Петлевой вибратор в антенне Inverted V
В настоящее время KB антенна «Inverted V» («перевернутая V») достаточно хорошо известна коротковолновикам. Это простая в изготовлении и установке антенна с круговой диаграммой направленности, параметры которой в основном соответствуют параметрам полуволнового диполя. Так, в диапазоне 80 м с такой антенной, установленной на крыше двухэтажного дома, при мощности передатчика около 20 Вт, работая SSB, в районе полуночи, когда стихает шум на диапазоне, удается проводить связи на расстояния до 2500 км. При этом RS достигает 56.
По-видимому, первое описание на русском языке антенны «Inverted V», в двухдиапазонном исполнении (80 и 40 м) в виде комбинированной системы с общей точкой питания отдельных полуволновых вибраторов приведено в (1). С тех пор было предложено много модификаций антенн «Inverted V». Собственно антенна «Inverted V» представляет собой полуволновой диполь, расположенный в вертикальной плоскости под углом 90°, причем точка питания поднята вверх, а концы вибраторов опущены к земле, что позволяет обойтись при установке антенны одной мачтовой опорой.
В то же время, в диапазонах УКВ для телевизионного приема широко применяется полуволновой шлейфовый вибратор Пистолькорса (петлевой вибратор) — и как одиночный элемент, и в составе более сложных антенн «волновой канал». Петлевой вибратор, по сравнению с полуволновым вибратором, имеет более высокий коэффициент усиления. Иногда с этой же целью применяют двойной петлевой вибратор, состоящий из параллельно соединенных на концах трех полуволновых вибраторов. Информацию по этим антеннам можно найти в (2).
По сравнению с полуволновыми вибраторами, петлевые вибраторы более широкополосны, что особенно полезно на диапазонах 80 и 40 м, и кроме того, они позволяют непосредственно соединить среднюю точку второго вибратора с мачтой, поскольку в этой точке имеет место узел напряжения. Соединения на концах могут быть выполнены в виде подвижных короткозамыкающих перемычек, с помощью которых легко подбирается резонансная длина петлевого вибратора. Для этого достаточно перемещать короткозамыкающие перемычки. Резонансная длина у петлевого вибратора, как и у полуволнового вибратора, несколько меньше половины длины волны.
Однако у петлевых вибраторов есть один существенный недостаток. Как показано в (2), петлевой вибратор применяется для работы на одном диапазоне, т.к. параллельное соединение в точках питания петлевых вибраторов на разные диапазоны недопустимо. Это обусловлено тем, что нерабочий петлевой вибратор при таком соединении выполняет роль короткозамыкающего шунта, вследствие чего параметры антенны в требуемом диапазоне частот могут резко ухудшиться. От этого недостатка можно избавиться, применив релейную коммутацию в точке питания вибраторов.
Как известно, входное сопротивление петлевого вибратора, выполненного из двух одинаковых тонких проводников, составляет 292,4 Ом, двойного петлевого вибратора — 657,9 Ом. Изменяя диаметр проводников, а также соотношение диаметра и расстояния между проводниками, можно регулировать входное сопротивление. Для согласования петлевого и двойного петлевого вибраторов с 75-омными фидером можно применить трансформаторы типа длинной линии, выполненные на ферритовых кольцах. Для петлевого вибратора требуется трансформатор с коэффициентом трансформации 4:1, а для двойного петлевого вибратора — 9:1.
Таким образом, напрашивается вывод, что петлевой или двойной петлевой вибратор, выполненный в виде «Inverted V», будет иметь определенные преимущества по сравнению с «классическим» исполнением этой антенны в виде полуволнового вибратора. На рис.1 и 2 (выше) приведены примеры расположения полотна антенны петлевого вибратора и двойного петлевого вибратора, выполненных в виде «Inverted V», относительно мачтовой опоры.
Удивительно, что при заведомо большем усилении и широкополосности, петлевые вибраторы не получили широкого распространения на КВ. Это, по-видимому, обусловлено трудностями создания многодиапазонных антенн путем параллельного соединения в точках питания и большего расхода провода.
P.S.
Сама антенна «Inverted V» может быть выполнена различными способами. Она может быть расположена вертикально или горизонтально. В случае вертикального расположения относительно земли она может быть выполнена с опущенной вниз точкой питания и поднятыми вверх концами вибраторов.
При расположении антенны «Inverted V» в горизонтальной плоскости получается направленная антенна с максимумом излучения по биссектрисе угла.
