Антенна "DL-Special DX"
( две дельта-петли в фазе )
ON6WG / F5VIF
Web Site... http://pagesperso-orange.fr/on6wg
Публикуется с любезного разрешения ON6WG/F5VIF
ПредисловиеЦель этой статьи - предложить антенну с высоким коэффициентом усиления, высоким КПД и очень низкой ценой. Её легко построить для любой частоты (однако есть одно ограничение, как мы увидим дальше по тексту). Потребуется только провод, несколько изоляторов и один разъем.
Но сначала воспоминание о девяностых годах! Перенесемся в 1992 год, где нас с нетерпением ждут DX-экспедиции. Это экспедиция FOOCI и её работа будет проходить с острова Клиппертон, расположенного в Тихом океане (рис. 1).
Рис. 1 (любезно предоставлено К. Джостом)
На тот момент отсутствовали направленные антенны с усилением на станции ON6WG и конкуренция за то, чтобы связаться с этой DX-экспедицией, обещала быть очень напряженной. Поэтому мне пришлось найти антенну простой в сборке, быстрой в реализации и существенный выигрыш в усилении.
Библиотека станции ON6WG содержит несколько стандартных справочников по антеннам.
Идея построить эту антенну пришла мне в голову, когда я читал неизбежную книгу «Low Band
Dxing », написанного ON4UN, а также еще один« Справочник по радиолюбительским антеннам»
написанный W6SAI и W2LX. Ссылки на эти работы находятся в заголовке «Приложение и
Библиография »в конце этих страниц.
Результат оправдал мои ожидания, так как мне потребовалось всего три вызова чтобы связаться с FOOCI.
Впоследствии с такой же легкостью связались с рядом других DX-экспедиций. Что подтвердило превосходное качество антенны.
Рис 2
На рис. 2 показаны некоторые из DX-станций или экспедиций, подключенных к антенне "DL-Special DX". Модель VHF была построена для оценки ее характеристик, прежде чем построить эту антенну разных размеров для работы в нескольких диапазонах HF. Описание модели VHF-антенны было сделано в то время в журнале «Gigazette», издаваемом Радиоклубом Ватерлоо (Бельгия). После этой статьи я получил очень положительные отзывы. Я до сих пор продолжаю время от времени использовать антенну "DL-Special DX", и она не перестает меня удивлять результатами, которые я получаю. Однако только недавно я решил дать более подробное описание в статье.
ВступлениеПредставленная здесь антенна состоит из двух дельта-петель, расположенных одним углом вниз (как двойной V) и соединены между собой в одной вертикальной плоскости (это фазированная антенная решетка). Эта схема была выбрана в первую очередь из-за простоты реализации и легкости подключения к передатчику. Действительно, антенна "DL-Special DX" имеет сопротивление излучения около 50 Ом и не требует дополнительного согласования с кабелем. Если антенна сделана правильно, КСВ будет близок к 1. Однако есть ограничение, это однодиапазонная антенна.
Эта антенна из проволоки имеет небольшую стоимость. На диапазонах VHF и выше её небольшие размеры позволяют построить его на раме (см. рис. 3). Можно даже попытаться наклеить её на стеклянное окно или на эркер. Когда эта антенна построена на раме, установленной на мачте, она может быть ориентированы в разные стороны. На ВЧ диапазонах даже при небольшой высоте угол направления волны достаточно низкий, чтобы благоприятствовать DX связям.
Что касается усиления антенны "DL-Special DX", она аналогична усилению четырехэлементной антенны Yagi.
На рис. 3 показана УКВ версия антенны "DL-Special DX", используемая F5VIF.
Рис 3
Антенна состоит из двух равносторонних треугольников, расположенных углом вниз. Треугольники расположены в одной вертикальной плоскости и соединены между собой по фазе двумя верхними обращенными углами.
Это также точка подключения коаксиального кабеля. Так что система питания очень проста. Диаграмма показана на рис. 4. В резонансе длина дельта-петли составляет 1,06 λ.
Длина волны λ в футах рассчитывается по следующей формуле:
λ (футы) = 1005/f (МГц)
Длина волны λ в метрах рассчитывается по следующей формуле:
λ (метры) = 300/f (МГц)
При сборке антенны обрежьте провод на 1,06 λ. Приведенные выше размеры действительны для одной дельта-петли, очевидно, мы должны умножить результат на два, чтобы получить антенну "DL-Special DX". Используйте проволоку одинаковой длины. Нет необходимости разрезать провод посередине антенны, чтобы подключите коаксиальный кабель (см. рис. 4). Затем проверьте частоту, полученную при минимальном КСВ (это резонансная частота). При необходимости отрегулируйте длину.
Рис 4
Эта конструкция антенны симметрична, и обычно для точки питания требуется симметричный трансформатор с коэффициентом усиления 1:1. В этом случае, поскольку импеданс близок к 50 Ом, можно добавить дроссельный балун с соотношением 1:1, поместив ферритовые гильзы на коаксиальный кабель рядом с точкой подключения к антенне (для получения дополнительной информации параграф посвящен «Балунам с шариками»). В 21-м и 22-м изданиях «Антенной книги ARRL»). Такой балун, готовый к использованию, можно купить также в специализированном магазине радиолюбительских материалов.
