/
Author: Русинов В.В. Зельдин И.В.
Tags: электроника радиотехника электротехника электрооборудование антенны
Year: 1992
Text
И. В. ЗЕЛЬДИН
В. В. РУСИНОВ
КВ антенны
направленного
действия
«ДИСИ Энтерпрайз, Лтд»
Харьков
1992
Предисловие
Продолжая начатую ранее серию книг о радиолюби-
тельских антеннах, авторы попытались включить в дан-
ный выпуск максимальное количество известных и малоиз-
вестных конструкций антенн для любительской КВ радио-
связи. Многие из приведенных конструкций впервые печата-
ются у нас в стране, многие из них получены непосредст-
венно от их производителей: фирм KLM, HYGAIN ит.д.
Часто можно слышать комментарии радиолюбителей,
что тот, кому отвечают первому в PILE UP или тот, кто
успешно выступает в международных соревнованиях, рабо-
тает с мощностью в 5—10 КВт. Это не так!!! Если каж-
дый будет помнить выражение PLHPO, приведенное в книге
Джерри Кинга (VE3GK) то он сразу сможет себе предста-
вить последовательность факторов способствующих успе-
ху: Р — прохождение, L — QTH, Я — высота антенны, А —
размеры и тип антенны, Р — мощность передатчика, О —
оператор.
Мы хотели бы выразить благодарность Бересневу Д. В.
UB5LAW, RB5LF и всем радиолюбителям, которые помогли
нам в создании второго издания и тем, кто прислал свои
отзывы и замечания, которые были учтены при составле-
нии этого справочника. Надеемся, что книга будет хорошим
подспорьем для радиолюбителей, желающих построить эф-
фективную направленную антенну.
73!
И. Л. Зельдин (UB5LCV), В. В. Русинов (UB5LGM).
3
Квадраты
Многим радиолюбителям, не имеющим возможности вра-
щать свою антенну, можно рекомендовать простую конструк-
цию антенны «двойной квадрат», направленную в определен-
ную сторону. Такая конструкция была предложена Рудо-
льфом Бэчером (WA3JYI) и не требует большого числа дефи-
цитных материалов, что позволяет легко установить ее на
крыше или в полевых условиях.
Для установки данной антенны достаточно иметь мачту
высотой 12—15 метров и четыре деревянных (или бамбуко-
вых) распорки, которые растягивают рамки антенны и фик-
сируются капроновым шнуром в разные стороны. Используя
данный принцип, можно относительно быстро собрать эффек-
тивную антенну для направленной работы в соревнованиях
типа ARRL, AA-DX и др., разместив не две, а три или четыре
рамки. По данным автора, антенна состоящая из двух эле-
ментов имела коэффициент усиления в сторону основного из-
лучения не хуже 6 дБ и соотношение вперед-назад было луч-
ше 20 дБ. Антенна FIXED DIRECTION QUAD показана на
рис. 1.
Новозеландский радиолюбитель ZL2BDA предложил кон-
струкцию антенны «двойной квадрат» для диапазона 20 мет-
ров, усиление которой чуть меньше, чем у полноразмерного
«квадрата», а фактические размеры антенны немного превы-
шают размеры обычного «двойного квадрата» для диапазона
10 метров (рис. 2).
4
Антенна питается коаксиальным кабелем с волновым со-
противлением 75 Ом. Обе рамки имеют одинаковые размеры.
Напряжение питания директора сдвинуто по фазе при-
мерно на 135 градусов и подается через двухпроводную фази-
рующую линию с волновым сопротивлением 300 Ом. Ровно
посредине линия перекрещивается. Катушки L1 и L2 наматы-
ваются на каркасах из диэлектрика диаметром 45 мм и содер-
жат соответственно 30 и 25 витков провода, диаметром 1 мм.
Шаг намотки — 2,4 мм. На рисунке также показан еще один
вариант выполнения этой антенны. По данным автора следу-
ет, что при одинаковом удалении катушек индуктивности L1
и L2 от земли, нижний вариант является более эффективным.
Настраивают антенну с помощью гетеродинного индикатора
резонанса. Резонансная частота вибратора должна быть —
14250 кГц, а резонансная частота директора 14050 кГц. По
данным ZL2BDA КСВ антенны во всем диапазоне перекрыва-
емых частот не превышает — 2. Используя этот же принцип
можно реализовать «ZL MINI QUAD» на диапазоне 40 М с
размерами несколько превышающими габариты полнораз-
мерного «двойного квадрата» на диапазон 20 м.
5
Конструкция гибридного «двойного квадрата» показана
на рис. 3.
Конструкция и размеры гибридного квадрата
Рис. 3
В данной конструкции вместо рамочного директора, ис-
пользуется горизонтальный пассивный элемент, как у антен-
ны типа YAGL
Антенна рассчитана для работы на диапазоне 20 М. Запи-
тывается антенна коаксиальным кабелем с волновым сопро-
тивлением 50 Ом. Изменяя размеры вибратора, антенну на-
страивают на резонансную частоту. График КСВ гибридного
квадрата показан на рис. 4.
По данным автора этой конструкции Ральфа Волле
(WB8VCS) усиление антенны около 7 дБ по сравнению с пол-
уволновым диполем, а соотношение излучения вперед-назад
колеблется от 12 до 20 дБ.
Американский радиолюбитель Кэм Пирс (K6RU) разра-
ботал и сконструировал вращающуюся двухэлементную ан-
тенну для диапазонов 40 и 80 М, которая выполнена на базе
имеющегося волнового канала. См. рис. 5.
Удлинив траверсу на 2,44 м с каждой стороны и укрепив
на них горизонтальные планки из бамбука (или стеклопла-
6
График КОВ гибридного квадрата
40 Ц05 W 4* 42 425 43 4,35
Частота (Мгц)
Рис. 4
7
стика) длиной 4,87 М, автор разместил на них два элемента
типа «дельта».
Длина шлейфа вибратора для диапазона 40 м равна 2,32
метра. Настраивают антенну сначала по минимальному зна-
чению КСВ на резонансной частоте, изменяя при этом длину
шлейфа вибратора, а затем добиваются максимального соот-
ношения излучения вперед-назад, подбирая длину шлейфа
рефлектора.
Вибратор 40-метрового диапазона может использоваться
как вертикальный излучатель на диапазоне 80 м.
Настраивается вибратор с помощью переменного конден-
сатора емкостью около 500 пф., включенного в разрыв цент-
ральной жилы питающего коаксиального кабеля. Оплетка ка-
беля должна быть присоединена к противовесам длиной, рав-
ной 1/4; на диапазон 80 м. Используя метод емкостной на-
стройки, можно получить вращаемый вариант антенны на 80
м, настроив соответственно рефлектор. По данным автора ан-
тенна хорошо себя зарекомендовала при проведении дальних
QSO.
Переключаемая антенна типа Delta Loop для диапазона
40 м показана на рис. 6. Эта антенна разработана радиолюби-
телем Тони Депрато (WA4JQS).
Рис. 6
Она имеет общий рефлектор и излучает в две противопо-
ложные стороны. По данным автора антенна имеет следую-
щие характеристики: усиление — 10 дБ, соотношение излу-
чения вперед-назад — 25 дБ. Запитывыется антенна коакси-
8
алвным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом через чет-
вертьволновую линию, выполненную из коаксиального кабе-
ля с волновым сопротивлением 75 Ом, при этом следует учи-
тывать коэффициент укорочения, равный 0,66 для данного
кабеля.
Ниже приводятся расчетные данные для всех элементов
антенны и фазирующей линии:
Элемент Длина
Вибратор: 984/7,05 - (фут.) - 42,54 м
Рефлектор: 1030/7050 - (фут) - 44,53 м
Директор №1 и № 2
Директор Nt 1 и Nt 2: 935/7050 - (фут.) - 40,42 м
Длина фазирующей
линии: 246x0,66/7050 - (фут.) - 7,02 м
Используя принцип конструкции антенны WA4JQS, ра-
диолюбитель Пол Кайсел (K7CW) разработал антенну, кото-
рую можно рекомендовать для успешного участия в междуна-
родных соревнованиях. Автор использовал свою систему для
диапазона 40 м. Способ выполнения антенны показан на
рис. 7. По данным автора, антенна показывала отличные ре-
зультаты в переключаемых направлениях излучения.
Многие радиолюбители не имеют возможности поставить
в своих условиях полноразмерный двойной квадрат на 40 м
или даже на 80 м диапазон. Существует несколько способов
уменьшения размеров рамок, используя принцип емкостного
9
укорочения. На рис. 8. показаны методы выполнения емкост-
ной настройки рамок антенны с укороченными размерами.
МыюВомюаяноц настро/ка/
рамотих т/Зраторов
Рис. 8
Используя данный принцип емкостной настройки, радиолю-
битель Роджер Спаркс (W7WKW) сконструировал антенну
типа «двойной квадрат» для диапазона 40 м. Размеры рамок и
способ выполнения емкостной настройки показаны на рис. 9.
Настраивают антенну изменяя длину отрезков «А», длина
которых для вибратора составляет — 3 м, а для рефлектора
3,9 м.
Добившись минимального значения КСВ на резонансной
частоте антенну настраивают по максимальному соотноше-
нию вперед-назад. По данным автора величина соотношения
излучения вперед-назад не хуже 12 дБ, достигая значения 30
дБ со стороны некоторых корреспондентов.
10
4
Рис. 9
Следует заметить, что изменение длины отрезков «А» на
30 см ведет к изменению резонансной частоты на 100 кГц.
Наиболее минимальной значение КСВ получается при
использовании коаксиального кабеля с волновым сопротивле-
нием 50 Ом.
Дополнительное применение согласующего устройства
также ведет к снижению КСВ.
Данная антенна имела выигрыш в два балла по сравнению
с вертикальным четвертьволновым излучателем. Расстояние
между элементами такое же, как и у обычного «двойного
квадрата» и составляет 6 метров.
