Вертикальный ромб антенна: 2-16. Ромбическая антенна | RadioUniverse

Содержание

2-16. Ромбическая антенна | RadioUniverse

Ромбическая антенна, состоящая из двух V-образных антенн, известна как наиболее эффективная и простая конструкция коротковолновой направленной антенны. Ромбическая антенна имеет очень широкую полосу пропускания, обладает большой эффективной поглощающей поверхностью, хорошей диаграммой направленности и характеризуется высоким коэффициентом усиления. Кроме того, эта антенна может использоваться как многодиапазонная. Ромбическая антенна очень часто применяется как эффективный широкополосный излучатель в коммерческих радиовещательных установках. На рис. 2-35 показана простая ромбическая антенна с двусторонней диаграммой направленности.

Усиление ромбической антенны больше усиления V-образной антенны, имеющей эквивалентную длину проводника, образующего угол, т. е. ромбическая антенна со стороной ромба, равной 3λ, имеет большее усиление, чем V-образная антенна со стороной угла, равной 6λ. Кроме того, диаграмма направленности ромбической антенны в меньшей мере зависит от изменения частоты, чем диаграмма направленности V-образной антенны. Все размеры, указанные для V-образной антенны относительно длины проводников L и угла раскрыва α, остаются справедливыми и для ромбической антенны, имеющей двустороннюю диаграмму направленности.

Ромбическая антенна с двусторонней диаграммой направленности. Усиление в направлении основного излучения ромбической антенны с двусторонней диаграммой направленности, имеющей оптимальный угол раскрыва α относительно длины L проводника, образующего сторону ромба, по сравнению с обычным вибратором приведены в табл. 2-3.

То, что размеры стороны ромба и углы раскрыва ромбической антенны имеют те же самые значения, что и у V-образной антенны, дают возможность создавать ромбическую антенну простым подключением двух одинаковых V-образных антенн. Полученная таким образом ромбическая антенна имеет двустороннюю диаграмму направленности и оптимальные размеры. Коэффициент усиления этой антенны на 3 дб больше коэффициента усиления соответствующей V-образной антенны, и, кроме того, полоса пропускания антенны увеличивается.

Таблица 2-3
Длина проводника L, λ Угол раскрыва α, град Приблизительное усиление антенны, дб
1,0 105 6,5
1,5 85 7,0
2,0 73 7,5
2,5 64 8,0
3,0 58 8,5
3,5 54 9,0
4,0 50 9,5
4,5 48 10,0
5,0 45 10,5

Однонаправленная ромбическая антенна

В большинстве случаев ромбическая антенна конструируется как направленный вибратор, имеющий одностороннюю диаграмму направленности. При этом к открытому концу ромбической антенны подключается так называемое «сопротивление поглощения». Сопротивление составляет приблизительно 750—800 ом, а его номинальная мощность должна по меньшей мере равняться половине высокочастотной мощности, генерируемой передатчиком (рис. 2-36).

Ромбическая антенна с поглощающим сопротивлением отличается широкополосностью, и, следовательно, при вычислении размеров вибратора отпадает необходимость в скрупулезном расчете длины стороны ромба L. При допущении максимального уменьшения коэффициента усиления антенны на 2 дб изменение частоты для таких широкополосных вибраторов может быть в отношении 1 : 2. Правда, при этом происходит большая или меньшая деформация диаграммы направленности антенны. Диаграммы направленности в горизонтальной и вертикальной плоскостях в основном определяются углом раскрыва α. Коэффициент усиления антенны увеличивается по мере увеличения длины стороны ромба L. Высота подвеса антенны должна по меньшей мере равняться половине длины рабочей волны, так как с уменьшением высоты подвеса происходит увеличение вертикального угла максимума излучения, что крайне нежелательно в коротковолновых радиолюбительских диапазонах. Если сторона ромба L выбирается равной приблизительно 6λ, то направленность антенны очень высокая и, следовательно, выбор оптимального угла раскрыва становится очень критичным.

Питание ромбической антенны

Сопротивление в точке питания ромбической антенны с подключенным поглощающим резистором 700—800 ом. Ромбическая антенна может, следовательно, питаться по линии передачи, работающей в режиме бегущей волны и имеющей волновое сопротивление, соответствующее входному сопротивлению антенны. Обычно в этом случае используется самодельная двухпроводная линия передачи с воздушной изоляцией, имеющая волновое сопротивление 600 ом; КСВ при этом увеличивается незначительно. При такой линии питания становится возможным использование антенны в различных диапазонах. Конечно, ромбическая антенна может быть согласована с линией передачи, имеющей любое волновое сопротивление, с помощью описанных выше согласующих устройств, но при этом в основном сводится на нет преимущество ромбической антенны, заключающееся в ее широкополосности, и поэтому она эффективно может использоваться только в одном диапазоне. Согласованная 600-омная линия передачи обычно имеет преимущества и по отношению к настроенным линиям передачи, так как в этом случае потерн в линии меньше и согласование с оконечной ступенью передатчика осуществляется значительно легче.

Поглощающее сопротивление

Сопротивление поглощающего резистора R должно быть безындуктивным и безъемкостным. При малой мощности передатчика такой резистор может быть изготовлен из одного или нескольких пленочных резисторов. Для уменьшения емкости такое поглощающее сопротивление рекомендуется изготавливать из нескольких последовательно соединенных резисторов. При больших мощностях передатчика применение пленочных резисторов нецелесообразно, и поэтому в этих случаях рекомендуется использовать специальные резисторы, выпускаемые промышленностью в качестве искусственных эквивалентов антенн. Сопротивления поглощающего резистора — 800 ом. Резистор следует помещать во влагонепроницаемой коробке как можно ближе к концу антенны. Для того чтобы при грозе не произошло разрушения поглощающего резистора, следует предусмотреть возможность его отключения, для чего его обычно помещают на высоте человеческого роста и соединяют с концом антенны линией с волновым сопротивлением 700—800 ом (рис. 2-37).

Если же поглощающее сопротивление имеет большую номинальную мощность, то вполне достаточно для предотвращения его разрушения при грозе заземлить весь антенный комплекс.

Конструкция ромбической антенны

Для достижения хорошей направленности и наибольшего усиления необходимо соблюдать определенное соотношение между углом раскрыва антенны и длиной стороны ромба L. На рис. 2-38 указаны эти величины.

На этом же рисунке ниже шкалы длины указано получаемое усиление антенны, так как усиление антенны в направлении максимума основного лепестка зависит непосредственно от длины стороны ромба L. При этом уже учитываются потери излучаемой мощности, происходящие в результате подключения поглощающего резистора, равные 3 дб.

Вертикальный угол излучения антенны, как уже говорилось выше, зависит от высоты подвеса, и поэтому в диапазонах 20, 15 и 10 м высота подвеса должна быть не меньше λ/2.

При планировании создания ромбической антенны всегда полезно предварительно набросать эскиз антенны для определения ее общих размеров в длину и в ширину. В табл. 2-4 приведены данные для ромбических антенн, рассчитанных для любительских диапазонов 40, 20, 15 и 10 м. Приведенные значения длин сторон ромба рассчитаны на середины указанных диапазонов. Как уже говорилось, благодаря широкополосности ромбической антенны отпадает необходимость в точном соблюдении расчетных размеров. Размеры А и В, необходимые для установки несущих мачт, округлены, и обычно целесообразно устанавливать несущие мачты несколько дальше друг от друга, для того чтобы имелась возможность небольшого изменения углов α и β при точной регулировке отношения мощности, излучаемой в прямом направлении, к мощности, излучаемой в обратном направлении.

Использование ромбической антенны в качестве многодиапазонной антенны

Из табл. 2-4 видно, что ромбическая антенна может с успехом применяться в качестве многодиапазонной антенны. Сторона ромба, равная 42 м, равняется 1λ для 40 м, 2λ — для 20 м, 3λ — для 15 м и 4λ — для 10 м. Оптимальный угол раскрыва для 15 или 20 м несколько велик для 10 м и несколько мал для 40 м, при этом в диапазоне 10 м основной лепесток диаграммы направленности суживается, появляется несколько слабо выраженных боковых лепестков и незначительное излучение в обратном направлении, а коэффициент усиления антенны в направлении максимума основного лепестка излучения остается неизменным. В диапазоне 40 м (а меньше оптимального значения) диаграмма направленности расширяется и появляется излучение в обратном направлении; антенна в этом случае может использоваться как излучатель, обладающий достаточно большим усилением в широком секторе направлений. Для ромбической антенны, используемой в качестве многодиапазонной антенны, длина стороны ромба может быть выбрана также равной 21,00 м или 63,00 м.

Таблица 2-4. Практические размеры для радиолюбительских ромбических антенн.
Длина стороны L в значениях λ Длина стороны L, м Угол раскрыва α, град Угол β, град Размер А, м Размер В, м Усиление антенны, дб
Диапазон 40 м
1,0 41,50 111 69 47,00 68,50 5,2
1,5 63,00 91 89 88,50 90,00 6,8
2,0 84,00 76 104 132,40 103,50 8,0
2,5 105,00 68 112 174,50 117,50 9,2
3,0 127,00 63 117 217,00 133,00 10,0
3,5 148,00 58 122 259,00 144,00 10,7
4,0 169,00 54 126 302,00 154,00 11,2
Диапазон 20 м
1,0 20,80 111 69 24,00 34,50 5,2
1,5 31,50 91 89 44,50 45,00 6,8
2,0 42,00 76 104 66,50 52,00 8,0
2,5 52,50 68 112 87,50 59,00 9,2
3,0 63,00 63 117 108,00 66,00 10,0
3,5 74,00 58 122 130,00 72,00 10,7
4,0 84,50 54 126 151,00 77,00 11,2
4,5 95,00 51 129 172,00 82,00 11,7
5,0 106,00 48 132 194,00 86,50 12,2
5,5 116,00 46 134 214,00 91,00 12,6
6,0 127,00 44 136 236,00 95,50 13,0
Диапазон 15 м
1,0 13,80 111 69 15,70 22,80 5,2
1,5 21,00 91 89 29,50 30,00 6,8
2,0 28,00 76 104 44,50 34,50 8,0
2,5 35,00 68 112 50,00 39,50 9,2
3,0 42,00 63 117 72,00 44,00 10,0
3,5 49,50 58 122 87,00 48,00 10,7
4,0 56,50 54 126 101,00 51,50 11,2
4,5 63,50 51 129 115,00 55,00 11,7
5,0 70,50 48 132 129,00 57,50 12,2
5,5 78,00 46 134 144,00 61,00 12,6
6,0 85,00 44 136 158,00 64,00 13,0
Диапазон 10 м
1,0 10,20 111 69 11,60 17,00 5,2
1,5 15,60 91 89 22,00 22,30 6. 8
2,0 21,00 76 104 33,10 26,00 8,0
2,5 26,20 68 112 43,50 29,50 9,2
3,0 31,50 63 117 54,00 33,00 10,0
3,5 37,00 58 122 65,00 36,00 10,7
4,0 42,00 54 126 75,00 38,50 11,2
4,5 47,50 51 129 86,00 41,00 11,7
5,0 52,50 48 132 96,00 43,00 12,2
5,5 58,00 46 134 107,00 45,50 12,6
6,0 63,00 44 136 117,00 47,50 13,0

Ромбические антенны | RadioUniverse

В § 5. 2 уже была описана разомкнутая ромбическая антенна. На практике чаще используется ромбическая антенна, нагруженная на сопротивление. Работает ромбическая антенна так же, как и нагруженная антенна в виде длинной линии.

На рис. 5.51 приведены размеры ромбической антенны. На этом же рисунке показано, каким образом происходит пространственное сложение диаграмм направленности отдельных сторон ромбической антенны в результирующую диаграмму направленности. Размеры антенны заданы в длинах волн. Лепестки диаграммы от a1 до a4 складываются, совпадая по направлению и по фазе, а лепестки b1 и b4 частично компенсируются. Результирующая диаграмма направленности ромбической антенны имеет сложную форму. На рис. 5.52 приведена несколько упрощенная пространственная диаграмма направленности ромбической антенны.

В литературе [2] эта же характеристика представлена в проекции на горизонтальную плоскость XY, вертикальную плоскость XZ, а также на плоскость, наклонную под углом θ к оси θ, но проходящей через ось Y. Эти диаграммы представлены либо в сферических, либо в прямоугольных координатах. Их форма зависит от длины ромба, угла раскрыва и высоты подвеса антенны.

Изменение частоты или длины сторон ромба приводит к незначительному изменению главного лепестка диаграммы направленности, но к существенному изменению формы диаграммы в боковых направлениях. Дело в том, что боковые лепестки диаграммы появляются в результате сложения диаграмм направленностей, соответствующих излучению всех четырех сторон ромба. Каждая из этих диаграмм соответствует диаграмме длинной нагруженной на конце антенны. Фазы боковых лепестков диаграммы попеременно меняются на 180° (см. рис. 5.49в). Результирующая диаграмма направленности имеет вид, показанный на рис. 5.52. В главном лепестке диаграммы сосредоточено до 30…50% всей энергии, излучаемой антенной; остальная часть энергии сосредоточена в боковых лепестках [30].

Ромбическая антенна излучает волну, имеющую составляющие с вертикальной и горизонтальной поляризацией, причем их соотношение в различных лепестках диаграммы различно. В вертикальной плоскости, проходящей через главный лепесток, волна имеет горизонтальную поляризацию.

Характер диаграммы направленности ромбической антенны зависит от нескольких факторов: от длины плеча l, от угла φ, высоты подвеса h, а также от параметров земли (см. рис. 5.52б и 2.53).

Имеется ряд работ по анализу излучения ромбической антенны. Точный анализ направленных свойств ромбической антенны достаточно сложен, и поэтому при практическом проектировании целесообразно пользоваться графиками, приведенными на рис. 5.53, учитывающими положение главного лепестка диаграммы по отношению к плоскости ромба (угол θ) в зависимости от угла раскрыва (180— 2φ) и длины стороны ромба.

В случае, когда два плеча создают угол 180°—2φ = 2α, отдельные диаграммы суммируются в плоскости θ = 0. При меньшем угле раскрыва лепестки диаграммы ориентированы выше плоскости θ = 0 под углами, которые можно определить, используя графики на рис. 5.53.

Ромбическую антенну можно проектировать, используя результаты, приведенные в литературе [1, 2, 9, 21 и 30].

Ромбические антенны, проектируемые с целью достижения максимального коэффициента усиления, имеют большие геометрические размеры. Например, у антенны для диапазона 40 м с усилением около 15 дБ, максимум диаграммы направленности которой ориентирован в угломестной плоскости под углом θ = 15°, длина стороны ромба l = 7,4λ0 = 290 м, высота подвеса h = λ0 = 40 м, угол φ = 75°. Эти параметры определяют геометрические размеры антенны: длину около 600 м и ширину около 160 м.

Можно, несколько меняя значения параметров антенны и одновременно допуская небольшое уменьшение коэффициента усиления, получить антенну значительно меньших размеров. Параметры ромбических антенн, используемых в радиолюбительских диапазонах частот, приведены в табл. 5.7. На рис. 5.54 показана ромбическая антенна, применяемая для специальных радионаблюдений в радиоастрономии.

