Очень простая конструкция укороченного (с высотой всего 10 m) вертикала. Это GP мало того, что укорочен, так еще и не требует изолятора под мачтой, и обходится без СУ, имея чистые 50 Ом в точке питания.

Заземленный GP на 80m

Устал повторять, но тем не менее - для DX работы на НЧ желательно иметь вертикал. Исключения из этого правила лишь случаи экстремально плохой земли: толстый слой сухого песка, камни, мерзлота (но это преодолимо подъемом основания GP над землёй) и горизонтальная антенна с высотой подвеса более l\2.

Легко сказать "более l\2", но для диапазона 80 m это высота >40 метров! Значит всё-таки GP. Но опять же, легко сказать "GP", а практике это для диапазона 3,5 MHz это мачта около 19 метров, да еще нередко нужно ставить её на изолятор. Если у вас есть возможность поставить такую мачту, то можете эту статью дальше не читать. А если нет, то продолжим.

Остаются укороченные штыри. Но простые укороченные вертикалы даже при высоте 10...13 м (здесь и далее речь только о диапазоне 80 m) имеют полосу всего 40...60 kHz, и низкий КПД из-за малого R излучения - 7...15 Ohm. И это еще полбеды. Беда в том, что требуется и изолятор под мачту и согласующее устройство (и его настройка).Значит просто укороченные штыри тоже не годятся. Отсюда логично вытекает, что нужен сложно укороченный GP.

Постановка задачи

Итак, хотелось бы GP диапазона 80 m, отвечающий следующим требованиям:

- высота не более 10 м (установка мачты такой высоты в Германии не требует специального разрешения, а все что выше: куча бюрократической волокиты и согласований);

- мачта должна быть заземлена (стоять без изолятора);

- Ra = 50 Ohm без использования согласующего устройства;

- полоса антенны не менее 100 kHz (весь SSB или весь CW участки) по уровню SWR<2.

Проектирование

Можно конечно было навешав емкостных нагрузок, сделать гамма-согласование. Но его надо настраивать, а хотелось бы антенну для начинающих, которые с настройкой не всегда справятся. Пришлось гамма- и омега-согласования отложить в сторону.

Вспомним, с заземленной мачтой может работать петлевой GP:


Рис. 1

Это половинка от петлевого диполя. Высота - l/4, но одна из половинок (мачта) заземлена, что нам и требуется. Входное сопротивление такого GP 140 Ohm, полоса по уровню SWR<2 - около 300 kHz. Очевидно, что верхней части (с небольшим током, дающим малый вклад в излучение) можно придать и иную форму. Например такую:


Рис.2

То есть шлейф наверху 10-ти метровой мачты (это уже нужная нам высота) растянут в треугольник. Основные параметры антенны практически не изменились (распределение тока по нижней части осталось прежним), лишь несколько снизились Ra (до 110 Ohm) и полоса (до 250 kHz). Остаётся последний логичный шаг - загнуть верхний треугольник рисунка 2 вбок - вниз:


Рис.3

А вот это уже то, что нам надо. Мачта заземлена, и её высота всего 10 метров. Треугольник, оттянутый вбок большей частью сделан из растяжек мачты (из 2-х, третья же растяжка разбита изоляторами и не подключена к мачте). На виде сверху антенна выглядит так:


Рис. 4

Горизонтальная часть треугольника (выделена) имеет длину около 9 метров, две наклонные - около 7 метров каждая.

Опускание треугольника вниз, привело к дальнейшему сужению полосы (до 110 kHz) и снижению Ra. Причем последнее упало как раз до 50 Ohm, что и позволило подключить питающий кабель непосредственно, без СУ.

Антенна и характеристики

Итак, антенна выполнена в соответствии с рисунками 3 и 4. Она представляет собой петлевой вертикал сложной формы. Антенна состоит из:

- обычной для любой вертикальной антенны системы заземления или противовесов (на рисунках 3 и 4 условно не показаны);

- заземленной (соединенной с противовесами\заземлением) алюминиевой телескопической мачты высотой 10 метров. В моём варианте 6 труб с диаметрами 60, 52, 44, 38, 28 и 22 mm - стандартный 10-ти метровый "телескоп";

- дополнительного провода диаметром 2 мм, проходящего параллельно мачте на расстоянии 10 cm. К нижней точке этого провода подключается центральная жила питающего коаксиального кабеля (а его оплетка к системе противовесов\заземления).

