Приемная антенна диапазонов 1,8, 3,5 МГц и 7 МГц.

Переключаемый двойной флаг

В целом хорошая приемная антенна двойной флаг имеет пару недостатков:

  1. Прием только с одной стороны. В принципе, реверсировать ее можно. Но для это понадобятся два УВЧ и два кабеля (т.к. нагрузка и точка питания находятся с разных сторон), что неудобно.

  2. Подавление заднего лепестка зависит от диапазона. Это общая болезнь апериодических антенн, нагруженных на резистор. Величина этого резистора нагрузки устанавливает баланс между приемом магнитной составляющей (когда антенна работает как рамка) и электрической (когда антенна работает как диполь или вертикал). Поскольку эффективность приема этих составляющих зависит от частоты нелинейно, то понятно, что точный баланс (т.е. глубокое подавление заднего лепестка) при фиксированной нагрузке можно получить лишь на одной частоте. В случае двойного флага F/B от 30 дБ на 1,8 МГц снижается до 22 дБ на 3,5 МГц и до 15 дБ на 7 МГц

Ниже описана модификация двойного флага, у которой точки подключения питания и нагрузки сведены вместе (т.е. нет проблем с переключением направления приёма), а F/B превышает 30 дБ dB всех трех диапазонах: 160, 80 и 40 м.

Длина горизонтальной части 14 м, высота вертикальных сторон по 4 м. От середин боковых сторон в центр идут отрезки двухпроводных линий с расстоянием между проводами 10 см. Середины горизонтальных сторон соединены между собой перекрещенной двухпроводной линией с тем же расстоянием между проводами.

Диаграммы направленности этой антенны при высоте нижнего пролета над землей в 2 м по диапазонам:

1.825 MHz, логарифмический масштаб

1.825 MHz, линейный масштаб

Модель 1,8 MHz (открывать GAL-ANA).

3.65 MHz, логарифмический масштаб

3.65 MHz, линейный масштаб

Модель 3,6 MHz (открывать GAL-ANA).

7.05 MHz, логарифмический масштаб

7.05 MHz, линейный масштаб

Модель 7 MHz (открывать GAL-ANA).

Как вы уже догадались, за столь красивые ДН чем-то пришлось заплатить. Это "что-то": сложная нагрузка, состоящая из последовательно включенного резистора и катушки индуктивности. Причем эта нагрузка переключаемая по диапазонам, свои резистор и катушка для каждого:

  1. 870 Ом + 18,3 мкГн на 1,8 МГц.
  2. 750 Ом + 10,3 мкГн на 3,6 МГц.
  3. 500 Ом + 5,2 мкГн на 7 МГц.

Эти нагрузки придется отдельно подстраивать (подстроечные резисторы + маленькие катушки с подстроечным сердечником) на каждом диапазоне по максимуму F/B в зависимости от свойств земли, высоты антенны над ней. Потребуются также диапазонные реле, переключающие эти нагрузки.

И реле реверса ДН, меняющие местами точки подключения нагрузки и подключение высокоомного (800 Ом) источника.

Такой источник может быть выполнен как трансформатор. Для подобных антенн (приемных НЧ, высокоомных) обычно применял трансформатор на кольце FT-82-75 (размеры 21х13х6.3мм), высоокомная (к антенне) содержит 40 витков равномерно распределенных по кольцу; низкоомная (к 50-ти омному усилителю, лучше дифференциальному, - он необходим из-за малого усиления антенны) - 10 витков поверх высокоомной и тоже равномерно распределена по кольцу.

Лучший (но более сложный вариант) – использовать симметричный дифференциальный усилитель на AD8129 Cхема включения AD8129 как на Fig. 3 в мануале, питание + 5 В (обязательно хорошие LC-фильтры по каждому питанию), усиление (резисторами обратной связи, как в обычном ОУ) установлено 26 дБ (20 раз). Входы 1 и 8 на корпус через резисторы 390 Ом (выбрана пара с разбросом менее 1 ома), к этим входам прямо подключена через реле рамка).

Усилитель на антенне необходим, т.к. усиление антенны совсем мало (–35 dB на 160 м). По этой же причине антенна очень чувствительна к переизлучающему металлу вокруг себя. Поэтому передающую антенну в режиме приема надо расстраивать, а кабеля (и питающий, и управления) приемной тщательно развязывать ферритами.

Столь низкое усиление антенна имеет из-за уменьшенных до 14 х 4 м (против 22 х7 м у исходного двойной флага ) размеров. Такое уменьшение размеров потребовалось для обеспечения приличной ДН на 7 MHz. И даже в этом случае ширина азимутальной ДН на 7 MHz получилась на 300 шире, чем на 1,8 MHz.

Для улучшения ДН на 7 МГц антенну можно уменьшить в длину вдвое, до 7 м (файлы по диапазонам: 1,8 MHz, 3,6 MHz и 7 MHz). ДН на 7 MHz при этом не расширяется, а остается такой же, как и на 1,8 МГц. Но это оплачивается дополнительным падением усиления на 5 dB, что может оказаться мало на диапазоне 160 м.

Допустимая высота нижнего пролета антенны над землей: от 0,5 ... 9 м. Точнее говоря, – до 0,2 длины волны волны самого верхнего диапазона. При подъеме антенны азимутальная ДН остается без изменений, а вертикальная сужается. Например, на следующем рисунке показы ДН антенны с размерами 7 х 4 м, при высоте нижнего пролета 7 м в диапазоне 7 MHz. Зенитная ДН прижалась к земле и на 150 уже, чем у этой же антенны при высоте 2 м над землей.


Описанная антенна имеет хорошую ДН даже при размещении ее на крышах высотой до нескольких метров. А если отказаться от диапазона 7 MHZ, то антенна будет работать даже на многоэтажных домах, допуская высоту от земли до 18 м. При этом по RDF она будет сопоставима с антенной Бевереджа (АБ) длиной 140 м (в диапазоне 1,8 MHz). При этом АБ Бевереджа не только требует вдесятеро больше места, но и нуждается в близости к земле (2...3 м, не выше), что в городе нереально.

Сделав две такие перпендикулярные антенны можно (при соответствующей коммутации) получить переключение на 4 направления. Это на крыше. В квадрате 14 на 14 м (т.е. вписываемом по диагонали в стандартную крышу многоэтажки). При RDF около 10 дБ (как у 140 метровой АБ на 1,8 MHz и 70 м АБ на 3,6 MHz). Подумайте. За такие плюсы можно простить и сложную систему питания\переключения и жесткие требования по развязке от переизлучения окружающего металла.



23.01.2013 Bonn

На главную - Main page