Логопериодическая антенна.
Привожу описание логопериодической антенны, которую я рассчитал, построил и установил в 1999 году.
Современные требования к радиолюбительской антенне собственного изготовления можно отразить в нескольких пунктах:
- Обеспечивать работу на нескольких диапазонах, включая WARC.
- Иметь усиление (по отношению к диполю) не менее 5-8 дб и ослабление назад не менее 25 - 30 дб.
- Конструктивное выполнение должно быть достаточно простым, не требующим больших материальных затрат. (Если радиолюбитель имеет средства он может приобрести промышленно изготовленную антенну).
- Должна иметь минимальный КСВ на всех рабочих диапазонах. Это требование особенно актуально для работы на "фирменных" трансиверах, не имеющих автоматического антенного тюнера.
- Должна быть электрически замкнутой системой, как наименее подверженной электростатическим атмосферным шумам и защищать входные цепи трансивера от пробоя.
- Должна работать без дополнительной настройки после подъема, что на практике трудоемко или зачастую невозможно.
Наиболее подходящей этим требованиям может быть предложена логопериодическая антенна, что подтверждается все возрастающим количеством выпускаемых антенн такого типа известными фирмами CushCrft, KLM и т.д.
Конструктивно антенна выполнена на обычном трубчатом буме.
Принятые обозначения:
L1- длина элемента.
S1- Расстояние между
элементами.
LS- Согласующая короткозамкнутая линия
В- Длина бума.
К-
Расчетный коэффициент.
t- Коэффициент прогрессии.
l- длина волны.
N -
количество элементов.
Элементы выполнены из легких дюралевых трубок. В моей конструкции из четырехсекционных антенн. Секции вставляются одна в другую и защелкиваются пружинными замками. Подобные антенны представляют дефицит и радиолюбители могут подходить к изготовлению элементов, исходя из имеющихся материалов. Диаметр труб не имеет большого значения (что также является преимуществом антенн Logoperiodic) и могут быть изготовлены из антенного канатика. Подобные конструкции с канатиком описаны в литературе.
Изоляция "разорванных" в середине элементов проведена следующим образом: применен капроновый профиль квадратного сечения (водовод, применяемый в сельском хозяйстве), в который запрессованы дюралевые трубки (лыжные палки) внешним диаметром 17 мм. В них вставлены и закреплены саморезами сами трубки элементов. В середине капронового профиля сверлятся два отверстия диаметром 8 мм. для крепления к буму хомутом. Хомут использован от телевизионных антенн и имеет шипы, препятствующие проворачиванию элемента. Крепление элементов может быть проведено традиционным путем на изоляторы на текстолитовых или стеклотекстолитовых площадках.
Антенна питается стандартной симметричной проводной (собирательной) линией, выполненной медным проводом сечением не менее 1.5 мм в высококачественной изоляции и имеет согласующую линию: сзади (по отношению к направлению излучения) короткозамкнутую, определяющую ослабление назад. Эта линия дополнительно превращает антенну в короткозамкнутую систему, что соответствует п. 5 общих требований.
Спереди непосредственно к короткому элементу подключен симметрирующим ВЧ трансформатор (балун), имеющий коэффициент трансформации 1:4. Балун намотан на ферритовом кольце, имеющим магнитную проницаемость 600. Обмотка трансформатора выполнена модифицированным коаксиальным кабелем. Из коаксиального кабеля с внешним диаметром 10 мм удаляется жила с изоляцией и вместо ее протаскиваются два провода во второпластовой изоляции сечением не менее 1 мм. Соединение стандартное для трансформатора 1:4 - конец одной обмотки с началом другой. Количество витков - 4. Испытание балуна на 100 ваттном эквиваленте показало, что коэффициент передачи меняется в диапазоне 1.8 - 50 mHz от 1 до 1.1 При отсутствии необходимого кольца нужной проницаемости и размера можно применить ферритовое кольцо от отклоняющей системы телевизора. Кольцо разбирается на две половины и склеивается клеем с ферритовым наполнителем, что резко снижает потери мощности в нем.
Вид модифицированного кабеля:
Таблица размеров антенны для частот от 14.000 до 29.000 mHz :
| LS = 112 | t = 0.82259 | K = 3.514 | B = 600 |
| Длина элемента L см. | Расст. между элем. S см. |
| L1 = 1070 | S1 = 171 |
| L2 = 880 | S2 = 141 |
| L3 = 724 | S3 = 115 |
| L4 = 595 | S4 = 95 |
| L5 = 490 | S5 = 72 |
| L6 = 403 |
Антенна была собрана и поднята на высоту 12 метров около деревянного загородного дома при помощи легкой телескопической мачты. Использован дешевый вращающий механизм китайского производства, предназначенный для вращения телевизионных антенн, приобретенный в фирме "Радиоспектр".
Полученные технические параметры можно оценить как превышающие заданные в начале (кроме 14 mHz, т.к. мала высота подъема для этого диапазона). Измерения параметров проводились на всех диапазонах, включая WARC с радиолюбителем, находившимся на расстоянии 15 км прямой видимости. Полученные характеристики в среднем F / B - 25 db ; F / S - 30-35 db.
Точность замеров относительна с поправкой на радиолюбительскую аппаратуру. К сожалению, провести измерения с лабораторией ГСН не состоялись т.к. антенна установлена за городом и прямая видимость отсутствует.
Коэффициент отраженной волны в диапазоне от 14 до 29 mHz колебался от 1.1 до 1.5. Замер проводился измерителем SWR трансивера Icom - 746.
Следует отметить большую "привередливость" антенны к расположенным рядом металлическим предметам и высоте подъема. Антенна сначала была испытана на высоте 7.5 метра и результат испытаний на частоте 18 mHz показал, что при такой высоте передний лепесток размыт и соотношение F/B не более 5-8 децибелл.
Некоторые коротковолновики отрицательно относятся к антеннам типа Log Yagi, считая их "собирателями шума". Соглашаюсь с ними при одном условии - это имеет место, если применяется приемник с преселектором, имеющим широкий диапазон и слабый динамический диапазон. Обычная Yagi сама работает как преселектор с хорошей добротностью и уменьшает требования к характеристикам приемника. Поэтому советую коротковолновикам при использовании Log Yagi применять дополнительный преселектор или приемник с высокими характеристиками, это полностью снимет проблемы, вызываемые применением Log Yagi.
РАСЧЕТ ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ
Для коротковолновиков пожелающих рассчитать антенну под свои возможности и имеющиеся материалы рекомендую воспользоваться написанной мной программой находящейся на этом сайте http://www.cqham.ru/logyag_ru3uj.htm
Простое согласование антенны с кабелем предложил ON5YK, выполнивший антенну по этой программе. Собирательная линия выполнена из 2-х дюралевых профилей, является несущей траверсой и имеет волновое сопротивление 50 Ом. КСВ у этой антенны не превысил 1.2 во всем диапазоне частот от 14 до 29 мГц.
Общий вид антенн ON5YK
Привожу ряд фотографий антенн, рассчитанных по этой программе. Полезными могут оказатся способы выполнения антенны, мачты, собирательной (согласующей) линии и пр.
UA1BJ
UA0QMH
UR5TW
UR7TO
Статья напечатана в журнале "КВ и УКВ" N2 2000 г.
и "РАДИО-дизайн"
N12 2000г.
Возьмите программу для
самостоятельного расчета этой антенны.
Р.Таршиш
(RU3UJ), ru3uj@mail.ru
153008, г.Иваново а/я 1166,
http://www.qsl.net/ru3uj