Рис. 1.
Двухдиапазонный диполь Inverted V диапазонов 80/40m остается одной из самых популярных антенн у начинающих. Несмотря на неважную зенитную ДН (как и любого другого висящего низко диполя), достоинства этой антенны для начинающих несомненны: одна мачта, нет противовесов, питание по коаксиалу, отсутствие наверху мачты согласующих устройств (симметрирующий балун таковым не считается), вся настройка делается внизу.
Но для обычного Inv V требуется место. Полноразмерный диполь диапазона 80m требует свободного пролета как минимум 30... 35 м. И если этого места нет, начинаются проблемы.
Укоротить длинный диполь диапазона 80m конечно можно. Способов для этого есть немало (в том числе и на этом сайте). Но все они снижают входное сопротивление в диапазоне 80m. А это требует согласования, что плохо дружит с многодиапазонностью, т.к. входное сопротивление антенны в диапазонах 80m и 40m получается разным.
Ниже описана конструкция двухдипазонной Inv V 80/40m, умещающаяся в габариты по земле 12 х 12 м и имеющая простое питание и низкий КСВ в обоих диапазонах.
Идея состоит в следующем. Сделаем на невысокой (10...13 м) мачте двухдиапазонную Inv V 80/40m. Диполь диапазона 40m уместится полноразмерным, поэтому от него легко получить входное сопротивление 50 Ом.
А диполь диапазона 80m укоротим ~вдвое горизонтальными емкостными нагрузками нижних концов. Его входное сопротивление (в зависимости от степени укорочения, высоты мачты и свойств земли) составит 25...30 Ом.
Значит в диапазоне 80m требуется согласование (трансформировать 25...30 Ом в 50 Ом), а в диапазоне 40m согласование не нужно. Т.е. согласование диапазона 80m не должно никак себя проявлять в диапазоне 40m).
И оказывается, что такое согласование можно реализовать. И даже очень несложно.
λ/4 (в диапазоне 80m) кусок линии с волновым сопротивлением 37,5 Ом (это просто два телевизионных коаксиальных кабеля 75 Ом, включенных параллельно) преобразует 25...30 Ом в 47...56 Ом.
А в диапазоне 40 m этот же кусок линии будет иметь электрическую длину λ/2, т.е. будет работать полуволновым повторителем не меняя сопротивление.
Следовательно, запитав нашу антенну через ~14 метровый (зависит от коэффициента укорочения кабеля) отрезок двух параллельных 75-ти омных кабелей, мы получим весьма точное согласование с основным 50-ти омным питающим кабелем в обоих диапазонах.
Антенна (точнее одна из её возможных реализаций) показана на рис.1.
Более подробно, размеры и характеристики можно посмотреть в файле модели этой антенны InvV80_40.gaa. Для просмотра и вычисления этого файлов достаточно демо-версии GAL-ANA. Перед расчетом не забудьте выбрать движок NEC2 и реальную землю Зоммерфельда-Нортона как показано красным на скриншоте рис. 2 ниже, т.к. горизонтальная антенна расположена низко над реальной землей и влиячние потерь в земле на импеданс будет большим.
На рис. 1 видно Ra = 28 Ом, т.е. что и требуется для согласования λ/4 отрезком линии 37,5 Ом.
Размеры и вид антенны на рис. 1 следует считать ориентировочными, т.к. их можно заметно менять под местные условия. Например, в файле InvV80_40_1.gaa показано укорочение не емкостными нагрузками, а загибом концов диполя (это хуже, в смысле излучения в зенит, но местные условия могут и такого потребовать).
На рис. 3 и 4 показаны характеристики антенны над плохой землей в диапазонах 80m (рис. 3) и 40m (рис. 4), рассчитанные с учетом согласующей линии 37,5 Ом (на рис. 3 и 4 она показана зеленым цветом) из двух параллельно включенных кабелей RG-11.
Конструкция мало чем отличается от простого двухдиапазонного Inv V 80/40m: обычные 4 проволочных луча от верха мачты вниз и обычный развязывающий дроссель на ферритовом кольце, намотанный питающим кабелем в точке питания. Отличия лишь в том, что диполь диапазона 80m укорочен (емкостными нагрузками или загибом), а первые 14 м кабеля питания сделаны из двух параллельных 75-омных кабелей (а дальше в шек идет 50-ти омный кабель любой длины).
Диапазон 40m.
Симметрично меняя длины нижних концов (это удобнее делать не отрезанием-припаиванием, а обратным загибом лишней длины провода на самого себя) диполя этого диапазона добивается минимума КСВ на выбранной частоте.
Если этот минимум не точно равен 1, то меняем угол наклона половинок диполя к мачте и повторяем предыдущий пункт.
Полоса по КСВ < 1,5 в этом диапазоне получается около 150 kHz.
Диапазон 80m.
Симметрично меняя длины нижних концов диполя (всех четырех емкостных нагрузок, если вариант рис. 1 или двух – если вариант с загнутыми концами) добивается минимума КСВ на выбранной частоте.
Если этот минимум не точно равен 1, меняем длину и\или угол наклона основных частей диполя, а также высоту\наклон емкостных нагрузок или загнутых концов. И повторяем предыдущий пункт.
Полоса по КСВ < 2 в этом диапазоне получается 80 ... 100 kHz (меньше в CW участке, больше в конце SSB).
Муторная процедура последовательных приближений при настройке получается из-за того, что при малой (в λ) высоте мачты и нижних концов диполей влияние параметров земли и местных предметов весьма велико. И такая долгая настройка позволяет его выбрать. Но зато вы получаете простую и хорошо согласованную антенну.
08.09.2021