Для тех, кто хотел бы сконструировать антенну типа
«двойной квадрат» для диапазона 80 метров, английский ра-
диолюбитель G3FPQ сконструировал антенну, используя ме-
тод емкостной настройки. Размеры рамок антенны G3FPQ
чуть больше размеров рамок для обычного «двойного квадра-
та» на 40-метровый диапазон. Размеры рамок антенны
G3FPQ и способ выполнения емкостной настройки показан на
рис. 10.
Расстояние между рамками — 0,151 и равно 12 м, при
этом входное сопротивление антенны составило 30 Ом. Ши-
рина полосы излучения при значении КСВ не хуже 2 состави-
ла 90 кГц.
По данным автора, соотношение излучения вперед-назад
было не хуже 30 дБ.
11
Настраивают антенну, изменяя длину емкостных элемен-
тов, расположенных параллельно вертикальным сторонам ра-
мок.
Прежде чем перейти к описанию многодиапазонных и
многоэлементных антенн типа «двойной квадрат» авторы
считают необходимым предложить еще одну конструкцию
антенны типа «двойной квадрат», которая называется «Экс-
пандед Квад» или X-Q т. е. квадрат с увеличенными размера-
ми. На рис. 11. показан чертеж антенны, а в таблице размеры
самой антенны.
Рис. JJ
12
Диапазон Длина стороны, м Расстояние между элементами, м Длина шлейфа директора, м Длина шлейфа рефлектора, м
40 20,27 5,18 9,75 11,43
20 10,18 2,59 4,85 5,72
15 6,77 1,73 3,23 3,81
10 5,03 1,30 2,38 2,82
Усиление антенны типа X-Q — 9,5 дБ по отношению к
полуволновому диполю. Наибольшее значение усиления до-
стигается при расстоянии между элементами равному 0,125Л,
при этом соотношение излучения вперед-назад больше 22 дБ.
Входное сопротивление антенны очень большое и лежит в
пределах 2000—4500 Ом, поэтому для запитки антенны не-
симметричным коаксиальным кабелем следует применять
четвертьволновую линию передачи, запитанную через пол-
уволновой трансформатор, выполненный из коаксиального
кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом. Питающий коак-
сиальный кабель также имеет волновое сопротивление 75 Ом.
Настраивают антенну X-Q в два этапа. Вначале проверя-
ют значение КСВ на резонансной частоте, затем, изменяя
длину шлейфа рефлектора (директора) добиваются макси-
мального значения соотношения вперед-назад.
Минимальное значение КСВ на резонансной частоте до-
стигается подбором электрической длины четвертьволновой
линии.
Возможно и другое выполнение питающей линии антенны
типа X-Q.
Описание многодиапазонных и многоэлементных антенн
типа «двойной квадрат» авторы решили начать с описания
конструкции В. Швыдкого (UH8CT), которая получила ши-
рокое распространение среди наших радиолюбителей. Автор
поставил перед собой задачу изготовить механически про-
чную и эффективную конструкцию. В основу положена кон-
струкция типа «еж», но здесь шесты не сходятся в одной точ-
ке, а разнесены по вертикали на расстояние 2 метра. Это по-
зволило уменьшить длину шестов и тем самым повысить жес-
ткость конструкции антенны. Механическая прочность ан-
тенны также увеличена применением деревянных распорок
3,4.
Конструкция антенны показана на рис. 12.
1 — мачта дюралюминиевая длиной 3,8—4 м, наружный
диаметр 60 мм, 2 — шест деревянный (бамбук, стеклопла-
стик) длиной 3,9 м, 3 — распорка деревянная длиной 3,8 м, 4
13
— стойка деревянная длиной 2,6 м, 5 — муфта стальная (по
диаметру мачты), 6 — уголок стальной 35x35x5 мм.
Рис. 12
Расположение рамок и расстояние между ними показаны
на рис. 13.
директоры Н2^28/1гл(
ь
Г Лгремюр 28 Мгц
§
I вабралюя 14МЧ
, дирылюры 2128Йл(
ц/фалюл*!2%28Мгл
Рис. 13
14
Для того, чтобы соблюсти строго установленный угол при
приваривании уголков к муфтам рекомендуется пользоваться
приспособлением, показанном на рис. 14.
Б — предварительная разметка заготовки для муфт, А —
схема сборки.
Все рамки выполнены из медного провода диаметром 2—3
мм. Рамки диапазона 14 мГц укрепляют непосредственно на
шестах, а рамки других диапазонов растянуты капроновым
шнуром.
Размеры рамок и шлейфов приведены в таблице.
Диапазон МГЦ Часяояа масяроави антемни, Мгц PQSMfflU &9ОРМ СМ Озимо итоЗоа. см
Оирекоо ров виОраго па тара
/0 500 530 50о 60
о/ 202 306 360 360 Оо
гв 28,6 205 за 270 во
Запитывается антенна коаксиальным кабелем с волновым
сопротивлением 50 Ом. Во избежание перекоса диаграммы
направленности желательно применить симметрирующий
трансформатор, который выполняется на ферритовых коль-
цах.
15
Настраивают антенну общепринятым способом, добива-
ясь максимального соотношения излучения вперед-назад.
Желательно повторить несколько раз настройку, что исклю-
чит возможные неточности в настройке элементов. При со-
блюдении всех размеров рамок и расстояний между ними зна-
чение КСВ в фидере получится приемлемым без дополни-
тельных регулировок.
Данная антенна хорошо себя зарекомендовала как в со-
ревнованиях, так и при проведении дальних радиосвязей.
Исходя из оптимальных расстояний рефлектор-вибратор
и вибратор-директор радиолюбителем И. Зельдиным
(UB5LCV) была разработана конструкция четырехэлемент-
ной антенны типа «квадрат» для диапазонов 21 и 28 мГц.
Поскольку длина рамок подбирается с помощью шлейфов в
процессе настройки, то на рис. 15. даны только расстояния
между элементами. Приблизив рефлектор к вибратору, уда-
лось получить соотношение излучения вперед-назад — 28 дБ.
Настраивается антенна по общепринятой методике.
На рис. 16. показана антенна типа «двойной квадрат»,
состоящая также, как и антенна UH8CT из трех элементов на
диапазон 20 м, четырех элементов на диапазон 15 м и пяти
элементов на диапазон 10 м. Размеры рамок даны в таблице.
Четырех элементная антенна типа «квадрат» для диапа-
зонов 20 и 15 м и пятиэлементная — для диапазона 10 м
показана на рис. 17.
16
Awwwa 3,4 u5eI Qaaa
4взм
2,Мм
2,74м
135 м
(№)
Диатзом №ц 74 27 28
Рефлектф (см) 2275 7480 *Ю4
&Ooamqp (ем) 2722 7452 1V62
Дцректор1(см) 2780 ri75 *>54
Директор2(см) ria 7054
Директор^ (ем) *>54
Рис. 16
Атка 4u5eL Quab
203м 2,03м 4,04м 406м
Ae«a eiriA. fganfj
Диалазом Мгц 74 27 28
Pegotetmop (ом) 2207 М75 *>88
Вибро/пор (см) 2f46 7455 *>58
Директор f (см) 2fO6 74OS 7024
Директор 2. (см) 2706 7405 7024
Директор 3 (см) 7024
Рис. 17
17
Размеры рамок приведены в таблице.
Являясь хорошей конструкцией для диапазонов 20 и 15 м,
антенна, показанная на рис. 18, по мнению авторов не может
иметь такие же характеристики для диапазона 10 м, в виду
того, что расстояния между элементами не будут оптималь-
ными для этого диапазона. Размеры рамок приводятся в таб-
лице.
Аитеша Quao
А, 2128 Мгц
3,05*3,05*3,05*
рёф. sofa pipf дор2
Диапазон Мц 14 21 28
Рефлектор 2200 1485 1088
Вибратор fe^ 2140 1443 1068
ДиректарМс") 210В Mf2 1024
Дцрвктф2(Ьи) 2106 1412 1024
Рис. 18
Антениа , Afavs/ee Quod *
132 2.44 244
лив
дир2
еив/дидг/ дие2/дчдЗ/ дфз/дця!/ дидШидв/
Диапазон *гц 14 21 28
РесркектсрЮ* 0225 1495 1114
вибратор (см) 2149 1455 Ю7Р
Директор 1 (см/ 2ОР4 1049
Директор S (ем) вови 14Ю 1049
Директора (см) 2084 1410 1049
Директор 4 (ем) — 1049
Директор S (см) — — 1049
Рис. 19
18
Данная антенна названа «MONSTER» (рис. 19). При сво-
их больших размерах она имеет оптимальные расстояния
между элементами, что дает возможность достичь очень хо-
роших результатов и характеристик на диапазонах 20,15 и 10
м. Соотношение излучения вперед-назад на всех диапазонах
не хуже 32 дБ, а усиление составляет 10,5 дБ по отношению к
полуволновому диполю на диапазонах 20 и Ими 11 дБ на
диапазоне 10 м.
Антенна нуждается в многократном повторении процеду-
ры настройки элементов и только после этого можно достичь
отличных результатов в ее работе.
19
Антенны американской фирмы
KLM electronics Inc.
Известной американской калифорнийской фирмой KLM
выпускающей аппаратуру и антенны для радиолюбителей,
была разработана высокоэффективная серия антенн для КВ
диапазонов, получившей название «Big Sticker», а также
трехдиапазонные варианты антенн типа КТ34ХА и КТ34А.
Эти антенны получили широкое распространение среди ради-
олюбителей всего мира, «big sticker» используют многократ-
ные призеры крупнейших международных соревнований та-
кие как КР2А, ОН2ВН и другие.
Особеностью конструкций антенн серии «Big Sticker» яв-
ляется применение синфазной запитки элементов, которая
придает антенне широкополосность во всем диапазоне пере-
крываемых частот с сохранением постоянного КСВ, усиления
и соотношения вперед-назад (F/B), чего не наблюдается в
большинстве антенн типа yagi и quad. Применение длинного
бума обеспечивает антенне усиление большее, чем у обычных
шестиэлементных антенн типа волновой канал.
