Антенна «Цельнометаллическая дельта» (ДЕЛЬТА-АНТЕННА)

В один из холодных осенних дней, когда дует порывистый ветер вперемешку со снегом и дождём, у трёхэлементного «квадрата» сломались распорки из стекловолокна. Восстановить антенну в ближайшее время не удастся. Вот тут-то и родилась идея сделать в короткий срок новую антенну, обладающую характеристиками популярного «двойного квадрата», но не содержащую изолирующих материалов. 

Из всех антенн наиболее подходящей с точки зрения простоты конструкции и минимума необходимых материалов показалась антенна с вибраторами в виде греческой буквы Д, хорошо известная «Delta loop».

Проектирование, изготовление и настройка этой цельнометаллической дельта-антенны заняли всего три дня.

Конструкция однодиапазонного варианта антенны показана на рис. 1. К концам несущей траверсы Е (дюралюминиевая труба диаметром 40 мм) прикреплены тонкостенные дюралюминиевые трубы А, А’, С и С1 (их диаметр 30 мм), концы которых соединены алюминиевыми или медными проводами В, В’, F и F’ диаметром 1,5-2,5 мм. Вспомогательная траверса D предупреждает опрокидывание антенны и так же, как и основная траверса E, крепится к вертикальной мачте G. Кроме того, траверса D дополнительно укрепляет трубы С и С’.

an-del1.gif

Рис. 1

Труба А с проводами В и F образует активный элемент антенны. При его питании в центре трубы А антенна будет иметь горизонтальную поляризацию, поэтому вертикальная труба С не будет влиять на характеристики антенны и её можно не изолировать от проводов В и F в точке в.

Сказанное выше полностью относится и к пассивному элементу. Если, однако, нет твёрдой уверенности в симметричности токов в элементах антенны, то в точках в и в’ следует поставить изоляторы.

Антенна может быть выполнена и как трёхдиапазонная. В этом случае элементы более высокочастотных диапазонов изготавливают из провода диаметром 1,5-2 мм и растягивают с помощью капронового шнура внутри элементов для диапазона 20 м (рис. 2).

an-del2.gif

Рис. 2

Оптимальная длина траверсы для трёхдиапазонной антенны — 2100 мм, что составляет примерно 0,1 Л, для 20-метрового, 0,15L, для 15-метрового и 0,2L, для 10-метрового диапазона. При этом пассивный элемент на 20-метровом диапазоне выгодно использовать, как директор, а на остальных — как рефлекторы. Тогда коэффициенты усиления и отношения излучения вперед/назад получаются примерно одинаковыми для всех трёх диапазонов, хотя в этом случае максимум диаграммы направленности на диапазоне 20 м, будет повернут на 180° по отношению к диапазонам 15 и 10 м.

Размеры антенны для диапазонов 20, 15 и 10 м приведены в таблице. Следует иметь в виду, что соотношения между размерами трубы А(А1) и проводов B(B’) и F(F1) можно изменять в достаточно широких пределах, при сохранении неизменным периметра элемента. В этом случае естественно будут изменяться и размеры трубы В(В’). Однако, выбранная форма элемента (равносторонний треугольник), близка к оптимальной и должна обеспечивать максимальный коэффициент усиления.

Питание рамки диапазона 20 м осуществляется коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 75 Ом через Г-согласующее устройство (рис. 3). Максимальная ёмкость конденсатора С1 — 40 пФ, диаметр трубки согласующего устройства — 10 мм.

an-del3.gif

Рис. 3

Активные элементы диапазонов 15 и 10 м питаются по отдельным коаксиальным кабелям с волновым сопротивлением 75 Ом, через симметрирующие трансформаторы на ферритовых кольцах. Коэффициент трансформации 1:1.

Настройку антенны удобно осуществлять в перевёрнутом положении (рис. 4). Такое положение может быть и рабочим, что, однако, уменьшает высоту антенны. Кроме того, появляется прогиб труб А и А’, а также возникает проблема установки оттяжек крепления вертикальной мачты G, которые могут «цепляться» за элементы.

an-del4.gif

Рис. 4

Сначала подстраивают элементы антенны с помощью гетеродинного индикатора резонанса, связывая его с тем или иным элементом вблизи точки в (в’). Длину проволочных частей элементов первоначально берут с небольшим запасом по сравнению с указанной в таблице. Её уменьшают при настройке, скручивая провода В (В’) и F (F’) между собой в точке в и одновременно перемешав место скрутки вдоль трубы С вверх так, чтобы провода слегка провисали (из-за прогиба труб А и А’). На этапе настройки фидеры должны быть отключены.

После установки резонансных частот (-5% от средней частоты для директора и +5% для рефлектора) всех элементов антенны подключают фидеры и изменением длины пассивных элементов в небольших пределах настраивают антенну на максимальное подавление заднего лепестка. В качестве источника сигнала используют кварцевый генератор с горизонтально поляризованной антенной, отнесенный на расстояние не менее 80-100 м. Эту процедуру повторяют несколько раз для учёта взаимного влияния элементов при изменении их длины.

Размеры узлов антенны, м
Диапазон, м A,B,F С A’,B’,F’ С’
20

7.2

6,2 6,75 5,9
15 4.77 4.2 5 4.3
10 3.6 3. 1 3.7 3.2

 

 

 

 

 

 

Далее снимают диаграмму направленности антенны, и, если она удовлетворительна, возвращают антенну в рабочее положение (углом вверх). С помощью измерителя КСВ определяют коэффициент стоячей волны в фидерах во всех диапазонах, подстраивают Г-согласующее устройство.

В описываемой антенне КСВ в пределах 20-метрового диапазона после настройки не превышал 1,2, а на остальных диапазонах был около 1,5. Остальные параметры были сходны с параметрами антенны «двойной квадрат».

Несколько слов о возможной модификации антенны. Было замечено, что такие параметры антенны, как КСВ и отношение излучения вперёд/назад изменяются в пределах 20-метрового диапазона гораздо меньше, если приблизить эффективный диаметр проводов В {В’) к F {F’) к диаметру трубы А (А’). Для этого проволочную часть элементов можно выполнить из двух параллельных проводов, разнесённых между собой на расстояние 25-30 мм.

С.Бунин UB5UN

73!