у антенны кроме основного, есть паразитный резонанс на частоте около 22МГц
• минимальный КСВ в данном исследовании, который удалось достичь на рабочей частоте = 1.4

Разными цветами на графике обозначены разные варианты настройки антенны в зависимости от положения настроечных колец. Фиолетовый – кольца в середине, зеленый – кольца вверху, красный – кольца внизу. Если кольца вместе с узлом их крепления сдвинуть сильно выше, результат получается аналогичный красному варианту. В целом, если не обращать внимание на КСВ которое в данном случае зависит главным образом от активного сопротивления антенны, резонанс можно сдвигать в диапазоне от 26,5 до 28МГц. То есть диапазон перестройки антенны без учета ограничения по КСВ будет в районе 2,5МГц.

Чем выше частота резонанса, тем ниже активное сопротивление антенны и наоборот. Паразитный резонанс в районе 22МГц также смещается в зависимости от положения колец. Причина появления этого резонанса не очень понятна, возможно производитель даст какие-нибудь комментарии. В целом, это не должно нас беспокоить, поскольку этот участок диапазона никоим образом не пересекается с гражданским.

Итог

Если верить зарубежным источникам, а других пока что нет, то перед нами хорошая, легкая, прочная и достаточно эффективная антенна длиной 1/2 длины волны. Антенна без противовесов (кронштейнов для ворон). Нет противовесов, нечему ломаться. Качество у Solarcon A99 очень сильно варьировалось от партии к партии, отсюда и разнонаправленные отзывы о качестве. Надеюсь, что у Union Base CB 1/2 с этим все в порядке и качество будет стабильно высоким. Конструкционно, антенна понравилась, есть мелкие недочеты, но они вполне устранимы. Антенна настраивается вполне сносно (если вы из секты поклонников КСВ=1, эта антенна скорее всего не для вас), но для точной настройки придется повозится. Антенна вас порадует вторым любительским диапазоном в 15 метров (хотя это и не документированная возможность). Также надо понимать, что Union Base CB 1/2 не самая эффективная антенна, и какая-нибудь 5/8 (например Optim Base One) будет работать лучше, но 5/8 как правило гораздо тяжелее и дороже.

Всем удачи, 55, 73!