Компактный (укороченый) диполь для 80 м и 40 м
Дипл. инж. Питер Джон - DL7YS
Описанная здесь дипольная антенна основана на публикациях 1926 года и, вместо обычных резонансных контуров, имеет всего две катушки. В этой статье представлены результаты экспериментов и полученные данные.Много лет назад мы с женой осуществили свою мечту — приобрели дом с достаточно большим участком земли для размещения антенн любительской радиосвязи. Однако «достаточный» — относительное понятие, когда речь идёт о полноразмерных антеннах для низкочастотных диапазонов. Поэтому я искал компактное решение, позволяющее разместить достаточно приличную дипольную антенну для 80 и 40 метров на участке шириной 30 метров. Вдохновение мне подсказало старое доброе «Руководство по антеннам» [1] Билла Орра, W6SAI.
Идея электрического механического удлинения «слишком коротких» антенн с помощью катушек не нова, и авторы [1] ссылаются на самые ранние публикации по этому принципу, датируемые 1926 годом. Однако, если послушать радиодиапазоны, количество станций, использующих такие антенны, довольно мало. Возможно, это связано с тем, что некоторые люди, пытавшиеся воспроизвести конструкцию, не достигли ожидаемых результатов из-за порой непонятных инструкций по сборке. Я тоже вначале столкнулся с тем же самым.
Структура антенны
Антенна, описанная в [1], представляет собой полноразмерный полуволновой диполь для 40 м, к концам которого прикреплены катушки. Эти катушки действуют как ВЧ-дроссель на частоте 7 МГц и как электрическая задержка на частоте 3,6 МГц. Подробнее об этом позже. Как обычно, в инструкции по сборке от W6SA1 указаны диаметр и длина в дюймах, что так любят жители континентальной Европы. Изначально это не проблема, так как преобразование относительно простое.Однако найти ПВХ-трубу диаметром 22,2 мм и толщиной стенки 3,1 мм в местном хозяйственном магазине становится сложнее. К сожалению, даже небольшие изменения диаметра и длины оказывают существенное влияние на значительно укороченные антенны. Это приводит к тому, что точки резонанса (в данном случае на 80 м) иногда смещаются на полмегагерца. Следовательно, я адаптировал предложение W6SAI по сборке, используя материалы, легко доступные в продаже.
Рис.1. Отрывок из оригинальной публикации [1].Оригинальный 40-метровый диполь состоит из излучателя длиной 21,2 м, а дроссели на его конце рассчитаны на мощность 120 Вт/(мГн). Для этого требуется 235 витков проволоки неизвестного диаметра, намотанной на ПВХ-трубку диаметром 7/8 дюйма (22 см) и длиной примерно 30 см. Я оставил размеры диполя без изменений, и 220 витков медной проволоки диаметром 1 мм на ПВХ-трубе диаметром 25 мм обеспечили ту же надежную работу.
Провод наматывался виток к витку, достигая общей длины 227 мм, с фиксацией полиэтиленовыми хомутами. Однако для достижения точки резонанса в диапазоне CW 80-метрового диапазона мне пришлось сделать удлинительные секции за дросселями длиннее, чем в оригинальной конструкции W6SAI. Там для резонансной точки на частоте 3,555 МГц указано 1,31 м, мне же потребовалось 1,57 м.
В любом случае, необходима корректировка, в том числе в зависимости от условий окружающей среды. И всегда следует помнить, что даже 5 см в большую или меньшую сторону длины антенного провода за дросселями могут привести к сдвигу резонансной частоты примерно на 100 кГц!
Рис.2. Компактный диполь для 80 м и 40 м c немного измененными размерами.К счастью, это не влияет на резонансную частоту в диапазоне 40 м, поэтому можно сколько угодно заниматься настройкой на 80 м, не опасаясь внезапного отказа устройства на 40 м. Мне удалось воспроизвести информацию о ширине полосы пропускания из [1], так что при резонанс в точке SWR 1:1 на частоте 3560 кГц весь CW-диапазон может быть охвачен с КСВ менее 2. Без антенного согласующего устройства антенна может охватить часть SSB-диапазона.
Дроссельная заслонка или резонансный контур?
Мой друг, доктор Питер Брумм, DL7HG (большое ему спасибо!), и я были озабочены вопросом о том, как на самом деле работает антенна. Первоначально я определил индуктивность 90 мкГ с помощью цифрового мультиметра, что показалось мне несколько заниженным. Измерения с помощью L/C-измерителя AADE IIB дали 116 Ом/Гн, а дальнейшие исследования резонансной частоты с использованием известных конденсаторов привели к значению 109 мкГ.Интересно, что измерения катушки с помощью dip-метра, свободно подвешенной в воздухе, выявили собственную резонансную частоту fo = 7,9 МГц, что при 109 мкГ предполагает собственную емкость 3,7 пФ. Эмпирическая формула Медхерста 1947 года, найденная в [2], для определения собственной емкости дает Co = 3,2 пФ, что близко к измерению. Таким образом, катушка, описанная как дроссель в [1], образует резонансный контур со своей собственной емкостью! Можно даже попытаться сдвинуть резонансную частоту до 7,1 МГц, добавив еще несколько витков, но я могу заверить вас, что антенна будет работать и без этого!
Рис.3. Катушка во время измерения индуктивности.Литература:
[1] Орр, В.В.6SAI; Коуэн, С.В.2LX: Справочник по радиолюбительским антеннам. 4-е издание, Radio Publications, Уилтон. 1982.
[2] Лоренц, В.: Расчет размеров однослойных цилиндрических оптимальных антенн с воздушной катушкой. Frequency 24 (1970) № 1, стр. 20-26По материалам журнала "Funk Amator" 7/2016
[ На главную ] [ Антенны ]