Для антенны, выполненной из петлевых вибраторов, расположение полотна может быть аналогичным антенне, выполненной из обычных полуволновых вибраторов, т. е. обычное в вертикальной плоскости и необычное в горизонтальной.
Из антенны «Inverted V», изготовленной с помощью петлевых вибраторов, можно еще выполнить и горизонтальную направленную антенну.
Известен способ построения направленной антенны из двух антенн «Inverted V», расположенных в параллельных плоскостях, причем полотно каждой из антенн, расположено в вертикальной плоскости. Одна антенна активная, т. е. на нее подается питание, а другая пассивная. Такое исполнение, можно грубо интерпретировать, как простейший «волновой канал» из двух элементов.
Кроме этого следует иметь в виду, что в форме антенны «Inverted V» могут быть исполнены антенны не только с элементами из петлевых вибраторов или двойных петлевых вибраторов, но и с элементами из многократных петлевых вибраторов. Это связано с возрастанием входного сопротивления антенны и что наиболее ценно с расширением полосы рабочих частот. С возрастанием входного сопротивления антенны можно легко справиться с помощью трансформаторов типа длинной линии с соответствующими коэффициентами трансформации. И в результате исполнение такой антенны с петлевыми вибраторами более высокого порядка связано с повышенным расходом провода и сложностью изготовления конструкции.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ю. Жомов. Антенна для любительской радиосвязи.- Радио, 1968, №4, с. 13-14.
2. К. Ротхаммель. Антенны: Пер. с нем.- 3-е изд., доп.- М.: Энергия, 1979.-с. 15-17, 56.
3. С.Бунин, Л.Яйленко. Справочник радиолюбителя-коротковолновика.-Киев: Техника, 1984.- с. 147-152.
Евгений Солодовников
Новые разработки кв антенны пирамида 80 м. Антенна типа «проволочная пирамида
UT5FN
Бабочка — полноразмерная вертикально расположенная антенна — рамка на 80 м. Питается антенна через симметрирующий трансформатор 1/1 (можно и без него), т.к сопротивление антенны в точке питания 50 Ом. (хотя есть и 110-Оммный вариант). Трансформатор предотвращает затекание ВЧ тока на оплетку кабеля, производя симметрирование (несимметричный кабель — симметричная антенна). Отключением одного «крыла» «бабочки»(любой самой обычной релюшкой) — антенна превращается в полноразмерный треугольник на 40м, кстати также вертикально расположенный и запитанный через тот-же трансформатор. Мачта дюралевая и стоит на опорном изоляторе из фторопласта (это в моем варианте) и снизу запитана через трансформатор с объемным витком и работает как вертикал на ВЧ (20-15-10) и, кстати, не нуждается (вертикал) в противовесах. Более подробно о работе этих вертикалов читайте на www.ux2if.com . На мой взгляд очень удачное техническое решение, не занимает много места (не больше чем всем знакомый Inverted V) и отлично работает! Прошу заметить — не компромиссные антенны на НЧ, а две полноразмерные рамки — 80 м и 40 м.
Прикрепленные файлы
UT3FT
UT3FT
Мои сообщения
Интересная антенна. Я тоже раздумывал над подобной, вот тут выложил два журнала с той антенной, что я хотел смастерить под названием «Пропеллер». Не правда ли, есть некие сходства
Сергей, можно ли прикрепить файл проекта? Интересно посмотреть.
- YOGY и UY0FF это нравится
UT5FN
Юрий, здравствуйте! Во вкладке — файл антенны, смоделированный с MMAN-е. Пропеллер — судя по описанию автора, неплохая антенна, но внимательно изучив конструкцию — делаем подсчеты. Высота первой мачты- 23 м. (оттяжки как минимум 15-16 м.), длина двух сторон «пропеллера»(расстояние от мачты до мачты — 14+14=28м., высота второй мачты 8 м. (оттяжки минимум 5м). Путе нехитрого сложения получаем 15+28+5 =48м!!! В длину конструкция около 50 м. — не каждому под силу орвоить такую территорию, а еще добавить оттяжки в разные стороны для сторон «пропеллера»…. Так что если есть место — можно и даже нужно пробовать! Автор пишет, что переключением реле в четырех вариантах можно «подстроить излучение антенны под любую поляризацию». Мы все прекрасно знаем, что волна, отражаясь многократно от ионосферы, меняет поляризацию, пока достигнет корреспондента. Так что этот довод под собой не имеет особого основания. И еще — компромиссные антенны конечно — же работают на более высокочастотных диапазонах и зачастую неплохо. Но неопрвержим тот факт, что диапазонные антенны на прием и на передачу работают все-же лучше. Так что нужно думать. Жму руку С уважением Сергей UT5FN.
