Таинственная многодиапазонная антенна W5GI

Многодиапазонная проволочная антенна, которая работает всегда хорошо, даже если она сбивает с толку программное обеспечение для моделирования антенн. Антенну, длиной около 30,5 м, можно применять в диапазонах от 80 до 6 м. Повторена многими радиолюбителями и получила лестные отзывы о работе.

Прообразом антенны W5GI послужила коллинеарная коаксиальная система, которую предложил James E.Taylor, W2OZH. Обычно в коллинеарной системе используются фазосдвигающие шлейфы, обеспечивающие питание внешних элементов в фазе с ВЧ-током, которым возбуждается центральный элемент. Такой шлейф можно изготовить из двухпроводной воздушной линии или из коаксиального кабеля. Обычно используется закороченный четвертьволновый шлейф, хотя будет работать и полуволновый шлейф, разомкнутый на конце. Проблема здесь чисто конструктивная — висящие шлейфы довольно громоздки, и, кроме того, портят внешний вид конструкции. Удачным решением является применение секций из коаксиального кабеля, которые выполняют две функции — обеспечивают необходимый фазовый сдвиг на 180° и являются частью излучающего элемента в коллинеарной системе.

По сути, в многодиапазонной антенне W5GI полуволновым трансформатором для 20-метрового диапазона на основе двухпроводной линии синфазно возбуждаются три коллинеарных полуволновых диполя этого диапазона. Может показаться, что предложен всего лишь вариант антенны G5RV. Однако в диапазоне 20 м это совсем другая антенна. Дело в том, что разработанная Louis Vamey, G5RV, система также имеет длину 3/2L, но ее элементы возбуждаются несинфазно. По-видимому, выбор такой длины (3/2L) был обусловлен желанием G5RV получить четырехлепестковую диаграмму направленности и низкий импеданс в точке питания. Однако John P.Basilotto, W5GI, конструируя антенну, стремился получить шестилепестковую диаграмму направленности на 20-метровом диапазоне с достаточным усилением в направлении, перпендикулярном линии расположения элементов, и, разумеется, малым импедансом в точке питания (для облегчения согласования антенны с трансивером).

Антенна W5GI изготавливается из провода диаметром 1,6 мм. Для коаксиальных шлейфов используется кабель RG-8X. В авторском варианте в качестве двухпроводной линии был применен плоский кабель с диаметром проводников 1 мм и волновым сопротивлением 300 Ом. При расчете длины линии необходимо учесть коэффициент укорочения. Так, для указанной 300-омной линии, имеющей коэффициент укорочения 0,91, для диапазона 20 м длина составила 9150 мм. Кроме указанной, можно использовать промышленную или самодельную воздушную двухпроводную линию с волновым сопротивлением 300…450 Ом, имеющую электрическую длину X/2 на 20-метровом диапазоне. Длина линии, в зависимости от ее типа и коэффициента укорочения, будет варьироваться в пределах 8,2… 10,7 м.

При изготовлении коаксиальных шлейфов отрезают 2 куска коаксиального кабеля RG-8X длиной 5032 мм каждый. Затем удаляют 50 мм оплетки на одном из концов (обозначим этот конец буквой А) и 25 мм оплётки и внутренней изоляции на противоположном конце (обозначим его буквой В) в обоих отрезках коаксиального кабеля. Затем к внешним концам центрального диполя припаиваются «внутренние» концы коаксиальных секций А (при этом экран ни с чем не соединяется). На концах В коаксиальных отрезков между собой спаиваются центральная жила, оплётка и начало внешних проволочных элементов. Все места соединений тщательно герметизируются.

Если при изготовлении антенны для шлейфов будет использоваться коаксиальный кабель другого типа, возможно, придётся подобрать длину шлейфов с учётом параметров применяемого кабеля.

Минимальная высота установки антенны — 8 м над землёй. В авторском варианте она была натянута горизонтально, но некоторые коротковолновики, повторявшие эту антенну, получили отличные результаты и при установке её в виде Inv.V.