Большее значение коэффициента усиления ромбической антенны можно получить, не увеличивая размеры антенны, а используя систему ромбических антенн. Речь идет о системе ромбических антенн, расположенных рядом или друг над другом.

ТАБЛИЦА 5.7. Параметры ромбических антенн в радиолюбительских диапазонах
Относительная длина l/λ 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
Угол раскрыва 180° — 2φ 111° 91° 76° 68° 63° 58° 45° 51° 48°
Угол перелома 2φ 69 89 104 112 117 122 126 129 132
Усиление антенны относительно диполя, дБ 5,2 6,8 8,0 9,2 10,0 10,7 11,2 11,7 12,2
Диапазон 40 м l 41,5 63,0 84,0 105,0 127,0 148,0 169,0    
a 47,0 88,5 132,4 174,5 217,0 259,0 302,0    
b 68,5 90,0 103,5 117,5 133,0 144,0 154,0    
Диапазон 20 м l 20,8 31,5 42,0 52,5 63,0 74,0 84,5 95,0 106,0
a 24,0 44,5 66,5 87,5 108,0 130,0 151,0 172,0 194,0
b 34,5 45,0 52,0 59,0 66,0 72,0 77,0 82,0 86,5
Диапазон 15 м l 13,0 21,0 28,0 35 ,0 42,0 49,5 56,5 63,5 70,5
a 15,7 29,5 44,5 50,0 72 ,0 87,0 101,0 115,0 129,0
b 22,8 30,0 34,5 39,5 44,0 48,0 51 ,5 55,0 57,5
Диапазон 10 м l 10,2 15,6 21,0 26,2 31,5 37,0 42,0 47,5 52,5
a 11,6 22,0 33,1 43,5 54,0 65,0 75,0 86,0 96,0
b 17,0 22,3 26,0 20,5 33,0 36,0 38,5 41,0 43,0

КВ Антенна Ромб — Ромбическая Антенна

Ромбические антенны имеют высокое значение коэффициента направленного действия, небольшие значения угла излучения и наилучшим образом подходят для установления двухсторонних связей на дальние расстояния. Ромбические антенны для работы на низких частотах до 1,6 МГц имеют большие размеры.
Антенна AT RA-1.6-30 устанавливается на четырех мачтах, сама установка проста и не требует специальных навыков. Антенна не требует постоянного технического обслуживания. Наша ромбическая антенна для КВ диапазонов – экономичное решение для станций, расположенных в постоянных пунктах дислокации, где необходимы небольшие значения угла излучения и высокое значение коэффициента направленного действия с приемлемым КПД.
Характеристики
Электрические
Диапазон частот: 1,6-30 МГц
КСВ: лучше 2,0:1 по диапазону рабочих частот
Основной лепесток

Частота, МГц Усиление, dBi Угол излучения, ° КПД, %
1,6 3,0 38 47
2 5,2 35 79
5 13,9 20 79
10 20,1 12 81
15 22,0 8 82
20 23,9 6 80
25 23,0 5 79
30 20,5 4 79
Поляризация: горизонтальная
Излучаемая мощность: только антенны, средняя максимально допустимая излучаемая мощность 30 КВт, 60 КВт PEP, общее значение мощности зависит от параметров согласующего трансформатора и согласованной нагрузки, значения которых изменяются от 1 КВт до 20 КВт.
Входное волновое сопротивление: 50 Ом
Входной разъем: зависит от значения мощности согласующего трансформатора
Механические
Высота мачты: 30 м
Общая длина: 620 м
Общая ширина: 135 м
Допустимая ветровая нагрузка: 150 км/час
Конструкция
Все металлические материалы изготовлены из высококачественной нержавеющей стали или горячеоцинкованной стали. В конструкции используются керамические изоляторы.
Общие сведения
Антенна поставляется со всеми принадлежностями, необходимыми для установки, мачты в комплект поставки не входят. Мачты могут заказываться отдельно, если вы также обратитесь к нам за их поставкой. Антенна запитывается коаксиальным кабелем через установленный на мачте согласующий трансформатор, либо посредством согласованной воздушной линии, подключенной к выводу помещения радиопередатчика. Требования к согласующему устройству и разъему зависят от уровня мощности; данные устройства производятся с допустимым значением излучаемой мощности от 1 до 20 КВт.
ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ

Теория антенн — ромбическая — CoderLessons.com

Ромбическая антенна представляет собой антенну в форме равностороннего параллелограмма. Как правило, он имеет два противоположных острых угла. Угол наклона θ приблизительно равен 90 ° минус угол основной доли. Ромбическая антенна работает по принципу излучателя бегущей волны. Он расположен в форме ромба или ромба и подвешен горизонтально над поверхностью земли.

Диапазон частот

Частотный диапазон работы ромбической антенны составляет от 3 МГц до 300 МГц . Эта антенна работает в диапазонах HF и VHF .

Строительство ромбической антенны

Ромбическая антенна может рассматриваться как две V-образные антенны, соединенные вплотную, чтобы образовать тупые углы. Благодаря своей простоте и легкости конструкции он имеет множество применений —

ВЧ передача и прием

Коммерческая двухточечная связь

Конструкция ромбической антенны имеет форму ромба, как показано на рисунке.

Две стороны ромба считаются проводниками двухпроводной линии электропередачи. Когда эта система спроектирована надлежащим образом, вдоль основной оси излучения наблюдается концентрация излучения. На практике половина мощности рассеивается в нагрузочном сопротивлении антенны. Остальная часть энергии излучается. Потраченная впустую власть способствует незначительным долям.

На рисунке 1 показана конструкция ромбической антенны для связи точка-точка в былые времена. На рисунке 2 показана ромбическая УВЧ антенна для приема ТВ, используемая в наши дни.

Максимальное усиление от ромбической антенны идет вдоль направления главной оси, которая проходит через точку подачи и заканчивается в свободном пространстве. Поляризация, полученная от горизонтальной ромбической антенны, находится в плоскости ромба, которая является горизонтальной.

Радиационная картина

Диаграмма направленности ромбической антенны показана на следующем рисунке. Результирующая диаграмма представляет собой совокупный эффект излучения на всех четырех ветвях антенны. Эта модель является однонаправленной , в то время как она может быть сделана двунаправленной, удаляя согласующее сопротивление.

Основным недостатком ромбической антенны является то, что участки излучения, которые не соединяются с основным лепестком, приводят к значительным боковым лепесткам, имеющим как горизонтальную, так и вертикальную поляризацию.

преимущества

Ниже приведены преимущества ромбической антенны —

  • Входное сопротивление и диаграмма направленности относительно постоянны

  • Можно подключить несколько ромбических антенн

  • Простая и эффективная передача

Входное сопротивление и диаграмма направленности относительно постоянны

Можно подключить несколько ромбических антенн

Простая и эффективная передача

Недостатки

Ниже приведены недостатки ромбической антенны —

  • Потеря мощности в нагрузочном резисторе

  • Требование большого пространства

  • Снижение эффективности передачи

Потеря мощности в нагрузочном резисторе

Требование большого пространства

Снижение эффективности передачи

Приложения

Ниже приведены применения ромбической антенны —

  • Используется в ВЧ-связи

  • Используется при распространении длинных небесных волн

  • Используется в двухточечной связи

Используется в ВЧ-связи

Используется при распространении длинных небесных волн

Используется в двухточечной связи

Другой метод использования длинной проволоки заключается в изгибании и превращении проволоки в петлеобразный рисунок и соблюдении его радиационных параметров. Антенны такого типа называются рамочными антеннами .

Антенны КВ — R3RT

Ниже, прямо на этой странице, даны следующие описания:

 

Антенны КВ диапазона. КВ антенны своими руками. Антенны диапазонные. Антенна Дельта.
Антенны из коаксиального кабеля. Проволочные антенны. Походная антенна для 20, 30 и 40 метров. Антенны от SM0DTK. Антенны на WARC диапазоны. Согласование антенны с фидером. Спиральные антенны. Шестидиапазонная антенна. Антенна на диапазон 160 м. Антенна для диапазонов 160, 80 и 40 м,
запитываемая с конца. Всеволновая антенна «бедного» радиолюбителя. Настройка антенны. Молниезащита горизонтальных и проволочных антенн.  Антенные новости. Строим КВ антенну
(pdf). Антенны от UA6AGW (pdf). Книги по антеннам КВ и УКВ, ТВ, СВЧ, ЕН, фидерам, решёткам, кабелям.

 

Семидиапазонная антенна

 

Предлагается двухъярусная антенна, работающая на 10, 12, 15. 17, 20, 40, 80 метрах коротковолнового диапазона. Верхний ярус (В) работает на 10, 15, 20, 40, 80 метрах, нижний ярус (Н) — на 12 и 17
метрах.

 

Входное сопротивление (В) составляет 180-220 Ом, (Н) 45-50 Ом.

Питание антенны осуществляется двумя коаксиальными кабелями, раздельно для каждого яруса:

 

Трансформатор Тр1 с отношением 1:4 намотан на ферритовом кольце диаметром 60 мм и высотой 10 мм с проницаемостью — 400-600.

 

Наматывается он одновременно двумя проводами диаметром 1,5 мм или линией с волновым сопротивлением 100 Ом — равномерно по кольцу, 10 витков. Можно использовать трансформаторы от антенны РВ-12.

 

Антенну можно питать одним кабелем, установив реле на нижнем ярусе. Переключать будет необходимо оплётку кабеля и средний провод одновременно.

Вертикальный «изогнутый» диполь

 

Хорошо известно, что для работы на дальних трассах вертикальная антенна имеет преимущество, так как её диаграмма направленности в горизонтальной плоскости круговая, а главный лепесток диаграммы в
вертикальной плоскости прижат к горизонту и имеет малый уровень излучения в зенит.

 

Однако изготовление вертикальной антенны сопряжено с решением ряда конструктивных проблем. Применение алюминиевых труб в качестве вибратора и необходимость для его эффективной работы установить в
основании «вертикала» систему «радиалов» (противовесов), состоящую из большого числа проводов длиной в четверть волны. Если использовать в качестве вибратора не трубу, а провод, мачта, его
поддерживающая, должна быть выполнена из диэлектрика и все оттяжки, поддерживающие диэлектрическую мачту, также диэлектрическими, либо разбиты на нерезонансные отрезки изоляторами. Всё это
связано с затратами и часто невыполнимо конструктивно, например, из-за отсутствия необходимой площади для размещения антенны. Не забываем, что входное сопротивление «вертикалов» обычно ниже 50
Ом, а это ещё и потребует его согласования с фидером.

 

С другой стороны, горизонтальные дипольные антенны, к которым можно отнести антенны типа Inverted V, конструктивно очень просты и дёшевы, чем и объясняется их популярность. Вибраторы таких антенн
можно выполнить практически из любого провода, и мачты для их установки также могут быть изготовлены из любого материала. Входное сопротивление горизонтальных диполей или Inverted V близко к 50
Ом, и нередко можно обойтись без дополнительного согласования. Диаграммы направленности антенны Inverted V приведены на рис. 1.

Конструктивная простота позволяла менять одну антенну на другую в течение пяти минут даже в темноте. Для питания всех вариантов CVD — антенны использовался один и тот же коаксиальный кабель. Он
подходил к вибратору под углом около 45 градусов. Для подавления синфазного тока рядом с точкой подключения на кабель установлен трубчатый ферритовый магнитопровод (фильтр-защёлка). Несколько
аналогичных магнитопроводов желательно установить и на участке кабеля длиной 2…3 м в близи от полотна антенны.

 

Поскольку антенны изготавливались из «полёвки», её изоляция примерно на 1% увеличивала электрическую длину. Поэтому антенны, изготовленные по размерам, приведённым в таблице, нуждались в
некотором укорочении. Подстройка производилась регулировкой длины нижнего отогнутого участка вибратора, легко достижимого с земли. Сложив часть длины нижнего отогнутого провода в двое, можно
делать тонкую подстройку резонансной частоты, передвигая конец загнутого участка вдоль провода (своеобразный подстроечный шлейф).

 

Резонансная частота антенн измерялась антенным анализатором MF-269. Все антенны имели чётко выраженный минимум КСВ в пределaх любительских диапазонов, не превышавший значения 1,5. Например, у
антенны на диапазон 14 МГц минимум КСВ на частоте 14155 кГц был 1,1, а полоса пропускания — 310 кГц по уровню КСВ 1,5 и 800 кГц по уровню КСВ 2.

 

Для сравнительных испытаний использовалась Inverted V диапазона 14 МГц, установленная на металлической мачте высотой 6 м. Концы вибраторов у неё были на высоте 2,5 м над землёй.

 

Чтобы получить объективные оценки уровня сигналов в условиях QSB, антенны многократно переключались с одной на другую с временем переключения не более одной секунды.

 

Таблица

Были проведены радиосвязи в режиме SSB при мощности передатчика 100 Вт на трассах протяжённостью от 80 до 4600 км. На диапазоне 14 МГц, например, все корреспонденты, находившиеся на расстоянии
более 1000 км, отмечали, что уровень сигнала с антенной CVD был на один-два балла выше, чем с Inverted V. При расстоянии менее 1000 км некоторое минимальное преимущество было у Inverted V.

Модифицированная широкополосная антенна T2FD

 

Здесь предлагается вариант модификации хорошо известной антенны, который позволит перекрыть весь коротковолновый радиолюбительский диапазон частот, совсем немного
проигрывая полуволновому диполю в 160 метровом диапазоне (0.5 дБ на ближних и около 1 дБ на дальних трассах). При точном исполнении, антенна работает сразу и в настройке не нуждается. Подмечена приятная особенность антенны: так на неё
не воспринимаются статические помехи, и по сравнению с классическим диапазонным полуволновым диполем, приём получается очень комфортный. Нормально прослушиваются совсем слабые DX станции,
особенно на НЧ диапазонах. Длительная эксплуатация антенны (почти 8 лет на момент публикации, ред.) позволила отнести её к малошумящим приёмным антеннам. В остальном, по эффективности, антенна
практически не уступает диапазонному полуволновому диполю или Inv. Vee на любом из диапазонов от 3,5 до 28 МГц. И ещё одно наблюдение (оно основано на отзывах дальних корреспондентов) — при
передаче отсутствуют глубокие QSB. Из проделанных 23 вариантов модификаций этой антенны, приводимый здесь, заслуживает наибольшего внимания и может быть рекомендован для массового повторения. Все
размеры антенно-фидерной системы рассчитаны и точно выверены на практике.


Полотно антенны

Размеры вибратора приведены на рисунке выше. Обе половины вибратора симметричны, лишняя длина «внутреннего угла» урезается по месту, там же крепится небольшая
изолированная площадка для соединения с питающей линией. Балластный резистор 2400м, пленочный (зеленого цвета), 10Вт. Можно использовать любое другое той же мощности, но обязательно безиндукцинное.
Медный провод в изоляции, сечением 2,5мм. Распорки — деревянная рейка сечением 1х1см с лаковым покрытием. Расстояние между отверстиями 87см. Растяжки — капроновый шнур.

 

Воздушная линия питания

Медный провод ПВ-1, сечением 1мм, распорки из винипласта. Расстояние между проводниками 7.5см. Длина линии 11 метров.

