Комбинированная многодиапазонная антенна Delta Loop

W2EGH описал антенну под названием Inverted Dipole Delta Loop (антенна с перевёрнутыми дельтообразными элементами), рассчитанную на работу в любительских диапазонах 160, 80 и 40 м.

Как видно из рис. 1, она представляет собой волновую петлю треугольной формы для 80-метрового диапазона, у которой вершина  треугольника с антенным входом ХХ расположена выше противолежащей стороны, параллельной земной поверхности.

Рис. 1. Перевёрнутая антенна Delta Loop для диапазонов 160, 80 и 40 м:

a – схема антенны; б – устройство переключателя

Кроме того, к входу ХХ параллельно подключен 80-метровый полуволновый вибратор с наклонными ветвями. Для  работы в 160-метровом диапазоне горизонтальная сторона треугольника разрывается посредине в точках ZZ, в результате чего и получается полуволновый вибратор полной длины 160 м с изломами. В 40-метровом диапазоне вибратор с наклонными плечами приблизительно отвечает волновому резонансу, в то время как параллельная ему дельтообразная петля с катушкой между точками ZZ характеризуется двухволновым резонансом.

Основные преимущества антенн такого типа состоят в том, что они требуют умеренных затрат, позволяют легко переключаться на один из трёх низкочастотных любительских диапазонов и питаются непосредственно через 50-омный коаксиальный кабель. Частотная полоса пропускания антенны сравнительно широка, а КСВ растёт к её границам не более, чем до 1,5. С помощью этого излучателя оператор W2EGH (not found in qrz.com) добился выдающихся результатов, что подтверждается исчерпывающим обзором.

Перевёрнутой дельтообразной рамке нужна мачта высотой 14 м, считая от грунта, и два столба по 4–5 м высотой. В качестве опор могут также служить окружающие строения или деревья. Нижняя сторона треугольника протянута параллельно земной поверхности на высоте 3 м. При меньшей высоте изменяются частота резонанса, входное сопротивление и КПД антенны. Описываемая конфигурация излучателя отличается рядом успешных нововведений по части многодиапазонности, и потому стоит поближе познакомиться с теорией подобных антенн.

Согласно рис. 1, длины горизонтальной и боковой сторон треугольника относятся как 1,73:1, так что подобная дельтообразная рамка по своей форме близка к петлевому вибратору и, следовательно, отличается более высоким входным сопротивлением по сравнению с «настоящим» дельтообразным элементом. В данном случае входное сопротивление в точках ХХ должно составлять около 160 Ом. Это весьма неудобная величина для питания многодиапазонной антенны через общий 50-омный кабель. Оператор W2EGH нашёл простое решение, подключив параллельно клеммам ХХ подходящий полуволновый вибратор. Поскольку тонкопроводному 80-метровому вибратору присуще входное сопротивление 65 Ом, его параллельное подключение к треугольной рамке снижает входное сопротивление антенны до величины

и обеспечивает согласование с 50-омным кабелем (значение КСВ близко к 1,08). Параллельный вибратор расширяет полосу частот антенны, особенно если его резонансную частоту слегка сместить относительно резонанса треугольной петли (например, 3600 кГц для вибратора и  3700 кГц для треугольника или наоборот).

Кроме того, наличие провода общей длиной 1,5 λ обещает улучшенное излучение радиоволн 80-метрового диапазона. Разрыв проводника в точках ZZ для перехода в режим полуволнового вибратора 160-метрового диапазона не вызывает помех со стороны 80-метрового вибратора; он лишь образует емкостную нагрузку и почти не влияет на входное сопротивление. Для работы в 40-метровом диапазоне  служит волновый вибратор с высоким входным сопротивлением, параллельный двухволновому дельтообразному элементу. По-видимому,  здесь следует ожидать сильного рассогласования.

Однако, по утверждению оператора W2EGH, входное сопротивление в 40-метровом режиме составляет 50 Ом, а по измерениям DL8TP установлено, что при питании через 60-омный коаксиальный кабель величина КСВ оказалась равной примерно 1,2, повышаясь до 1,5 по краям диапазона. Даже в диапазонах 20, 15 и 10 м DL8FP смог получить неплохие результаты, хотя КСВ в среднем достигал 1,9, 2,4 и 2,8 соответственно. Показатели многодиапазонного режима, вероятно, могли бы быть улучшены, если бы в каждом из высокочастотных любительских диапазонов к клеммам ХХ дополнительно подключался полуволновый вибратор.

Согласно измерениям оператора W2EGH, антенне, схема которой изображена на рис. 1, свойственны следующие резонансы: 80-метровой дельтообразной петле – резонанс 3,7 МГц, соответствующий

80-метровому полуволновому вибратору – 3,9 МГц, соответствующий

40-метровой двухволновой дельтообразной петле – 7,4 МГц, соответствующий

160-метровому полуволновому вибратору – 1,825 МГц, соответствующий

Здесь lм обозначает суммарный периметр дельтообразной петли или общую длину полуволнового вибратора. Расчётные формулы выведены по результатам измерений.

80-метровый полуволновый вибратор, рассчитанный на резонанс при 3,9 МГц, не годится для Европы. При копировании каждую из его половинок надо удлинить до 20,45 м (резонансная частота 3,6 МГц). По условиям резонанса дельтообразной петли 40—метрового диапазона видно, что в точках ZZ должна быть включена удлиняющая катушка. Её обмотка из 20 витков медного провода диаметром 2 мм укладывается на каркасе диаметром 65 мм с шагом 2 мм. Закорачивая витки, находят необходимую резонансную частоту.

Не во всех странах любителям разрешается пользоваться 160-метровым диапазоном, поэтому от него обычно отказываются. Тогда параметры антенны становятся более благоприятными, если дельтообразную петлю рассчитать на 3,6 МГц (периметр 81,5 м), а дополнительный вибратор – на 3,7 МГц (длина сторон 2×19,9 м). В 40-метровом диапазоне двухволновый резонанс приходится на 7,2 МГц. Вследствие этого для резонанса посредине 40-метрового диапазона понадобится только небольшая катушка, которая вызовет лишь слабый эффект удлинения в диапазоне 80 м. В результате отпадает надобность в переключателе в точках ZZ, и удлиняющая катушка остается постоянно включенной. Немного поэкспериментировав, можно было бы воспользоваться принципом антенны DL7AB и преобразовать эту дельтообразную антенну в излучатель, оптимально согласованный во всех любительских диапазонах.

Вышеприведённые формулы позволяют пересчитывать антенны на другие частоты. При заданной высоте мачты размеры антенны с перевёрнутыми дельтообразными элементами определяются без всяких вычислений – графически с помощью масштабной бумаги и циркуля.

Карл Ротхаммель «Антенны» т.1

73!