Характеристики антенн серии «Big Sticker» для диапазо-
нов 20,15 и 10 м следующие:
усиление по сравнению с полуволновым диполем — 11,5 дБ
соотношение излучения вперед-назад (F/В) — 24 дБ
подавление бокового излучение (F/S) — 40 дБ
Для диапазона 40 м антенна серии «Big Sticker» имеет
следующие характеристики:
Усиление по сравнению с диполем — 7,2 дБ
Соотношение излучения вперед-назад — лучше 20 дБ
КСВ — менее 1,5 в диапазоне от 7,0 до 7,3 мГц.
Входное сопротивление антенн фирмы KLM — 200 Ом,
поэтому питаются они коаксиалным кабелем с волновым со-
противлением 50 Ом через полуволновый трансформатор,
выполненный из коаксиального кабеля с волновым сопротив-
лением 50 Ом.
При расчете полуволнового трансформатора следует обя-
зательно учитывать коэффициент укорочения, равный 0,66
для коаксиальных кабелей типа РК.
20
Размеры антенн типа «Big Sticker» для диапазонов 20,15 и
10 м показаны на рис. 20, 21 и 22.
Антенна KLM fiacewuHut Янины анеммм Г' №м /О, 499м 4ввм ГУ 49S* &О5М ______X X 449м 2Нм V Л $<** 179м Г\ 5,62м Рис. 20 Аитениа 9Sm. *&g ЗМекен' f Q69M
1 5 7 I Г~\ 6,65м XX — .„„ $Ом /\ $9М Г~\ ^39М Рис. 21 Антенна Юм "Bi^SficHeH'
i £ f 'Х 46м — 48м — 4Х2м
$ 1 _ * х 43м §о4м KSM Рис. 22
21
«Big Sticker» для диапазона 40 м выполнен с укороченны-
ми элементами. Укорочение достигнуто применением труб-
чатых линейно-настраиваемых секций, которые вносят ми-
нимальные потери и электрически удлиняют элементы ан-
тенны. Размеры антенны «Big Sticker» для диапазона 40 м
показаны на рис. 23.
Ц9? I Р32ММ 026м* 02Омм
CV5T
8
Ж/неЛн. иастнае-
SOeewtf «лелеен/п
$77
$6?
f89
точнее нотанон
{тнанерор". 5ООт
tes t
4вЗ
центр Ядтгднсц
Лесстояяет ц тетесех
Рис. 23
22
На рисунке 24, показано выполнение узлов линейно на-
страиваемых секций, а на рис. 25. выполнение фазосдвигаю-
щей питающей линии.
23
Фирмой KLM были разработаны также 5-элементные ан-
тенны серии «Big Sticker», размеры которых приводятся на
рис. 26 и рис. 27, для диапазонов 40 и 20 м.
Анпеша KLM 5 зл РМщ
/98^8 /90,8 /9^8
Дах* еооО*
Ум/юше Юдб,еоо8шошмиеР/в2.з/1Б
Рис. 26
Амеша KLM 5м 14 Мгц
Рис. 27
Хорошим аналогом трехдиапазонной антенны КТ34А
явилась разработка ростовских радиолюбителей, которая
24
учитывает отечественные стандарты диаметров труб и имею-
щихся у нас материалов.
Антенна получила название РВ-12 и была повторена мно-
гими радиолюбителями.
Усиление антенны РВ-12 не хуже 8 и дБ по сравнению с
полуволновым диполем, а соотношение излучения вперед-
назад не хуже 20 дБ. Входное сопротивление антенны 200 Ом,
а КСВ не выше 1,5 на диапазонах 20,15 и 10 м.
Размеры антенны, а также диаметры труб показаны на
рис. 28.
Трехдиапазмная амиша UMLD.UA6U},UA6LU
Рис. 28
25
Последней в трехдиапазонной серии антенн фирмы KLM
явилась модель КТ34ХА, превосходящая по своим характе-
ристикам многие однодиапазонные системы. Удлинив в два
раза длину траверсы, добавив один оптимально расположен-
ный полноразмерный элемент на 10 м и еще один трех-резо-
нансный элемент, удалось увеличить усиление на 4 дБ для
диапазона 10 м и на 2—2,5 дБ для диапазонов 20 и 15 м.
Характеристики антенны КТ34ХА следующие:
диапазон перекрываемых частот:
14,0—14,350 мГц, 21,0—21, 21,450 мГц, 28,0—29,0 мГц.
Усиление антенны по сравнению с полуволноаым диполем:
20 м — 8,5—9 дБ
15 м — 9,—9,5 дБ
Юм — 11-11,3 дБ
Соотношение излучение вперед/назад — не хуже 20 дБ,
Подавление бокового излучения — не хуже 40 дБ.
Входное сопротивление антенны КТ34ХА — 200 Ом
Питание антенны произаодится через согласующий трансформатор 4:1.
26
Принцип электрического удлинения элемента антенны
КТ34ХА показан на рис. 30.
Трехвиамзонныи
днеменя
Описание зммеита
КГ-МХА
Рис. 30
д-гввн 20*
Трехрезыаммая секция аммины КТ-МХА
Рис. 31
В заключение следует отметить, что все антенны фирмы
KLM в какой-либо дополнительной настройке не нуждаются
ввиду их широкополосности.
27
Логопериодические антенны
Американский коротковолновик Родс (K4EWG), начиная
с 1973 года опубликовал ряд разработок логопериодических
антенн, названных им LPDA (Lod periodic dipole array).
Эти однодиапазонные антенны имеют следующие харак-
теристики (по данным автора)
1. Диапазон
2. Угол излучения
3. Ширина лепестка диаграммы
4. Усиление
6. Соотношение вперед/назад
6. Соотношение вперед/вбок
7. Входное сопротивление
8. КСВ
14—14,350 мГц
14,92 градуса
42 градуса
11.5 дБ
32 дБ
45 дБ
37 0м
(от 14,0 до 14,350)1—1,3
Общий чертеж антенны показан на рис. 32.
28
Ниже приведены размеры антенн типа LDPA для диапа-
зонов 7,10,14,18, 21, 24 и 28 мГц.
Log- Yaqi 7 мГц
Элемент Длина (см) Расстояние (см)
Рефлектор 2218,86 365,17 (реф. — L1)
L1 2142,86 214,85 (d12)
12 2035,67 203,56 (d23)
L3 1933,84 193,38 (d34)
L4 1837,11 644,42 (дир. — L4)
директор 1961,71
длина бума 1621,38
Log-Yaqi 10 мГц
Элемент Длина (см) Расстояние (см)
Рефлектор 1537,82 253,46 (реф. — L1)
' L1 1485,15 • 148,51 (d 12)
L2 1415,21 141,52 (d23)
L3 1348,57 134,85 (d34)
L4 1287,07 446,63 (дир. — L4)
Директор 1359,60
Длина бума 1124,99
г Log — Yagi 14 мГц
Элемент Длина (см) Расстояние (см)
Рефлектор 1109,43 182,85 (реф. — L1)
L1 1071,43 107,14 (d 12)
L2 1014,28 101,42 (d23)
L3 960,17 96,01 (d34)
L4 908,90 322,21 (дир. — L4)
Директор 980,85
Длина бума 809,65
Log — Yagi 18 мГц
Элемент Длина (см) Расстояние (см)
Рефлектор 859,64 141,68 (реф. — L1)
L1 830,19 83,01 (d 12)
L2 790,95 79,09 (d23)
L3 753,56 75,35 (d34)
L4 717,93 249,66 (дир. — L4)
Директор 760,01
Длина бума 682,82
Log — Yagi 21 мГц
Элемент Длина (см) Расстояние (см)
Рефлектор 739,61 121,90 (реф. —L1)
L1 714,28 71,42 (d12)
L2 679,97 67,69 (d23)
L3 641,60 64,16 (d34)
L4 608,08 214,81 (дире. — L4)
Директор 653,90
Длина бума 540,00
29
t
к
Log— Yogi 24 мГц
Элемент Длина (см) Расстояние (см)
Рефлектор 624 102,85 (реф. — L1)
L1 602,65 60,26 (d 12)
L2 574,45 57,44 (d23)
L3 547,57 54,75 (d34)
L4 521,94 181,23 (дир. — L4)
Директор 551,70
Длина бума 456,55
Log — Yogi 28 мГц
Элемент Длина (см)
Рефлектор 554,71
L1 535,71
L2 501,38
L3 469,24
L4 439,17
Директор 490,42
Длина бума 403,17
Расстояние (см)
91,42 (реф. — L1)
53,57 (d 12)
50.13(d23)
46,92 (d34)
161,10 (дир. —L4)
Аналогичную антенну для диапазона 14 мГц сконстури-
ровал радиолюбитель OK2RZ, который удлинил траверсу и
добавил седьмой элемент. По мнению автора это существенно
улучшило характеристики антенны размеры которой приве-
дены на рис. 33.
7э/гемек/яо# - & Мгц
Рис. 33
30
Японский радиолюбитель JH1ZGA разработал конструк-
цию для диапазона 29 мГц, в котором он использовал прин-
цип работы логопериодических антенн. Резонансная частота
антенны 28,6 мГц, а КСВ — от 1 до 1,5 сохраняется в диапазо-
не от 28,0 до 29,7 мГц!
Входное сопротивление антенны 200 Ом, питание осуще-
ствляется коаксиальным кабелем с волновым сопротивлени-
ем 50 Ом через трансформатор 4:1 или другим способом.
По данным автора усиление антенны приблизительно эк-
вивалентно 6 элементному волновому каналу.
Размеры антенны JH1ZGA показаны на рис. 34.
Фирмой KLM была разработана логопериодическая ан-
тенна работающая в диапазоне от 13,7 до 30 мГц. Особенно-
стью данной конструкции является равномерное соотноше-
ние излучения вперед/назад — 15 дБ во всей полосе частот,
что не всегда достигается в многодиапазонных антеннах.
Усиление данной антенны — 4,5 — 5 дБ, что чуть меньше
усиления однодиапазонного трехэлементного волнового ка-
нала. Результаты работы антенны KLM показали, что усиле-
ние Log-Yagi на 5—6 дБ больше, чем у обычного диполя на
такой же высоте.
Антенна KLM «Log Yagi» показана на рис. 35.