 

Авторский вариант установки

Используется металлическая, заземленная снизу, мачта. Установлена на крыше 5-этажного дома. Высота мачты 8 метров, труба диаметром 50мм. Концы антенны располагаются на
расстоянии 2-х метров от крыши. Сердечник согласующего трансформатора (ШПТР) вделан из «строчника» ТВС-90ЛЦ5. Катушки удаляются, сам сердечник склеивается «супермоментом» до монолитного состояния и
проматывается 3-мя слоями лакоткани. Намотка ведется в два провода без скрутки. Трансформатор содержит 16 витков одножильного изолированного медного провода диаметром 1мм. Поскольку трансформатор
имеет квадратную (или прямоугольную) форму, то на каждую из 4-х сторон наматывается по 4 пары витков — наилучший вариант распределения тока. КСВ во всем диапазоне от 1.1 до 1.4. ШПТР помещается в
хорошо пропаянный с оплеткой фидера экран из жести. С внутренней стороны к нему надежно подпаивается средний вывод обмотки трансформатора.После сборки и установки антенна будет работать практически в
любых условиях: располагаясь низко над землей или над крышей дома. Отмечен низкий уровень TVI (помех телевидению), что может заинтересовать сельских радиолюбителей или дачников.


RK1AC


 

Антенна Loop Feed Array Yagi на диапазон 50 МГц

 

Антенны Yagi (Яги) с рамочным вибратором, расположенным в плоскости антенны называются LFA Yagi (Loop Feed Array Yagi) и характеризуются большим, чем у
обычных Яги рабочим диапазоном частот. Одной из популярных LFA Yagi является 5-элементная конструкция Джастина Джонсона (G3KSC) на 6-метровый диапазон.

Схема антенны, расстояния между элементами и размеры элементов, показаны ниже в таблице и на чертеже.

Размеры элементов, расстояний до рефлектора и диаметров алюминиевых трубок, из которых выполнены элементы согласно таблицы: Элементы установлены на траверсе длиной около 4,3 м из квадратного
алюминиевого профиля сечением 90×30 мм через изоляционные переходные планки. Вибратор питается по 50-омному коаксиальному кабелю через симметрирующий трансформатор1:1.

Настройка антенны по минимальному КСВ в середине диапазона производится путем подбора положения торцевых П-образных частей вибратора из трубок диаметром 10 мм. Изменять
положение этих вставок нужно симметрично, т.е., если правую вставку выдвинули на 1 см, то и левую нужно выдвинуть на столько же.

Антенна имеет следующие характеристики: максимальное усиление 10,41 дБ на 50,150 МГц, максимальное отношение фронт/тыл 32.79 дБ, рабочий диапазон частот 50,0-50,7 МГц по
уровню КСВ=1,1       

 


 

КСВ-метр на полосковых линиях

 

Широко известные из радиолюбительской литературы КСВ-метры выполнены с использованием направленных ответвителей и представляют собой
однослойную катушку или ферритовый кольцевой сердечник с несколькими витками провода. Указанные устройства имеют ряд недостатков, основным из которых является то, что при измерении больших мощностей
появляется высокочастотная «наводка» в измерительной цепи, требующая дополнительных затрат и усилий по экранировке детекторной части КСВ-метра для уменьшения погрешности измерений, а при формальном
отношении радиолюбителя к изготовлению прибора, КСВ-метр может стать причиной изменения волнового сопротивления фидерной линии в зависимости от частоты. Предлагаемый вниманию КСВ-метр на основе
полосковых направленных ответвителей лишён подобных недостатков, конструктивно выполнен в виде отдельного самостоятельного прибора и позволяет определить отношение прямой и отражённой волн в цепи
антенны при подводимой мощности до 200 Вт в частотном диапазоне 1…50 МГц при волновом сопротивлении фидерной линии 50 Ом. Если требуется иметь только индикатор выходной мощности передатчика или
контролировать ток антенны, можно воспользоваться таким устройством: При измерении КСВ в линиях с волновым сопротивлением отличным от 50 Ом, значения резисторов R1 и R2 следует изменить до величины
волнового сопротивления измеряемой линии.

 

Конструкция КСВ-метра

КСВ-метр выполнен на плате из двустороннего фольгированного фторопласта толщиной 2 мм. В качестве замены возможно использование двустороннего стеклотекстолита.

Линия L2 выполнена на тыльной стороне платы и показана прерывистой линией. Её размеры 11×70 мм. В отверстия линии L2 под разъёмы XS1 и XS2 вставлены пистоны, которые
развальцованы и пропаяны вместе с L2. Общая шина с обеих сторон платы имеет одинаковую конфигурацию и на схеме платы заштрихована. В углах платы просверлены отверстия, в которые вставлены отрезки
провода диаметром 2 мм, пропаянные с обеих сторон общей шины. Линии L1 и L3 расположены с лицевой стороны платы и имеют размеры: прямой участок 2×20 мм, расстояние между ними 4 мм и расположены
симметрично продольной оси линии L2. Смещение между ними вдоль продольной оси L2 -10 мм. Все радиоэлементы расположены со стороны полосковых линий L1 и L2 и припаяны внахлёст непосредственно к
печатным проводникам платы КСВ-метра. Печатные проводники платы следует посеребрить. Собранная плата припаивается непосредственно к контактам разъёмов XS1 и XS2. Применение дополнительных
соединительных проводников или коаксиального кабеля недопустимо. Готовый КСВ-метр помещают в коробку из немагнитного материала толщиной 3…4 мм. Общую шину платы КСВ-метра, корпуса прибора и разъёмов
соединяют между собой электрически. Отсчет КСВ производят следующим образом: в положении S1 «Прямая» с помощью R3 устанавливают стрелку микроамперметра на максимальное значение (100 мкА) и переведя
S1 в «Обратная», отсчитывают значение КСВ. При этом показанию прибора 0 мкА соответствует КСВ 1; 10 мкА — КСВ 1,22; 20 мкА — КСВ 1,5; 30 мкА — КСВ 1,85; 40 мкА — КСВ 2,33; 50 мкА — КСВ 3; 60 мкА —
КСВ 4; 70 мкА — КСВ 5,67; 80 мкА — 9; 90 мкА — КСВ 19.


UY5YI


 

Девятидиапазонная КВ антенна

 

Антенна представляет собой разновидность известной многодиапазонной антенны «WINDOM», у которого точка питания смещена от центра. При этом входное сопротивление антенны
в нескольких любительских KB диапазонах составляет примерно 300 Ом, что позволяет использовать в качестве фидера и одиночный провод, и двухпроводную линию с
соответствующим волновым сопротивлением, и, наконец, коаксиальный кабель, подключаемый через согласующий трансформатор. Для того чтобы антенна работала во всех девяти любительских KB диапазонах (1.8;
3,5; 7; 10; 14; 18; 21; 24 и 28 МГц), параллельно включены по существу, две антенны «WINDOM» (см. выше рис. а): одна с общей длиной около 78 м (l/2 для диапазона 1,8 МГц), а другая с общей длиной
примерно 14 м (l/2 для диапазона 10 МГц и l для диапазона 21 МГц). Оба излучателя питаются от одного коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом. Согласующий трансформатор имеет коэффициент
трансформации сопротивления 1:6.

Примерное расположение излучателей антенны в плане показано на рис. б.

При установке антенны на высоте 8 м над хорошо проводящей «землей» коэффициент стоячей волны в диапазоне 1.8 МГц не превышал 1,3, в диапазонах 3,5, 14. 21, 24 и 28 МГц — 1.5, в диапазонах 7. 10 и 18
МГц — 1,2. В диапазонах 1,8, 3,5 МГц и до некоторой степени в диапазоне 7 МГц при высоте подвески 8 м диполь, как известно, излучает в основном под большими углами к горизонту. Следовательно, в этом
случае антенна будет эффективна лишь при проведении ближних связей (до 1500 км).

Схема подключения обмоток согласующего трансформатора для получения коэффициента трансформации 1:6 показана на рис.в.

Обмотки I и II имеют одинаковое число витков (как и в обычном трансформаторе с коэффициентом трансформации 1:4). Если общее число витков этих обмоток (а оно зависит в первую очередь от размеров
магнитопровода и его начальной магнитной проницаемости) равно n1, то число витков n2 от точки соединения обмоток I и II до отвода рассчитывают по формуле n2=0.82n1.т

 

 

 

 


 

Антенна наклонная рамка

 

Горизонтальные рамки весьма популярны. Рик Роджерс (KI8GX) провел эксперименты с «наклонной рамкой», крепящейся к одной мачте.

Для установки варианта «наклонной рамки» с периметром 41,5 м, необходима мачта высотой 10…12 метров и вспомогательная опора высотой около двух метров. К этим мачтам
крепятся противоположные углы рамки, которая имеет форму квадрата. Расстояние между мачтами выбирают таким, чтобы угол наклона рамки по отношению к земле был в пределах 30…45°.Точка питания рамки
расположена в верхнем углу квадрата. Питается рамка коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. По измерениям KI8GX в этом варианте рамка имела КСВ=1,2 (минимум) на частоте 7200 кГц,
КСВ=1,5 (довольно «тупой» минимум) на частотах выше 14100 кГц, КСВ=2,3 во всем диапазоне 21 МГц, КСВ=1,5 (минимум) на частоте 28400 кГц. На краях диапазонов значение КСВ не превышало 2,5. По данным
автора некоторое увеличение длины рамки сместит минимумы ближе к телеграфным участкам и позволит получить КСВ меньше 2 в пределах всех рабочих диапазонов (кроме 21 МГц).

 QST №4 2002 год

 

 


Вертикальная антенна на 10,15 метров

 

Несложную комбинированную вертикальную антенну для диапазонов 10 и 15 м можно изготовить как для работы в стационарных условиях, так и для загородных выездов. Антенна представляет
собой вертикальный излучатель (рис.1) с заграждающим фильтром (трапом) и двумя резонансными противовесами. Трап настроен на выбранную частоту в диапазоне 10 м, поэтому в этом диапазоне излучателем
является элемент L1 (см. рисунок). В диапазоне 15м катушка индуктивности трапа является удлиняющей и совместно с элементом L2 (см. рисунок) доводит общую длину излучателя до 1/4 длины волны на
диапазоне 15 м. Элементы излучателя можно изготовить из труб (в стационарной антенне) или из провода (для походной антенны), закрепленного на фибергласовых трубах.«Траповая» антенна является менее
«капризной» в настройке и эксплуатации, чем антенна, состоящая из двух расположенных рядом излучателей.Размеры антенны приведены на рис.2. Излучатель состоит из нескольких отрезков дюралюминиевых труб разного
диаметра, соединенных одна с другой через переходные втулки. Питается антенна 50-омным коаксиальным кабелем. Для предотвращения протекания ВЧ тока по внешней стороне оплетки кабеля питание
осуществляется через токовый балун (рис.3), выполненный на кольцевом сердечнике FT140-77.Обмотка состоит из четырех витков коаксиального кабеля RG174. Электрическая прочность этого
кабеля вполне достаточна для работы с передатчиком с выходной мощностью до 150 Вт. При работе с более мощным передатчиком следует применять либо кабель с тефлоновым диэлектриком (например,
RG188), либо кабель большого диаметра, для намотки которого, естественно, потребуется ферритовое кольцо соответствующего размера. Балун устанавливается в подходящей диэлектрической
коробке:

Рекомендуется между вертикальным излучателем и опорной трубой, на которой крепится антенна, следует установить безындуктивный двухваттный резистор сопротивлением 33 кОм, который
будет предотвращать накопление статического заряда на антенне. Резистор удобно разместить в коробке, в которой установлен балун. Конструкция трапа может быть любой.
Так, катушку индуктивности можно намотать на отрезке ПВХ-трубы диаметром 25 мм с толщиной стенок 2,3 мм (в эту трубу вставляются нижняя и верхняя части излучателя).
Катушка содержит 7 витков медного провода диаметром 1,5 мм в лаковой изоляции, намотанного с шагом 1—2 мм. Требуемая индуктивность катушки — 1,16 мкГн. Параллельно катушке подключается
высоковольтный (6 кВ) керамический конденсатор емкостью 27 пФ, и в результате получается параллельный колебательный контур на частоту 28,4 МГц.

Точная настройка резонансной частоты контура проводится сжатием или растяжением витков катушки. После настройки витки фиксируются клеем, но следует иметь в виду, что
излишнее количество нанесенного на катушку клея может значительно изменить ее индуктивность и привести к росту диэлектрических потерь и, соответственно, снижению КПД антенны. Кроме того, трап можно
изготовить из коаксиального кабеля, намотав 5 витков на ПВХ-трубе диаметром 20 мм, но необходимо предусмотреть возможность изменения шага намотки для обеспечения точной настройки на требуемую
резонансную частоту. Конструкция трапа для его расчета очень удобно воспользоваться программой Coax Trap, которую можно скачать из Интернета.

Практика показывает, что такие трапы надежно работают со 100-ваттными трансиверами. Для защиты трапа от воздействия окружающей среды он помещается в пластиковую трубу,
которая сверху закрывается заглушкой. Противовесы можно изготовить из неизолированного провода диаметром 1 мм, и их желательно разнести как можно дальше друг от друга. Если для противовесов
применяется провод в пластиковой изоляции, то их следует несколько укоротить. Так, противовесы из медного провода диаметром 1,2 мм в виниловой изоляции толщиной 0,5 мм должны иметь длину 2,5 и 3,43 м
для диапазонов 10 и 15 м соответственно.

Настройку антенны начинают в диапазоне 10 м, предварительно убедившись, что трап настроен на выбранную резонансную частоту (например, 28,4 МГц). Минимума КСВ в фидере
добиваются изменением длины нижней (до трапа) части излучателя. Если эта процедура окажется безуспешной, то придется в небольших пределах изменить угол, под которым противовес располагается
относительно излучателя, длину противовеса и, возможно, его расположение в пространстве.Только после этого принимаются за настройку антенны в диапазоне 15 м. Изменением длины верхней (после трапа)
части излучателя добиваются минимума КСВ. Если добиться приемлемого КСВ невозможно, то следует применить решения, рекомендованные для настройки антенны диапазона 10 м.В опытном образце антенны в
полосе частот 28,0—29,0 и 21,0— 21,45 МГц КСВ не превышал 1,5.

Funkamateur


 

Настройка антенн и контуров с помощью генератора помех

 

Для работы с данной схемой генератора помех можно использовать реле любого типа с соответствующим напряжением питания и с нор- мальнозамкнутым контактом. При этом чем выше
напряжение питания реле, тем выше уровень помех, создаваемых генератором. Для уменьшения уровня наводок на испытываемые устройства, необходимо тщательно заэкранировать генератор, а питание
осуществлять от батареи или аккумулятора для предотвращения попадания помех в сеть. Кроме наладки помехозащищённых устройств, с таким генератором помех можно производить измерения и наладку
высокочастотной аппаратуры и её узлов.

Определение резонансной частоты контуров и резонансной частоты антенны

При использовании обзорного приемника с непрерывным диапазоном или волномера можно определить резонансную частоту испытываемого контура по максимальному уровню помех на выходе
приемника или волномера. Для устранения влияния генератора и приемника на параметры измеряемого контура их катушки связи должны иметь минимально возможную связь с контуром При подключении генератора
помех к испытуемой антенне WA1, можно аналогично с измерением контура определить ее резонансную частоту или частоты.

