Тема простой антенны на высокочастотные КВ диапазоны 14 - 28 MHz продолжает оставаться актуальной. Ниже описан любопытный вариант выполнения такой антенны. Его изюминка в том, что в качестве излучателя использована заземленная вертикальная труба. Что, однако, не мешает работе антенны в пяти диапазонах

Заземленный Ground Plane на диапазоны 14, 18, 21 24, 27 и 28 МНz

Из подробного изучения гамма-согласования (γ-match) следует, что использовать γ-match можно не только для резонансных излучателей, но для вибраторов практически любой длины, за исключением сильно укороченных.

При внимательном изучении рис. 3.5.8 можно обнаружить весьма любопытное свойство гамма-согласования: физическая длина трубки γ-match почти не меняется при изменении высоты заземленного ground plane от 0,15λ до 0,21λ и от 0,28λ до 0,6λ (см. рисунок 3.5.8 в п. 3.5.10).

Из этого следует, что если подобрать размер заземленной трубы, попадающим в эти пределы во всех требуемых диапазонах, то можно получить Ra близкое к 50 Ohm при неизменных физических размерах как самого GP так и трубки γ-match. Конечно, реактивная часть входного импеданса JXa будет меняться от частоты и конденсатор γ-match придется подстраивать при смене диапазона. Но в данном случае мы на это согласимся: подстроить переменный конденсатор невелика сложность, а удобства велики. Полученная антенна показана на следующем рисунке:

Этот заземленный вертикальный излучатель высотой 4,5 м и диаметром 20 мм и трубкой согласования высотой 1,32 и диаметром 8 мм м на расстоянии 150 мм от излучателя. Все размеры критичны, за исключением диаметра трубки согласования, без заметного ухудшения она может иметь диаметр от 6 до 10 мм.

С помощью конденсатора переменной емкости 10...70 pF антенна может быть настроена в резонанс на любительских диапазонах 14 MHz, 18 MHz, 21 MHz, 24 MHz, 27 MHz и 28 MHz с КСВ  < 1,35.

Причем в полосе 18...29 MHz антенна может быть настроена на любую частоту с КСВ (SWR) < 1,35.

В участке 15... 17 MHz получить низкий КСВ невозможно, т.к. высота антенны близка к четверти волны, а это не попадает в упомянутые выше допустимые для такого согласования высоты излучателя. Но в диапазоне 14 MHz высота GP уменьшается до 0,2λ и настройка снова возможна.

Настройка антенны при смене диапазона крайне проста: вращать КПЕ до минимума КСВ. Я это делал руками, но ничто не мешает использовать КПЕ без ограничителя угла поворота и небольшой моторчик с редуктором для его вращения.

КСВ по диапазонам:

Диаграммы направленности по диапазонам:

 

Удвоенный вариант этой антенны на диапазоны 7, 10 и 14 МГц имеет высоту 9,25 м и выполнен из телескопического набора труб диаметрами от 30 мм внизу до 14 мм вверху. Шлейф гамма-согласования подключен на высоте 2,7 м и выполнен из проволоки диаметром 2 мм. По диапазонам удвоенный вариант выглядит так:

 

Если излучатель выполнить из стали (например, пруток арматуры или труба), то антенна может служить громоотводом (сечение по металлу должно быть не менее 100 мм2). Естественно, при этом должно использоваться правильное для громоотвода заземление и соединении основания антенны с этим заземлением металлом с поперечным сечением не менее 100 мм2).

Использование стали для излучателя приведет к снижению усиления антенны на ~0,5 дБ. Это не много. Но зато получается надежная грозозащита участка и вам будет что ответить антеннофобным соседям (”Громоотвод у меня, безопасность обеспечиваю.”).

C другой стороны, если у вас на участке уже есть громоотвод предписанного нормами по грозозащите сечения, то отступив от его вершины 4,5 м (для диапазонов 14 – 28 МГц, или 9,25 м для диапазонов 7 – 14 МГц) и приделав к нему соответствующие противовесы и шлейф гамма-согласования, вы получите неплохую антенну.

При использовании антенны как громоотвода между нижним концом шлейфа гамма-согласования (до настроечного конденсатора) и точкой подключения противовесов должен стоять разрядник на 10....20 кА. Лучше готовый газовый (например, V10H14X, но можно и самодельный: два заточенных на конус болта M8 ... M14 остриями друг к другу на расстоянии ~1 мм.

 

Update от 10.06.2014

Найдено решение, позволяющее добавить в антенну диапазон 10,1 МГц. Для этого на вершину мачты добавляют трап на 14,18 МГц 20 uH \ 6,3 pF а от него в сторону леской оттягивают кусочек тонкого провода длиной 51 см. Для обеспечения возможности настройки КПЕ увеличивают до 130 pF. Конечно, в диапазоне 10 MHz антенна получается сильно укороченной и, соответственно, узкополосный. Но на любительский диапазон 10100 ... 10150 kHz ее хватает с КСВ < 1,7 (с минимумом 1,1 на резонансе).

Конструктивно трап выполняется в виде однослойной катушки с шагом. Поскольку расчетная емкость очень мала, то, в зависимости от конструкции катушки и ее собственной емкости, дополнительная емкость контура должна быть всего 2...5 pF. Такую емкость можно обеспечить просто расположив выводы катушки рядом (пропустив их внутрь каркаса). Трап надо настроить на 14,18 МГц до его монтажа на антенну.

Т.к. полоса в диапазоне 10 MHz очень узкая, то при при установке антенны требуется подстройка либо катушки трапа, либо длины дополнительного проводника, либо угла этого проводника к мачте. Понятно, что последнее наиболее удобно, особенно при временной установке антенны.

Остальные диапазоны почти не страдают от добавки 10 МГц (лишь немного возрастает минимум КСВ на 21 МГц).



Первая публикация: Bonn, 24.08.2005

Последняя редакция: Bonn, 10.06.2014

На главную - Main page