Американские радиолюбители Джордж Смит (W4AEO) и
Пол Шольц (W6PYK) разработали логопериодические антен-
31
pactmoouaM
длины зленвимам
Рис. 35
и
да оу
32
ны, работающие в широком диапазоне частот: 10 элементов
(14—29 мГц) и 9 элементов (10—30 мГц), усиление антенн
6,7 дБ у 10-элементной Log-Yagi и 5,9 дБ у 9-элементной
Log-Yagi, по сравнению с диполем.
Размеры антенн показаны на рис. 36.
Авторы также предлагают размеры 14 и 19 элементных
Log-Yagi, размеры которых показаны ниже:
14-элементная, усиление 8 дБ
Элемент Длина (м) Расстояние (м)
1 10 S1 3.7
2 9,4 S2 3.4
3 8.5 S3 3
4 7,9 S4 2,8
5 7,2 S5 2,6
& 6.6 S6 2.4
7 6 S7 2,2
8 5,6 S8 2
9 5,1 S9 1,8
10 4,7 S10 1,6
11 4,3 S11 1,5
12 3,9 S12 1,4
13 3,6 S13 1,3
14 3,3 S14 итого 29,7 м
19-элементная Log-Yagi, усиление 8,9 дБ
Элемент Длина (м) Расстояние
1 10 S12 3,7
2 9,6 S2 3,5
3 9.1 S3 3,3
4 8.5 S4 3.1
5 8.1 S5 3
6 7.6 S6 2,8
7 7,2 S7 2.7
8 6,8 S8 2,5
9 6.4 S9 2.3
10 6 S10 2,2
11 5,7 S11 2,1
12 5.3 S12 2
13 5 S13 1.9
14 4.8 S14 1,7
15 4,5 S15 1.6
16 4,2 S16 1,5
17 4 S17 1.4
18 3,7 S18 1,3
19 3.5 S19 итого 43 метра
Большим преимуществом данных антенн является посто-
янный КСВ и усиление во всем диапазоне перекрываемых
частот.
Джордж Смит, (W4AEO) также предложил конструкцию
Quad log-Periodic fixed beam antennas сохраняя принцип рас-
чета Log-Yagi.
33
Смит рассчитал и построил QLP антенны ля диапазонов
20 и 40 метров. Усиление такой антенны для диапазона 20 или
40 метров от 10 до 12 дБ по сравнению с полуволновым дипо-
лем, а полоса пропускания около 500 кГц.
Питание всех рамок квадратов осуществляется через
двухпроводную передающую линию и ВЧ энергия распреде-
ляется также как и у обычной логопериодической антенны.
Общий вид QLP антенны показан на рис. 37.
34
Размеры рамок и расстояние между ними показано на рис.
38, даны в таблице. Nt элемента квадрата 1 2 3 4 5 Длина стороны (м) Общая длина рамки (м) 6,1 24,38 5,49 21,95 4,95 19,81 4,50 17,98 4,11 16,46
Расстояние между элементами
S 1 2 3 4 Длина (м) 2,26 2,04 1,83 1,46
Размеры QLP для диапазона 40 метров
Nt элемента кввдрата Длина стороны (м) Общая длина рамки (м)
1 12,19 48,77
2 10,97 43,89
3 9,91 39,62
4 8,99 35,97
5 8,23 32,92
Расстояние между элементами
S Длина в метрах
1 4,51
2 4,08
3 3.66
4 2,93
Линия питания может быть выполнена также как и в кон-
струкции K4EWG. Автор предлагает вариант выполнения пи-
тающей линии показанной на рис. 39.
Рис. 39
35
Входное сопротивление антенны колеблется от 200 до 300
Ом и питание коаксиальным кабелем осуществляется через
ВЧ трансформатор с коэффициентом трансформации 4/1
Настройка QLP антенны сводится к согласованию ее вход-
ного сопротивления с волновым сопротивлением кабеля 50
или 70 Ом, что особого труда не составляет.
Элементы антенны в настройке не нуждаются, так как
логопериодические антенны рассчитаны на широкополос-
ность излучения с равным КСВ.
Оригинальную конструкцию антенны LPDA для диапазо-
нов 14—30 мГц разработал Фред Шольц (К6ВХ1)
Конструкция и размеры которой показаны на рис. 40.
Рис. 4G
Питание антенны осуществляется коаксиальным кабелем
с волновым сопротивлением 75 Ом через симметрирующий
трансформатор с коэффициентом трансформации 1 /1.
36
Данные КСВ полученные автором на различных диапазо-
нах приведены ниже:
20 м 17 м 15 м 12 м 10 м
14050-1,4 18070-1,3 21050-1,1 24900-3 28050-2,8 28950-2,4
14150-1,8 18120-1,4 21150-1,2 21950-3,2 28150-2,8 29050-2,3
14250-2,4 14350-2,8 18160-1,4 21250-1,4 21350-1,8 21450-2,1 24990-3,2 28250-2,8 29150-2 28350-2,7 29250-1,7 28450-2,7 29350-1,7 28550-2,7 29450-1,6 28650-2,6 29550-1,4 28750-2,6 29650-1,3 28850-2,5
Как и все логопериодические антенны данная конструк-
ция ни в какой дополнительной настройке не нуждается.
Одной из разновидностей логопериодических антенн яв-
ляется 5-ти элементная антенна названная «Log Periodic
vertical», общий вид которой показан на рис. 41.
Рис. 41
В основе данной конструкции лежит известный ранее
принцип работы логопериодических антенн для работы на од-
ном диапазоне. Выполнение фазосдвигающей линии и разме-
ры антенны показаны на рис. 42.
37
5-ли лшие/яная оняеша
В таблице приведены необходимые размеры и расстояние
для антенн рассчитанных на диапазоны 80, 40 и 20 м. Усиле-
ние антенны «Log Periodic Vertical» не хуже 10 дБ по сравне-
нию с полуволновым диполем.
1исюазон (Мгц) 3,5-4,0 3,8-40 ^0-7,3 ito-/44
Li 21,55 /9,8? 10,66 5,35
L2 2Q42 18,89 10,03 503
Z3 19,98 16,96 &34 4,29
L4 ?524 1$71 9,46 3,95
LS 15,1 12,19 6,09 3°4
Si 9,14 9 92 4,29 21,73
32 825 4,3? 3,96 1,98
S3 %31 9,01 3,63 1,83
S4 $19 5,48 2,94 1,52
Общ. д/rUMQfNj 30,48 2%7 14,69 Ъ32
Цяииа м<мш(м) 24, 58 22,86 1324 314
Цлина cmfauM 13,71 12,19 % 62 6,09
38
Антенны с синфазной запиткой
Системы вибраторных антенн могут быть размещены в
различных плоскостях (в вертикальной или горизонтальной)
для достижения соответствующего усиления в заданном на-
правлении. Различные коэффициенты усиления могут быть
достигнуты в зависимости от типов антенн и их размеров.
Следует учесть, что все антенны должны быть одинаковы и
вибраторы запитаны в фазе. Нет ничего удивительного в сло-
ве «фаза», это лишь означает, что энергия в две антенны дол-
жна поступать одновременно. Линии питания к каждой ан-
тенне должны быть одинаковой длины.
Если коаксиальные кабели имеют волновое сопротивле-
ние 50 Ом и вы соедините их параллельно, то общее сопротив-
ление будет 25 Ом. Для правильной запитки необходимо ис-
пользовать двойной четвертьволновый согласующий транс-
форматор, выполненный из коаксиального кабеля с волновым
сопротивлением 75 Ом.
Входное сопротивление четвертьволновой линии зависит
от сопротивления нагрузки и определяется по формуле:
Zs = Z02/Zr
Zs — эквивалентное входное сопротивление четвертьволновой секции
Zo — эквивалентное сопротивление четвертьволновой линии
ZR — эквивалент сопротивления нагрузки;
Пример: Zs - 75 2/50 - 5625/50 - 112,5 Ом.
112,5 Ом четвертьволновая линия, 50 Ом нагрузка 3,43 на
частоту 14,2 мГц
Схема запитки антенны через четвертьволновый транс-
форматор показана на рис. 43.
Расстояние между антеннами также имеет большое зна-
чение для достижения оптимальных результатов. Оптималь-
ное расстояние это то, что дает максимально возможное уси-
ление антенной системы. Диаграммы направленности и углы
излучения для различных расстояний между антеннами при-
ведены на рис. 44, 45.
Наилучший компромисс достигается при расстоянии 3/41
между этажами, максимальное усиление и хорошая диаграм-
ма направленности.
Известным американским коротковолновиком Дж. Лоу-
соном (W2PV) также были проведены серьезные исследова-
ния работы антенн с синфазной запиткой.
39
Zfaew согласовали^
0г/ <
40
Диаграмм напровлелносл’а гих/ различных
расалюяниях лгчхгду англеннами.
Для своих исследований он взял 3-х и 6-элементные YAGI
размеры которых приведены ниже в таблице.
3 элемента 6 элементов Длина бума 0,75
Элемент Длина бума 0,25
Длина Расстояние Длина Расстояние
Рефлектор 0,49801 0,0000 0,49528 0,000
Вибратор 0,48963 0,150 0,48028 0,150
Дирек. 1 0,4690 0,300 0,44811 0,300
Дирек.2 0,44811 0,450
Дирек.З 0,44811 0,600
Дирек.4 0,44811 0,750
В таблице 1 показаны результаты расчетов при работе
трехэлементного волнового канала в трех различных вариан-
тах: совместное включение верхней и нижней антенн, ниж-
няя и верхняя антенна, усиление антенн дано относительно
изотропного излучателя.
41
Таблица 1.
