Антенна inverted V (Inv V) на низкочастотных диапазонах далеко не всегда хорошо согласуется с кабелем питания. Дело в том, что из-за уменьшения по сравнению с полуволновым диполем площади раскрыва и большего влияния земли соответственно снижается входное сопротивление Rа
Так например, у Inv V диапазона 3,5 MHz, размещенной на 12 метровой мачте с углом между плечами 1100 измеренное Rа составляло 38 Ом. Еще хуже положение на 1,8 MHz, где высота мачты IV обычно не превышает 0,1λ и Rа обычно 20...30 Ом. И поэтому КСВ на резонансе не опускается ниже 1,5...2.
Первое решение этой проблемы подходит если точка питания закреплена на флагштоковом тросе и может быть лего опущена. Или же антенна тщательно предварительно моделируется (для низко расположенной горизонтальной антенны обязательно с включенным движком NEC2 в режиме реальной земли Зоммерфельда-Нортона, например в GAL-ANA).
Последовательно между антенной и центральной жилой включается конденсатор. Его емкость около 1000 пФ для антенны трехдиапазонной антенны 160-80-40 (три повернутых относительно друг друга на ~600 диапазонных диполя Inv V, включенных точками питания параллельно) и около 500 пф для антенны 80-40 м (два отдельных перпендикулярных друг другу диполя, включенных параллеьно точками питания).
На нижнем рабочем диапазоне реактивное сопротивление конденсатора -JX наибольшее (по модулю), и для его компенсации плечи соответствующего диполя придется удлинять на 5...15% (зависит от высоты подвеса, качества земли и емкости конденсатора). При этом растет и Ra. При правильно выбранном конденсаторе можно "поймать" точку Ra = 50 Ом. На следующем по частоте диапазоне JX конденсатора вдвое меньше. Поэтому удлинить соответствующий диполь (от чего возрастет Ra) надо совсем немного. Но в этом диапазоне точка подвеса антенны в длинах волн вдвое выше (просто потому, что λ вдвое короче при той же физической высоте) и значит Ra исходно было выше, и поэтому поднимать его требуется лишь слегка.
В файле InvV160-80-C.gaa показан пример Inverted V 160\80 м на мачте высотой 18 м. Над средней землей (для просмотра и вычисления этого файла достаточно демо-версии GAL-ANA, и не забудьте выбрать движок NEC2 и реальную землю Зоммерфельда-Нортона) для достижения 50 Ом в обоих диапазонах потребовался последовательный конденсатор 620 pF. Плечи диапазона 1,83 МГц пришлось удлинить существенно – до 41,3 м каждое, плечи 3,53 МГц – лишь слегка, до 21,5 м каждое.
Поскольку антенна симметрична, то в точке питания требуется симметрирующее устройство (балун) или дроссель подавления синфазного тока оплетки.
Второе решение, не требует согласующих устройств и тщательного предварительного моделирования. Но зато не очен хорошо дружит с многодиапазоностью. Оно основано на том, что при перемещении точки питания по полуволновому диполю от середины к краям его Rвх увеличивается. То есть, перемещаясь вдоль полотна IV, надо отыскать точку, где Rвх антенны точно равно волновому сопротивлению кабеля.
Т.е. требуется длинение одно из плеч IV, при соответствующем укорочении второго (так, чтобы общая резонансная длина антенны не изменилась) эквивалентно перемещению точки питания по полотну. Все работы по настройке и согласованию будут проводиться внизу, на концах антенны.
Величина смещения точки питания зависит от высоты мачты, проводимости земли, угла раскрыва антенны и т. д, и уточняется при настройке. Изменением длины обоих плеч одновременно настраивают Inv V в резонанс на средней частоте диапазона, после чего, удлиняя одно из плеч и на столько же укорачивая другое, добиваются точного согласования с кабелем.
Если вы не делали предварительного моделирования, то на этапе настройки удобно сделав провода с большим запасом по длине смотать их на конце проводов в катушки (катушка на самом конце вибратора почти не влияет на его работу) и отматывая провод с одной катушки, столько же сматывать его в другую. После достижении КСВ = 1 почти весь лишний провод, смотанный в катушки отрезается, из катушек оставляется примерно по полметра, в дополнение к найденной длине. И затем надо уже окончательно и точно настроить антенну, отрезая понемногу лишнее.
Если Ra исходной антенны близко к 50 Ом, то смешение будет небольшим и позволит включить параллельно другую Inv V более высокочастотного кратного диапазона. Например, симметричная Inv V на 3,5 MHz; с плечами по 20,1 м имела минимальный КСВ=1,3 при питании кабелем 50 Ом и полосу пропускания по уровню КСВ 125 kHz. После удлинения одного из плеч до 22,6 м укорочения второго до 17,6 м КСВ на резонансе уменьшился до единицы, а полоса увеличилась до 150 kHz. На этой же мачте расположена IV диапазона 7 MHz, питаемая тем же кабелем с плечами 10,8 и 9,6 м. На 7 MHz на резонансе КСВ также единица, на краях диапазона 1,2. Взаимное влияние настроек антенн разных диапазонов, конечно имеется. Оно мало при небольшой асимметрии и резко растет с перекосом плеч, поэтому предварительное моделирование весьма желательно.
Но если Ra исходной антенны мало (а это будет при малой в λ высоте подвеса), то смещать точку питания надо намного и это может не позволить сделать второую антенну на этой же мачте.
Так, Inv V 1,8 MHz на мачте 18 м (т.е. 0,1λ)требует плеч 46 м и 32 м. КСВ на 1,8 MHz получается хорошим, но второй Inv V диапазона 3,5 MHz подключить уже не получается. Из-за того, что плечо диапазона 1,8 MHz длиной 30 м так сильно расстраивает диполь Inv V диапазона 3,5 MHz, что добиться согласования в этом диапазоне не получается.
Возможный выход в таком случае: увеличить асимметрию Inv V 1,8 MHz еще больше. Так, чтобы асиммертчный Inv V 1,8 MHz сам по себе без допольнительных проводов согласовывался бы и на 3,5 MHz. КСВ на нижнем диапазоне при этом возрастет совсем немного, а на вернем получим КСВ = 1,5...1,8.
Пример. Inv V 1,8 MHz на мачте 18 м (из предыдущего примера) и при увеличении асимметрии плеч до 52 м и 26 м резонирует в двух диапазонах, см. файл InvV160-80-asym.gaa (для просмотра и вычисления этого файла достаточно демо-версии GAL-ANA, и не забудьте выбрать движок NEC2 и реальную землю Зоммерфельда-Нортона). Столь большая асимметрия может быть удобна, если от от мачты нет места в обе стороны, а только в одну (а так чаще всего и бывает). При большой асимметрии сделать второй диапазон весьма непросто и не всегда возможно.
Поскольку при такой настройке антенна становится асимметричной, то для подавления излучения кабеля в точке питания необходимо наличие хорошего устройства подавления паразитного синфазного тока оплётки. Причем балун (симметрирующее устройство) здесь категорически не подойдет, т.к. антенна несимметрична.
Подойдет, например, простейший коаксиальный дроссель (например, из десятка витков кабеля большом ферритовом кольце, например от отклоняющей системы старого TV). Индуктивность должна дросселя должна быть такой, чтобы его реактивное сопротивление на рабочей частоте было бы минимум в 10 (лучше 20) раз больше входного сопротивления антенны.
Впрочем, такой дроссель очень желателен и на простой симметричной inverted V - с той же самой целью. Только в симметричной антенне этот паразитный ток излучения оплётки в несколько меньше, чем в асимметричной.