Автор: Георгий Цымбал (EU1AI)
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.
После длительного изучения различных публикаций о
вертикальных антеннах [1...3] я остановился на конструкции [3], которая
имела не очень большую высоту и давала возможность успешно работать не
только с DX-ми, но и эффективно проводить ближние связи.
Конструкция
В моем варианте мачта имеет высоту 16,8 м и собрана
из четырех труб диаметром 55 мм (от антенной мачты радиостанции Р-401),
трех труб диаметром 40 мм и одной - диаметром 32 мм. Все трубы хорошо
стыкуются друг с другом. Использованы четыре яруса капроновых растяжек.
Мачта поднимается подъемником от Р-401. Подъемник вместе с мачтой
установлен на изолятор (пластину из толстого стеклотекстолита). Изолятор
с помощью стальных уголков укреплен на бетонной плите размерами 50х50х8
см (этими плитами выстилают пешеходные дорожки). Эта плита лежит на
плоской крыше дома и по всему периметру залита смолой. Два провода
емкостной нагрузки выполнены из стального тросика диаметром 2,5 мм и
длиной 8,5 мм и являются частью растяжек верхнего яруса. Противовесы
изготовлены из алюминиевого провода диаметром 2...2,5 мм (был взят
семижильный провод от воздушных ЛЭП и расплетен). На диапазон 7 МГц
используется 6 резонансных противовесов, на диапазоны 3,5 и 1,8 МГц - по
4 противовеса. Лучше всего, если все противовесы расположены под
равными углами друг к другу, но ввиду того что ширина дома всего 10...
11 метров и он дугообразный, пришлось разместить противовесы просто
положив их на крышу. В моем варианте питание антенны осуществляется
кабелем 75 Ом.
Настройка. С настройкой диапазона 7 МГц у меня
возникли трудности, видимо, сказалось близкое расположение антенны 2el
QUAD на ВЧ диапазоны. При измерении ВЧ-мостом входное сопротивление на
резонансе составляло 38...40 Ом, и соответственно КСВ был около 2.
Поэтому пришлось изменить схему согласующего устройства (см.рисунок),
добавив третье реле КЗ, которое через нормально замкнутые контакты
закорачивает на корпус отвод катушки L1 в диапазоне 7 МГц. При включении
любого из реле К1, К2, т.е. диапазонов 1,8 и 3,5 МГц, реле КЗ
срабатывает, его контакты размыкаются, и оно никак не влияет на работу в
диапазонах 1,8 и 3,5 МГц. Теперь антенну можно настроить идеально. Дело
в том, что в [3] на диапазоне 7 МГц регулируется только резонансная
частота, а входное сопротивлений Rвх - нет, поэтому достичь КСВ, в
точности равного 1, нельзя, поскольку Rвх определяется не только высотой
мачты и углом расположения емкостных нагрузок, но и окружающими
предметами. В предлагаемом варианте согласующего устройства (СУ),
перемещая средний отвод катушки L1, устанавливают резонансную частоту, а
затем, перемещая верхний отвод, регулируют Rвх, т.е. добиваются КСВ= 1.
Если КСВ на резонансе >1, это говорит только о том, что настройка
произведена недостаточно тщательно. Устанавливая резонансную частоту
7,050 кГц перемещением среднего отвода, надо одновременно сдвигать и
верхний - так, чтобы между ними всегда было 2...3 витка.
Диапазоны 1,8 и 3,5 МГц без проблем настроились в
соответствии с методикой, описанной в [3], т.е. резонанс на 1,8 МГц
достигался изменением общего числа витков катушки L1, а КСВ=1 -
перемещением ее нижнего отвода.
В диапазоне 3,5 МГц подбором емкости С1 достигался
минимальный КСВ на середине диапазона. Лучше при настройке впаять КПЕ с
воздушным диэлектриком от вещательных приемников емкостью 12/495 пФ,
настроить антенну, а затем, измерив емкость конденсатора, впаять
конденсатор постоянной емкости.
После того как предварительная настройка закончена,
согласующее устройство закрывают крышкой и при необходимости еще раз все
подстраивают. В связи с изменением в схеме СУ, реле переключения
диапазонов запитаны отдельной линией управления. В моем варианте реле
управляются напряжением +15 В. Катушка L1 намотана медным проводом
диаметром 2,5 мм на керамическом каркасе диаметром 55 мм с шагом 2...2,5
мм. Она содержит 33 витка, отводы от - 8, 22 и 25 витков, считая от
заземленного конца. Точное числи витков и положение отводов определяется
при настройке. Конденсаторы: С1 - типа КСО на напряжение 500 В, С2...С4
любые блокировочные. Диоды VD1 и VD2 можно применять любые
выпрямительные, выдерживающие ток реле. Реле используются
высокочастотные на керамике, расстояние между контактами - около 1,5 мм.
Для переключения реле т1спользуется двухпроводная линия, которая на
крыше зашунтирована конденсаторами С2 и С3, а другой ее конец при вводе
на радиостанцию пропущен через ферритовое кольцо проницаемостью 2000НН
(5...10 витков).
Результаты.
На диапазоне 1,8 МГц при резонансе КСВ=1, по краям диапазона КСВ=1,8
(1810...1930 кГц).
На диапазоне 3,5 МГц КСВ=1,1, по краям диапазона - 1,4 (3,5...3,8 МГц).
На диапазоне 7 МГц на резонансе КСВ=1, по краям диапазона - 1,2.
Я эксплуатирую данную антенну пока только два летних
месяца и использую РА мощностью 250... 300 Вт. На 40-метровом диапазоне
свободно "достаю" любого DX-a, которого слышу. С первой или второй
попытки удается прорваться почти через любой pile up. Проведено
множество связей со всеми континентами. Однако в отличие от обычной GP,
данная антенна дает возможность уверенно работать и с ближними
корреспондентами. Работая днем на 40-метровом диапазоне, я практически
не получаю рапорт ниже чем 59+20дБ.
На 80-метровом диапазоне я сразу стал слышать, и меня
услышали станции, которых я на Dipole и IV никогда не мог дозваться. На
общий вызов приходят LU, ZP, СЕ, PY, UAO, VK, JA, Африка, Антарктида.
Примером отличной работы антенны служит связь с Карлосом (TI4CF),
которого я всегда подхожу поприветствовать, рапорт от него никогда не
ниже 58. При наличии хотя бы слабого дальнего прохождения даже при моей
не очень большой выходной мощности удается удерживать частоту общего
вызова в DX-окне (3790...3800кГц) в течение достаточно длительного
времени. Те, кто работал на CQ в этом участке, поймут, что это значит.
Тем, кто еще только готовится попробовать свои силы в DX-окне
80-метрового диапазона, следует иметь в виду, что если на ваши вызовы в
течение нескольких минут не отвечает ни одна DX-станция, да еще при этом
ваши сигналы слышны в Европе не очень громко, то в лучшем случае вас
вежливо попросят не занимать попусту узкое DX-OKHO, а в худшем - просто
займут частоту, проигнорировав ваше присутствие на ней. При работе
в вечернее время с ближними корреспондентами, рапорта 59+10дБ и более я
получаю от станций, имеющих антенны с вертикальной поляризацией. Если
корреспондент имеет горизонтальную антенну, рапорт обычно ниже - 58, 59.
На 160-метровом диапазоне за два летних месяца
проведено немало связей на расстояния 2000...5000 км. На ближних связях
(до 1000 км) антенна работает не так хорошо, как на 40 и 80 метров - от
станций Прибалтики, Польши рапорт редко бывает больше 57. Однако на
более длинных трассах - DL, G, F, UA9, UN - меня слышат гораздо лучше, и
рапорт редко бывает ниже 59. Надеюсь, зимой результаты будут более
впечатляющими, так как летом прохождение на НЧ заметно хуже. Литература
1. Беньковский 3., Липиньский Э. Любительские антенны KB и УКВ. - М.:
Радио и связь, 1983.
2. Зельдин И. KB антенны с вертикальной поляризацией. - Харьков, 1991.
3. Гончаренко И./ Радиолюбитель. KB и УКВ. - 1997. - N1. - С.30.
Радиолюбитель. KB и УКВ 11/97, с.26-27. |