Расстояние Совместное включение Нижняя антенне Верхняя антенна
Низ Верх Уси- ление Угол нз- луч. F/B Уси- ление Угол из- луч. F/B Уси- ление Угол из- луч. F/B
0,30 0,75 14,42 21 24,34 11,48 33 19,72 13,96 19 21,83
0,375 0,75 14,50 21 23,84 11,78 33 21,70 13,59 18 23,25
0,45 0,75 14,55 21 21,81 11,83 34 25,81 12,90 18 26,23
0,60 1,50 15,82 11 32,28 13,69 20 30,21 14,77 10 27,92
0,75 1,50 16,56 11 21,14 14,51 16 23,97 15,19 10 22,28
0,90 1,50 16,71 11 '21,84 14,53 15 20,84 14,89 10 20,91
0,90 2,25 15,61 8 17,78 14,32 16 20,00 14,30 6 20,21
1,125 2,25 16,33 8 19,08 14,32 13 23,06 14,36 6 18,65
1,35 2,25 16,93 7 17,19 14,62 10 17,49 14,77 6 18,23
1,00 3,00 15,19 6 20,24 14,19 14 19,28 14,50 5 20,24
1,50 3,00 16,32 6 18,80 14,38 10 19,84 14,41 5 19,28
2,00 3,00 17,11 5 18,79 14,56 7 19,04 14,60 5 18,93
Таблица 2.
0,30 0,75 15,22 20 24,23 13,46 44 9,57 15,08 17 23,13
0,375 0,75 15,61 20 21,00 13,70 43 9,75 14,47 16 19,21
0,45 0,75 15,63 19 18,85 13,51 43 8,87 13,45 16 14,10
0,60 1,50 17,47 11 22,71 15,09 21 21,88 16,43 9 30,72
0,75 1,50 17,28 11 14,07 15,16 20 18,50 15,74 9 18,11
0,90 1,50 18,09 11 23,48 15,74 16 36,08 16,06 9 24,17
0,90 2,25 18,00 8 30,06 15,94 14 26,76 16,73 6 44,62
1,125 2,25 18,44 8 28,56 16,39 12 48,07 16,56 6 30,48
1,35 2,25 18,60 7 19,87 16,26 11 22,61 16,36 6 21,58
1,00 3,00 17,73 6 38,94 16,49 14 33,55 16,62 5 40,44
1,50 3,00 18,70 6 32,04 16,61 9 36,88 16,80 5 35,32
2,00 3,00 19,23 5 25,19 16,79 7 28,65 2^82] 5 25,86
В таблице 2 приведены данные расчетов для 6-элементно-
го волнового канала.
Исходя из результатов приведенных в таблицах 1 и 2,
W2PV сделаны следующие заключения: расположение ниж-
ней антенны незначительно влияет на усиление, stacked сис-
темы, но существенно влияет на угол излучения.
Соотношение излучения вперед/назад наиболее сильно
зависит от расстояние между антеннами. Это хорошо заметно
при маленьких расстояниях между антеннами и большим ко-
42
личеством паразитных элементов и видно в первых трех слу-
чаях, показанных в табл. Для получения большего соотноше-
ния вперед/назад в stacked системе W2PV пришлось несколь-
ко изменить длину вибратора и расстояния между пассивны-
ми элементами по сравнению с оптимизированной 6-элемен-
тной антенной. Данные размеров приведены в таблице.
Оптимизировано Оптимизировано
Для моно-конструкции Для stack-системы
Элемент Длина Расстояние между эл. Длина Расстояние между эл.
Рефлектор 0,49528 0,000 0,49528 0,000
Вибратор 0,48071 0,150 0,48157 0,150
Директ.1 0,44811 0,299165 0,44811 0,302948
Директ.2 0,44811 0,450 0,44811 0,450
Директ.З 0,44811 0,5999658 0,44811 0,63948
Директ.4 0,44811 0,750 0,44811 0,750
Полученное в результате изменения расстояний соотно-
шение вперед/назад на резонансной частоте может достигать
значения более 90 дБ.
Иногда бывает эффективней использовать верхний или
нижний этаж stacked системы, при этом нужно быть полно-
стью уверенным, что сохранится согласование и фазовый
сдвиг питающей линии.
Возможно также использовать трех или четырехэтажные
stacked системы, но это потребует очень высокой мачты и
более сложной системы переключение питающей линии. На
рис. 46. показана схема запитки stacked системы, предложен-
ная Дж. Лоусоном, через четвертьволновый трансформатор,
выполненный из коаксиального кабеля волновым сопротив-
лением 75 Ом и электрической длиной А/4.
43
Антенны типа ВОЛНОВОЙ КАНАЛ
Мы решили начать данный раздел с простейшей конст-
рукции двухэлементной антенны типа «волновой канал». Не-
смотря на простоту изготовления, она уже дает преимущества
в работе с DX по сравнению с антеннами типа диполь или
четвертьволновый штырь. Теоретическое усиление двухэле-
ментной антенны — 5,4 дБ по отношению к изотропному из-
лучателю. Это эквивалентно увеличению мощности передат-
чика со 100 Ватт до 350 Ватт. Чертеж двухэлементной антен-
ны показан на рис. 47, где и даны формулы для расчета длин
элементов и расстояние между ними. Входное сопротивление
разрезного полуволнового вибратора около 25 Ом, поэтому
для запитки его коаксиальным кабелем с волновым сопротив-
лением 50 или 75 Ом необходимо применять различные спо-
собы согласования.
BU$pQ@OP
c
| tsee/aa sgm/Mtu
US
траяе/ха
/тшс
। $84
вагны) fT jf*
вв&ятмец/ем/е F/в “
ЦЗОЮхГГ-М
Рис. 47
На рис. 48 показан метод запитки через четвертьволно-
вый трансформатор выполненный из коаксиального кабеля с
волновым сопротивлением 50 Ом. При расчете четвертьвол-
нового трансформатора следует не забывать коэффициент
укорочения коаксиального кабеля равный 0,66.
Другой способ запитки полуволнового разрезного вибра-
тора показан на рис. 49.
44
ьибоалюр 25 Ом
Коаксиалыый
каамь 5О0м
коаксиальный кабель
75Ом любой длины
Нелюд применения четзерлллалном
го трансформатора
Рис. 48
ВцфамдоРбОм ....
Коаксиальный
Кабель 50 Ом
любой длины
Ц/арололалосмый
тране^омолюр
Запитка бибратора через и/ироко
поло&мй трансформатор
Рис. 49
Здесь используется широкополосный трансформатор (ба-
лун) с коэффициентом трансформации 2:1.
На рис. 50 показан способ запитки вибратора антенны с
помощью гамма-согласования.
Размеры и способы конструктивного выполнения гамма-
согласования для различных диапазонов приведены в данном
разделе.
45
настроечная
перемычка
коаксиальный
коГель $qQm
любой мамы
Гамма согласование
Рис. 50
Способ согласования, позволяющий равномерно распре-
делить энергию от питающего кабеля к вибратору, показан на
рис. 51 и называется Т-согласование. Следует учесть, что
входное сопротивление в точках запитки равно 300 Ом, поэ-
тому для запитки коаксиальным кабелем с волновым сопро-
тивлением 75 Ом следует применять полуволновую петлю,
выполненную из коаксиального кабеля с таким же волновым
сопротивлением. Расчетная длина полуволновой петли, обес-
печивающей коэффициент трансформации 4:1 должна быть
умножена на коэффициент укорочения — 0,66.
Размеры Т- согласования
дн?различных диапазонов
с
"Т зоо Ом
Диапазон 28 2/ /4 7
ffO 10О /60 2/0
г Н60 /660 2300
Рис. 51
46
Существуют и другие способы согласования входного со-
противления антенны с волновым сопротивлением коакси-
ального кабеля, такие как омега-согласование, бэта-согласо-
вание и другие. Мы же постарались здесь описать наиболее
распространенные способы согласования.
Известная американская фирма «Wilson Elecnronics» ко-
торая производит антенны для радиолюбителей, разработала
двухдиапазонные антенны типа ДВЗЗ, ДВ43 и ДВ 54.
Антенна ДВ 33 представляет собой два трехэлементных
волновых канала оптимально расположенных на одной тра-
версе, рассчитанных для диапазонов 15 и 10 м.
Размеры антенны ДВЗЗ показаны на рис. 52.
Антенна D& 35 фирмы Wilson
Антенны могут быть запитаны отдельными коаксиальны-
ми кабелями или одним, с использованием коаксиального ре-
ле для подключения к одной из двух антенн.
Характеристики антенны ДВЗЗ такие же, как и у обычно-
го трехэлементного волнового канала.
Конструкция антенны ДВ43 аналогична принципу рабо-
ты ДВЗЗ, но на диапазонах 15 м добавлен еще один пассивный
элемент.
Фирме «Wilson Electronics» удалось оптимально разме-
стить три элемента для диапазона 10 м, максимально ослабив
взаимное влияние двух антенн.
Размеры антенны ДВ43 показаны на рис. 53.
47
ампеша D&45 фирмы WiLson
Последней разработкой фирмы явилась двухдиапазонная
антенна ДВ54, предназначенная для работы на диапазонах 20
и 15 м.
Четырехэлементный волновой канал на диапазон 15 м оп-
тимально расположен на одной траверсе с 5-элементным вол-
новым каналом на диапазон 20 метров.
Характеристики антенны такие же как и обычного 5 и
4-элементного волнового каналов. Размеры антенны ДВ54
показаны на рис. 54, а на рис. 55 показан график значений
КСВ для диапазонов 20 и 15 м. Размеры гамма-согласования
показаны на рис. 56.
Американский радиолюбитель Роберт Маерс (W1FBY)
разработал конструкцию трехдиапазонного волнового кана-
ла.
Особенностью данной конструкции является использова-
ние общего вибратора с резонансными контурами для диапа-
зонов 15 и 20 м, а пассивные элементы (директор и рефлек-
тор) для каждого диапазона оптимально расположены отно-
сительно других элементов. Эффективность данной конст-
рукции выше по сравнению с другими трехдиапазонными,
трехэлементными антеннами у которых резонансные контура
расположены также и в пассивных элементах, поскольку на-
личие резонансных контуров (трапов) в активном вибраторе
ведет к уменьшению общего количества «трапов», используе-
мых в обычных трехдиапазонных антеннах 12 или 6.
