Очень мало
было
публикаций в радиолюбительской литературе на тему оптимальных углов
передачи и приема на НЧ диапазонах. Эта информация совершенно необходима
при моделирования антенн с помощью компьютерных программ, которые
достаточно точно могут
рассчитать угол излучения диаграммы проекта будущей антенны. Надо нам
не вслепую строить антенны, а знать какой угол излучения оптимален, и
что можно ожидать от будущего проекта.
Радиолюбители-коротковолновики, операторы низкочастотных
диапазонов 160 и 80 метров, постоянно стремятся улучшить прием на своих
станциях. Проблема в том, что эффективные при передаче антенны
(например, высокая вертикальная мачта) собирают при приеме слишком
много помех. Эффективность приемной антенны не имеет решающего
значения, поскольку уровень и сигналов и помех на низкочастотных
диапазонах весьма велик, и к тому же не составляет особого труда
применить малошумящий транзисторный предварительный усилитель.
Эта конструкция появилась вынуждено. После февральского обледенения со
штормовым ветром у моей основной антенны на НЧ диапазоны отломились
верхние 3 м дюралевой трубы. Но верхний ярус растяжек - емкостных
нагрузок не дал ей никуда улететь, и я оставил её лежать на крыше до
тепла, в расчёте отремонтировать. Но к весне её украли, порезав
растяжки. Как я нашел вора (им оказался дачник из нашего дома) и что с
ним сделал не то что рассказывать, вспоминать не хочу... Быстро найти
трубу для ремонта не удавалось, а на носу был WPX, и встала
альтернатива, либо остаться без НЧ диапазонов, либо на базе оставшихся
13,5 м мачты попытаться сделать что-то с приличными характеристиками....
Эта конструкция - завершение множества экспериментов с разными вертикалами. Ставилась задача одной мачтой относительно разумной высоты качественно закрыть все низкочастотные диапазоны на все случаи жизни: и на DX и на contest. Многократно повторена, отзывы только хорошие (это вообще редкость, обычно хоть кто-нибудь, да обругает). Переведена на испанский (журнал Radioaficionados) и болгарский языки.
Проблемы создания достаточно эффективной антенны на
диапазоны 160, 80 и 40 метров для работы в условиях ограниченного
пространства волнуют многих радиолюбителей, в том числе и меня. Ранее
использовавшиеся LW, Dipole и Inverted Vee меня уже не удовлетворяли. На
моей крыше еще как-то можно было разместить двухдиапазонный вариант IV
на 3,5 и 7 МГц, но третью антенну, на 1,8 МГц, устанавливать некуда. В
апреле 1995 г. я сделал антенну GP с емкостной нагрузкой на диапазон 7
МГц. После двух лет успешной эксплуатации я убедился в ее достаточной
эффективности. Ее высота - 11,9 м, плюс четыре провода по 5 м,
закрепленных на вершине антенны и растянутых капроновыми веревками под
углом 90° друг к другу. Эффективная работа этой антенны наталкивала на
мысль о переделке ее в трехдиапазонный вариант.
Антенна Бевереджа или, как
ее еще называют, антенна бегущей волны (АБВ) широко используется в
профессиональной радиосвязи и в странах бывшего СССР и за рубежом. По
некоторым причинам антенна Бевереджа имеет несколько имен, используемых
в разных странах, но в этой работе она будет называться АБВ, антенна
бегущей волны.
Радиолюбителям нашей страны
эта антенна малоизвестна, а те, кто знает о ней, часто строят, и
используют неправильно, получая разочаровывающие результаты при ее
эксплуатации. Но следует относиться к этой антенне с уважением. Если Вы
не смогли ее правильно использовать, нужно проанализировать свои
ошибки, и устранить их.
Антенна Бевереджа
имеет большие возможности, как на прием, так и на передачу. Большинство
трансокеанских
QSO на 160 метров радиолюбители проводят, используя антенну Бевереджа
на приемном конце. Если мы откроем инструкцию к радиостанции Р126, то
узнаем, что при использовании четвертьволнового штыря дальность связи
между двумя однотипными радиостанциями составляет 2 км, при
использовании АБВ – 4-5 км.
Приемная антенну Бевереджа известна всем, серьезным охотникам за DX на низких
частотах. Принцип её работы основан на замедлении распространяющейся у поверхности
земли волны и передачи её энергии в расположенную низко над землей вдоль направления
движения волны, длинную проволоку. Коэффициент замедления волны зависит
от высоты антенны, частоты и свойств земли.
Главный недостаток АБ – большая длина. Сотни метров. А при работе в эфире
принимать желательно со всех направлений. И по нерушимому закону подлости DX
обычно оказывается не там куда смотрит фиксированная направленная антенна.
Очевидное решение: разместить несколько антенн Бевереджа радиально из общего
центра, хорошо всем, кроме его реального воплощения: требуется относительно
свободное место вокруг вашего QTH с радиусом в несколько сот метров.
Многие радиолюбители используют на
низкочастотных диапазонах проволочные антенны, такие как "Дельта”,
обычный полуволновой диполь или "веревку”, зачастую располагая их
просто горизонтально. Эти антенны достаточно просты в конструкции и
монтаже: проволочную антенну можно просто подвесить между домами. При
этом высота подвеса горизонтальных антенн, как правило, невелика. Для
примера, полуволновой диполь, подвешенный на высоте четверти волны (для
80 м диапазона это около 21 м) имеет максимум диаграммы вертикального
излучения в точности в зените, абсолютно бесполезное для проведения
QSO. Если такую антенну подвесить на высоте полволны, то излучение в
зенит исчезает, а лепестки излучения составляют около 30 град к
горизонту (см. [1]), однако для 80 м диапазона эта высота уже около 42
м, не говоря уже про диапазон 160 м. Высота типовых 8-9 этажек
составляет около 25 м, а поднять антенну выше 40 м доступно не каждому.
Многим известно, как хорошо иметь АБ на НЧ
диапазоны, переключаемую на различные
направления. Такие АБ, установленные в
различных направлениях, потребуют примерно
гектаров 25 свободной земли. А как же
быть, если нет таких условий? Неужели
придется отказаться от этой затеи?
Оказывается нет. K9AY
предложил антенну, которая заменяет АБ.
На рисунке 1 показан внешний вид этой
антенны. Мы видим, что габариты этой антенны,
по сравнению с АБ, являются значительно
меньше. Радиус антенны сотавляет всего 4,57
метра, а высота - 7,62. Антенна просто
крошечная, в сравнении с полноразмерной АБ.
Хотелось бы описать антенну с активным
питанием и переключаемой диаграммой направленности. Описания таких антенн уже
встречались в литературе, но в основном питание было на
основе гибридного
каплера, или питание по методу Коллинза. Я хочу предложить питание по
методу Леволлена, W7EL. На мой взгляд этот метод
несколько проще для повторения и дешевле.
По этой методике можно расчитывать антенны 4 SQ array и
для других диапазонов.Использовать для этого питание по методу Кристмана(на основе
кабелей как линий задержки фазы и амплитуды) задача очень сложная и к тому же не
гарантирующая успех.