- треугольника-петли из проволоки 2 мм диаметром, подключенного к вершине мачты и дополнительного провода соответственно, как показано на рисунках 3 и 4 3. Форма треугольника и его расположение в пространстве не очень важны. Важен его периметр (общая длина) - около 23,5 m.

Конструктивные тонкости посмотрите в файле модели этой антенны в программе GAL-ANA (для просмотра и вычисления этого файла достаточно демо-версии).

Сравнение

Укорочение не проходит даром, что-то мы теряем. Что и насколько показывает рис. 5,


Рис.5
на котором приведены основные характеристики антенн рисунков 1-3.

Они построены для случая реальной, средней земли, основания вертикалов прямо на земле, сопротивление потерь в системе заземления 10 Ohm (6..8 полноразмерных радиалов). Наша антенна проигрывает 0,2..0,9 dB в усилении (в зависимости от азимута), имеет на три градуса (28 против 25) более высокий максимальный угол излучения в зенитной плоскости. Это относительно небольшие потери, но не забудьте - это по отношению к GP высотой 19 метров.

Полоса сужается более существенно (с 300 до 110 kHz), но бесплатный сыр ныне и в мышеловке не сыщешь - это плата за укорочение.

Зато у нашей антенны, в отличие от обычного GP, есть небольшое (на 10..15 dB ниже основного) излучение в зенит. Это несомненный плюс при реальной работе в эфире, особенно на CQ.

Наличие даже небольшого излучения под высокими углами позволяет уверенно занимать частоту, не опасаясь вытеснения станциями своего континента (что сплошь и рядом бывает при обычном GP с нулевым излучением в зенит - близко расположенные станции в этом случае вас почти не слышат и игнорируя ваше присутствие на частоте "садятся на голову". При данной же антенне соседи в радиусе 200...300 км будут вас слышать. Причем на 10..15 dB тише, чем при всей мощности, излученной в зенит. То есть вас будут слышать не на 59+10...15 dB, а просто на 59.

Конструкция

Изготовление антенны не представляет трудностей. Вдоль телескопической мачты через 1,5 ...2 m, а также наверху ее и внизу установлены диэлектрические распорки по 10 cm, которые удерживают дополнительный провод параллельный мачте в нужном положении. Материал распорок не очень критичен, напряжение там невелико. К верхней распорке прикреплены концы верхнего треугольника. Его периметр после настройки должен быть около 23,5 m, но сделайте запас примерно в 1 m - отрезать всегда проще.

После подъема мачты треугольник растягивается в соответствии с местными условиями, как часть верхнего яруса растяжек мачты пластиковыми шнурами. К самой нижней распорке (к дополнительному проводу) подключается питающий кабель 50 Ohm.

Важным параметром является отношение среднего диаметра мачты, к диаметру дополнительного провода. Если вы используете мачту иного диаметра, то нужно соответственно изменить диаметр провода.

Настройка

Изменяя периметр треугольника (для этого придется временно отпускать растяжки, чтобы до треугольника можно было достать) добейтесь минимума SWR на нужной частоте.

Результаты

Измерения показали хорошее совпадение с результатами компьютерного моделирования. Антенна выигрывала при DX QSO 2...4 балла у полуволнового диполя, подвешенного на высоте 10 m. Описание антенны опубликовано в N 5/2002 CQ DL. Получено много положительных отзывов. Вот лишь один из них (в переводе конечно):

"В прошлом году мы установили на клубной станции DF0AK очень удачную антенну на 80m, высотой 10 метров со шлейфом (опубликованную в N 5/2002 CQDL). Антенна работает превосходно! Я смог на нее сработать с несколькими KL7 и KH6. Roy, DL5WG работал на эту антенну с T88. Мы также слышали очень хорошо (это к вопросу о том, что на вертикал плохой приём И.Г.) KH3 и VP6D, но к сожалению не смогли провести QSO.
Tom DJ6YX"

Модификации

Антенну можно использовать (не меняя размеров) и для CW - участка. Для этого включите последовательно между центральной жилой кабеля и антенной настроечную катушку индуктивности около 5 mkH. Полоса антенны составит около 80 kHz в CW участке по уровню SWR<2. Эту катушку нужно замыкать (например, реле) при работе в SSB участке.

Четырехдиапазонный вариант этой антенны приведен в следующей статье, написанной 9 лет спустя после разработки однодиапазонного варианта.

Вариант этой антенны с мачтой высотой 8 м с более хитрой формой верхней петли, был сделан в 2013 году.



На главную - Main page

Bonn, 2003