48
Рис. 54
Графики КСВ аняеииы на 15и 20м
Уааяапа 14,0 U1 И2 144
(Mntf 210 211 212 215 214
Рис. 55
Другим преимуществом является то, что используя от-
дельные пассивные элементы на каждый диапазон достигает-
ся полноразмерное расстояние между ними на всех трех диа-
пазонах. Уменьшая число трапов, уменьшаются омические
49
потери а полноразмерное расстояние создает приемлемое
входное сопротивление на каждом диапазоне.
Размеры антенны показаны на рис. 57.
1О,82м CW 20м реряеняг
K)6SmSSA ~
\
1
\
$
7,2<fMC^
15м
s&a
£
«I
5,38м Ow
SIBmSSA
A
Юм ОСФ^ЛГМ.
&3t
tee
Юм 15м
T»M> TAAA
t5M
пмд
*
•fOM *
7*4* 4)
S
«J
4в8м5У1
46м S&A
0мДидм-<
6,53 m<>^
\tfSM SS6
15м дим**
Sf78M OW
^51 м $sa
2Om дим**
CW ЩОЗМгц £ЦО5 Нгц ^1
6SA £1,30 Мгц 29^
Рис. 57
50
Питание данной антенны осуществляется одним коакси-
альным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом через
гамма-согласования, выполненного отдельно для каждого ди-
апазона.
Размеры гамма-согласования показаны на рис. 58.
Вытмнение гамма- согласования
наручная труба аярезак наетраеаае
Я1Рмм Зшнафвм мой трубки у/9мм
I Займа qsm
'изонячор р /вмм
керамическая
сяюдка ясмм
Оямафвм
я.
(£
да/м
довяд/Чм атом,
ппаетина
атом
паюса
хомуты
зовм
—г
436* 046м дв/м
дафотдо
Рис. 58
Резонансные контура (трапы) выполнены, как показано
на рис. 59.
Выполнение тпАр'ое на диапазоны 15 и Юм
т-амм От/5м~ббао
де/м вея Юм <• х£я0
аЫЬнение оплетки
коакоиатнап> каоеяя
с трувоа отмыта
асам
крюяемие катушки к
трит отмыта
. ае&тениа центр
акты коакскаЛяя
еярувеО яяямен-
алюминид
аяюмуаюя
атам угонок
тнаяоеая
катушка а та мм
Лвапяоа ite Оиаоазона /См
3 литка воя диапазона /ом
Рис. 59
51
Конденсатор контура выполнен из отрезков коаксиально-
го кабеля, используя погонную емкость коаксиального кабеля
подбирают необходимую длину для каждого диапазона.
Длины отрезков коаксиальных кабелей показанные на
рис. даны для коаксиального кабеля с волновым сопротивле-
нием 50 Ом.
Настраивают антенну с помощью гамма-согласования по
минимальному значению КСВ на каждом диапазоне.
По данным автора усиление антенны такое же, как и у
обычного трехэлементного волнового канала, а соотношение
излучения вперед/назад не хуже 20 дБ.
Данная конструкция была испытана в чемпионате IARU
во время работы из Карелии позывным 4L1NV и показала
хорошие результаты.
Фирма «HY-Gain Electronics Corporation» разработала
конструкции четырехэлементного волнового канала для диа-
пазона 20 м — модель 204ВА, размеры которой показаны на
рис. 60. По данным фирмы, антенна 204ВА имеет усиление
Рис. 60
52
около 9,7 дБ и соотношение излучения вперед/назад 25 дБ.
Запитывается антенна через бэта-согласование, которое, по
данным фирмы, обеспечивает максимальную трансформа-
цию энергии от питающей линии к антенне.
Чтобы многократно не повторяться авторы решили приве-
сти ниже конструкции много элементных антенн типа волно-
вой канал для различных диапазонов.
^элемента. 28 Мгц
Рис. 61. 4 эл. для диапазона 28 МГц
70/1 S УД6/ Ремлесгом 19мм гУ л? га в ееЛ .
$ Зооло/пом 19*см 55 45 35 35 19мм 15Ю12 8 сг..
* 1диле/етом 125см 55 45 35*22,5 °' 19мм 15 12 .10 i o/~~
* 2 дим 125см 50 45 37,5 * 19MM 16 12 Ю
* 91 зЗи* Г25ем so 45 35 * 19MM _ 15 12 Ю
125'ом so ' 43 35 '
Рис. 62. 5 эл. для диапазона 28 МГц
53
BaaHAGf 28 Мгц
4элемента 21 Мгц
54
75 м <//№/ r
даш/ы мемен/поб ntpya б ел
Л<ЮМ. mpvt/мм/ 22 /9 Г6 га 70
Ре^лехтог> 250 720 55 Р5 45
Зи&чтао 250 720 50 4о 35
250 720 50 35 20
2-и аЬювлга» 250 720 50 35 fO
3-4#1/**гтог 250 720 50 35 ГО
Лримеч. *4«>М>И1 2 Рмколбопг 9немем9
250 250 250 250
Г- ю ж Рис. 65. ю 6. 5 эл. для < 30 3- диапазона Ю 4. 21 МГц о
5 эд &AG7 27М-ц
Рис. 65-а. 5 эл. для диапазона 21 МГц
55
5&?. 4/AG/
Рис. 65-6. 5 эл для диапазона 21 МГц
Рэл УАЗ/ 21 Мч
Рис. 66. 7 эл для диапазона 21 МГц
56
4 м &AG/
Рис. 67. 4 эл. для диапазона 14 МГц
20fif 4MGI ,
длины элементов лг/х/о в см.
ДлОМ /r»v5f/HH) 34 25 2Э f9 f6 52. 50 В
лео МО ts- to 50 OO SO 34
Вибротоя 250 mo OS fO 50 50 55
4-в Ямемюо 250 MO 50 50 50 50 35
2-« дшмллгол 250 MO 50 50 50 50 20
Пеимеч. if* Wrt * дм хонгдаго оаеягента
РО5>Л. 3,42яг ЦММ
вивя 2,2b •Vfie
1dw 2,b5 i9O
23uo
Рис. 68. 4 эл. для диапазона 14 МГц
* 57
5эл. &AG! 74
1№Q2 *Х9,2 973,44 954,39 9(5,5
366 305 366 366
Рис. 69. 5 эл. для диапазона 14 МГц
6 эл УАв/ 14 Мщ
Рис. 70. 6 эл. для диапазона 14 МГц
Эффективную антенну для диапазона 20 метров разрабо
тал канадский радиолюбитель Гэри Кинг (VE3GK) рис. 71
Коэффициент усиления антенны 11 дБ и соотношение излу-
чения вперед/назад не хуже 35 дБ.
Размеры антенны типа волновой канал для диапазона 4(
метров очень внушительны, но для желающих сконструиро-
вать подобную антенну, ниже, на рис. 72 и рис. 73 даны раз-
меры трех и четырехэлементных антенн.
58
Антенна 7яэл УА9/ 19м бум
Q182jf CPU 4&J 4&J агм
к
Эз &4
pacc/nffj
$35
427
afaf.ohttAni
<&MQ -f&M
Ядв
SMMWKiWWW # & W 47
(И)
Рис. 71
Антенна 7’Мгц УА9/
Для радиолюбителей, желающий построить эффектив-
ную антенну диапазона 40 метров можно порекомендовать
конструкцию, показанную на рис. 74.
Имея характеристики несколько хуже, чем у полнораз-
мерного трехэлементного волнового канала, данная конст-
рукция антенны имеет длину элементов такую же, как у вол-
нового канала на 20-метровый диапазон.
59
Ы MG! РМгц
Укромный 3d веем на 40м
60
Укорочения длины элементов удалось достичь за счет
применения удлиняющих катушек и емкостных элементов,
выполненных в виде перекрещивающихся трубок, которые
тоже увеличивают электрическую длину элементов. Запиты-
вается антенна коаксиальным кабелем с волновым сопротив-
лением 50 Ом через согласующее устройство в виде катушки
индуктивности, включенной в середине вибратора, который
разделен пополам изолирующей втулкой (плексиглас, орг-
стекло) . Катушка индуктивности выполнена из медной труб-
ки диаметром 6 мм и содержит 7 витков. Длина намотки — 10
мм, диаметр намотки 56 мм. Выполнение согласующего уст-
ройства показано на рис. 75.
Рис. 75
Настраивают антенну с помощью перемещения емкост-
ных нагрузок относительно катушек индуктивности для до-
стижения максимального соотношения излучения вперед/на-
зад, которое должно быть не хуже 25 дБ.
Изменением индуктивности катушки включенной в раз-
рыв вибратора добиваются минимального КСв на резонанс-
ной частоте. Все элементы антенны выполнены из дюралевых
труб одинаковой длины, желательно использовать трубы диа-
метром 36, 32 и 30 мм.
Для радиолюбителей, имеющих возможность и желаю-
щих построить волновой канал для диапазона 80 м, ниже при-
водятся расчетные данные для двух и трехэлементной антен-
ны:
61
Вибратор
Директор
Рефлектор
2 эл
волновой
канал 0,47051 0,49371
Зэл
волновой
канал 0,48961 0,46901 0,49801
Расстояние между элементами 0,151
Известно, что усиление антенны типа удлиненный двой-
ной цеппелин на 3 дБ выше, чем у обычного полуволнового
диполя. Используя этот принцип Ричард Фенвик K5RR про-
вел исследования трехэлементной антенны с электрической
длиной элементов, равной 1,221. При этом он исследовал вли-
яние расстояния между пассивными элементами на усиление
антенны и соотношение излучения вперед/назад.
Общие размеры антенны с удлиненными элементами по-
казаны на рис. 76.
№
вибр
422т/
j Ре<?л.
Расстояния Оирект.-ре(рл Условия настройка Усилен (PAD) P/B (MJ Am (Oh) лев
£}(5~Q2 max. i/силен 77,3 25 40
Q(5-<Z2 max з/в 2( (22 34 45
max с/еилен. 23 74,9 34 43
Q2-Q22S max. 3/s 9 72,9 39 48
Q2-Q25 max (/силен 25 23 3/ (,(
Q2 - 0,23 max. P/в 8,2 73,8 3/ Л
Рис. 76
Антенну настраивают по максимуму излучения, которое
может достигать 10 дБ по сравнению с полуволновым дипо-
лем. При этом несколько сужается полоса перекрытия в пре-
делах допустимого КСВ значения КСВ. При настройке антен-
ны по максимальному соотношению излучения вперед/на-
зад, полоса перекрытия несколько увеличивается, но при
этом возникают потери в усилении примерно 0,7 дБ.