Типичные значения КСВ и комплексного импеданса антенны W5GI, измеренные антенным анализатором MFJ-259:
Частота, КСВ, R, X,
3,550 — 1,5 — 42 — 34
3,650- 2,5 — 98 — 61
3,850 — 3,5 — 48 — 61
3,950 — 4 — 22 — 36
7,000 — 1,9 — 95 — 12
7,200 — <3 — 22 — 25 10,1 — 5,2 — 22 — 50 14 — 1,7 — 37 — 19 14,2 — 1,5 — 42 — 18 14,3 — 1,6 — 43 — 22 18,15 — 1,9 — 93 — 13 21,3 — 2,9 — 120 — 46 24,9 — 1,9 — 35 — 23 27,8 — 2,1 — 26 — 16 28,35 — 1,8 — 33 — 20 29,5 — 2,6 — 53 — 55 50,11 — 2.3 — 51 — 37 52,5 — 1,2 — 57 — 7

Далее перевод от Google:

Поэтапное строительство

Многодиапазонная таинственная антенна W5GI выглядит как обычный диполь (см. рис. и фото ниже) и очень проста в сборке.

Антенна мистерии W5GI

Рисунок 1-схематический рисунок многополосной таинственной антенны W5GI. Смотрите текст для получения подробной информации о соединении коаксиальных секций в центре ножек антенны и по длине сдвоенного выводного шлейфа.

Строителям загадочной антенны понадобятся следующие материалы:

  • 3 фарфоровых изолятора
    Около 70 футов провода (14 датчик бытовой электрический провод работает хорошо,)
    Достаточное твиновское руководство или открытый провод для того чтобы сделать раздел половинчатой волны на 20 метрах. Оконный тип 18 калибр 300 Ом лента работает лучше всего. Wireman является отличным источником для антенного провода и линии 300 Ом.
  • 34 фута мини-коаксиала RG8X
  • Электрический соединитель, доступный от большинств магазинов электрических деталей, соединить твиновское руководство и задобрить
  • Термоусадочная трубка для покрытия открытых коаксиальных соединений

 

Антенну можно построить в меньш чем часе когда вы имеете вышеуказанные материалы. Когда вы будете готовы продолжить, выполните следующие действия:

  1. Разрежьте электрический провод на четыре равные части длиной 17 футов.
  2. Отрежьте две длины коаксиала до 16’6 каждый.
  3. Отрежьте 20-метровый полуволновой участок двойного свинца. Эту часть нужно отрегулировать своим фактором скорости. Если линия типа окна 300 омов использована с ВФ .91, общая длина будет 30 футов. Альтернативно, 450 омов, твердое тело 300 омов или домодельную линию открыт-провода можно использовать при условии электрическая длина на-половинная волна на 20 метрах. Фактическая длина будет варьироваться, как правило, между 27 и 35 футами., в зависимости от типа и коэффициента скорости.
  4. Обрезайте два дюйма тесьмы с одного конца обеих длин коаксиала (Пункт А).
  5. Отделайте один дюйм оплетки и Центрального изолятора от противоположного конца обеих коаксиальных секций (пункт B).
  6. Постройте 20-метровый диполь без концевых изоляторов. Примечание: следующие два шага 7 и 8 процесса строительства включают подключение только «внутреннего» концевого участка коаксиальной секции к одному концу диполя; экран здесь ни к чему не подключен. На другом конце коаксиальной секции и коаксиальный экран, и вторая проволочная секция соединены с коаксиальным центральным проводником.
  7. Подсоедините один конец диполя к центральному проводнику коаксиала (деталь А) и накройте термоусадочной трубкой, как показано на фото в ниже.
  8. Соедините противоположный конец коаксиала (пункт B) с оплеткой и четвертьволновой проволочной секцией, накройте термоусадочной трубкой и подключите к концевому изолятору, как показано на фото C ниже.
  9. Установите твиновский провод через отверстия разбивочного изолятора (вы можете увеличить отверстия) и припаяйте к проводу антенны как показано в фото D ниже.
  10. Подключите противоположную сторону сдвоенного провода к коаксиальной трубке, как показано на фото E ниже. Почти любой тип соединения будет работать при условии, что соединение является стабильным и герметичным должным образом.
  11. Установите антенну с центральным проводником высотой не менее 25 футов. Шахта установлена в горизонтальной плоскости; однако, другие устанавливали антенну W5GI как перевернутое-vee и получают превосходные результаты.

 

Фото Б-соединение внутреннего конца коаксиального сечения (ближе к центру). Обратите внимание, что к проводу подключен только центральный проводник.

Фото C-соединение наружного конца коаксиального сечения (далее от центра). Обратите внимание, что к проводу подключены как центральный проводник, так и экран.

Фото D-соединение сдвоенного вывода к внутренним антенным проводам в центре антенны

Фото е-соединение твиновского руководства для того чтобы задобрить. Короткая длина коаксиального сечения предназначена только для иллюстрации. Все соединения должны быть защищены от атмосферных воздействий с помощью термоусадочной трубки, коаксиальной трубки или аналогичного устройства.

Таблица 1-измеренные характеристики таинственной антенны W5GI на различных частотах. Столбцы перечисляют частоту, КСВ (все в соотношении к 1), сопротивление (R) В Омах и реактивное сопротивление (X) в Омах.

Представление в эфире

На 20 метрах вы должны ожидать усиления 3-6 дБ над диполем и 6-лепестковой диаграммой направленности с удлиненной диаграммой направленности 8, перпендикулярной плоскости антенны. Это типично для 3-х элементного коллинеарного массива. Для простого объяснения коллинеарных массивов прочитайте “устранение неисправностей антенн и линий питания” Ральфа Тиррелла, W1TF. На всех остальных диапазонах антенна работает как G5RV, который на самом деле является диполем случайной длины на всех, кроме 20 метров. М. Вальтер Максвелл, в “Reflections II, линии передачи и антенны”, метко описывает это явление. Несколько пользователей сообщают, что можно использовать антенну на 160 метрах, но вам нужно будет подключить двойной провод вместе в том месте, где он соединяется с коаксиалом. На 160, антенна работает как Маркони. Те, кто использовал антенну на 160 говорят, что w5gi Mystery antenna антенна является более тихой приемной антенной по сравнению с другими 160-метровыми антеннами.

Что же касается теории функционирования, то она остается загадкой. По меньшей мере три эксперта tried попробовали компьютерное моделирование антенны. Все трое сделали совершенно разные выводы.

Вы будете наслаждаться построением многополосной таинственной антенны W5GI! Многие Хамы сделали это и считают, что это был забавный проект и отличный исполнитель.

Примечания:

(1) Информация на этой странице была взята из статьи, опубликованной в июльском номере журнала CQ за 2003 год. Вы можете скачать копию статьи в формате Adobe Acrobat, нажав здесь.

(2) W5GI построит антенну за номинальную плату. Цены со скидкой начинаются от $ 65.00, плюс доставка, для w5gi multi-bander. Однодиапазонные антенны стоят дороже, потому что используется балун 4:1.

(3) для получения дополнительной информации или для заказа антенны, пожалуйста, позвоните или отправьте письмо.

(4) размеры для однодиапазонной антенны:

AND Inside wire Coax Outside wire Overall length
10.1 23′ 10″ 23′ 4″ 23′ 6″ 141 ft 4 inches
14.18 17′ 2″ 16′ 8″ 16′ 10″ 101 ft 4 inches
18.13 13′ 7″ 13′ 1″ 13′ 3″ 79 ft 10 inches
21.25 11′ 9″ 11′ 3″ 11′ 5″ 68 ft 10 inches
24.9 10′ 1″ 9′ 7″ 9′ 9″ 58 ft 10 inches
28.5 8′ 11″ 8′ 5″ 8′ 7″ 51 ft 10 inches
50.125 7′ 10 “ 7′ 4″ 7′ 6″ 45 ft 4 inches
  • The above dimensions are for a dipole hung in the horizontal plane.  They were calculated by using the formula 234/freq (MHz) plus additional length for attaching to connectors/insulators.
  • If the antenna is to be installed an Inverted V, increase all lengths by 5%.
  • Any of the above antennas can easily be used as multi band antennas by eliminating the 4:1 balun and using open wire/twin lead directly to an antenna tuner

(4) Dimensions for the multi-band antenna:

 

Inside wire Coax Outside wire Overall length
17′ 2″ 16′ 8″ 16′ 10″ 101 ft 4″

 

This antenna uses a twin lead matching stub instead of a 4:1 balun.