Прикрепленные файлы
- YOGY и UY0FF это нравится
UT3FT
UT3FT
Мои сообщения
Спасибо Сергей. Да действительно интересные параметры. А в реальности как она? Были ли сравнения и с чем, каковы результаты. Возможно вы испытывали её и на других диапазонах подключая через СУ. какое её поведение? Если конечно проверяли.
- YOGY и UY0FF это нравится
UT5FN
По результатам практических экспериментов, проводимых мной именно с этой антенной за последний год, могу сделать сравнения с несколькими антеннами (в данном, конкретном случае, мы имеем в виду только диапазон 80 м) — треугольник- высота подвеса 23м., INV-V, высота подвеса 18 м., «базука» — высота подвеса 18 м. «пирамида» — высота подвеса 18 м. Кстати — «бабочка» очень легко трансформируется в пирамиду — буквально 10 минут — развернул крылья, закрепил растяжки — и готово! По приему относительно «базуки» и INV-V выигрывает однозначно уже только потому, что меньше шумит.. Более уверенно слышишь дальнего корреспондента — есть QSO, не слышишь — QSO не состоялось! Пирамида и треугольник по приему почти одинаково работают.
Дорогие друзья, предлагаем вашему вниманию лишь только некоторыеантенные системы радиолюбителей г.Ч еркесска
Антенное хозяйство RA 6 ED Александр . Антенны установлены на легкой трехгранной мачте высотой 20метров. Мачта выполнена в виде телескопа, состоящего из двух колен по 10,5м.всегда есть возможностьопустить антенны на высоту 10м. и произвести некоторые работы на антеннах.
Сама мачта изготовлена из профилированной трубы 25х50мм.
Антенная система состоит из пяти антенн: пирамида-80м., слопер на 40м. в виде оттяжки, 20м-3 эл . на буме 9метров, 15м.-4 эл . На буме 9 метров.
5эл.-10м. антенна съёмная и потому на фото её нет траверса 6метров и вес 7кг. Устанавливается по необходимости. Каждая антенна имеет свой кабель питания и коммутируется обычным коммутатором, где установлены вакуумные замыкатели . На сегодня данная антенная система не является оптимальной, но пока работает.
Антенное хозяйство UA 6 EA Владимир. Антенна установлена на мачте типа УНЖАна высоте 20метров. Антенна производства г.К алининграда и идёт под названием АД 347 соответственно три элемента на 20м., 4 эл . На 15м., 7 эл . на 10м. вращается поворотным редуктором фирмы YAESU G 1000 DXA .
После настройки антенная система работает просто отлично( настройка минимальна и представляет с собой работы по регулировки длинны активных элементов + немного надо поиграть катушкой для компенсации реактивной составляющей) антенна запитана одним кабелем.
Антенное хозяйство RA 7 EA Михаил. Антенна установлена на лёгкой самодельной мачте, четырехгранного сечений, на высоте 20метров. Антенна производства г.М осква и идёт под названием XL 335 3эл.-20м., 3эл.-15м.,5эл.-10м. антенна запитана одним кабелем. Немного ниже расположена антенна на 80м. пирамида. Антенны на УКВ диапазоны(144,430мгц) Прекрасно видны на фото. Поворотная XL 335 вращается небольшим редуктором типа МЭО где центральный вал изготовлен из высокопрочной стали и крепится к основной (большой)ш естерне червяка при помощи 4-х болтов.
Антенное хозяйство UA 6 EFH Анатолий. Антенна установлена на легкой самодельной мачте трехгранного сечения на высоте 11метров + естественный рельеф местностит.е. эта антенна является самой высокой в г.Ч еркесске. антенна производства г.Москва XL 222.2эл.-20м.,2эл.-15м.,2эл.-10м.. антенна вращается редуктором YAESU G 450 A .Антенна установлена непосредственно на самом редукторе. И является оптимальной антенной для этого редуктора . Антенна запитана одним кабелем. На диапазоны 40-80м. используетсягоризонтальная ДЕЛЬТА. Высота подвеса 20м. С учётом местности вся антенная система работает очень хорошо
Антенна пирамида
Стремление получить универсальную, многодиапазонную антенну привело к модернизации «Пирамиды».