62
В таблице (см. рис. 76) даны различные расстояния ре-
флектор-вибратор и вибратор-директор, а также влияние
различных расстояний при разных способах настройки на
усиление антенны, соотношение излучения вперед/назад,
КСВ и входного сопротивления антенны:
Настройка в резонанс элементов достигается с помощью
контуров совместно с емкостями подключенными параллель-
но. Резонансную частоту проверяют с помощью ГИРа. Запи-
тывается антенна коаксиальным кабелем с волновым сопро-
тивлением 50 Ом через широкополосный трансформатор.
В последнее время широкое распространение получили
компьютерные программы для расчетов антенн типа «волно-
вой канал». Эти программы позволяют оптимизировать раз-
меры элементов и расстояния между ними для получения за-
данных параметров: усиления, соотношения вперед/назад,
равномерность значения КСВ в полосе перекрываемых частот
ит. д.
Наиболее известные программы это MININEC, YO,
YAGINEC, ELNEC-программа, разработанная Дж. Деволде-
ром (ON4UN) и др. К антеннам, чьи характеристики опти-
мально просчитаны на компьютере относятся конструкции
PV4 и СС5, разработанные известными коротковолновиками
W2PVHK8CC.
На рис. 77 показаны общие размеры антенны PV4. Усиле-
ние антенны — 9 дБ по отношению к полуволновому диполю,
соотношение излучения вперед/назад — не хуже 25 дБ, до-
стигая значения 100 дБ на резонансной частоте. Антенна pv4
достаточно широкополосна и сохраняет свои рабочие харак-
теристики в полосе 350 кГц.
Аншент PW(w2pv)
O^SiSk С&75А Q252Sk Ч&ьк
qftssA qioosA 02489A
L
Рис. 77
63
На рисунках 78 и 79 даны размеры антенн для диапазонов
21 и 28 мГц.
Антенна. PV4 - 2fAfry
%19м
6,73*
659м
б,35м
175м
[
£,&4м
3,54м
Рис. 78
Антеша РУ^-28Мгц
Антенна СС5 состоит из пяти элементов, оптимально рас-
положенных относительно друг друга и имеет достаточно
большую широкополосность — около 600 кГц, чего трудно
достичь у антенн других типов.
Усиление антенны К8СС во всей полосе перекрываемых
частот около 10,2 дБ при соотношении излучения вперед/на-
зад — не хуже 28 дБ.
64
Общие размеры антенны СС5 показаны на рис. 80.
Антенна £05 f*8cc)
4&S&A цШЫА Q46272A qtssitA Q43759A
Ц214А Q136A цез4А 4234А
L
Рис. 80
Немецким радиолюбителем DL6SP была разработана ан-
тенна оригинальной конструкции, которая перекрывала
большой диапазон частот. Конструктивное выполнение ан-
тенны «Magnetic Loop», ее размеры и способ запитки показан
на рис. 81 и 82.
Magnetic - loop антенна DL0SF
Модель АМА 4 АМА 2 АМАЪ
Диапазон (Мц) 18-4,2 49-ЦЗ 13,9-30,0
Диаметр (м) 3,4 17 08
Енд/мтавноетв /МиГи) 1Q2 4,3 7,6
Емкость (ЛФ) 750 204 то 30 80 20
Резонансное «чвгогл 7,8 3,5 7 14 74 28
3 47 48 760 38 600
Реактивное Лс-Х* , eooeomveeoHtmt Он) 775 224 190 380 14S 290
ЗвФвктивноегб % ез 34 63 9F 69 96
Поноса пропуска ния сКгч) 4* 18 SO 107 4о 134
Рис. 81
65
Воздушный *он9лнсатор 45мм fOxVjooW
Изменяя значение емкости, расположенной в разрыве
рамки, антенну настраивают на необходимую частоту. Сле-
дует учесть, что при своей широкополосности, антенна
«Magnetic Loop» имеет острую настройку на конкретную час-
тоту, поэтому при переходе на другую частоту необходимо
контролировать настройку антенны по измерителю КСВ.
При различных способах установки (вертикально или го-
ризонтально) антенна имеет диаграмму излучения как пока-
зано на рис. 83.
66
Устаноока и поляризация
Рис. 83
»
Очень компактную и эффективную конструкцию двух-
элементной антенны для диапазонов 20 и 15 м разработал Б.
Андерсон W9PNE. В основу данной конструкции был поло-
жен принцип известной антенны G4ZU. Последовательность
изменения форм антенны показана на рис. 84.
Изготавливается антенна из дюралевых труб длиной 4,13
м закрепленных на площадке, выполненной из изолирующе-
го материала. К концам труб прикреплены отрезки из алюми-
ниевой проволоки диаметром 2—3 мм, загнутые по линии
расположения растяжек, как показано на рис. 85.
Запитывается антенна коаксиальным кабелем с волновым
сопротивлением 75 Ом. По данным автора, значение КВС не
превышает 1,5 в полосе 350 кГц, достигая значения 1,05 на
резонансной частоте 14200 кГц.
Настраивают антенну с помощью ГИРа. Отключив пита-
ющий кабель, в разрыв вибратора включают нагрузку с со-
противлением 50 Ом. Затем, изменяя длину загнутых отрез-
ков настраивают вибратор на частоту 14100 кГц.
После настройки вибратора в резонанс, подключают пи-
тающий кабель и, изменяя длину отрезков директора, доби-
67
♦
директор
68
ваются максимального излучения вперед, контролируя пока-
зания с помощью индикатора напряженности поля.
Изменение усиления направленной антенны
при помощи диполя
Самым точным, а потому наилучшим способом измере-
ния усиления направленной антенны является сравнение ее
работы с обычным диполем. Лучше всего было бы установить
его рядом с проверяемой антенной и на той же высоте, но это
в редких случаях представляется возможным.
Данный метод предполагает установку диполя на той же
мачте, но несколько ниже основной антенны. Конечно же не-
избежно взаимное влияние обеих антенн, но оно может быть
учтено и таким образом измерения будут верными.
Расстояние между антеннами можно сделать относитель-
но небольшим (от 1/4 до 1/21), благодаря чему зоны отраже-
ния (см. рис. 85) будут максимально приближены, а для того,
чтобы избежать сильного влияния направленной антенны на
диполь, мы можем повернуть ее на 90 градусов по отношению
к нему.
69
Само измерение предлагается проводить следующим об-
разом. Источник сигнала находится в нескольких километрах
от проверяемых антенн и излучает стабильный сигнал с гори-
зонтальной поляризацией, и если там используется направ-
ленная антенна, то достаточно одного ватта выходной мощно-
сти, чтобы получить достаточно сильный сигнал на приеме.
Никакие другие параметры, такие как высота установки ан-
тенны источника сигнала, нет необходимости учитывать. Та-
ким образом измерения проводятся с использованием «каса-
тельного угла» отражения, который едва превышает ноль гра-
дусов.
Благодаря законам отражения можно провести точные
измерения всех основных параметров антенны: усиление, со-
отношение назад/вперед и горизонтальную диаграмму на-
правленности. Более того, этот способ позволяет учитывать
фактор разной высоты установки сравниваемых антенн:
фактор высоты = (h бима/h диполя)2
или в децибелах:
20 log (h бима/h диполя)
Давайте обратимся к рисунку и рассмотрим такой пример:
мы имеем 20-метровую мачту с вращающейся антенной типа
волновой канал на вершине и испытательный диполь на высо-
те 15 м, который обращен (перпендикулярен) к источнику
сигнала.
Обе антенны настроены в резонанс на определенную час-
тоту и согласованы с линиями питания (КСВ не хуже, чем
2:1). Они питаются приблизительно одинаковыми отрезками
кабеля одного типа (чтобы потери были одинаковыми) и поо-
чередно подключаются к приемнику, в котором есть S-метр и
регулируемый аттенюатор с шагом в 1 дБ. Источник сигнала
находится на расстоянии 2,5 км и излучает сигнал, мощность
1 Вт при помощи направленной антенны в нашем направле-
нии. Аттенюатором выставляется по S-метру определенная
сила сигнала, скажем S-6. Затем приемник переключается на
диполь, а направленная антенна поворачивается на 90 граду-
сов по отношению к нему, после чего отмечается новое пока-
зание S-метра. Затем аттенюатор подстраивается таким обра-
зом, чтобы достичь прежних показаний, которые были при
направленной антенне. Таким образом мы может получить
предварительное значение усиления антенны, путем вычис-
70
ления разницы между двумя положениями аттенюатора. За-
тем вносится поправка на высоту установки антенн. В данном
случае это:
фактор высоты = 20 log (70/90) = 2,9 дБ
Если разница положений аттенюатора составляла 10 дБ,
то фактическое усиление антенны по отношению к диполю
составляет приблизительно 7 дБ.
Как можно заметить предложенный способ представляет
собой достаточно простую процедуру. Стоит один раз все под-
готовить и само измерение займет несколько минут.
Измерительное устройство для определения
диаграммы направленности
В течение ряда лет, занимаясь конструированием антенн
Эл Брай (W2MEL) разработал устройство, которое позволяет
измерять диаграмму направленности вращающихся антенн.
Это устройство включает в себя вспомогательную антенну,
которая выносится на определенное расстояние, диодный де-
тектор и соединительную линию, ведущую к регулируемому
индикатору, который находится на рабочем месте оператора.
Этот метод предполагает наличие регулировки и измере-
ния выходной мощности передатчика и вращающейся антен-
ны с калиброванным индикатором направления излучения.
Точность измерений зависит от достоверного определения
выходной мощности и стабильной работы предлагаемого для
повторения устройства, что вполне достижимо для радиолю-
бителя средней квалификации.