И.Григоров, RK3ZK


 

Широкополосная апериодическая антенна T2FD

 

Постройка антенн на НЧ в связи с большими линейными размерами вызывает у радиолюбителей вполне определенные трудности, связанные с отсутствием необходимого для этих целей
пространства, сложности изготовления и установки высоких мачт. Поэтому, работая на суррогатных антеннах, многие используют интересные НЧ диапазоны в основном для местных связей с усилителем «сто ватт
на километр».

В радиолюбительской литературе встречаются описания довольно эффективных вертикальных антенн, которые, по заявлениям авторов, «практически не занимают площади». Но стоит
вспомнить, что для размещения системы противовесов (без которых вертикальная антенна малоэффективна) требуется значительное пространство. Поэтому в отношении занимаемой площади выгоднее использовать
линейные антенны, особенно выполненные по типу популярной «инвертированное V», так как для их сооружения требуется всего одна мачта. Однако, превращение такой антенны в двухдиапазонную намного
увеличивает занимаемую площадь, так как излучатели разных диапазонов желательно размещать в различных плоскостях. Попытки использовать переключаемые удлиняющие элементы, настроенные линии питания и
прочие способы превращения отрезка провода во вседиапазонную антенну (при доступных высотах подвеса 12-20 метров) приводят чаще всего к созданию «суперсуррогатов» настраивая которые можно проводить
потрясающие испытания своей нервной системы.

Предлагаемая антенна не является «сверхэффективной», но позволяет нормально работать в двух-трех диапазонах без всяких переключений, отличается относительной
стабильностью параметров и не нуждается в кропотливой настройке. Имея высокое входное сопротивление при небольших высотах подвеса, она обеспечивает лучший к.п.д., чем простые проволочные антенны. Это
несколько видоизмененная широко известная антенна T2FD, популярная в конце 60-х годов, к сожалению, почти не применяемая в настоящее время. Очевидно, она попала в разряд «забытых» из-за поглощающего
резистора, на котором рассеивается до 35% мощности передатчика. Именно боясь потерять эти проценты, многие считают T2FD несерьезной конструкцией, хотя спокойно используют на ВЧ диапазонах штырь с
тремя противовесами, к.п.д. которого не всегда «дотягивает» до 30%. Пришлось услышать множество «против» в отношении предлагаемой антенны, зачастую ничем не обоснованных. Попытаюсь кратко изложить те
«за», благодаря которым была выбрана T2FD для работы на НЧ диапазонах.

В апериодической антенне, представляющей собой в простейшем варианте проводник с волновым сопротивлением Z, нагруженный на поглощающее сопротивление Rh=Z, падающая
волна, достигнув нагрузки Rh не отражается, а полностью поглощается. Благодаря чему устанавливается режим бегущей волны, для которого характерно постоянство максимального значения тока Iмакс вдоль
всего проводника. На рис. 1(A) изображено распределение тока вдоль полуволнового вибратора, а на рис. 1(B)— вдоль антенны бегущей волны (потери на излучение и в проводнике антенны условно не учтены.
Заштрихованная область называется площадью тока и применяется для сравнения простых проволочных антенн.

В теории антенн существует понятие эффективной (электрической) длины антенны, которая определяется замещением реального вибратора мнимым, вдоль которого ток
распределяется равномерно, имея такое же значение Iмакс, что и у исследуемого вибратора (т.е. так же, как на рис. 1(B)). Длина мнимого вибратора
выбирается такой, чтобы геометрическая площадь тока реального вибратора была равна геометрической площади мнимого. Для полуволнового вибратора длина мнимого вибратора, при которой площади тока равны,
составляет величину равную L/3.14 [пи], где L — длина волны в метрах. Не трудно вычислить, что длина полуволнового диполя с геометрическими размерами = 42 м (диапазон 3,5 МГц) электрически равна 26
метрам, которые и являются эффективной длиной диполя. Вернувшись к рис. 1(B), легко обнаружить, что эффективная длина апериодической антенны практически равна ее геометрической длине.

Проведенные эксперименты в диапазоне 3,5 МГц позволяют рекомендовать данную антенну радиолюбителям в качестве неплохого варианта «затраты-отдача». Немаловажным
достоинством T2FD является широкополосность и работоспособность при «смешных» для НЧ диапазонов высотах подвеса, начиная с 12-15 метров. Например, диполь 80-метрового диапазона при такой высоте
подвеса превращается в «военную» зенитную антенну, т.к. излучает вверх порядка 80% подведенной мощности.Основные размеры и конструкция антенны
показаны на рис.2,  На рис.3 — верхняя часть мачты, где установлен согласующе-симметрирующий трансформатор Т и поглощающее сопротивление R    Конструкция трансформатора на
рис.4 Выполнить
трансформатор можно практически на любом магнитопроводе с проницаемостью 600-2000 НН. Например, сердечник от ТВС ламповых телевизоров или пара сложенных вместе колец диаметром 32-36 мм. Он содержит
три обмотки, намотанные в два провода, например МГТФ-0,75 кв.мм (использовался автором). Сечение зависит от подводимой к антенне мощности. Провода обмоток уложены плотно, без шага и скруток. В месте,
указанном на рис.4, провода следует скрестить.

Достаточно намотать 6-12 витков в каждой обмотке. Если внимательно рассмотреть рис.4, то изготовление трансформатора не вызывает каких-либо затруднений. Сердечник
следует защитить от коррозии лаком, желательно масляным или влагостойким клеем. Поглощающее сопротивление должно теоретически рассеивать 35% подводимой мощности. Экспериментально установлено, что
резисторы МЛТ-2 при отсутствии постоянного тока на частотах KB диапазонов выдерживают 5-6-кратные перегрузки. При мощности 200 Вт достаточно 15-18 резисторов МЛТ-2, соединенных параллельно.
Результирующее сопротивление должно находиться в пределах 360-390 Ом. С указанными на рис.2 размерами антенна работает в диапазонах 3,5-14 МГц.

Для работы в диапазоне 1,8 МГц желательно увеличить общую длину антенны хотя бы до 35 метров, идеально 50-56 метров. При правильном выполнении трансформатора Т антенна в
какой-либо настройке не нуждается, необходимо лишь убедиться в том, что КСВ лежит в пределах 1,2-1,5. В противном случае ошибку следует искать в трансформаторе. Следует отметить, что с популярным
трансформатором 4:1 на основе длинной линии (одна обмотка в два провода) работа антенны резко ухудшается, причем КСВ может быть 1,2-1,3.


 

German Quad Antenna  на 80, 40, 20, 15, 10 и даже 2м

 

Большинство городских радиолюбителей сталкиваются с проблемой размещения коротковолновой антенны из-за ограниченного пространства.

Но если имеется место для подвеса проволочной антенны, то автор предлагает воспользоваться им и сделать «GERMAN Quad /images/book/antenna». Он сообщает, что она хорошо
работает на 6-ти любительских диапазонах 80, 40, 20, 15, 10 и даже 2 метрах. Схема антенны приведена на рисунке.Для ее изготовления потребуется ровно 83 метров медного провода диаметром 2,5 мм.
Антенна представляет собой квадрат со стороной 20,7 метра, который подвешивается горизонтально на высоте 30 футов — это примерно — 9 м. Соединительная линия делается из коаксиального кабеля 75 Ом. По
сообщению автора антенна имеет усиление 6 дБ по отношению к диполю. На 80 метрах имеет достаточно высокие углы излучения и хорошо работает на расстояниях 700… 800км. Начиная с 40 метрового диапазона,
углы излучения в вертикальной плоскости уменьшаются. По горизонту антенна не имеет каких-либо приоритетов по направленности. Её же автор предлагает использовать и для мобильно-стационарной работы в
полевых условиях.


 

3/4 Long Wire антенна

 

Большая часть его дипольных антенн базируется на длине волны 3/4L каждой из сторон. Одна из них — «Inverted Vee» мы и
рассмотрим.
Физическая длина антенны больше её резонансной частоты, увеличение длины до 3/4L расширяет полосу пропускания антенны по сравнению со стандартным диполем и понижает
вертикальные углы излучения, делая антенну более дальнобойной. В случае горизонтального расположения в виде угловой антенны (полуромба), она приобретает весьма приличные направленные свойства.
Все указанные свойства распространяются и на антенну, выполненную в виде «INV Vee». Входное сопротивление антенны понижается, и требуются специальные меры по согласованию с линией питания.При
горизонтальном подвесе и общей длине 3/2L, антенна имеет четыре главных и два незначительных лепестка. Автор антенны (W3FQJ) приводит множество расчетов и диаграмм для разных длин плеч диполя и
улов подвеса. По его словам он вывел две формулы, содержащие два «магических» числа, позволяющие определить длину плеча диполя (в футах) и длину фидера применительно к любительским
диапазонам:

L (каждой половины) = 738/F(в МГц) (в футах feet),
L (фидера) = 650/F(в МГц) (в футах feet).

Для частоты 14,2МГц,
L (каждой половины) = 738/14,2 = 52 фута (feet),
L (фидера) = 650/F = 45 футов 9 дюймов.
(Перевод в метрическую систему проведите самостоятельно, автор антенны считает все в футах). 1 Фут =30,48 см

Тогда для частоты 14,2МГц: L (каждой половины) = (738/14,2)* 0,3048 =15,84 метра ,L (фидера) = (650/F14,2)* 0,3048 =13,92 метра

P.S. Для других выбранных соотношений длин плеч коэффициенты изменяются.


В «Радиоежегоднике» 1985 года была опубликована антенна немного странным названием. Она изображена обычным равнобедренным треугольником с периметром 41,4 м. и, очевидно,
поэтому не привлекла к себе внимания. Как выяснилось позже, очень напрасно. Мне, как раз понадобилась простая многодиапазонная антенна, и я подвесил ее на небольшой высоте — около 7 метров. Длина
питающего кабеля РК-75 около 56 м (полуволновой повторитель).

Измеренные значения КСВ, практически совпали с приведёнными в «Ежегоднике». Катушка L1 намотана на изоляционном каркасе диаметром 45 мм и содержит 6 витков провода ПЭВ-2
толщиной 2… 2 мм. ВЧ трансформатор Т1 намотан проводом МГШВ на ферритовом кольце 400НН 60х30х15 мм, содержит две обмотки по 12 витков. Размер ферритового кольца не критичен и выбирается, исходя из
подводимой мощности. Кабель питания подключается только так, как показано на рисунке, если его включить наоборот — антенна работать не будет. Антенна не требует настройки, главное, точно выдержать её
геометрические размеры. При работе на диапазоне 80 м, по сравнению с другими простыми антеннами, она проигрывает на передачу — маловата длина. На приём разница практически не ощущается. Измерения,
проведенные ВЧ-мостом Г.Брагина («Р-Д» №11), показали, что мы имеем дело с нерезонансной антенной.

Измеритель АЧХ показывает только резонанс кабеля питания. Можно предположить, что получилась достаточно универсальная антенна (из простых), имеет небольшие
геометрические размеры и её КСВ практически не зависит от высоты подвеса. Затем появилась возможность увеличить высоту подвеса до 13 метров над землей. И в этом случае величина КСВ по всем
основным любительским диапазонам, кроме 80-метрового, не превышала 1,4. На восьмидесятке его значение составило от 3 до 3,5 на верхней частоте диапазона, поэтому для её согласования дополнительно
используется простейший антенный тюнер. Позже удалось измерить КСВ на WARC диапазонах. Там значение КСВ не превысило 1,3. Чертеж антенны приводится на рисунке.


В. Гладков, RW4HDK г. Чапаевск 


 

GROUND PLANE на 7 MГц

 

При работе на низкочастотных диапазонах вертикальная антенна имеет ряд преимуществ. Однако из-за больших размеров не везде можно ее установить. Уменьшение высоты антенны приводит к
падению сопротивления излучения и росту потерь. В качестве искусственной «земли» использован экран из проволочной сетки и восемь радиальных проводов.Питается антенна 50-омным коаксиальным кабелем.
КСВ антенны, настроенной с помощью последовательного конденсатора, был равен 1,4.По сравнению с ранее использовавшейся антенной типа «Inverted V» данная антенна обеспечивала выигрыш в громкости от 1
до 3 баллов при работе с DX.

QST, 1969, N 1 Радиолюбитель С. Гарднер (K6DY/W0ZWK) применил ёмкостную нагрузку на конце антенны типа «Ground Plane» на диапазоне 7 МГц (см. рисунок), что позволило
уменьшить ее высоту до 8 м. Нагрузка представляет собой цилиндр из проволочной сетки.

P.S.Кроме QST, описание этой антенны было напечатано в журнале «Радио». В году 1980, будучи еще начинающим радиолюбителем изготавливал данный вариант GP. Ёмкостную
нагрузку и искусственную землю делал из оцинкованной сетки, благо в те времена было этого в достатке. Действительно, антенна выиграла у  Inv.V., на длинных трассах. Но поставив затем
классическую 10-ти метровую GP, понял, что не стоило заморачиваться на изготовлении ёмкости на верху трубы, а лучше сделать длиннее её на два метра. Трудоёмкость изготовления не окупают конструкцию,
не говорю уже о материалах на изготовление антенны.

RA9WE


 

Антенна DJ4GA

 

По виду она напоминает образующую дискоконусной антенны, а ее габаритные размеры не превышают габаритных размеров обычного полуволнового диполя.Сравнение этой
антенны с полуволновым диполем, имеющим такую же высоту подвеса, показало, что она несколько уступает диполю при ближних связях SHORT-SKIP, но существенно эффективнее его при дальних связях и при
связях, осуществляемых с помощью земной волны. Описываемая антенна имеет большую полосу пропускания по сравнению с диполем (примерно на 20%), которая в диапазоне 40 м достигает 550 кГц (по уровню
КСВ до 2).При соответствующем изменении размеров антенна может быть применена и на других диапазонах. Введение в антенну четырех режекторных контуров, подобно тому, как это сделано в антенне
типа W3DZZ, позволяет реализовать эффективную многодиапазонную антенну. Питание антенны осуществляется коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом.

P.S. Мною изготавливалась данная антенна. Все размеры были выдержаны, эдентичны рисунку. Установлена была на крыше пятиэтажного дома. При переходе с треугольника 80-ти
метрового диапазона, расположенного горизонтально, на ближних трассах проигрыш составлял 2-3 балла. Проверялась при связях со станциями Дальнего востока (Аппаратура на прием Р-250). Выиграла у
треугольника максимально полтора балла. При сравнении с класическим GP, проиграла полтора балла. Аппаратура использовалась самодельная, UW3DI усилитель 2хГУ50.

RA9WE


 

Всеволновая любительская антенна

 

Антенна французского радиолюбителя описана в журнале «CQ». По утверждениям автора этой конструкции, антенна даёт хороший результат при работе на всех коротковолновых любительских
диапазонах — 10, 15, 20, 40 и 80 м. Она не требует ни особого тщательного расчёта (кроме расчёта длины диполей), ни точной настройки.

Устанавливать ее следует сразу так, чтобы максимум характеристики направленности был ориентирован в направлении преимущественных связей. Фидер такой антенны может быть
либо двухпроводным, с волновым сопротивлением в 72 ом, либо коаксиальным, с тем же волновым сопротивлением.

Для каждого диапазона, кроме диапазона 40 м, в антенне имеется отдельный полуволновой диполь. На 40-метровом диапазоне хорошо работает в такой антенне диполь диапазона
15 м. Все диполи настроены на средние частоты соответствующих любительских диапазонов и подсоединяются в центре ее параллельно к двум коротким медным проводам. К этим же проводам подпаивается снизу
фидер.

Для изоляции центральных проводов друг от друга используются три пластины из диэлектрического материала. На концах пластин делаются отверстия для крепления проводов
диполей. Все места соединения проводов в антенне пропаиваются, а место подсоединения фидера обматывается лентой из пластиката, для предотвращения попадания в кабель влаги. Расчет длины L (в м)
каждого диполя ведется по формуле   L=152/fcp, где fср — средняя частота диапазона в Мгц. Диполи делаются из медной или биметаллической проволоки, оттяжки — проволочные или из
канатика. Высота антенны — любая, но не менее 8,5 м.

P.S. Также была установлена на крыше пятиэтажного дома, был исключён диполь на 80 метров (не позволили размеры и конфигурация крыши). Мачты использовал из сухой сосны,
комель 10 см в диаметре, выссота 10 метров. Полотна антенн изготовлены были из сварочного кабеля. Кабель разрезался, бралась одна жила состоящая из семи менных проволок. Дополнительно немного
подкручивал, для увеличения плотности. Показала себя как нормальные, отдельно подвешанные диполя. Для работы вполне приемлемый вариант.

RA9WE


 

Переключаемые диполя с активным питанием

 

Антенна с переключаемой диаграммой направленности относится к типу двухэлементных линейных антенн с активным питанием и предназначена для работы в диапазоне 7
МГц. Коэффициент усиления около 6 дБ, отношение «вперед-назад» 18 дБ, «вбок» — 22-25 дБ. Ширина ДН по уровню половинной мощности около 60 град Для 20 м диапазона L1=L2= 20,57 м: L3 = 8,56
м
Биметалл или ант. канатик 1,6… 3 мм. 
I1 =I2= 14м кабель 75 Ом 
I3= 5,64м кабель 75 Ом 
I4 =7,08м кабель 50 Ом 
I5 = произвольная длина кабель 75 Ом 
К1.1 — ВЧ реле РЭВ-15

Как видно из рис.1, два активных вибратора L1 и L2 расположены на расстоянии L3 (фазовый сдвиг 72 градуса) друг от друга. Элементы
запитаны противофазно, суммарный фазовый сдвиг составляет 252 градуса. К1 обеспечивает переключение направления излучения на 180 градусов. I3 — фазосдвигающий шлейф I4- четвертьволновый согласующий
отрезок. Настройка антенны заключается в подгонке размеров поочередно каждого элемента по минимуму КСВ при замкнутом накоротко через полуволновой повторитель 1-1 (1.2) втором элементе. КСВ в середине
диапазона не превышает 1,2, на краях диапазона -1.4. Размеры вибраторов приведены для высоты подвеса 20 м. С практической точки зрения, особенно при работе в соревнованиях, хорошо себя
зарекомендовала система, состоящая из двух подобных антенн, расположенных перпендикулярно друг другу и разнесенных в пространстве. На крыше в этом случае размещается коммутатор, достигается
мгновенное переключение ДН в одном из четырех направлений. Один из вариантов расположения антенн среди типовых городских застроек предложен на рис.2.Данная антенна применяется с 1981 г., неоднократно
повторена на разных QTH, с её помощью проведены десятки тысяч QSO с более чем 300 странами мира.  


С сайта UX2LL первоисточник «Радио №5 стр 25 С.Фирсов. UA3LDH


 

Beam-антенна на 40 метров с переключаемой диаграммой направленности

 

Антенна, схематично изображенная на рисунке, изготавливается из медного провода или биметалла диаметром 3…5 мм. Из такого же материала делают и линию согласования. В качестве
коммутирующих реле применены реле от радиостанции РСБ. В согласователе используется конденсатор переменной емкости от обычного радиовещательного приемника, тщательно защищенный от попадания в него
влаги. Провода управления реле прикреплены к капроновому шнуру-растяжке, проходящему по осевой линии антенны. Антенна имеет широкую диаграмму направленности (около 60°). Соотношение излучений
вперед-назад — в пределах 23…25 дБ. Расчётный коэффициент усиления — 8 дБ. Антенна продолжительное время эксплуатировалась на станции UK5QBE.

Владимир Латышенко (RB5QW) г. Запорожье

P.S. Вне моей крыше, как выездной вариант, из интереса проводил эксперимент с антенной выполненной как Inv.V. Остальное почерпнул и выполнил как в данной конструкции.
Реле применял автомобильные, четырех контактные, металлический корпус. Так как использовал для питания аккумулятор 6СТ132. Аппаратура TS-450S. Сто ватт. Действительно результат, как говорится на
лицо! При переключении на восток начинали вызывать японские станции. VK и ZL, по направлению были несколько южнее, пробивались с трудом через станции Японии. Про запад не буду описывать, все гремело!
Антенна классная! Жаль не хватает места на крыше!

RA9WE


 

Многодиапазонный диполь на WARC  диапазоны

 

Антенна сделана из медного провода диаметром 2 мм. Изоляционные распорки сделаны у меня из текстолита толщиной 4 мм (можно из деревянных планок) на которых с
помощью болтов (Мб) закреплены изоляторы для наружной электропроводки. Питается антенна коаксиальным кабелем типа РК 75 любой разумной длины. Нижние концы изоляторных планок нужно обязательно
растянуть капроновым шнуром, тогда антенна вся хорошо растягивается и диполи между собой не перехлестываются. На этой антенне проведен целый ряд интересных DX-QSO со всеми континентами используя
трансивер UA1FA с одной ГУ29 без РА.

EU1AR  


 

Антенна DX 2000

 

Коротковолновики часто используют вертикальные антенны. Для установки таких антенн, как правило, требуется небольшое свободное пространство, поэтому для некоторых
радиолюбителей особенно проживающих в густонаселённых городских микрорайонах) вертикальная антенна — единственная возможность выходить в эфир на коротких волнах.Одной из пока малоизвестных
вертикальных антенн, работающих на всех КВ диапазонах, является антенна DX 2000. В благоприятных условиях антенну можно использовать для проведения DX — радиосвязей, но при работе с местными
корреспондентами (на расстояниях до 300 км.) она уступает диполю.  Как известно, вертикальная антенна, установленная над хорошо проводящей поверхностью, имеет почти идеальные «DX-свойства», т.е.
очень низкий угол излучения. При этом не требуется высокая мачта. Многодиапазонные вертикальные антенны, как правило, конструируются с заградительными  фильтрами (трапами) и работают они
практически так же, как однодиапазонные четвертьволновые антенны. Применяющиеся в профессиональной КВ радиосвязи широкополосные вертикальные  антенны не нашли большого отклика в КВ
радиолюбительстве, но имеют интересные свойства.

На рисунке изображены наиболее популярные у радиолюбителей вертикальные антенны -четвертьволновый излучатель, электрически
удлинённый вертикальный излучатель и вертикальный излучатель с трапами. Пример т.н. экспоненциальной антенны приведён справа. Такая объёмная антенна имеет хорошую эффективность в полосе частот от
3,5 до 10 МГц и вполне удовлетворительное согласование (КСВ<3) вплоть до верхней границы КВ диапазона (30 МГц). Очевидно, что КСВ = 2 — 3 для транзисторного передатчика очень нежелателен, но,
учитывая широкое  распространение в настоящее время антенных тюнеров (часто автоматических и встроенных в трансивер), с высоким КСВ в фидере антенны можно мириться. Для лампового
усилителя , имеющего в выходном каскаде П — контур, как правило, КСВ = 2 — 3 не представляет проблемы. Вертикальная антенна DX 2000 является
своеобразным гибридом узкополосной четвертьволновой антенны (Ground plane), настроенной в резонанс в некоторых любительских диапазонах, и широкополосной экспоненциальной антенны. Основа
антенны-трубчатый излучатель длиной около 6 м. Он собран из алюминиевых труб диаметром 35 и 20 мм., вставленных друг в друга и образующих  четвертьволновый излучатель на частоту примерно 7
МГц. Настройку антенны на частоту 3,6 МГц обеспечивает включённая последовательно катушка индуктивности 75 МкГн, к которой подсоединена тонкая алюминиевая 

Горизонтальная ромбическая антенна — R3RT

Многие радиолюбители не имеют возможности установить эффективные антенны на крыше многоэтажных домов по причине «занятости» последних. Между тем можно очень эффективно использовать пространство
между многоэтажками, если построить горизонтальную ромбическую антенну (РА). Данная антенна вкратце упомянута в книге К.Ротхаммеля «Антенны» Но наиболее полно описана в книге Г.Айзенберга
«Коротковолновые антенны»(Радио и связь 1985 г.)

 

Немного теории: Ромбическая антенна относится к классу антенн, работающих в режиме бегущей волны. Для таких антенн характерна прямая зависимость размеров, коэффициента усиления и коэффициента
направленного действия. В грубом приближении РА — это симметричная линия, провода которой расположены по сторонам ромба.

 

К одному из острых углов подведена линия питания, к другому подключается чисто активная нагрузка, сопротивление которой равно волновому сопротивлению линии. Режим бегущей волны в антенне
обеспечивает ее постоянное волновое сопротивление, мало меняющееся при изменении частоты. Для пояснения принципа действия рассмотрим его построение:

РА состоит из 4-х излучающих элементов, каждый из которых в приближении можно считать нагруженным длинным проводом (LW). Диаграмма направленности нагруженного LW представляет собой в пространстве
конус, ось которого совпадает с осью нагруженного длинного провода.

 

Угол при вершине конуса зависит от частоты и длины провода. В таблице показана зависимость величины угла Q и коэффициента усиления от длины провода

 

L ант (длин волн) 1 2 3 4 5 6

Величина угла Q(град) 56 37 30  26  23  21

Усиление антенны дБ 1,1 1,4 2,2 3,0 4,0 4,8

 

Величина угла раскрыва ромба равна удвоенному значению Q при выбранной длине стороны ромба.

Соединение 4-х элементов в РА позволяет получить векторное сложение диаграмм направленности всех элементов. В направлении оси РА, при правильном выборе угла раскрыва сложатся все 4 вектора.

Естественно это даст значительный прирост Кус.

Чтобы улучшить согласование, получить однонаправленное излучение применяют пассивную нагрузку в остром углу, противоположном точке питания. Чаще всего используют безындукционные резисторы
мощностью не менее 1/3 от подводимой к антенне. При использовании антенны только в качестве приемной можно использовать фехралевый провод намотанный бифилярно для снижения емкости. Применять даже
в приемных антеннах резисторы малой мощности нельзя, поскольку это может вызвать их поражение статическим электричеством и грозой. При отсутствии нагрузочного резистора антенна приобретает

двунаправленные свойства с незначительным (1-2 дБ) снижением Кус. В профессиональной связи применяют следующее обозначение:

 

Усиление антенн примерно соответствует графику:

Исходя из этого можно определить что наиболее оптимальными для радиолюбителя с конструктивной точки зрения являются антенны.

Длины провода, угла раскрыва и высоты подвеса также могут быть приняты для любительской антенны.

 

Например, можно использовать РА высота подвеса которой больше 1.25 длины волны, или сторона РА может быть принята равной 3-5 длин волн. Однако наиболее осторожно необходимо выбирать угол раскрыва
РА, так как эта величина наиболее ощутимо задает диаграмму направленности и эффективный диапазон частот. Особое внимание следует также обратить на наклон РА. При наклоне антенны в сторону
нагрузки угол наклона не должен превышать 10-20 градусов.

 

Чем длиннее РА тем меньше должен быть угол наклона. При наклоне от нагрузки угол должен быть наоборот, или очень мал или должен превышать угол 25-30 градусов. Последнее требование обусловлено
конусообразностью диаграммы направленности относительно оси РА. Выбрать сопротивление нагрузки можно в пределе 400-800 Ом, причем большая величина соответствует большему Кус, меньшая- большему
КПД. Выбирая сопротивление нагрузки необходимо помнить, что сопротивление нагрузки всегда должно быть равно волновому сопротивлению питающей РА линии. Вышеприведенные данные позволяют сделать
вывод о том что РА наиболее выгодная из всех широкополосных проволочных антенн с точки зрения высоких энергетических показателей.

 

Вместе с тем, сама антенна не требует скрупулезности и точности при ее постройке. Погрешность в выборе размеров или высоты подвеса в 5-10% не приведет к сколь нибудь заметному изменению основных
параметров Важно что эти антенны могут работать и на небольшой высоте от земли. Для их установки необходимы 4 точки крепления, причем необязательно равновысокие и необязательно расположенные в
углах правильного ромба. Еще одно важное обстоятельство: РА питается двухпроводной линией произвольной длины. Наиболее главное достоинство — широкополосность РА. Коэффициент перекрытия по частоте
не менее 3.

 

Автором данной статьи проводились эксперименты с «ромбом» приспособленном на любительские диапазоны. Антенна показала очень хорошие результаты, сравнения ее с двойными квадратами и YAGI показала
большую эффективность РА при работе в выбранном направлении. В авторском варианте антенна выполнена из стального тросика диаметром 2.5 мм Тросик использовался прямо в канатной смазке для
повышения долговечности. Еще одно преимущество стального тросика перед медным канатиком — то, что мимо него проходят «любители медного лома».

 

С точки зрения поверхностного эффекта сталь на КВ диапазонах не вносит значительных потерь и при мощностях, используемых любителями вполне пригодна.В авторском варианте каждая сторона РА равна 42
метра, угол раскрыва (острый)равен 65 градусов, это определило рабочий диапазон частот 10-30 МГц. (Наиболее оптимальной с радиолюбительской тои зрения на эти диапазоны является РА с длиной
стороны 60-65 метров, высотой подвеса 12-18 метров и углом раскрыва 60-70 градусов с нагрузкой 500 -700 Ом.) Угол раскрыва определяет предпочтительные диапазоны и чем он больше, тем ниже
эффективная частота. С указанными данными максимальная эффективность достигнута на диапазонах 20,17 и 15 метров.

 

На более высоких частотах усиление еще больше, но проявляется многолепестковость диаграммы направленности в горизонтальной плоскости. Так как антенна работает в режиме бегущей волны, то запитана
она двухпроводной линией произвольной длины, причем провода линии являются продолжением проводов ромба(тот же стальной тросик). На противоположном углу прямо к концам проводов ромба
присоединяется нагрузка в виде безындукционного резистора сопротивлением 500 Ом.

 

Увеличение сопротивления снижает КПД антенны, но улучшает согласование с трансивером. В идеальном варианте нагрузка выполняется из мастичных резисторов необходимой мощности, равной одной трети
мощности трансивера. Оптимально на небольших мощностях работают 2 резистора по 1 кОм 60 Ватт включение параллельно, на больших мощностях — 8 таких же резисторов, включенные в 2 последовательные
группы по 4 параллельных резистора. Если желательно получить большее усиление то применяют 2 группы по 3 резистора и рассчитывают двухпроводные линии под 660 Ом.(указанные резисторы установлены в
эквиваленте нагрузки радиостанции Р-140). В соответствии с сопротивлением нагрузки выполнена двухпроводная линия. Расстояние между центрами проводов линии равно 32 диаметрам этих проводов при
нагрузке 500 Ом.

