Многие любители мечтают о 40-метровой антенне с большим усилением, чем у простого диполя. В то время как двухэлементные поворотные beams имеются в продаже, они дороги и требуют довольно мощных вращателей. Этот недорогой однонаправленный квадрат достаточно прост для быстрой установки, но он также сделает домашнюю станцию очень конкурентоспособной на 7 МГц.

В этом квадрате используется 18-футовая стрела с внешним диаметром 2 дюйма, которую следует устанавливать на высоту не менее 60 футов, желательно выше. (Соотношение производительности с высотой над землёй будет обсуждаться позже). Базовая конструкция заимствована из 75/80-метрового счетверённого устройства N6BV, однако, поскольку эта упрощённая 40-метровая версия является однонаправленной и охватывает только одну часть диапазона (CW или Phone), все компоненты с релейным переключением, используемые в более крупном дизайне были ликвидированы.

Схема простого 40-метрового квадрата при высоте стрелы 70 футов показана на рисунке. Провода для каждого элемента вытягиваются из стрелы вбок с помощью чёрного 1/8-дюймового дакронового троса, предназначенного для предупреждения поломки во время шторма! При высоте стрелы 70 футов квадрат требует “размаха крыльев” в 140 футов для боковых канатов. Это тот же размах крыльев, который необходим для V-образного диполя на той же высоте вершины с включенным углом 90° между двумя опорами.

Рис. 1. Схема 40-метрового квадрата с высотой стрелы 70 футов. Четыре удерживающих каната на каждой петле придают каждой петле желаемую форму. Обратите внимание на 10-футовую разделительную верёвку внизу каждой петли, которая помогает ей сохранять форму. Подводящий кабель присоедин1н к приводному элементу через дроссельную заслонку, состоящую из 10 витков коаксиального кабеля в петле диаметром 1 фут. Вы также можете использовать крупные ферритовые шарики поверх коаксиального кабеля подводящего кабеля. Как приводной элемент, так и контуры отражателя заканчиваются разъёмами SO-239, подключенными обратно к башне (но изолированными от неё). Отражатель SO-239 имеет закороченный PL-259, обычно установленный в нём. Это удаляется во время точной настройки квадрата.

Форма каждой петли довольно необычна, поскольку нижние концы каждого элемента приближены к опорной башне. (Концы этих элементов изолированы от башни и друг от друга). Расположение элементов рядом с башней значительно упрощает тонкую настройку — в конце концов, т.к. концы контура провода на концах стрелы расположены не на расстоянии 9 футов! Сопротивление в точке подключения при такой конфигурации контура близко к 50 Ом, что означает отсутствие необходимости в соответствующей сети.

Напротив, более традиционная ромбовидная или квадратная конфигурация с четырьмя контурами имеет сопротивление около 100 Ом. Ещё одним преимуществом такой конфигурации контура является то, что средняя высота над землёй выше, что приводит к несколько меньшему углу излучения матрицы и меньшим потерям, поскольку нижняя часть каждого элемента приподнята выше над поверхностью с потерями. Недостатком этого необычного макета является то, что остаются ещё четыре “слогана”, верёвки необходимы для вытягивания элементов в стороны снизу, натягивая их на 10-футовые разделительные верёвки, показанные на рисунке.

Конструкция

Перед началом строительства вы должны решить, хотите ли вы покрытие на CW (с центром на 7050 кГц) или на телефоне (с центром на 7125 кГц), с охватом примерно 120 кГц между точками КСВ 2:1. Если квадрат обрезан для непрерывной части диапазона, то он будет иметь КСВ менее 3,5:1 при частоте 7200 кГц. Частотный диапазон ухудшится примерно до 7 дБ F/B на частоте 7300 кГц, при этом коэффициент
усиления уменьшится почти на 3 дБ по сравнению с его максимумом в непрерывном диапазоне. В телефоне можно использовать квадрат, настроенный на непрерывный диапазон диапазоне, если вы используете антенный тюнер для уменьшения КСВ, и если вы можете справиться со снижением производительности.

Чтобы представить ситуацию в перспективе, четырёхполюсник, настроенный на постоянный ток, но работающий в телефонном диапазоне, всё равно будет работать примерно также хорошо, как дипольный. Далее вы должны решить, куда вы хотите направить квадрат. DXer или участие в локальных соревнованиях, возможно, захотите направить этот дизайн в одном направлении.