Схема устройства показана на рис. 87. Вспомогательная
антенна представляет собой полуволновый диполь для диапа-
зона на котором проводятся измерения. Лучше всего приме-
нять диполь в форме INV.VEE, в этом случае достаточной
одной опоры, чтобы поднять антенну на достаточную высоту.
Устройство показало хорошие результаты на диапазонах
28, 21, 14 и 7 мегагерц, когда расстояние до испытуемой ан-
тенны составляло приблизительно 3 длины волны. Диполь
должен быть повернут (перпендикулярен) по направлению к
основной антенне.
71
Предварительная подготовка устройства к измерениям
После проверки монтажа, наличия контакта в соедини-
тельных проводах и правильной поляризации измерительно-
го прибора приступают к настройке прибора. Потенциометр
регулировки чувствительности прибора необходимо поста-
вить в крайнее, фактически закорачивающее прибор, поло-
жение, чтобы избежать выхода его из строя после включения
передатчика.
Испытуемая антенна направляется на дополнительную
антенну и затем постепенно увеличивается мощность пере-
датчика. Если устройство собрано правильно и поляризация
не попутана, то на приборе появятся определенные показания
(можно добавить чувствительности потенциометром R1. За-
тем, исходя из показаний прибора Ml, антенну следует на-
править точно на дополнительную антенну. У автора этой
разработки направление определилось в 105 градусов. Затем
прибор настраивается таким образом, чтобы при выходной
мощности менее, чем 25 Вт прибор Ml давал максимальные
показания. Запаса регулировки чувствительности должно
хватать для максимальных показаний Ml при максимальной
мощности (у автора — более 500 Ватт). Необходимо заме-
тить, что передатчик должен включаться на время, необходи-
мое для измерений и конечно же на свободной Частоте.
72
Для того, чтобы избежать неточностей в измерениях, вы-
званных нелинейностью диода и другими дефектами систе-
мы, применяется способ, который называется системой ха-
рактеризации. Для этого составляется таблица 1 и использу-
ется корреляционная кривая для компенсации нелинейности
системы (рис. 88). Таблица имеет три вертикальных колонки
где отмечается мощность (ВТ), показания прибора Ml и нор-
мализованные показания.
Рис. 88
Когда антенна направлена на дополнительную антенну и
мощность передатчика максимальна (у автора 500 Вт) потен-
циометр Р1 устанавливается так, чтобы на приборе были мак-
симальные показания (в случае автора, его 50 мА прибор
имел шкалу 1—100 т. е. прибор показывал — 100). Затем
мощность передатчика уменьшается на определенную вели-
чину (можно как у автора) и во вторую колонку заносятся
показания прибора, соответствующие выходной мощности
передатчика. Последнее измерение должно быть проделано
на максимально возможном уровне мощности, который бы
соответствовал показанию прибора близкому к нулю. На-
правление антенны все это время остается неизменным. По-
сле заполнения первых двух колонок можно приступить к
73
вычислению нормализованных показаний. Вычисления про-
изводятся при помощи следующей формулы:
Нп- ,100
Н V5OQ/P
Где НП — нормализованные показания
100 — максимальные показания прибора
500 — максимальная мощность
Р — мощность, используемая для соответствующего показания прибора
Затем можно приготовить график, где показано соотно-
шение между показаниями в колонке 2 и нормализованными
показаниями в колонке 3. График поможет избежать допол-
нительных пересчетов для дальнейших испытаний.
Перед тем, как произвести измерение диаграммы направ-
ленности антенны рекомендуется подготовить вторую табли-
цу для внесения данных измерений (см. табл. 2). В таблице
должно быть шесть колонок. Первая колонка предназначена
для нормализованной схемы диаграммы направленности, ко-
торая начинается с 0/360 градусов с интервалами 15 градусов,
а вторая колонка для фактического направления антенны,
которая начинается (как у автора) со 105 градусов на верши-
не схемы. Каждая дополнительная пара колонок использует-
ся для записи измерений.
Затем начинаются сами измерения. Перед каждым изме-
рением должна проверяться выходная мощность, которая
должна оставаться неизменной в течение всех испытаний.
Направление антенны остается неизменным (т. е. 105 граду-
сов, как у автора) и прибор выставлен на максимальные пока-
зания т. е. 100. Затем антенна меняет свое направление по
кругу, через каждые 15 градусов, как указано в колонке 2 и
соответствующие показания записываются в колонке 3. По-
сле проведения всех 24 измерений можно записать в следую-
щей колонке нормализованные данные в колонку 4, исполь-
зуя график на рис. 88. Две оставшиеся колонки можно ис-
пользовать для измерения диаграммы направленности на
другой частоте, скажем в SSB-участке, если первые измере-
ния проводились на нижнем конце диапазона.
После этого можно составить действительную диаграмму
направленности антенны.
74
Таблица 1.
Мощность, Показания Нормализованные
Вт прибора показания
500 100 100
250 67,5 70,5
125 44 50
62,5 28 35
50 23 31,5
31 18 25
25 14 22,4
15 10 17,3
10 8 14,1
7,5 5 12,25
5 4 10
2 2 6,35
1 1 4,5
Таблица 2.
Измерение диаграммы направленности
на примере двойного квадрата автора
CW-участок SSB-участок
Нормали- Факти- Факт. Нормализ- Факт Норм
зованный ческий показания показания показания показ-
азимут азимут ния
0/360 105 100 100 100 100
15 120 88 88 86 86
30 135 68 71 69 72
45 150 42 47 50 55
60 165 18,5 25,5 20 27,5
75 180 0 0 1 4,5
90 195 21 6,5 6 13-
105 210 2,5 7,5 12 19,8
120 225 0 0 13 21
135 240 0 0 9 15,6
150 255 4- 10- 5 12,2
165 270 6 13- 2 6,32
180 285 6 13- 1 4,5
195 300 2 6,3 2,5 7,5
210 315 0 0 4 10
225 330 0 0 5 12,2
240 345 1 4,5 4 10
255 0/360 2 6,3 2 6,3
270 15 4 10 8 14,1
285 30 16 23,8 22 30,5
300 45 44 550 42 48
315 60 65,5 68,5 69 72
330 75 84 85 91 92
345 90 98 98 98 98
75
Львовские радиолюбители В. Гончарский (UB5WE) и
Г. Члиянц (UY5XE) разработали и сконструировали прибор
для определения входных комплексных импедансов и пассив-
ных четырехполюсников. Описываемый прибор позволяет
определять входные комплексные импедансы активных и
пассивных четырехполюсников.
Пределы измерений:
Ra = 20—150 Ом. Хс (R—JX) =10—100 Ом.
Прибор позволяет определить активное и комплексное со-
противление антенн, измерять ее КСВ и резонансную частоту
Описание прибора
Генератор ВЧ (G1) представляет собой генератор, пере-
крывающий диапазон от 1,5 до 50 мГц с выходным напряже-
нием до 1,5-2 В. За основу был взят ВЧ генератор (см. «Уни-
версальный прибор коротковолновика» Я. Лаповок, «Радио»
№ 11/79) с усилителем на транзисторе Кт-606.
Схема мосяа 6е&цем Mb
Рис. 89
Резистивный измеритель КСВ представляет собой балан-
сируемый ВЧ мост. Основное свойство мостовых схем заклю-
чается в том (рис. 89), что при приложении к одной из диаго-
налей моста некоторого напряжения Е1 существует возмож-
ность получения нулевого потенциала во второй диагонали
(Е2 = О балансировка моста). Полный баланс может быть
достигнут в случае выполнения следующих условий: R2 ” R4 и
Rs " Rx при Rbh.(PAI) > R1. Предположим Rx уменьшается в
76
Схема моема 3 о&цем&/де
Рис. 90
некоторых пределах. При этом будет наступать разбаланс мо-
ста. Произведя измерения можно определить КСВ антенны
КСВ = (Eri + Eab)/(Eri - Eab)
или преобразования:
КСВ = (1 + к)/(1 - к) -
Принципиальна схема моста приведена на рис. 90.
Устройство комплексной ВЧ балансировки состоит из по-
следовательно соединенных конденсаторов переменной емко-
сти и переключаемым набором калиброванных индуктивно-
стей. Устройство служит для определения реактивной состав-
ляющей четырехполюсника.
Конструкция прибора
Все узлы прибора тщательно экранированы для исключе-
ния паразитных связей и емкостей.
К гнезду XWi подключается измеряемый четырехполюс-
ник (антенна). Подают требуемую частоту и вращая ручки
калиброванного потенциометра Ri по минимуму КСВ опре-
деляют ее входное сопротивление. Изменяя частоту генерато-
ра и найдя минимум КСВ по данной частоте определяется
резонансная частота антенны. При подключении антенны к
разъему XW2 по минимуму КСВ (вращением ручки конденса-
тора Сб и переключателем SA2 (можно определить комплекс-
ное сопротивление четырехполюсника по формуле:
Z = R + 1/(2nFC).
77
Список используемой литературы
1. William I. Orr, W6SAI, Stuart D. Cowan, W2LX «WIRE
antennas» ARRL, 1982.
2. William I. Orr, Stuart D. Cowan «All about cubical quad
antennas», ARRL, 1980.
3. ARRL antennas book, 1987.
4. The ARRLhandbook, 1987.
5. The ARRL Antenna compendium, Vol. 2.
6. John Devolder ON4UN «Low band DX-ing», ARRL, 1987.
7. Материалы, взятые из журналов «CQ», «НАМ RADIO»
«QST», «Antennex», «Amaterske radio», «NCJ», «Радио»
«Radio Communication», «Wireles World» и др.
78
Содержание
Квадраты 4 стр.
Антенны американской фирмы KLM electronics Inc. 20 стр.
Л ого периодические антенны 28 стр.
Антенны с синфазной запиткой 39 стр.
Антенны типа ВОЛНОВОЙ КАНАЛ 44 стр.
Список используемой литературы 79 стр.
79
Формат издания 84x108'/32. Бумага газетная. Усл. печ. л. 4,2.
Заказ 2-1174 Тираж 15 000.
Отпечатано в типографии издательства «Харкш», 310037, Харьков-37,
Московский проспект, 247.