Антенна на диапазон 20 метров с линейной нагрузкой.
Автор: Коул Коллиндж, WОYNF
Полноразмерные антенны хороши, если у вас достаточно высоты и места для них. Но большая часть преимуществ обычно теряется при стандартных установках. Так зачем возиться с невзрачным монстром на крыше дома, если компактная модель меньшего размера справится со своей задачей? В этой статье рассматривается метод, который также исключает необходимость в громоздких и дорогостоящих согласующих катушках.
После сборки трансивера HW-32A моя работа на 20 метрах ограничивалась телефонным диапазоном. Самодельная вертикальная антенна неплохо работала в Штатах, но не для дальних станций. Мои мысли обратились к направленной антенне и алюминиевым трубкам, которые я мог достать для полноразмерной конструкции. Была сконструирована двухэлементная направленная антенна с использованием гамма-согласующего устройства и информации из справочника. Антенна работала электрически, но механическая конструкция оставляла желать лучшего. Она болталась на ветру, как раненая бабочка. Я попытался исправить это с помощью деревянного каркаса, но результат был таким же плохим. Мне нужно было что-то с более короткими элементами, что-то жесткое, что при этом хорошо работало бы. Но все мои исследования привели только к нагрузочным катушкам или другим методам, предполагающим компромисс в отношении потерь.
В моём запасе было четыре отрезка алюминиевой трубы диаметром 7/8 дюйма (22 мм) и длиной 12 футов (3,7 м). Это позволило бы мне получить два элемента общей длиной 24 фута (7,4 м) с минимальным провисанием. Проблема заключалась в том, как их закрепить и компенсировать разницу в физической и электрической длине для получения полуволновой длины. Использование нагрузочных катушек было исключено. Возможность складывания проволоки под элементами казалась перспективной (позже я узнал, что это называется линейной нагрузкой). Это потребовало использования разделённого элемента и опорных стоек для труб.
Для опор элементов были взяты два отрезка алюминиевого швеллера длиной 2 фута (рис. 1). Каждый 12-футовый (3,7 м) отрезок крепился с помощью керамических изоляторов диаметром 1 дюйм (25 мм). Для придания жесткости и предотвращения деформации трубки в месте крепления использовался березовый дюбель диаметром 3/4 дюйма (19 мм). Опоры элементов были снабжены пазами и прикреплены к 10-футовому (3 м) участку телевизионной мачты с помощью одного U-образного болта диаметром 5/16 дюйма (8 мм).
Дополнительная нагрузка в виде сложенной проволоки представляла собой медную проволоку № 12 (2 мм), с которой была снята изоляция, и поддерживалась двумя бакелитовыми блоками на каждом участке элемента. Блоки крепились к трубке небольшими саморезами. Кончики проволочных участков были сформированы в петлю для фиксации их положения.
Рис. 1 — Конструктивные детали антенны.
Настройка и регулировка
В отношении дипольных антенн, питаемых коаксиальным кабелем, я считаю, что для них следует использовать балун или какое-либо согласующее устройство. Эта антенна с раздельным активным элементом, по-видимому, требовала балуна 1:1, поскольку питание осуществлялось по кабелю RG-58/U (рис. 2). Формулы, найденные в справочниках для определения длины элементов антенны, не подходили для конструкции с линейной нагрузкой, поэтому многократно использовался метод проб и ошибок. В заключительных испытаниях для определения суммарной длины активного элемента, равной 35 футам (10,668 м), использовался дип-метр с калиброванным приемником.
Я обнаружил, что увеличение рефлектора на 5% большей длины снижало частоту (около земли), но при поднятии антенны на крышу частота увеличивалась. Расстояние между вибратором и директором в 10 футов (3 м) давало КСВ 3:1, который было очень трудно уменьшить. Тестирование этой схемы в эфире, казалось, указывало на большее усиление в обратном направлении, чем в переднем. После многочисленных испытаний и значительной переделки длины проводов подход с использованием директора вместо рефлектора показал наиболее обнадеживающие результаты. КСВ снизился до 1,5:1, а директор, укороченный на 5%, поднял частоту до телефонного диапазона. Расстояние между вибратором и директором было уменьшено до 7 футов 6 дюймов (228 см).
Рис. 2 - Критичные электрические размеры.Дальнейшие исследования выявили возможность индуктивного согласования для снижения КСВ до более приемлемого уровня. Были опробованы различные длины и ширины шпильки с разными результатами. В итоге получилась шпилька длиной 23 дюйма (58,42 см) и шириной 1,5 дюйма (3,81 см) со слегка веерообразным профилем для соответствия соединениям балуна. Это позволило снизить КСВ на частотах 14 200 кГц и 14 350 кГц, обеспечив ровную АЧХ между ними.
Тесты в прямом эфире
Помощь других радиолюбителей в тестах на соотношение антенны вперед/назад была очень полезна. Средние показатели составили 2,5 единицы S-метра в переднем положении по сравнению с задним. У меня не было эталонного диполя для тестов усиления, но я слышал и работал с дальними станциями больше, чем за последние двадцать лет. Направляющая (бум) установлена на стальной мачте высотой 10 футов над крышей и на высоте 38 футов (11,6 м) над землей. Она весит около 9 кг и вращается с помощью старого типа телевизионного поворотного механизма.
Фотография антенны на вершине мачты автора.По материалам журнала QSТ
[ На главную ] [ Антенны ]