Механические требования к стреле невелики, тем более что верхняя ферменная опора используется для снижения нагрузки на стрелу из-за тянущихся к ней снизу проводов. Стрела длиной 18 футов изготовлена из алюминиевых труб диаметром 2 дюйма. Вам понадобится подходящий набор U-образных болтов и монтажная пластина для крепления стрелы к торцу башни. Или, возможно, вы могли бы использовать саморезы для временного крепления стрелы к подходящему дереву в День поля! На башне высотой 70 футов провода-петли подводятся обратно к башне на уровне 37,5 футов и привязываются там с помощью изоляторов и верёвки. Самые низкие точки петель расположены примерно в 25 футах над землёй для 70-футовой башни.

На рис. 2 приведены размеры приводного элемента и отражателя как для CW, так и для телефонной частей 40-метрового диапазона.

Гис. 2. Размеры каждого контура для работы CW или Phone

Распорные тросы

Любой, кто работал с квадратами, знает, что они определённо являются трёхмерными объектами! Вам следует тщательно спланировать установку, особенно если на опорной башне есть распорные тросы, как это делает большинство. В зависимости от того, где расположены выступы на башне, и расположения квадрата относительно этих выступов, вам, вероятно, придётся натянуть петли квадрата над определёнными выступами (вероятно, на вершине башни) и под другими выступами ниже.

Очень полезно просмотреть расположение соединительных проводов с помощью функции “Просмотр антенны” в программе моделирования EZNEC. Это позволяет вам визуализировать трёхмерный макет антенны. Вы можете “вращаться” вокруг башни, чтобы увидеть различные аспекты макета. EZNEC напрямую пожалуется на провода заземления, но всё равно позволит вам использовать функцию просмотра антенны.

Также обратите внимание, что провода лучше всего изолировать, чтобы предотвратить взаимодействие между ними и антеннами на вышке, но это может быть необходимо не для всех установок.

ПРИ НЕОБХОДИМОСТИ ВОЗМОЖНА ТОЧНАЯ НАСТРОЙКА

Для элементов мы используем многожильный медный провод с жёсткой проволокой №14. Однако в процессе монтажа провода петли могут немного растягиваться, когда вы тянете за них, пытаясь преодолеть различные препятствия. Это может немного изменить частотную характеристику и производительность, поэтому полезно провести процедуру настройки квадрата, когда он, наконец, будет поднят в воздух.

Самый простой способ точной настройки квадрата на вышке — использовать портативный КСВ на батарейках индикатор (например, Autek RF-1 или MFJ-259) для настройки длины отражателя и приводного элемента для определённых резонансных частот. Вы можете устранить влияние взаимной связи с другим элементом, разомкнув цепь другого элемента. Для удобства каждый четырехконтурный контур должен быть подключен к гнездовому разъему SO-239 UHF, который изолирован от башни, но подключен близко к ней. Вы измеряете резонансную частоту управляемого элемента, сначала извлекая закороченный PL-259, обычно вставляемый в разъём отражателя. Аналогично, отражатель резонансную частоту можно определить, отсоединив линию подачи, обычно подключенную к точке подачи приводного элемента.

Очевидно, что проще всего начать с дополнительного провода для каждой петли, возможно, на 6 дюймов больше с каждой стороны SO-239. Затем вы можете отрезать провод отрезками по 1/2 дюйма поровну с каждой стороны разъёма. Эта процедура проще, чем пытаться соединить дополнительный провод, находясь на башне. Во время этой процедуры пригодятся зажимы типа «крокодил», но только не теряйте хватку за провода! Вы должны привязать страховочные шнурки к каждому и подсоедините провода обратно к опоре. Обрежьте длину проводов, чтобы получить резонансные частоты (±5 кГц), а затем надёжно припаяйте детали. Не забудьте снова вставить закороченный PL-259 в отражатель разъём SO-239, чтобы превратить его обратно в отражатель.

ЧЕМ ВЫШЕ, ТЕМ ЛУЧШЕ

Этот квадрат был разработан для работы со стрелой высотой не менее 60 футов. Однако для работы в режиме DX он будет работать значительно лучше, если вы сможете поднять стрелу еще выше. На рис. 3 показаны диаграммы направленности для четырёх антенн: эталонного V-образного диполя на высоте 70 футов (с включенным углом 90° между двумя опорами) и трёх квадратов с высотой стрелы 70, 90 и 100 футов соответственно. Под углом возвышения при 20°, типичном для работы DX на 40 метрах, квадроцикл на высоте 100 футов имеет преимущество примерно на 5 дБ по сравнению с инвертированным V-образным диполем на высоте 70 футов и преимущество примерно на 3 дБ по сравнению с квадроциклом с высотой стрелы 70 футов.

Рис. 3. Сравнение диаграмм высот для квадратов на высотах стрелы 70, 90 и 100 футов, привязанных к диполю с перевёрнутым V на высоте 70 футов

qsl.net