Квадрат (Quad): Точка подачи полной длины волны (1 × λ) контур или кубический квадрат (QQ) имеет характеристический импеданс приблизительно 115 Ом. Форма контура определяет полное сопротивление и коэффициент усиления (по отношению к опорному диполю).

Кольцевая антенна является наилучшей и имеет в определённом направлении коэффициент усиления 1,34 дБ по отношению к диполю в том же положении. Максимальный коэффициент усиления может быть получен при 1,5 длине окружности λ.

Характеристический импеданс контура зависит от его формы

Низкий коэффициент усиления квадрата объясняется рассмотрением антенны в виде двух расположенных друг над другом диполей (рис. слева), расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Один диполь питает другой с помощью своих высокоомных концов, которые вы можете рассматривать как лестничную линию с проводами, расположенными далеко друг от друга.

Если увеличить расстояние (рис. справа) между двумя «диполями» с отношением длины к ширине 3 : 1, максимальное усиление составит 2,38 дБ. Полное сопротивление точки подачи неизвестно.

Для получения импеданса около 50 Ом (рис. слева) на КВ необходимо соотношение длины к ширине примерно 2,028:1. Для достижения наилучшего КСВ следует поэкспериментировать с коэффициентом 2.028.

Чтобы проверить этот фактор, сделана пара петель длиной 70 см с помощью электрического провода синего цвета. В центре диапазона 435 МГц КСВ = 1,1 при размере петли 25 × 10,5 см.

Вычисленный коэффициент равен 25 : 10,5 = 2,38

ПОЛЯРИЗАЦИЯ

Вертикальный QQ с точкой питания на его основании имеет горизонтальную поляризацию, точка питания на его боковой стороне изменяет её на вертикальную. Если антенна параллельна поверхности земли, поляризация горизонтальна. Антенна становится более или менее всенаправленной, а диаграмма направленности излучения зависит от частоты и высоты антенны.

ИМПЕДАНС

Предыдущая информация основана на антенне, которая установлена на большой высоте и в идеальных условиях. Полное сопротивление антенны, расположенной близко к земле или оснащённой директорами и отражателем, падает до низкого значения, иногда менее 50 Ω. Обычно квадраты на 20-80 м находятся относительно близко к земле, и их точка подачи будет ниже (100 Ω), чем теоретическое значение. Полное сопротивление полуволны (½ λ) цикл равен 6 — 10 Ω.

ПРЕИМУЩЕСТВО

Петлевая антенна имеет некоторые преимущества:

Меньше шума и помех от местных источников. Более низкая диаграмма направленности излучения. Относительно низкие потери из-за более высокого импеданса и точки подачи.

Размер

QQ для одного диапазона имеет коэффициент скорости 1,02; его окружность больше, чем обычно для антенн.

Например, петля (loop) для частоты 3,7 МГц: длина окружности = 1.02 × (300 ÷ 3.7) = 82.7 м. Если петля выполнена из изолированного провода (ПВХ), то длина окружности уменьшается примерно до 0,95 × 82,7 = 78,50 м.

Если не можете создать квадрат полной волны, можно смоделировать полную волну с длиной окружности 2 × длины фидера + петля. Иначе говоря: если отсчитывать от начальной точки устройства подачи, общая длина провода равна полной волне.

Хотя большинство любительских диапазонов имеют гармоничное соотношение, 80-метровый loop не имеет КСВ = 1 на более высоких диапазонах.

На чертеже (на рис. c — для увеличения нажать) вы можете видеть, что QQ может питаться двумя параллельными коаксиальными кабелями 50 Ом.

ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ ПЕТЛЯ

Горизонтальная петля (рис. а) с окружностью примерно 84 м является хорошей «круговой» антенной на 10-80 м. У неё нет выраженного DX или локальной диаграммы направленности. Удивительно, насколько сильны сигналы на диапазоне 20 м с этой антенной. Коллега автора, радиолюбитель живёт в 10 км от него и использует горизонтальную петлю длиной 160 м. Если автор передаёт с помощью вертикальной антенны или антенны W3DZZ на диапазоне 20 м, его передачи на одну или две единицы S сильнее. Следует сказать, что его петля стоит в чистом поле, а автор живёт в жилом районе с небольшим задним двором. Он использовал 40-метровую горизонтальную дельта-петлю с отличными результатами по предыдущему адресу. Петля находилась примерно в 5 м над землёй, и использовался тюнер, соответствующий антенне.

СООТВЕТСТВИЕ

Размер контура менее критичен, если используется открытая линия с антенным тюнером.

Соответствие 110-100 Ω до 50 Ω возможен с помощью балуна. Экспериментируя с антенным тюнером S-Match, нашёлся этот способ («рис.) намотки балуна. Большим преимуществом является гальваническое разделение входных и выходных клемм, а соединение антенны с коаксиальным экраном практически исключено

В конечном итоге баланс был улучшен путём замены соответствующих проводов входных и / или проводов выходных клемм.

В диапазоне 10-160 м балун обладает достаточной индуктивностью.

Здесь (на рис. справа) всё разъяснено ещё раз.

Также обычно возможен (внутренний) асимметричный тюнер в сочетании с дроссельным балуном.

Намотайте (на 10-80 м) приблизительно 3 м коаксиала на трубу диаметром 7-10 см.

Если тюнер не может найти подходящий, фидерные кабели (2 × 50 Ом) могут быть слишком длинными или короткими.

Однодиапазонный QUAD

Однодиапазонныйй квадрат может быть легко нашружен с коаксиальным кабелем 75 Ом (рис. а) в качестве линейного трансформатора. Всё, что требуется, это ¼ λ линии, имеющей Z0 равно √(112,5 × 50) = 75 Ом. Длина линии равна ¼ × V × λ и это преобразует 50 Ом в 112,5 Ом (Zмуравей × 50 = 752, Z_ант = 5625 ÷ 50 = 112.5 Ω). «V» — это коэффициент скорости.

Чтобы предотвратить появление токов на внешнем проводнике, намотайте кабель (фото) на пару витков через тороиды или используйте дроссельный балун (рис. б) вблизи точки его подачи с витками коаксиала длиной 3-6 м на трубе диаметром 8-12 см.

Автор использует (сеточный) дипметр для определения длины кабеля ¼ λ. Отрезается отрезок длиной чуть больше ½ × V × λ и припаивается небольшая петля к одному концу. Затем закорачивается штырьком через экран другой конец и измеряется резонанс. После пары «проколов» получается правильная половина длины волны, и половина из неё имеет правильный размер.

Согласование с помощью коаксиального кабеля с длиной волны ¼ или ½ волны довольно хорошо известно, но это также может быть выполнено с помощью существующей системы 1961 года: две линии передачи с длиной волны в одну двенадцатую.

Антенна на 80 или 160 м

PA0FRI