Это проект серии «антенна выходного дня» — антенна, которую вы можете использовать на восьми КВ диапазонах любительских частот (80, 40, 30, 20, 17, 15, 12 и 10 м) с антенным тюнером, и которая даёт значительное усиление на пяти диапазонах от 20 м до 10 м.

Она проста в изготовлении, требует только проволоки, изоляторов и подходящих опор, не имеет катушек-ловушек для намотки, металлоконструкций или критических размеров и имеет низкий визуальный профиль, так что многие соседи её даже не заметят!

Длинный провод (Long Wire)

Хороший способ разобраться в VeeBeam — начать со скромной длиннопроводной антенны, представляющей собой отрезок провода длиной не менее одной длины волны. Диаграмма направленности длиннопроводной антенны состоит из нескольких лепестков, расположенных под разными углами к проводу. Количество лепестков зависит от длины провода в длинах волн, в то время как самый сильный лепесток всегда находится ближе всего к проводу (т.е. образует наименьший угол с ним). На рисунке 1 показана схема дальнего поля провода длиной 2 длины волны, который проходит горизонтально вдоль страницы и подаётся с левой стороны.

Рис. 1. Диаграмма направленности в дальнем поле длинноволнового провода с двумя длинами волн

В этом случае основной лепесток находится под углом около 40 градусов к проволоке. По мере удлинения проволоки количество лепестков увеличивается, а основной лепесток становится прочнее и ближе к оси проволоки. Обратите внимание, что лепестки в направлении от источника к концу провода (в нашем случае слева направо по странице) немного сильнее (примерно на 1,5 дБ), чем лепестки в другом направлении.

Длинные провода всегда были популярны из-за их простоты и потому, что с помощью антенного тюнера их можно настроить на работу во всех диапазонах. Однако у них есть несколько недостатков:

1. Антенна начинается прямо там, где находится тюнер, который обычно находится в шэке, поэтому значительное
   количество излучения попадает в шэк, где оно может вызвать сбой в работе оборудования и не влияет на ваш сигнал.
2. Как и во всех антеннах, которые питаются от земли, значительный процент мощности, подаваемой на антенну, может теряться из-за потерь на землю. Хотя потери можно уменьшить, установив радиальную систему заземления, это противоречит цели простой антенной системы.
3. Узор диаграммы имеет несколько лепестков, и угол наклона лепестков к проволоке зависит от
   частоты, поэтому трудно нацелить антенну на определённый географический район.

Основы V-образного луча

К счастью, все эти проблемы можно решить простым способом: расположить две длинные проволоки под углом друг к другу, чтобы сформировать v-образную балку, и подать провода друг против друга, используя сбалансированную подачу на вершине v-образной балки. Полученная в результате антенна называется vee-лучом. На рисунке 2 показана схема Vee-луча, видимая сверху.

Рис. 2. Схема расположения V-образного луча

Двумя ключевыми параметрами V-образного луча являются длина плеча — длина каждого провода, измеряемая от точки подачи, и включенный угол n, то есть углы, которые два провода (меньше) образуют друг с другом. Vee-луч будет хорошо работать в качестве направленной антенны с длиной ответвления от 1 до 5 длин волн. Чем длиннее ответвления, тем больше коэффициент усиления и тем уже ширина луча.

Если длина ответвления меньше примерно на одну длину волны, антенна больше не даёт усиления в указанном направлении, хотя всё ещё возможно подобрать антенну с длиной ответвления, равной длине волны o, где она фактически представляет собой гибкий диполь.

Угол между опорами выбран таким образом, чтобы основные лепестки длиннопроводных схем из двух проводов усиливали друг друга, давая дополнительное преимущество в усилении на 3 дБ по сравнению с длиннопроводной антенной той же длины, что и одна из опор vee. Оптимальный угол наклона зависит от длина ответвления, в длинах волн. В таблице ниже показан оптимальный включенный угол и  результирующий коэффициент усиления в свободном пространстве (в dBi) и ширина луча -3 дБ для различных длин ответвлений.