 

Согласование (именно согласование, а не настройку) выполняют с помощью любого из согласующих симметрирующих устройств, расположенным на конце двухпроводной линии, Оптимальными являются
резонансные устройства, хуже работают широкополосные трансформаторы. Контроль за согласованием осуществляют с помощью простейшего индикатора антенного тока. При этом добиваются максимума
антенного тока на рабочей частоте. Поскольку в режиме бегущей волны распределение тока в антенне равномерно по всей длине для настройки можно применить и простейший индикатор из неоновой
лампочки, также включенный в любом месте.

 

Ниже приведены схемы согласующих устройств резонансного типа: Основное их достоинство дополнительная фильтрация помех и хорошее согласование антенны с трансивером. Резисторы служат для снятия
статического потенциала с антенны и должны быть безындукционными с сопротивлением 30-70 Ком, мощностью 5-10 Ватт.

В случае применения широкополосных трансформаторов желательно применять трансформаторы 1:9, в этом случае РА нагружается на резистор 450(660) Ом, на эти же величины следует рассчитать
двухпроводные линии. Значение 450 Ом соответствует ромбу, работающему с трансивером у которого выходное сопротивление равно 50 Ом. Значение 660 Ом приведено для трансивера с выходным
сопротивлением 75 Ом.

 

Методика настройки всего антенного тракта проста: В начале производят настройку самого трансивера на эквивалент нагрузки с сопротивлением 50 или 75 Ом в зависимости от кабеля, соединяющего
трансивер с согласующим устройством (естественно и от выходного сопротивления самого трансивера). Затем, не изменяя настройки П-контура трансивера, производят настройку согласующего устройства на
максимум тока в антенне на нужной частоте или в пределах 20-30 кГц от нее.

 

При этом у всех элементов настройки еще должен оставаться запас настройки. После этого вам необходимо только убедиться в том, что КСВ всего тракта блок к 1! При такой методике длина питающего
кабеля и длина двухпроводной линии абсолютно не имеют значения. В случае использования широко полосных трансформаторов настройка сводится к настройке контура.

Н.Филенко UA9XBI

Вертикальные антенны | Вертикальные типы антенн

Характеристики вертикальных антенн хорошо подходят для многих приложений — в мобильных приложениях их всенаправленная производительность является ключевой. Но вертикали дают больше, чем просто это.


Вертикальные антенны включают:
Типы вертикальных антенн
Четверть длины волны по вертикали
5λ / 8 по вертикали


Вертикальные антенны являются широко используемой формой радиоантенны. Их свойства, используемые в ряде конкретных областей, позволяют им обеспечивать производительность, которую не могут обеспечить горизонтальные или другие антенны.

Вертикальные антенны благодаря своим свойствам используются во многих областях, от радиовещания на средних волнах до мобильной связи и многих других приложений.

Свойства вертикальной антенны

Свойства и преимущества вертикальных антенн позволяют использовать их в самых разных областях.

Некоторые свойства и преимущества вертикальной антенны включают:

  • Всенаправленная диаграмма направленности: Одноэлементные вертикальные антенны демонстрируют всенаправленную диаграмму направленности в горизонтальной плоскости.Это означает, что сигнал будет распространяться равномерно во всех направлениях.
  • Вертикально поляризованное излучение: Имея вертикальный элемент или элементы, эти антенны излучают вертикально поляризованные сигналы. Это преимущество, когда сигнал принимается другими антеннами с вертикальной поляризацией.
  • Рекомендации по распространению: Вертикально поляризованное излучение имеет некоторые преимущества для низкочастотных режимов распространения.Например, распространение земной волны, используемой для НЧ и некоторых СЧ передач, часто лучше при использовании антенны с вертикальной поляризацией. Для ВЧ режимы распространения означают, что могут использоваться сигналы любой поляризации. Некоторые исследования показывают, что горизонтально поляризованное низкоугловое излучение лучше для связи на большие расстояния, если антенна может обеспечивать достаточно низкий угол излучения, то есть вертикальная антенна может производить более низкоугловое излучение, но горизонтально поляризованное излучение в некоторых случаях может обеспечивать лучшие результаты..
  • Обеспечивает низкий угол излучения: Сигнал, который исходит от вертикальной антенны, имеет тенденцию иметь низкий угол излучения. Соответственно, меньше на больших углах, то есть направленных к небу, и больше, что может быть принято другими наземными станциями. Он также имеет преимущества для ионосферной связи на большие расстояния, где малый угол излучения помогает увеличить расстояние. Некоторые вертикальные антенны предназначены для увеличения низкоуглового излучения, дальнейшего снижения уровня при больших углах и, таким образом, обеспечения дополнительного усиления по сравнению с вертикальным диполем или четвертьволновой вертикалью.
  • Занятое пространство: Пространство, занятое вертикальной антенной, обычно меньше, чем занимаемое эквивалентной горизонтально поляризованной антенной. В некоторых вертикальных антеннах используется заземляющая пластина, и для получения полного обзора необходимо учитывать занимаемое ею пространство.
  • Простота установки: Вертикальные типы антенн обычно легко монтируются, требуя одиночного монтажа на основании.
  • Windage: В некоторых случаях сопротивление ветру вертикальной антенны может быть меньше, чем у горизонтально установленного эквивалента.Цифры нужно проверять по каждому экземпляру.

Заземление вертикальных антенн

Многие вертикальные антенны — это так называемые монопольные антенны, и для их правильной работы требуется заземление.

Земля может быть реализована одним из двух основных способов:

  • Физическое заземление: Самый очевидный метод — это физическое соединение с землей с помощью заземляющих стержней и т.п.

    Воздействие ВЧ земли с несимметричной антенной

    Примечание по заземлению антенны:

    Заземление антенны может быть ключевым моментом в ее работе, особенно если это вертикальная несимметричная антенна, у которой заземление является частью антенны.

    Подробнее об антенне RF заземление.

  • Система заземления: Также возможно смоделировать систему заземления, используя так называемую пластину заземления. Он часто состоит из ряда радиалов, которые обычно составляют четверть длины волны.

    Вертикальная антенна с радиальными элементами заземления

    Примечание к заземляющему слою антенны:

    Помимо использования прямого подключения к земле, также можно использовать «имитированную» землю, состоящую из токопроводящей пластины или ряда радиальных элементов.Преимущество этой схемы в том, что ее можно поднять над реальной землей для улучшения покрытия.

    Подробнее о заземляющем слое антенны.

Типы вертикальных антенн

Существует много различных типов вертикальных антенн, которые были разработаны и широко используются. Некоторые из наиболее популярных упомянуты ниже:

  • Четвертьволновая вертикальная антенна: Четвертьволновая вертикальная антенна — одна из самых популярных форм вертикальной антенны.Его легко построить, его можно сделать очень надежным и обеспечивающим хороший уровень производительности. Эта форма антенны требует использования соединения с землей (соединение как можно короче) или заземляющей пластины. Это увеличивает необходимое пространство и увеличивает парусность антенны.
  • Пять восьмых волн по вертикали: Эта форма вертикальной антенны популярна во многих случаях, потому что она способна обеспечить усиление по вертикали на четверть волны, фокусируя большую мощность в плоскости, близкой к горизонтали.Таким образом, он используется во многих приложениях. Как и базовая четвертьволновая вертикальная антенна, для работы этой антенны требуется заземляющий слой.
  • J-образная антенна: Этот тип вертикальной антенны удобен для использования в качестве вертикальной антенны. Он обеспечивает некоторое усиление по вертикали в четвертьволны и имеет то преимущество, что не требует каких-либо радиалов или какой-либо формы заземляющей поверхности, относительно которой можно работать.
  • Вертикальный диполь: Вертикальный диполь используется в некоторых случаях для обеспечения надежной формы вертикальной антенны.Его преимущество состоит в том, что он не требует каких-либо радиалов, но должен иметь длину не менее половины длины волны.

Вертикальные антенны во многих случаях могут работать особенно хорошо. Использование их преимуществ означает, что из того, что они могут предложить, можно сделать лучшее, но при этом следует учитывать и недостатки.

Еще темы об антеннах и распространении:
ЭМ-волны
Распространение радио
Ионосферное распространение
Земная волна
Рассеивание метеоров
Тропосферное распространение
Кубический четырехугольник
Диполь
Дискон
Ферритовый стержень
Логопериодическая антенна
Параболическая рефлекторная антенна
Вертикальные антенны
Яги
Заземление антенны
Коаксиальный кабель
Волновод
VSWR
Балуны для антенн
MIMO

Вернуться в меню «Антенны и распространение».. .

1/4 волновая антенна »Электроника

Четвертьволновая вертикальная антенна — это простейшая форма вертикальной антенны. Он обеспечивает хорошие характеристики в сочетании с ненаправленной диаграммой направленности и простотой конструкции.


Вертикальные антенны включают:
Типы вертикальных антенн
Четверть длины волны по вертикали
5λ / 8 по вертикали


Четвертьволновая вертикальная антенна используется во всех диапазонах частот, включая LF, MF, HF, VHF и другие.УКВ и выше.

Четвертьволновая вертикальная антенна обладает свойствами многих вертикальных антенн, включая всенаправленное излучение и сигналы с вертикальной поляризацией.

Базовая четвертьволновая вертикальная антенна

Как следует из названия, четвертьволновая вертикальная антенна состоит из четвертьволнового вертикального элемента. Антенна — это так называемая «несбалансированная» антенна, имеющая одно соединение с вертикальным элементом и использующая соединение с землей или имитируемое соединение с землей для обеспечения изображения для другого соединения.

Осциллограммы напряжения и тока показывают, что в конце напряжение возрастает до максимума, а ток падает до минимума. Затем у основания антенны в точке питания напряжение минимально, а ток максимален. Это дает антенне низкий импеданс питания. Обычно это около 20 Ом.

Базовая четвертьволновая вертикальная антенна, показывающая текущие величины

Заземление, очевидно, является важной частью РЧ-антенны. Во многих установках СЧ и ВЧ для этого используется заземление.Эти наземные системы должны быть очень эффективными, чтобы антенна работала удовлетворительно. Очевидно, что они должны иметь очень низкое сопротивление и часто использовать большие радиальные «маты», выходящие из основания антенны, чтобы гарантировать отличные радиочастотные характеристики.

Для установок VHF и UHF, очевидно, важна высота, и необходимо поднять антенны, чтобы убедиться, что они находятся над ближайшими препятствиями. Очевидно, что также для мобильных установок невозможно использовать заземление.В этих случаях используется имитация земли. Для мобильных приложений это корпус автомобиля. Установка антенны обычно позволяет выполнить подходящее соединение с кузовом транспортного средства, иногда с использованием емкостного соединения. Однако необходимо следить за тем, чтобы кузов автомобиля был металлическим, а не пластиковым в непосредственной близости от крепления антенны.

Для стационарных станций используется набор радиалов, имитирующих плоскость заземления. Теоретически плоскость заземления должна простираться до бесконечности, но на практике используется ряд радиалов длиной в четверть длины волны.Обычно для многих приложений VHF достаточно четырех радиалов.

Четвертьволновая вертикальная антенна с радиалами заземления

Если радиалы изгибаются вниз от горизонтали, то импеданс питания увеличивается. Сопоставление 50 Ом достигается, когда угол между стержнями заземляющей поверхности и горизонталью составляет 42 градуса. Другое решение — включить в антенну элемент согласования импеданса. Обычно она имеет форму катушки с ответвлениями, которую можно удобно разместить в основании антенны.

Сложенная четвертьволновая вертикальная антенна

Ввиду низкого импеданса, создаваемого фидером четвертьволновой вертикалью, необходимо реализовать схему согласования, чтобы гарантировать хорошее согласование антенны с фидером.

Наклон радиалов вниз описан выше. Другой — использовать сложенный элемент. Подобно тому, как сложенный диполь увеличивает полное сопротивление антенны, можно использовать сложенный вертикальный элемент.Если диаметр обеих секций одинаковый, то достигается увеличение в соотношении 4: 1. Это доведет импеданс до 80 Ом и обеспечит приемлемое соответствие фидеру 75 Ом. За счет использования заземленного элемента меньшего диаметра импеданс питания можно уменьшить, так что можно добиться хорошего согласования с коаксиальным кабелем 50 Ом.

Четвертьволновая вертикальная антенна получила широкое распространение благодаря своей простоте и удобству. Для повышения производительности доступны другие типы вертикалей. Также можно использовать дополнительные вертикали и подавать на них разные фазы, чтобы обеспечить усиление для всей антенной системы.

Другие темы об антеннах и распространении:
ЭМ-волны
Распространение радио
Ионосферное распространение
Земная волна
Рассеивание метеоров
Тропосферное распространение
Кубический четырехугольник
Диполь
Дискон
Ферритовый стержень
Логопериодическая антенна
Параболическая рефлекторная антенна
Вертикальные антенны
Яги
Заземление антенны
Коаксиальный кабель
Волновод
VSWR
Балуны для антенн
MIMO

Вернуться в меню «Антенны и распространение».. .

Антенны вертикальные: i1wqrlinkradio.com

9019 9019 Различная антенна

9019

902M

N02

I 14J199

90 207

Модиф.23 октября 2020 г.

Антенны вертикальные Нажмите ↓ Голосов ↓ Флаг ↓
$ 4 СПЕЦИАЛЬНЫЙ
Вертикальный автопилот 20/40 метров
40 м / 80 м Lake Eyre Portable
20 м и 40 м вертикальная антенна для кальмара 9019 9019 9019 9019 9019 9019

Вертикальная антенна 7 МГц, G3PTO
9-полосная вертикальная ВЧ-антенна, RW3XA
27 м Titanex вертикальная, F5OHS 9019 9019

Стойка Ирригации

Вертикальный, Н6РК
A Модифицированная антенна Петловани, N0LX
Антенна вертикальная, EA7LY
Антенна canna da pesca 1,8-30DHA

Антенна на песке
Портативная антенна для ВЧ-канала, IK1QLD
Антенна Вертикальный наклонный угол 40/80 м 9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019 9019 многополосный 9019

9019 9019 9019 9019 con semidipoli
Антенна вертикальная многополосная, I8SKG
Вертикальная антенна на 160 метров 9019 9019 9019 9019 9019

9019 9019 9019

9019 9019

Verti Калибровочная антенна с юбкой
Вертикальная несущая антенна с 3 перемычками
Вертикальная монобандовая антенна 7 МГц BigTec

Bigt
Butternut HF2V Modeling, G4IRN
Широкополосная вертикальная антенна, G8JNJ
Емкостный нагруженный вертикальный двойной D-образный разъем 09 9011 9019 9019 909 9019

Диполь вертикальный
Диполь вертикальный деми-онд
Эффективная дневная ВЧ мобильная антенна l Антенна, KN5L
Четырехдиапазонная коммутируемая индуктивность по вертикали, W5TOM
Заземленная антенна 9019 9019 на земле
Hex Array — 80/40 метров по вертикали
Сколько радиалов действительно нужно вертикальной антенне?, N6LF
Моя 160-метровая антенна — это перевернутая L, WD0211M
Многодиапазонный вертикальный провод, PA1M
Многодиапазонная вертикальная ВЧ антенна
Новый укороченный вертикальный для приборов 17-20-30LX
Укороченный 160 метров по вертикали, PI4CC
Супер легкая антенна VHF 1/4 ONDA
Systeme d’antennes verticales en phase Tribe
5-ти полосная вертикальная труба, KL7JR
Un commutatore per sloper, IZ7ATH
Una array 40 mt verticale 9019

902 40 метров, IK0IXI
Вертикальная антенна с вертикальной опорой и вертикальной опорой
Вертикальная 7 МГц, LU9DPD 9019 9019 9019 9019 многополосная 9019 9019 9019 9019 9019
Вертикальный Переносная антенна для 80, 40, 30, 20 и 15 м, VK7JJ
Вертикальная открытая штыревая антенна 40/20 метров
Вертикальные полуволновые антенны на 4 м
Вертикальный блинный диполь 10-20 метров, KL7JR
Вертикальная антенна MFJ-1954 e bobina, IN3ECI Вертикальная многополосная ВЧ антенна V8, 9A4ZZ
Verticale con circuito risonante alla base dai 160-ai 10mt, IW9GXQ
Verticale

Verticale

Verticale per i 40-17 метров, IK1PCB
Вертикальный диполь 10-40 м, ON4BAI

Наземная антенна 10/11 м

Наземная антенна 10/11 метров

Вы ищете антенну, для которой не требуется высокая башня, мачта или акр земли? Тогда простая наземная антенна может быть именно тем, что вам нужно! Антенны наземной плоскости использовались в течение многих лет как для любительской радиосвязи, так и для гражданского радио.