Угол излучения и усиление.На рис. 5 показаны коэффициент усиления и диаграмма направленности антенны модели "DL-Special DX" 145 МГц, размещенной над почвой с идеальной проводимостью на четверти длины волны. Значения были получены моделированием с использованием программы «4nec2». Угол излучения волны минимален и, следовательно, способствует дальней связи (DX). Как показано на диаграмме, полученное усиление является значительным, и, как обсуждается далее в сравнительных тестах, антенна может выдержать сравнение с четырехэлементной Yagi.
На рис. 6 показана диаграмма направленности в горизонтальной плоскости.Когда антенна настроена на работу в нижних диапазонах, на рисунках 7 и 8 показаны диаграммы направленности, аналогичные предыдущему (и здесь антенна также находится на высоте четверти длины волны над идеальной землей). В этом примере был выбран диапазон 28 МГц. Диаграмма направленности аналогична для всех других диапазонов HF.
145 MHz
Рис. 5
Рис. 6
Fig 7 "DL-Special DX" на высоте 0.25 λ над землей
Рис. 8
Рис.9 "DL-Special DX" 0,5 λ над землей
Рис.10 "DL-Special DX" 1 λ над землей
На рис. 11 показано полное сопротивление антенны на резонансной частоте и в выбранном диапазоне частот между 28 МГц и 29 МГц. Точка резонанса находится на пересечении получившейся красной линии и пунктирной линии, равной 0.
Рис 11
На рис. 12 показан КСВ антенны модели "DL-Special DX". Полоса пропускания широкая, поэтому антенну можно легко использовать на КВ диапазонах. Во всем диапазоне можно получить очень низкий КСВ.
Рис 12
Обычно при использовании равностороннего треугольника фидер должен быть подключен на расстоянии 0,25 λ от одного из углов для равномерного распределения токов через треугольник и, следовательно, симметричная диаграмма направленности. Понятно, что в такой конструкции эта цель не может быть достигнута. В качестве указания на рис. 13 показано это небольшое искажение диаграммы направленности, когда фидер подключен непосредственно к углу треугольной петли.
Рис 13
Если вы внимательно посмотрите на конструкцию антенны на рисунке 4, мы увидим, что треугольники не равносторонние. Длина периметра треугольников не изменилась, но нижние углы треугольников смещены наружу (из-за зазора в точке поделючения фидера). Однако даже в случае с рис. 13 угол раскрытия антенны очень велик, и на ВЧ диапазонах небольшой сдвиг максимального излучения не окажет большого влияния. Действительно, получение S баллов в определенном направлении, а не в определенной части мира. Отметим, что это явление присутствует на прототипе УКВ.
ПоляризацияАнтенна "DL-Special DX" имеет двойную поляризацию. В этой модели двойная поляризация почти поровну разделена между горизонтальной и вертикальной поляризацией. Это может оказаться реальным преимуществом для компенсации замирания на ВЧ-диапазонах. На более высоких частотах, где специально используется горизонтальная или вертикальная поляризация, это позволит использовать и то, и другое без какой-либо обработки. Например, на той же частоте мы можем общаться без комимутации, используя вертикальную поляризацию при одновременном контакте с другой станцией, использующей горизонтальную поляризацию.
Сравниние с YagiКак отмечалось выше, усиление 11 dBi эквивалентно усилению четырехэлементной антенны Яги. Тесты между "DL-Special DX" и четырехэлементным Yagi 9 dBd проводились неоднократно на 144 МГц, чтобы сравнить результаты, полученные на диаграммах, с отчетами, полученными во время контактов. Антенны были размещены на одинаковой высоте на разных мачтах, чтобы избежать возможного сопряжения. Во всех случаях, за редким исключением, во время испытаний в вертикальной или горизонтальной поляризации, при передаче или приеме отчеты в обоих случаях одинаковы. На Рис. 14 и Рис. 15 показаны две антенны, использованные для испытаний (здесь во время полевой работы).
Рис 14. Рис 15.
"DL-Special DX" - это направленная однодиапазонная антенна. Провод, немного изоляторов и вот специальная антенна DX, которую можно построить для любого диапазона с небольшим бюджетом. Эта антенна может быть размещена на небольшой высоте. Импеданс 50 Ом хорошо адаптирован, а широкая полоса пропускания с КСВ, близким к 1 почти по всей полосе, дает ему реальную простоту использования. Широкий угол раскрытия позволяет охватить большие площади со значительным выигрышем. Полость в диаграмме направленности на концах антенны гораздо менее выражена, чем для диполя. Это может привести к контактам и в этих направлениях. Конструкция из проволоки придает ему легкость и устойчивость к непогоде. Она также может легко складывается или скручивается и занимает мало места. Это также вызовет интерес и любопытство станций, которые свяжутся с вами. Так что идите с проторенной дороги и сделайте выбор в пользу его простоты и оригинальности. Вы будете поражены результатом!
3D-диаграмма направленности
Рис 16
Трехмерный вид диаграммы направленности антенны "DL-Special DX", помещенной на четверть длины волны над землей, дает более конкретное представление о лепестках, а также о коэффициенте усиления на разных высотах.
БалунОпять же, эта антенна принадлежит к семейству симметричных антенн. Поэтому рекомендуется использовать балун с коэффициентом 1:1.
Перевод на русский язык - RA3TOX
Май 2021
[ Home ]