Выбор необходимой антенны КВ диапазона

Как правило, начинающий радиолюбитель, приступающий к изготовлению антенны, теряется перед выбором в многообразии различных конструкций антенн. Вероятно надо обратить внимание, в первую очередь, на семейство полуволновых вибраторов. 

Они имеют электрическую длину, равную λ / 2, и излучают в направлении, перпендикулярно плоскости, в которой они подвешиваются.

Такими простыми полуволновыми антеннами являются:

  • антенна с промежуточным контуром, антенна «Виндом» («американка»),
  • Y-антенна, шельфовый вибратор,
  • вибратор с кабельной линией питания,
  • всеволновая антенна W3DZZ, антенна «цеппелин».

Все эти антенны по отношению к коэффициенту усиления совершенно равнозначны и отличаются только видом питания.

Следующей группой антенн являются антенны в виде длинного провода. Они представляют собой излучатели, по длине которых укладывается несколько полуволн рабочей частоты. При этом отдельные полуволновые отрезки возбуждаются в противофазе и следовательно, с увеличением длины проводника направление основного излучения всё больше приближается к направлению натяжения провода.

К антеннам «длинный провод» принадлежат:

  • антенна в виде длинного провода, всеволновая антенна DL7AB,
  • V-образная антенна,
  • ромбическая антенна.

Следующую группу составляют рамочные направленные антенны, которые имеют острую диаграмму направленности в направлении, перпендикулярном плоскости, в которой располагаются их элементы. Речь идёт в данном случае о синфазно возбуждаемых полуволновых вибраторах, расположенных в вертикальной плоскости друг над другом.

Приблизительно такой же коэффициент усиления в направлении основного излучения имеют вращающиеся направленные антенны. Они имеют то преимущество, что с их помощью можно устанавливать связи во всех направлениях. Они занимают немного места, но механическая конструкция их значительно сложнее. Наиболее экономичная в конструктивном отношении и в тоже время наиболее эффективная вращающаяся направленная антенна — антенна «двойной квадрат». Имея только два элемента, она по своим параметрам не уступает четырёхэлементной антенне «волновой канал».

Наконец упомянем вертикальные излучатели, представляющие собой простейшие вертикальные антенны в виде штырей. Они отличаются тем, что требуют совсем мало места и имеют круговую диаграмму направленности. Наиболее известная и наиболее эффективная конструкция таких антенн — антенна типа Ground Plane «граунд — плэйн» (GP), которая при правильном монтаже, несмотря на то, что имеет круговую диаграмму направленности, всё же даёт небольшой коэффициент усиления и пологий угол вертикального излучения.

Какую коротковолновую антенну выбрать?

Начинающему радиолюбителю можно рекомендовать конструировать приведённые ниже антенны, так как именно они предназначены для описанных целей, что проверено длительной практикой их использования, и соотношение между расходами труда и материалами на их изготовление и получаемыми результатами очень хорошее.

Излучатель с круговой диаграммой направленности и минимально используемой площадью для диапазонов 10, 15, 20 метров — антенна типа Ground Plane.

Всеволновая антенна с небольшим коэффициентом усиления в высокочастотных коротковолновых диапазонах и слабо выраженным направленным действием — всеволновая антенна W3DZZ.

Направленный излучатель с очень большой занимаемой площадью и большим коэффициентом усиления для всех диапазонов — V-образная антенна.

Вращающийся направленный излучатель с очень большим коэффициентом усиления для диапазонов 20, 15 и 10 метров — антенна «двойной квадрат».

Крылатое радиолюбительское выражение гласит: лучший усилитель мощности — это антенна.

Здесь будет рассмотрены простые в изготовлении, но достаточно эффективные типы антенн.

 

Полуволновой диполь

Диаграмма излучения в горизонтальной плоскости имеет вид восьмёрки, максимум излучения (приёма) приходится на плоскость полотна антенны.

С торцов излучение минимальное.

В вертикальной плоскости вид диаграммы излучения зависит от высоты подвеса диполя над землёй. Чем выше подвешена антенна, тем эффективнее она работает на дальних трассах.

Входное сопротивление диполя около 75 Ом и незначительно меняется при высоте подвеса — Н больше λ / 2. Если высота подвеса меньше четверти длины волны, входное сопротивление уменьшается.

Длина полуволнового диполя рассчитывается по формуле:

L = 142 500 / f

где L — в метрах, f — в кГц.

Чем толще провод, из которого сделана антенна, тем шире полоса её пропускания. На практике диаметр антенного провода не менее 4 мм является вполне достаточным и для этого лучше всего подходит антенный канатик или биметалл.

 

Многодиапазонная антенна W3DZZ

Один из способов многодиапазонного использования диполя — отключение его части с помощью резонансных контуров.

Многодиапазонная антенна с согласованной кабельной линией передачи, сконструированная радиолюбителем W3DZZ, заслуживает особого внимания. Для радиолюбителей, желающих иметь все диапазонную антенну, эта конструкция, безусловно наиболее простая и практичная.

 

Место, необходимое для размещения антенны, небольшое и в диапазонах, в которых проходит большинство дальних связей, можно получить значительное усиление. При соблюдении указанных размеров дополнительных поправок обычно не требуется. Питание антенны по коаксиальному кабелю в режиме бегущей волны устраняет также помехи радиовещанию (кабель должен быть на расстоянии 6 м перпендикулярным антенне).

Катушки индуктивности L1 и L2 одинаковые. Они могут быть намотаны на каркасе диаметром 50 мм (провод ПЭВ-2 1,5 шаг намотки около 2,5 мм, число витков — 20). До подключения контура к антенне он проверяется ГИР и подгоняется длина или число витков намотки L1 и L2 до получения резонанса на частоте 7050 кГц. Конденсаторы C1 и C2 — 60 пФ, должны быть рассчитаны на напряжение до 3000 В и реактивную мощность до 10 кВА. Учитывая, что контуры антенны не должны расстраиваться при изменении окружающей температуры, конденсаторы должны быть с отрицательным ТКЕ.

 

Вертикальная антенна (GP)

Вертикальная антенна — четвертьволновый штырь с противовесами. Противовесы выполняют роль искусственной земли. Исследования, проведённые швейцарским радиолюбителем HB9OP, показали, что с помощью антенны GP можно добиться направленного излучения в горизонтальной плоскости, когда используются три радиальных проводника, натянутых под углом 120° по отношению друг к другу в горизонтальной плоскости и наклоненных под углом 45°.

Эта антенна излучает преимущественно в направлениях биссектрис углов между горизонтальными проводниками и имеет вертикальный угол излучения порядка 6 — 7°. Диаграмма направленности этой антенны в горизонтальной плоскости имеет вид листа клевера.

Оптимальный вертикальный угол излучения, равный 6 — 7°, достигается, по данным радиолюбителя HB9OP, при высоте подвеса антенны 6 метров. Число радиальных проводников при заданном угле наклона 45° влияет на входное сопротивление антенны и для указанной антенны оно составляет от 50 до 53 Ом.

73!