Несмотря на то, что в основном они устанавливаются на мачте и используются для базирования на малых расстояниях и мобильной связи, антенны с заземляющим экраном также являются хорошими антеннами DX.Для работы на больших расстояниях эти антенны можно установить на мачте или на земле. Антенна с заземляющим экраном, установленная на земле, часто называется «наземной вертикальной» антенной.

Антенны с заземляющим экраном могут быть легко построены для большинства диапазонов. Теоретически вертикальный элемент имеет длину 1/4 длины волны, как и радиальные элементы. На практике вертикальный элемент обычно немного выше или радиальный элемент немного короче (примерно на 5% короче).

Также согласно теории, конденсатор должен быть добавлен к точке питания вертикальной антенны, установленной на земле, чтобы соответствовать импедансу, но многие производители антенн, включая некоторых коммерческих производителей, не добавляют конденсатор.

Для согласования импеданса антенны с заземляющим экраном, установленной на мачте, радиалы опускаются под углом примерно 45 градусов. Это просто сделать с небольшими антеннами VHF и UHF, поскольку радиальные антенны обычно сделаны из жесткой проволоки и их легко согнуть, чтобы установить на нужное место.Изоляторы, прикрепленные к концам радиальных проводов и связанные веревкой, используются на более крупных самодельных ВЧ и СВ антеннах, которые устанавливаются на мачте.

Строительство

Вертикальный элемент этой 10-метровой антенны состоит из трех секций алюминиевых трубок длиной четыре фута. Две самые большие секции алюминиевой трубки имеют выемки на одном конце и собираются с помощью хомутов.Длина вертикального элемента антенны, показанного на видео, составляет 8 футов 7 дюймов (2,616 м).

Короткий кусок трубы из ПВХ используется в качестве изолятора между вертикальным элементом и монтажной пластиной. П-образные болты используются для крепления вертикального элемента и мачты к монтажной плите. Для радиальных антенн этой антенны использовался сплошной медный провод 14-го калибра, но вы также можете использовать многожильный провод. Расчетная длина радиалов составляет 8 футов 3 дюйма (2,515 м), а радиалы были сделаны на один дюйм длиннее для соединения с монтажной пластиной.

П-образные болты, используемые в этом проекте, немного шире мачты. П-образные болты, которыми вертикальный элемент крепится к монтажной пластине, должны освободить мачту на противоположной стороне. На этой антенне мои U-образные болты были немного больше для трубы из ПВХ. Я использовал кусок алюминия в качестве прокладки между трубой из ПВХ и монтажной пластиной, чтобы закрепить вертикальный элемент.

Ниже приведено изображение простой четвертьволновой заземляющей антенны, сделанной из провода.

Видеоинструкции
Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как построить эту антенну.


Спуск радиалов

Для антенны, установленной на земле, радиальные провода можно прикрепить к U-образным болтам. Монтажная пластина должна быть установлена ​​на высоте от 3 до 4 дюймов над землей.

При желании можно просверлить дополнительное отверстие в двух нижних углах монтажной пластины, чтобы радиальные элементы можно было прикрепить к обеим сторонам пластины и равномерно распределить в разных направлениях.

Однополосные наземные вертикальные антенны хорошо работают при использовании всего четырех радиальных антенн. Идеально использовать 120 или 360 радиалов, но вы, вероятно, не заметите огромной разницы в производительности при использовании только трех или четырех радиалов. Радиальные провода можно установить поверх земли или закопать на несколько дюймов под землей.

Для антенны, установленной на высокой мачте, радиальные элементы могут быть прикреплены либо к монтажной пластине, либо к кронштейну растяжек, установленному непосредственно под антенной. Проденьте каждый радиальный элемент через рым-болт в кронштейне оттяжки и закрепите зажимами для троса, затем прикрепите концы радиалов к U-образным болтам. Вытяните радиальные элементы примерно на 45 градусов и закрепите изоляторами и веревкой. Убедитесь, что радиалы немного длиннее, чтобы учесть изоляторы и соединение в основании антенны.Кстати, вы также можете попробовать использовать растяжку и изоляторы для радиалов. Вам нужно будет использовать три или четыре луча, равномерно разнесенных друг от друга для всенаправленного рисунка.

Заземление

Если антенна должна быть установлена ​​на мачте, антенна должна быть заземлена. Прикрепите заземляющий провод к U-образному болту на монтажной пластине и проведите его по мачте к заземляющему стержню. Антенны, установленные на земле, могут быть уже заземлены мачтой или водопроводной трубой, на которой установлена ​​антенна.Если вы не уверены в правильном заземлении, установите заземляющий стержень рядом с антенной и подключите его к монтажной пластине с помощью подходящего заземляющего провода.

Тюнинг

Настройка осуществляется путем удлинения или укорачивания вертикального элемента. Часто вертикальный элемент на несколько дюймов длиннее рассчитанной длины четверти волны.

Радиационный паттерн

Антенны на земле являются всенаправленными и одинаково передают и принимают во всех направлениях.Антенна, установленная на земле, излучает под малым углом взлета. Плоскости земли, установленные на мачте, имеют различную диаграмму направленности и могут иметь два основных лепестка излучения, расположенных как под низким, так и под большим углом. Щелкните здесь, чтобы увидеть несколько примеров диаграммы направленности с антенной, установленной на разной высоте.

Детали 10-метровой наземной вертикальной антенны
Размер U-образных болтов будет зависеть от размера используемой мачты.
Щелкните здесь, чтобы перейти к таблице преобразования дробных дюймов в миллиметры.

  • 6061 Алюминиевые трубки, три секции, длиной 4 фута, по 1 штуке 3/4 дюйма, 5/8 дюйма и 1/2 дюйма.
  • 2 шт. Хомуты для шлангов из нержавеющей стали, от 1/2 до 1 дюйма.
  • 1 шт. 1/2 «Пластиковая или резиновая крышка для наконечника антенны.
  • 1 шт. Труба ПВХ 3/4 дюйма, толстостенная, длина 10 дюймов.
  • 1 шт. Хомут для шланга из нержавеющей стали, 1-1 / 4 дюйма (опция, см. Видео).
  • Медный провод 14 калибра, 35 футов.
  • 3 «Алюминиевый плоский стержень, 3» x 8 «x 3/16»
  • 4 шт. П-образные болты достаточной ширины для снятия трубы с обеих сторон монтажной пластины.
  • 2 Обжать кольцевые разъемы для установки U-образных болтов и выводов коаксиального кабеля.
  • 1 шт. # 6 x 3/8 «Винт для листового металла из нержавеющей стали.
  • 1 шт. # 6 Стопорная шайба с внутренними зубьями из нержавеющей стали.
  • Секция мачты или стальная водопроводная труба длиной от 28 до 48 дюймов.

Ориентация антенны: Team BlackSheep

Основы:

Позиционирование антенны TBS CROSSFIRE

Чтобы получить максимальную отдачу от вашей системы дальнего действия TBS CROSSFIRE, важно правильно установить антенны.Они должны быть максимально открыты. Для полетов на большие расстояния необходимо использовать вертикальную ориентацию. Для гонок и коротких дистанций также может использоваться горизонтальная поляризация.

Перекрестная поляризация

Помимо плохо установленных антенн, самые большие потери сигнала вы можете получить из-за кросс-поляризованных антенн. Это означает, что ваша антенна TX и RX смещены на 90 градусов друг к другу с точки зрения ориентации. Кросс-поляризация приводит к большей потере сигнала.Вот почему вам следует избегать установки антенн с перекрестной поляризацией для ровного полета.

Излучение

Ниже представлена ​​типичная диаграмма направленности линейной антенны. Часть с надписью «антенна» является активным антенным элементом. Он показывает, что максимальное излучение находится под углом 90 ° от активного антенного элемента, а самое слабое — на концах антенны.

Примеры для вертикальной поляризации:

Передатчик

Разнесенный приемник

Разнесенный приемник быть размещенными в V-образной форме (под углом 90 градусов друг к другу).Таким образом, одна антенна остается вертикальной поляризацией даже при больших углах крена.

Приемник Mirco

Для Micro RX у вас есть разные варианты их размещения.

Лучше всего установить их по прямой линии. Поэтому вы можете использовать кабельные стяжки, чтобы направить их и закрепить антенну термоусадочной трубкой.

Вы также можете установить их в форме буквы «L» — с одной вертикальной, а другая горизонтальной частью, или вы можете использовать форму «V», как на приемнике разнесенного приема.

Важное примечание

Для наилучшей ориентации антенны постарайтесь соответствовать следующим требованиям.

Детали, помеченные ниже как «Антенна», должны быть:

— Как можно дальше отделены от любого углеродного или проводящего материала

— Отдельно от провода, идущего к приемнику

— Как можно более прямо

Примеры для горизонтальной поляризации:

Передатчик

Антенна Immortal T

Важно, чтобы активный антенный элемент (красный кружок внизу) имел такой же зазор от любых углеродных или металлических деталей, как возможный.

3

3

4

EA4FSI-28T1 :: КВ антенны — ромбические антенны

Este artículo también está disponible en Español (эта статья также доступна на испанском языке).

Аннотация:

Описание и моделирование двух типов ромбических антенн с использованием программного обеспечения 4Nec2: простая двунаправленная и оконечная направленная ромбическая антенна.Этот вид антенн хорошо известен благодаря их относительно высокому коэффициенту усиления, связанному с простой конструкцией, основным недостатком которой является образование важных вторичных лепестков в диаграмме направленности. При анализе учитываются вариации нескольких параметров, таких как размер антенны, острый угол ромба, величина резистивной нагрузки (в случае с заделкой) и высота установки.

Тип :
Прогрессивная волна
Конструкция :
Импеданс :
300 Ом
Моделирование: 4Nec2 Группа :

Широкополосный

Примечания: Широкополосная антенна с точки зрения КСВ.Дизайн для диапазона 20 м.

1.1. Дизайн антенны.

1.2. Моделирование антенн с помощью 4Nec2.

1.3. Коэффициенты стоячей волны.

1,4. Диаграммы излучения.

2.1. Дизайн антенны.

2.2. Моделирование антенн с помощью 4Nec2.

2.3. Коэффициенты стоячей волны.

2.4. Диаграммы излучения.

2,5. Влияние изменения проектных параметров.

2.5.1. Сопротивление нагрузки.
2.5.2. Длина ноги.
2.5.3. Острый угол ромба.
2.5.4. Высота установки.

В этом разделе мы рассмотрим конструкцию и моделирование ромбической антенны с разомкнутой цепью без каких-либо нагрузок.Как мы увидим, в результате получится двунаправленная антенна.

1.1. Дизайн антенны.

Ромбические антенны изготовлены из двух остроугольных V-образных пучков.
размещены встык, замыкаются в разомкнутой цепи. Каждая сторона антенны состоит из двух ножек длиной «L» и в целом антенна имеет форму ромба, то есть противоположные углы имеют одинаковую величину (рис.1).

Рис.1 .Ромбическая антенна. Книга об антеннах ARRL, Глава 13, 20-е изд. .

Как мы увидим позже, значение «L» должно быть целым числом полуволн на проектной частоте. Питание антенны осуществляется с противоположной стороны разомкнутой цепи.

1,2. Моделирование антенн с помощью 4Nec2.

Чтобы смоделировать антенну в 4Nec2, мы будем использовать чертеж, показанный на рис.2. Точка питания и противоположная разомкнутая цепь будут размещены по оси Y, тогда как два других угла антенны будут размещены по оси X.

Мы будем использовать следующие переменные:

Рис.2 . Модель ромбической антенны.

Мы определим четыре ноги, как показано на рисунке, границами которых являются следующие точки (P) с соответствующими координатами:

  • Ветвь 1: P11 (x11, y11) — P12 (x12, y12).

  • Нога # 2: P21 (x21, y21) — P22 (x22, y22).

  • Нога # 3: P31 (x31, y31) — P32 (x32, y32).

  • Нога # 4: P41 (x41, y41) — P42 (x42, y42).

Участки №1 и №2 уменьшены на 1%, чтобы эта сторона стала разомкнутой.

Используя тригонометрию, координаты точек, ограничивающих отрезок №1, будут:

Координаты участка 2:

Снова используя тригонометрию, координаты участка 3 будут:

И, наконец, координаты участка №4:

.

Предположим частоту конструкции 14 МГц (21.Длина волны 42 м). Напомним, что «L» должно быть целым числом половин длины волны на расчетной частоте. Выберем тогда, т.е. L = 21,42 м и A = 62º. С этими параметрами и сценарием свободного пространства модель антенны в 4Nec2 показана на рис.3.

Рис.3 . Модель ромбической антенны в 4Nec2.

Загрузка файла:
Antena_Rombica.nec

1,3. Коэффициенты стоячей волны.

После инициализации переменных в соответствии со значениями, показанными в предыдущем разделе, на частоте 14 МГц антенна имеет КСВ = 13,2 для характеристического импеданса 300 Ом.

Рис.4 . КСВ @ 300 Ом для ромбической антенны в свободном пространстве, L = 21,42 м и A = 62º.

На рисунке 4 показаны результаты моделирования для всего КВ диапазона (3–30 МГц) с теми же параметрами. Мы видим, что в большей части КВ диапазона антенну можно легко настроить.КСВ ниже на самых высоких частотах.

1,4. Диаграммы излучения.

На рис.5 показана диаграмма направленности той же антенны в свободном пространстве на частоте 14 МГц .

Рис.5 . Ромбическая антенна в свободном пространстве, F = 14 МГц, L = 21,42 м и A = 62º. 3D диаграмма направленности.

Антенна двунаправленная , имеющая два основных лепестка по оси Y и два вторичных лепестка по оси X.Максимальное усиление составляет 7,44 дБи. Особенностью антенны является то, что ее основные лепестки довольно приподняты, в данном случае 45º.


Для получения направленной антенны заменим разрыв цепи резистивной нагрузкой. В этом разделе мы проанализируем ромбическую антенну с оконечной нагрузкой, предназначенную для диапазона 14 МГц.

2.1. Дизайн антенны.

На рис. 6 показана классическая конструкция ромбической антенны с горизонтальной оконечной нагрузкой и тремя проводами, используемая для достижения более широкой рабочей полосы.Резистивная нагрузка обычно составляет от 600 до 800 Ом.

Рис.6 . 3-проводная ромбическая антенна с горизонтальной оконечной нагрузкой. Radio Antenna Engineering , p.316 (Laport, 1952).

На рисунке 7 показан график для расчета оптимальных параметров для этой антенны, принимая в качестве цели максимальное усиление и минимальную амплитуду вторичных лепестков. Как мы видим, длина опоры, острый угол ромба, высота установки, высота главной балки и ширина луча тесно связаны.

Рис.7 . Оптимальные параметры. Radio Antenna Engineering , p.321 (Laport, 1952).

Примечание: высота ромба указана в футах.

Однако в нашем примере мы рассмотрим простейший случай, когда каждая сторона антенны состоит только из одного провода.

2.2. Моделирование антенн с помощью 4Nec2.

Для разработки оконечной ромбической антенны в 4Nec2 мы будем использовать ту же модель, что и в разделе 1.2 (рис. 2), добавив еще одну ногу, чтобы замкнуть разомкнутую цепь между ногами №1 и №2. На эту новую ногу будет помещена резистивная нагрузка.

Мы будем использовать следующие переменные:

  • R = сопротивление нагрузки (Ом).

  • L = длина ноги (метры).

  • A = острый угол ромба (градусы).

  • H = высота установки (метры).

Модель антенны 4Nec2 показана на рис.8.

Рис.8 . Модель оконечной ромбической антенны в 4Nec2.

Загрузка файла:
Antena_Rombica_Carga.nec

2.3. Коэффициенты стоячей волны.

При инициализации переменных в соответствии со значениями, показанными в предыдущих разделах, и использовании нагрузки R = 600 Ом , на частоте 14 МГц антенна имеет КСВ = 2.4 для характеристического сопротивления 300 Ом.

Рис.9 . КСВ @ 300 Ом для оконечной ромбической антенны в свободном пространстве, L = 21,42 м и A = 62º.

На рис.9 показаны результаты моделирования для всего КВ диапазона (3-30 МГц) с одинаковыми параметрами. Мы видим, что КСВ заметно ниже, чем в предыдущем случае без резистивной нагрузки (рис.4). Это улучшение более заметно на самых низких частотах.

2.4. Диаграммы излучения.

На рис.10 показана диаграмма направленности той же антенны в свободном пространстве на частоте 14 МГц .

Рис.10 . Ромбическая оконечная антенна, свободное пространство, F = 14 МГц, L = 21,42 м, A = 62º. 3D диаграмма направленности.

Основным эффектом согласования антенны с резистивной нагрузкой является то, что диаграмма направленности больше не является двунаправленной, теперь она направленная с меньшим максимальным усилением (3.27 дБи против 7,44 дБи антенны без нагрузки). Это связано с тем, что нагрузка распределяет примерно половину мощности передатчика. Главный лепесток расположен на положительной оси Y с углом наклона 40º.

Несмотря на то, что мы достигли диаграммы направленности, из-за размера и конструкции антенны ее почти невозможно вращать, поэтому ее использование ограничено фиксированными радиолиниями или станциями SIGINT, как это было в случае с RAF «Y Stations» во время Второй мировой войны.

Рис.11 показаны диаграммы направленности той же антенны в свободном пространстве на следующих частотах: 3,8 МГц, 7 МГц, 18 МГц и 21 МГц.

Рис.11 . Диаграммы излучения в нескольких интересующих диапазонах.

В диапазоне 3,8 МГц диаграмма направленности полностью вертикальная, что делает антенну пригодной для NVIS. Однако антенна имеет потери -6,2 дБи при угле взлета 90 °.

В полосе 7 МГц главный лепесток имеет угол места около 70 °.Антенна все еще имеет потери, в данном случае -3 дБи.

На частоте 18 МГц , выше проектной частоты (14 МГц), антенна больше не имеет потерь, обеспечивая усиление 5,6 дБи и главный лепесток с углом взлета 35º.

На частоте 21 МГц максимальное усиление составляет 6,7 дБи, а угол возвышения главного лепестка составляет 30 °.

Можно сделать вывод, что, хотя импеданс антенны незначительно изменяется по всему ВЧ-диапазону, диаграммы направленности сильно зависят от частоты.На практике конструкция с оптимальным главным лепестком и уменьшенными вторичными лепестками может быть достигнута для относительно узкой ширины полосы пропускания относительно частоты конструкции.

2,5. Влияние изменения проектных параметров.

В этом разделе мы проанализируем возможные эффекты изменения параметров конструкции антенны: сопротивления нагрузки (R), длины (L), острого угла ромба (A) и высоты установки (H).

2,5.1. Нагрузочное сопротивление.

Мы проанализируем изменения, используя несколько различных резистивных нагрузок:

  • F = 14 МГц.

  • R : 300, 600 и 900 Ом.

  • L = 21,42 м.

  • A = 62º.

  • H: не влияет (свободное место).

Фиг.12 . Сравнение КСВ при 300 Ом во всем ВЧ диапазоне для нагрузок 300, 600 и 900 Ом.

На рисунке 12 показан КСВ , рассчитанный во всем ВЧ диапазоне, с использованием нагрузок 300, 600 и 900 Ом, для характеристического импеданса 300 Ом. Щелкните изображение, чтобы увидеть его в увеличенном виде. Мы видим следующее:

  • Нагрузка 300 Ом : КСВ (1,88) — лучший на расчетной частоте (14 МГц), но в некоторых диапазонах он достаточно высокий, особенно в нижних, достигая значений до 6.61.

  • Нагрузка 600 Ом : КСВ ухудшается на расчетной частоте (2,40), но заметно ниже во всех диапазонах, снижаясь с увеличением частоты.

  • Нагрузка 900 Ом : на расчетной частоте КСВ немного хуже, чем в предыдущем случае (3,03), но если рассматривать весь ВЧ-диапазон, это, несомненно, лучший случай, поскольку наибольший КСВ равен 4. .02.

На рисунке 13 показано сравнение усиления антенны во всем ВЧ диапазоне при нагрузках 300, 600 и 900 Ом. Значения измерены в направлении максимального излучения, которое во всех случаях соответствует положительной оси Y и углу взлета 45 градусов. Кликните на картинку чтобы открыть ее в полный размер.

Рис.13 . Сравнение усиления антенны в КВ диапазоне при нагрузках 300, 600 и 900 Ом.

Мы видим, что значение сопротивления нагрузки не влияет на усиление антенны, которое, с другой стороны, представляет три разные зоны:

  • В диапазоне от 3 до 9 МГц антенна имеет потери.

  • Между 9 МГц и 26 МГц антенна не имеет потерь, максимальное усиление составляет 4,75 дБи на 17 МГц.

  • Между 26 МГц и 30 МГц антенна снова имеет потери.

2.5.2. Длина ноги.

Мы проанализируем изменения, используя несколько разных длин ножек «L», то есть проверим, как размер антенны влияет на КСВ и диаграмму направленности для конкретной частоты конструкции:

Рис.14 . Сравнение КСВ при 300 Ом на 14 МГц для разных значений L.

На рисунке 4 показаны расчеты КСВ для характеристического импеданса 300 Ом, на частоте 14 МГц и для различных длин L между половиной и тремя длинами волн.Посмотрите, как достигаются минимальные значения КСВ, когда L представляет собой целое число половин длин волн на проектной частоте.

В таблице 1 показаны максимальные значения усиления для каждого значения L, равного целому числу полуволн (лямбда) на проектной частоте. Также показан угол вылета главного лепестка диаграммы направленности.

L (0,5 x лямбда) длина (м) Усиление (дБи) Угол взлета (º)
х 1 10.71 — 3 70
х 2 21,42 3,27 40
х 3 32,14 6,54 30
х 4 42,85 8,74 20
х 5 53.57 10,42 10
х 6 64,28 11,65 0

Таблица 1 . Усиление антенны и угол взлета для разных значений L.

Мы можем сделать вывод, что антенна должна быть сконструирована с длиной «L», равной целому числу полуволн на проектной частоте, чтобы достичь наилучшего КСВ.В пределах этих возможных значений более высокие значения обеспечат более высокий коэффициент усиления антенны и более низкие углы взлета.

2.5.3. Острый угол ромба.

В этом разделе мы изучим изменения, возникающие в результате вариаций острого угла ромба «А», сохраняя неизменным размер антенны:

На видео 1 показаны результаты моделирования 3D-моделей. Мы видим, что основной эффект изменения угла «А» — это создание вторичных лепестков диаграммы направленности, смещенных на 90º от направления максимального излучения.Прирост вперед также меняется. В направленной антенне эти вторичные лепестки могут привести к ухудшению отношения сигнал / шум в радиосвязи.


Видео 1 . Вариации переднего усиления и вторичных лепестков в результате
изменение острого угла ромба

En la fig.15 se muestran la ganancia delantera de la antea (verde) y la relación entre la ganancia del lóbulo main y la ganancia de los lóbulos secundarios que aparecen a 90 grados (rojo).Ambos parámetros están medidos a una elevación de 45 градусов, haciendo varál el valor del ángulo «A» де ла антенна entre 30 градусов и 60 градусов. Pulse en la Image para verla a tamaño complete.

На рис.15 показан график прямого усиления (зеленый) и отношения между усилением главного лепестка и усилением вторичных лепестков при 90º (красный). Оба параметра измерены при угле взлета 45º. Угол «А» варьируется от 30º до 90º

Рис.15 .Усиление антенны и сравнение лепестков для разных значений «А».

При малых значениях угла «A» вторичные лепестки довольно малы, что весьма интересно для направленной антенны. При A = 30º соотношение между главным и вторичным лепестками составляет 17 дБ. Однако в прямом направлении антенна имеет потери 2 дБи.

С другой стороны, если мы выберем A = 90º (квадратная антенна), прямое усиление будет наилучшим (около 4,5 дБи), но соотношение между лепестками будет наихудшим (4.5 дБ).

Мы видим, что для значений около A = 60º антенна имеет прямое усиление 3 дБи, а отношение лепестков составляет 9 дБ, поэтому мы можем рассматривать этот случай как оптимальный.

Что касается SWR , моделирование показывает, что этот параметр почти не связан с вариациями «A».

2.5.4. Высота установки.

В этом разделе мы проанализируем вариации в результате изменения высоты установки антенны «H».Для этого разместим антенну параллельно плоскости идеального заземления.

На видео 2 показано, что основным результатом этого изменения является изменение высоты главного лепестка диаграммы направленности. Создаются значительные вторичные доли.

Видео 2 . Вариации вертикальной диаграммы направленности в результате изменения высоты установки

En la tabla 2 se muestran, para valores «H» de interés, las ampitude relativas de los lóbulos main y secundarios del diagrama de radiación vertical, así como su elevación.

В таблице 2 для некоторых выбранных значений «H» показаны относительные амплитуды главного и вторичного лепестков, а также их угол взлета.

Высота H (м) Главный лепесток Вторичные доли
Усиление (дБи) Угол взлета (º) Усиление (дБи) Угол взлета (º)
2.5 3,83 50 НЕТ НЕТ
5,5 8,27 45 НЕТ НЕТ
8,6 8,98 40 НЕТ НЕТ
10,7 (*) 8,63 35 НЕТ НЕТ
11.2 8,48 35 НЕТ НЕТ
11,7 8,26 32 -19,00 75
14,2 7,57 25 -0,14 65
17,3 6,73 20 6.47 55
21,4 (*) 8,87 45 5,85 15
24,4 9,27 40 5,55 15
27,5 8,98 35 5,11 / 2,61 10/60
30.6 8,15 30 6,69 / 5,19 55/10
32,1 (*) 8,37 30 7,79 / 5,16 55/10
33,6 8,43 50 8,17 / 5,08 30/10
36,7 9.03 45 7,52 / 4,81 25/10
39,2 8,93 45 7,55 / 4,39 / 2,60 25/10/65
42,8 (*) 9,07 40 6,29 / 5,99 / 3,66 60/25/5
45,9 8.89 35 7,92 / 6,71 / 3,98 55/20/5
48,4 8,80 50 8,61 / 6,69 / 4,21 35/20/5
51,5 8,82 45 7,99 / 5,86 / 4,42 30/20/5
53,5 (*) 9.22 45 8,39 / 5,01 / 4,74 30/60/20

Таблица 2 . Углы усиления и вылета лепестков излучения для выбранных значений H.

Отмеченные значения (*) кратны половине длины волны на расчетной частоте.

Мы видим, что общая тенденция такова: для больших высот H значения усиления антенны выше, хотя угол вылета основного лепестка излучения будет изменяться.

На высоте до 11,2 м вторичных лепестков нет. Начиная с этой высоты создается вторичный лепесток, который на высоте 14,2 м находится на 7 дБ ниже главного лепестка, а на высоте 24,4 м — всего на 3,7 дБ ниже. С 27,5 м создается новый значительный вторичный лепесток. С 33,6 м этот вторичный лепесток становится главным. Наконец, начиная с 39,2 м появляются три значимых вторичных лепестка.

Проверяя всю таблицу, если угол вылета диаграммы направленности является требованием конструкции, принимая во внимание все возможные лепестки, мы можем охватить весь диапазон от 5º до 60º.


Ромбическая антенна представляет собой широкополосную антенну с прогрессивной волной, состоящую из двух остроугольных V-образных лучей.
размещены встык и оканчиваются разомкнутой цепью или резистивной нагрузкой. Каждая сторона антенны состоит из двух ножек длиной «L» и в целом антенна имеет форму ромба, то есть противоположные углы имеют одинаковую величину.

Ромбическая антенна без оконечной нагрузки является двунаправленной и обеспечивает приемлемый КСВ во всем диапазоне ВЧ, тогда как ромбическая антенна с оконечной нагрузкой является направленной и улучшает КСВ, но имеет худшее усиление, чем предыдущая.В обоих случаях импеданс антенны близок к 300 Ом.

Несмотря на то, что антенна имеет важное преимущество, представляя импеданс с небольшими изменениями во всем диапазоне ВЧ, диаграммы направленности сильно зависят от частоты, показывая изменения в усилении, угле взлета главного лепестка и количестве вторичных лепестков. , которые в некоторых случаях могут иметь значительные амплитуды.

Было выполнено несколько расчетов с учетом следующих параметров конструкции:

  • F: расчетная частота (МГц).

  • L: длина ноги (м).

  • A: острый угол ромба (градусы).

  • R: сопротивление нагрузки (Ом).

  • H: высота установки (м).

В таблице 3 показано влияние всех этих параметров на конструкцию антенны.

SWR Прирост Угол взлета Вторичные доли
р Есть Только задние лепестки
L Есть Есть Есть Есть
А Есть Есть Есть
H Незначительная Есть Есть Есть

Таблица 3 .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *