Вертикальная антенна для НЧ диапазоновГ.Цымбал Радиолюбитель KB и УКВ 11/97
На моей крыше еще как-то можно было разместить двухдиапазонный вариант
IV на 3,5 и 7 МГц, но третью антенну, на 1,8 МГц, устанавливать некуда.
В апреле 1995 г. я сделал антенну GP с емкостной нагрузкой на диапазон
7 МГц. После двух лет успешной эксплуатации я убедился в ее достаточной
эффективности. Ее высота - 11,9 м, плюс четыре провода по 5 м,
закрепленных на вершине антенны и растянутых капроновыми веревками под
углом 90° друг к другу. Эффективная работа этой антенны наталкивала на
мысль о переделке ее в трехдиапазонный вариант. После
длительного изучения различных публикаций о вертикальных антеннах
[1...3] я остановился на конструкции [3], которая имела не очень
большую высоту и давала возможность успешно работать не только с DX-ми,
но и эффективно проводить ближние связи. Конструкция. В моем
варианте мачта имеет высоту 16,8 м и собрана из четырех труб диаметром
55 мм (от антенной мачты радиостанции Р-401), трех труб диаметром 40 мм
и одной - диаметром 32 мм. Все трубы хорошо стыкуются друг с другом.
Использованы четыре яруса капроновых растяжек. Мачта поднимается
подъемником от Р-401. Подъемник вместе с мачтой установлен на изолятор
(пластину из толстого стеклотекстолита). Изолятор с помощью стальных
уголков укреплен на бетонной плите размерами 50х50х8 см (этими плитами
выстилают пешеходные дорожки). Эта плита лежит на плоской крыше дома и
по всему периметру залита смолой. Два провода емкостной нагрузки
выполнены из стального тросика диаметром 2,5 мм и длиной 8,5 мм и
являются частью растяжек верхнего яруса. Противовесы изготовлены из
алюминиевого провода диаметром 2...2,5 мм (был взят семижильный провод
от воздушных ЛЭП и расплетен). На диапазон 7 МГц используется 6
резонансных противовесов, на диапазоны 3,5 и 1,8 МГц - по 4
противовеса. Лучше всего, если все противовесы расположены под равными
углами друг к другу, но ввиду того что ширина дома всего 10... 11
метров и он дугообразный, пришлось разместить противовесы просто
положив их на крышу. В моем варианте питание антенны осуществляется
кабелем 75 Ом.
Настройка. С настройкой диапазона 7 МГц у меня возникли трудности,
видимо, сказалось близкое расположение антенны 2el QUAD на ВЧ
диапазоны. При измерении ВЧ-мостом входное сопротивление на резонансе
составляло 38...40 Ом, и соответственно КСВ был около 2. Поэтому
пришлось изменить схему согласующего устройства (см.рисунок), добавив
третье реле КЗ, которое через нормально замкнутые контакты закорачивает
на корпус отвод катушки L1 в диапазоне 7 МГц. При включении любого из
реле К1, К2, т.е. диапазонов 1,8 и 3,5 МГц, реле КЗ срабатывает, его
контакты размыкаются, и оно никак не влияет на работу в диапазонах 1,8
и 3,5 МГц. Теперь антенну можно настроить идеально. Дело в том, что в
[3] на диапазоне 7 МГц регулируется только резонансная частота, а
входное сопротивлений Rвх - нет, поэтому достичь КСВ, в точности
равного 1, нельзя, поскольку Rвх определяется не только высотой мачты и
углом расположения емкостных нагрузок, но и окружающими предметами. В
предлагаемом варианте согласующего устройства (СУ), перемещая средний
отвод катушки L1, устанавливают резонансную частоту, а затем, перемещая
верхний отвод, регулируют Rвх, т.е. добиваются КСВ= 1. Если КСВ на
резонансе >1, это говорит только о том, что настройка произведена
недостаточно тщательно. Устанавливая резонансную частоту 7,050 кГц
перемещением среднего отвода, надо одновременно сдвигать и верхний -
так, чтобы между ними всегда было 2...3 витка.
Диапазоны 1,8 и
3,5 МГц без проблем настроились в соответствии с методикой, описанной в
[3], т.е. резонанс на 1,8 МГц достигался изменением общего числа витков
катушки L1, а КСВ=1 - перемещением ее нижнего отвода.
В
диапазоне 3,5 МГц подбором емкости С1 достигался минимальный КСВ на
середине диапазона. Лучше при настройке впаять КПЕ с воздушным
диэлектриком от вещательных приемников емкостью 12/495 пФ, настроить
антенну, а затем, измерив емкость конденсатора, впаять конденсатор
постоянной емкости.
После того как предварительная настройка
закончена, согласующее устройство закрывают крышкой и при необходимости
еще раз все подстраивают. В связи с изменением в схеме СУ, реле
переключения диапазонов запитаны отдельной линией управления. В моем
варианте реле управляются напряжением +15 В. Катушка L1 намотана медным
проводом диаметром 2,5 мм на керамическом каркасе диаметром 55 мм с
шагом 2...2,5 мм. Она содержит 33 витка, отводы от - 8, 22 и 25 витков,
считая от заземленного конца. Точное числи витков и положение отводов
определяется при настройке. Конденсаторы: С1 - типа КСО на напряжение
500 В, С2...С4 любые блокировочные. Диоды VD1 и VD2 можно применять
любые выпрямительные, выдерживающие ток реле. Реле используются
высокочастотные на керамике, расстояние между контактами - около 1,5
мм. Для переключения реле т1спользуется двухпроводная линия, которая на
крыше зашунтирована конденсаторами С2 и С3, а другой ее конец при вводе
на радиостанцию пропущен через ферритовое кольцо проницаемостью 2000НН
(5...10 витков).
Результаты. На диапазоне 1,8 МГц при резонансе КСВ=1, по краям диапазона КСВ=1,8 (1810...1930 кГц). На диапазоне 3,5 МГц КСВ=1,1, по краям диапазона - 1,4 (3,5...3,8 МГц). На диапазоне 7 МГц на резонансе КСВ=1, по краям диапазона - 1,2.
Я
эксплуатирую данную антенну пока только два летних месяца и использую
РА мощностью 250... 300 Вт. На 40-метровом диапазоне свободно "достаю"
любого DX-a, которого слышу. С первой или второй попытки удается
прорваться почти через любой pile up. Проведено множество связей со
всеми континентами. Однако в отличие от обычной GP, данная антенна дает
возможность уверенно работать и с ближними корреспондентами. Работая
днем на 40-метровом диапазоне, я практически не получаю рапорт ниже чем
59+20дБ.
На 80-метровом диапазоне я сразу стал слышать, и меня
услышали станции, которых я на Dipole и IV никогда не мог дозваться. На
общий вызов приходят LU, ZP, СЕ, PY, UAO, VK, JA, Африка, Антарктида.
Примером отличной работы антенны служит связь с Карлосом (TI4CF),
которого я всегда подхожу поприветствовать, рапорт от него никогда не
ниже 58. При наличии хотя бы слабого дальнего прохождения даже при моей
не очень большой выходной мощности удается удерживать частоту общего
вызова в DX-окне (3790...3800кГц) в течение достаточно длительного
времени. Те, кто работал на CQ в этом участке, поймут, что это значит.
Тем, кто еще только готовится попробовать свои силы в DX-окне
80-метрового диапазона, следует иметь в виду, что если на ваши вызовы в
течение нескольких минут не отвечает ни одна DX-станция, да еще при
этом ваши сигналы слышны в Европе не очень громко, то в лучшем случае
вас вежливо попросят не занимать попусту узкое DX-OKHO, а в худшем -
просто займут частоту, проигнорировав ваше присутствие на ней. При
работе в вечернее время с ближними корреспондентами, рапорта 59+10дБ и
более я получаю от станций, имеющих антенны с вертикальной
поляризацией. Если корреспондент имеет горизонтальную антенну, рапорт
обычно ниже - 58, 59.
На 160-метровом диапазоне за два летних
месяца проведено немало связей на расстояния 2000...5000 км. На ближних
связях (до 1000 км) антенна работает не так хорошо, как на 40 и 80
метров - от станций Прибалтики, Польши рапорт редко бывает больше 57.
Однако на более длинных трассах - DL, G, F, UA9, UN - меня слышат
гораздо лучше, и рапорт редко бывает ниже 59. Надеюсь, зимой результаты
будут более впечатляющими, так как летом прохождение на НЧ заметно
хуже.
Литература |