  • Use only 300 ribbon line for the matching stub.  Start with 34 ft 7″, trim as necessary to obtain lowest SWR.
  • Mono-banders with either a voltage or current (preferred) 4:1 balun.
  • This antenna exhibit significant gain only on 20 meters. On all other bands the antenna performs like a G5RV.

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Может ли RG-58 [или любое другое коаксиальное соединение] быть заменено на RG-8X (mini)?

Теоретически он должен работать, по крайней мере электрически. Главным образом забота strength прочности более малого провода. Портативная антенна Mystery с использованием RG-174 находится на стадии планирования. Если кто-то пытался использовать различные кабели, пожалуйста, передайте свои мысли и замечания для размещения на этом веб-сайте.

[Примечание: игнорируйте коэффициент скорости (VF) коаксиала-он не применим в моей конструкции]

Могу ли я использовать твиновский провод или открытую проводную линию непосредственно к антенному тюнеру вместо коаксиального и твиновского заглушки?

Абсолютно. Сдвоенная заглушка вывода необходима только для придания антенне ее многополосных характеристик.

Как я могу определить коэффициент скорости твиновского руководства?

Самый лучший путь определить фактор скорости спросить раздатчика или изготовителя. Очень важно, чтобы правильный VF был использован при расчете длины двойного вывода. Лента 300 омов-это хороший выбор. Есть множество доступных типов. Диапазон VF от 80 до 90 процентов — для линии 300 Ом, что означает, что полуволновая линия может находиться в любом месте от 26,4 фута до 29,7 фута. Линия ленты 450 омов типично имеет ВФ 95%, которое значит что длина должна быть 31.35 ФТ. Список VF книги антенны ARRL для различных линий.

[Примечание: используйте 33 фута в качестве 20-метровой половинной длины волны для приведенных выше расчетов.]

Должен ли я использовать балун?

Балун не нужен и только ухудшит производительность. Линия амортизатор между концом твиновского руководства и задобренным порекомендована. Оно помогает уменьшить радиацию линии питания и рассеянный RF, которая могут причинить проблемы в хижине.

[Примечание: в оригинальной статье рекомендуется использовать балун 4:1 для монодиапазонной версии антенны Mystery; однако балун больше не рекомендуется. Вместо этого попробуйте четверть волны 75 Ом согласующий трансформатор. RG59 (Beldon 8241) — хороший выбор. Раздел отрезанного кабеля 75 ом на 20 метров 10.89 фута можно использовать с многополосной антенной. Он будет понижать КСВ на 20 м, чтобы приблизиться к 1: 1 и прозрачен на других полосах.]

Я получаю более высокие показания КСВ, чем появилось в вашей статье, я делаю что-то не так?

Скорее всего, нет. SWR — это функция нескольких переменных, включающая тип провода и кабеля, высоту над землей и т. д. Самое лучшее измерение для того чтобы обеспечить антенну построено правильно SWR 20m. Он должен быть меньше 2:1 по всей полосе 20 м, и если вы используете 75 — омный трансформатор соответствия (см. выше) ближе к 1: 1.

Могу ли я установить антенну Mystery как перевернутую V?

Абсолютно. Существуют тысячи таинственных антенн, используемых во многих различных конфигурациях. Обратная связь от строителей показывает что антенна очень простая и будет работать в почти любых условиях, даже внутри помещения и с загибами концов.

Где я могу купить таинственную антенну?

Антенна тайны W5GI доступна как набор от Wireman или, если вы предпочитаете, сразу от w5gi готового для установки для $100 погруженного внутри США w5gi может также построить Mono-Band антенны для любого диапазона 40 к метрам. Позвоните или напишите для получения сметы расходов.

P.S. сообщаем, что статья, текст и рисунки скопированы прямо от W5GI (now SK)