Из таблицы может показаться, что VeeBeam не является хорошим выбором для многодиапазонной антенны, поскольку оптимальный угол наклона будет разным для каждого диапазона.

Однако, к счастью, характеристики Vee-луча не очень чувствительны к изменениям включенного угла, поэтому можно найти компромисс, который даст хорошие результаты на нескольких диапазонах. Один из таких компромиссов заключается в том, чтобы длина сегмента составляла примерно одну длину волны на частоте 14 МГц (21,4 м) с включенным углом 80°. Это снова даёт следующие значения и n значений ширины луча в 3 дБ для различных любительских диапазонов:

В длине плеча 21,4 м нет ничего особенного — она была выбрана просто для сравнения с предыдущей таблицей. Как вы можете видеть, коэффициент усиления на частоте 14 МГц (где длина сегмента равна 1 длине волны), на частоте 21 МГц (длина сегмента 1½ длины волны) и на частоте 28 МГц (длина сегмента 2 длины волны) составляет самое большее пару десятых децибела от оптимального.

На рисунке 3 показана диаграмма направленности Vee-луча в свободном пространстве с ветвями длиной в одну длину волны при частоте 14 МГц. Как и в случае с длинным проводом, коэффициент усиления в прямом направлении (к открытый конец vee) примерно на 1,5 дБ больше, чем коэффициент усиления в обратном направлении. Хотя длина плеча не имеет решающего значения (как правило, чем длиннее, тем лучше, максимум до 5 длин волн при самой высокой частоте работы), важно, чтобы два плеча были одинаковой длины, чтобы сохранить баланс и симметричную диаграмму направленности антенны.

Рис. 3. Схема свободного пространства V-образного луча
с опорами длиной 21,4 м и включенным углом 80°

Подача Vee Beam

Для достижения наилучших результатов Vee Beam нуждается в сбалансированной подаче. Это можно получить либо от удалённого сбалансированного тюнера в точке подачи (если вам посчастливилось иметь такой), либо подключив его по сбалансированной линии подачи, такой как оконная линия или линия разомкнутого провода, либо к сбалансированному тюнеру, либо к одноконцевому тюнеру с балансиром в шэке.

Если вы используете удалённый тюнер, расположенный в точке подачи, то может быть целесообразно выбрать длину плеча, которая не равна целому числу полуволн ни на одной из используемых частот используется, чтобы избежать представления тюнеру очень высокого импеданса в точке подачи.

Если вы подаёте его сбалансированной линией, то нет необходимости избегать этих длин отрезков, поскольку линия подачи в любом случае преобразует импеданс, видимый тюнером. Однако, если вашему тюнеру трудно подобрать антенну на каких-либо диапазонах, вам следует увеличивать или уменьшать длину сбалансированного фидера до тех пор, пока не будет найдена длина, позволяющая тюнеру подобрать антенну на всех диапазонах.

Завершать или не завершать

Если обе ветви V-образного луча оканчиваются резисторами правильного значения (обычно около 500 или 600 Ом), подключенный к земле, становится антенной бегущей волны. Входное сопротивление становится довольно постоянным (около 600 Ом) в широком диапазоне частот, а направленная назад диаграмма направленности подавляется, что делает конечный Vee-луч однонаправленным.

Однако, это не увеличивает прямой коэффициент усиления vee, поскольку мощность, которая излучалась бы в обратном направлении, просто рассеивается в резисторах. Фактически, прямой коэффициент усиления Vee-луча с завершением на самом деле немного меньше, чем для того же Vee-луча без замыкающих резисторов. Замыкающие резисторы должны быть неиндуктивными, и каждый из них должен быть способен рассеивать около трети мощности, подаваемой на антенну.

Автор решил не отключать свой vee по следующим причинам:

1. Передний лепесток направлен по короткому пути в Северную Америку, поэтому задний лепесток позволяет автору работать по длинному пути.
2. Не хотел никакого снижения прямого усиления.
3. Это упростило конструкцию антенны, так как не требовались оконечные резисторы.

Строительство

Конструкция проста, единственная проблема заключается в том, чтобы найти три подходящие опоры (для вершины и концов каждого плеча). В авторском случае повезло, что в саду было несколько деревьев, расположенных подходящим образом, чтобы поддерживать концы каждой опоры; и была сооружена 10-метровая деревянная мачта, сделанная из двух жердей, рядом со своим шэком, чтобы поддерживать вершину vee.

Автор изготовил антенну и линию питания, используя две равные длины панельного провода толщиной 1 мм². Каждая длина служит как одной стороной антенны, так и одной стороной линии питания, поэтому нет соединений, которые могли бы вызвать коррозию или усталость. Выбран панельный провод с зелёной изоляцией, который сливается с листвой деревьев, из-за чего антенну довольно трудно заметить.

Две стороны подводящей линии разнесены на расстоянии друг от друга с помощью пластиковых изоляторов длиной около 5 см, которые посчастливилось приобрести, когда была распродажа «излишек». Провод панели крепится к изоляторам с помощью капли быстро схватывающейся эпоксидной смолы. Если у вас нет подходящих изоляторов, то вы можете легко изготовить их из листа бакелита, перспекса или материала для печатных плат (разумеется, без меди).

Автор подал подводящий трубопровод в шэк через пластиковый «вентиляционный кирпич» в стене, не забыв расположить его подальше от токопроводящих предметов, и подсоединить его к балуну типа W2DU (несколько ферритовых шариков, надетых на коаксиальный кабель длиной 30 см), питаемый очень коротким (50 см) кабелем. RG213 подключается к трансиверу Kenwood TS-850S со встроенным ATU.

Точка питания Vee-луча

Итак, как это работает?

Будучи заядлым (хотя и неопытным) участником соревнований, автор решил протестировать Vee Beam в самых суровых условиях, в 48 часах веселья и безумия под названием CQWW Международные соревнования DX. Использовал vee в качестве своей единственной антенны на этом конкурсе CW 2004, где работал в диапазонах 40, 20, 15 и 10 метров. Общие впечатления были хорошими.

На более высоких диапазонах (10, 15 и 10 метров) это, казалось, придало авторской маломощной (100 Вт) станции дополнительный эффект в Северной Америке по сравнению с диполями, которые ранее использовал, и, конечно, не стал чувствовать себя недостаточно оснащённым по сравнению со станциями с трёхдиапазонными направленными антеннами.

Конечно, поскольку луч не вращается и был нацелен на Северную Америку, автор был в значительном невыгодном положении при работе в других частях света. Тем не менее, всё же удалось передать приемлемый сигнал в Европу, по крайней мере, когда диапазоны были открыты, показывая, что боковые лепестки действительно имеют своё применение!

На 40 м производительность была аналогична любому низкочастотному диполю (слабому и всенаправленному), но всё же удалось поработать с 35 подразделениями DXCC, включая 9N7BCC в Непале.

Обнаружилось, что внутренний ATU TS850 не соответствует vee на всех частотах в диапазонах, поэтому, возможно, требуется более мощный внешний ATU (предпочтительно сбалансированный). Также замечена проблема RFI с компьютером shack на 10 м, которая, по-видимому, была вызвана разомкнутым соединением фидера с кабелем компьютерной клавиатуры. Защёлкивающийся ферритовый сердечник решил проблему.

В остальном антенна работала безупречно, и за выходные было сделано 895 QSO, что на пару сотен больше, чем в прошлом году. Теперь всё, что автору нужно, — это ещё пара Veе, направленных на Европу и Японию. Дорогая, нам нужен дом с садом побольше…))

ZS1AN