Как известно «Пирамида» является разновидностью петлевого вибратора или одной из распространенных свернутых рамочных антенн. Разместив соответствующим образом 4-х режекторных фильтров «трапов» получаем многодиапазонную антенну «Пирамида». С указанными размерами и параметрами «трапов» антенна работает от 10 до 80 метрового диапазонов (см. Рис. 1 и Рис. 2). Изготовление «трапов» не приводится.
Рис. 1
Для её подвеса используется одна мачта высотой от 13 до 15 метров. Желательно, чтобы высота подвеса нижних сторон рамки была не менее 3-х метров от грунта или крыши. Можно размещать «Пирамиду» исходя из местных условий на местности, при этом угол при вершине треугольников может меняться, это влияет на входное сопротивление антенны. Рекомендуется запитать антенну через симметрирующий согласующий трансформатор «Балун» 1:2,5 или 1:4. Кабель питания должен проходить вдоль мачты. Периметр полотна рамки будет меняться при настройки антенны с помощью настроечных шлейфов, по минимуму КСВ.
КСВ по диапазонам изменяется от 1,2 до 1,9.
Р. Диме
«Funkamateur» №7/2004
КВ антенны
При изготовлении КВ-антенн необходимо придерживаться следующих основных рекомендаций: устанавливать антенны как можно выше и в свободном пространстве; использовать по возможности полноразмерные антенны, а если это не получается, то укорачивать не более чем до 75% всей длины; антенна должна иметь собственный резонанс в необходимом участке диапазона, измеренный в точках питания при рабочей высоте; соблюдать расстояние от металлических поверхностей и других антенн не меньше 1 м; использовать соответствующий коаксиальный кабель и не составлять его из кусков; обеспечить погодозащищенность всех разъемных соединений. В период минимума солнечной активности улучшаются условия прохождения на низкочастотных диапазонах, и радиолюбители обращают свое внимание на конструкции антенн для DX связей на 40, 80 и 160-метровых диапазонах. Проволочная пирамида на 80 метров по заключению автора является более эффективной, чем наклонный диполь 2×20 м с высотой подъема 17 м, но уступает полноразмерному вертикальному четвертьволновому излучателю с системой противовесов. Общий периметр пирамиды равен длине волны. На рис.1 показана схема антенны с распределением токов, а на рис.2 — эскиз ее конструкции.
Из этих рисунков видно, что в излучении принимают участие четыре наклонных провода, образующих грани «пирамиды». Два нижних горизонтальных участка полотна в излучении участия не принимают, т.к. токи в них взаимно компенсируются. На рис.2 указаны минимально возможные размеры мачты (12,5 м) и расстояния горизонтальных отрезков полот на до земли (3 м).
Автор использовал мачту высотой 17 м, при этом горизонтальные участки находились в 4. ..5 метрах от земли. Антенна питается 50-омным коаксиальным кабелем, подключенным непосредственно к точкам b и d, a точки а и с соединены вместе (рис.3}.
На резонансной частоте КСВ=1, а рабочая полоса частот по уровню КСВ=2 около ±50 кГц от fрез. Т.е. антенну можно настроить, например, на 3750 кГц для работы SSB от 3700 до 3800 кГц, а подключив в точках А и В (рис.2) два отрезка провода по 1,4 м, перестроить ее на 3550 кГц для работы CW от 3500 до 3600 кГц. При этом автор предостерегает от применения катушек индуктивности для удлинения антенны, т.к. в этих точках через них не протекает ток антенны. Поскольку антенна представляет собой петлевой вибратор, то она меньше подвержена влиянию атмосферных и промышленных помех и поэтому достаточно эффективна не только при передаче, но и при приеме.
Многодиапазонный инвертированный V
Многодиапазонный инвертированный VЛ. Б. Чебик, W4RNL (SK)
Чем меньше задний двор, тем меньше места у нас есть, чтобы построить полноразмерный 135-футовый дублет с центральным питанием в качестве вседиапазонная КВ антенна. В качестве обходного пути многие любители пробуют перевернутую V-образную конфигурацию. Требуется только один очень высокий центральная опора с нижними опорами для концов проволоки. Справочники уверяют нас, что перевернутая буква V будет работать достаточно хорошо, лишь с небольшим снижением усиления и небольшим расширением диаграммы направленности на концах провода. