В интернете много информации о диполях с линейной нагрузкой, но нет данных о разрезании такого диполя пополам для создания монополя с линейной нагрузкой, работающего в направлении земли. W4RNL опубликовал концепцию монополя для 80 м, но она не подошла. Решено построить его самостоятельно для экспериментов.
Возможно, получится компактная, лёгкая антенна для походов.
Что такое линейная нагрузка?
Линейная нагрузка — это техника, применяемая при проектировании антенн. Суть метода заключается в том, что часть антенного провода сворачивается, что позволяет сократить его длину без ухудшения электрических характеристик. Благодаря этому подходу можно создавать компактные антенны, сохраняющие эффективность на заданной частоте.
Звучит просто, но в реальности сложнее, особенно с нестандартными решениями. Можно построить линейно-нагруженный диполь по готовым схемам из интернета, но он слишком велик для быстрого развертывания и требует высокой опоры, закрепленной в земле и растяжек. Ветка дерева может подойти, но не всегда доступна. Нужна простая вертикальная антенна, короткая и легко устанавливаемая.
Короткие антенны легко изготовить с согласующей катушкой, но это неэффективно. Антенна с линейной нагрузкой почти столь же эффективна, как обычная.
Как построить монополь с линейной нагрузкой?
Возьмите размеры из онлайн-проекта диполя и разделите их пополам. Для 20-метровой антенны хорошей отправной точкой будет длина фидерной линии типа «window line» (линия с воздушным диэлектриком) около 11 футов, закороченной с одного конца. Установите его на мачту, прикрепите противовес и обрезайте, контролируя резонансную частоту с помощью анализатора RigExpert. Искомый провал КСВ указывает на «резонанс». Ожидаемое сопротивление составляет около 37 Ом.
Самодельная лестничная линия. Разделители сделаны из термоусадочной плёнки, нагретой паяльником Weller с пластиковым наконечником для сварки. Много работы и не очень элегантно, но практично и дёшево!
Целью было низкое КСВ на нижней границе 20-метрового диапазона, но провал оказался ниже. Обрезаем линию, пока он не оказался на нужном месте, затем регулируем длину противовеса до наименьшего КСВ. Длина двухпроводной линии — 8,67 фута (2,64 м), противовеса — 18 футов (5,5 м).
Получится ли QSO? Был подан сигнал мощностью чуть меньше пяти ватт и получил ответ. Теперь нужно убрать 18-футовый противовес и заменить его на 2T2C.
Новая задача
Заземляющий соединитель 2T2C подключен к заземляющей стороне коаксиального кабеля и добавлен провод к ёмкостной пластине. Эксперименты показали точную настройку заземляющей цепи из-за выбора индуктивности и ёмкости. Для улучшения конструкции нужно уменьшить индуктивность и увеличить ёмкость, что упростит настройку. Необходимо подтвердить это до перестройки 2T2C.
Инновация L-согласования
Ответ пришёл в виде переменного L-согласования, которое было собрано совсем недавно. Оно имеет переключаемые индуктивности и переменный конденсатор. Его можно было бы очень хорошо приспособить для этой цели.
Согласование L-типа как последовательный LC-фильтр заземления
Эта идея была вдохновлена видео, который некоторое время назад опубликовано VK3YE. На одном выводе L-образного согласующего устройства соединение осуществляется с центральным проводником BNC. На другом выводе соединение осуществляется с экранирующей стороной BNC. Если проследить путь сигнала через устройство, можно увидеть, что индукторы и конденсатор соединены последовательно. Теперь у нас есть блок настройки заземления (GTU), и мы можем использовать бинарную селекцию индуктивностей вместе с вращением переменного конденсатора для определения комбинации индуктивности и ёмкости для наиболее простой настройки заземления.
Доступные значения индуктивности на L-согласующем устройстве составляют 0,5, 1, 2, 4, 8 микрогенри, что позволяет изменять индуктивность до 15,5 микрогенри с шагом 0,5 микрогенри. Переменный конденсатор — polyvaricon 30-160 пФ.
Теперь, когда вертикальная антенна с линейной нагрузкой длиной 8,67 фута установлена, а «L-согласующее устройство GTU» обеспечивает заземление через ёмкостную пластину на земле, стало легко выбрать значения, которые позволили бы плавно регулировать КСВ антенны. Было обнаружено, что оптимальными оказались значения 1 или 1,5 микрогенри. При этих значениях polyvaricon можно было настроить в середине диапазона, чтобы легко выбрать наилучший КСВ.
Внимание!
У этого метода есть один нюанс. В L-согласующем устройстве есть переключатель, позволяющий подключать верхний конец переменного конденсатора либо ко входу, либо к выходу. Это используется для быстрого выбора антенн с высоким или низким импедансом. Обращаясь к схеме выше, если переключатель (не показан) установлен так, чтобы переменный конденсатор был подключен к левой стороне индукторов, этот метод не сработает. Индукторы будут отключены от цепи, и в цепи останется только переменный конденсатор.
Будет ли по-прежнему возможно QSO?
Низкочастотный QMX подключен к модернизированной антенне (вертикальная фидерная линия типа «window line» 8,67 футов с L-образным согласующим устройством GTU). С помощью функции «Настройка КСВ» получено КСВ 1,36:1. Лучший контакт — 3000 км, с сигналами 599 в обе стороны. Это подтверждает хороший слух антенны.
В L-образном согласующем устройстве GTU нет измерителя тока ВЧ. Регулировка тока заземления регулирует ток излучающего элемента. Простая настройка для минимального КСВ дает максимальную излучаемую энергию.
В походах L-образное устройство заменено на меньший последовательный L-C-разветвитель (2T2C). Для антенны используется 13-футовая мачта, идеальная для переноски в рыболовном чехле.
Есть ещё один нюанс
В программе EZNEC обнаружено, что максимум тока в цепи заземления, а не в излучателе, что снижает эффективность антенны. Цель проектирования — быстрая установка и простота использования в походах. Линейно-нагруженная монопольная антенна может соответствовать этим требованиям.
VA3KOT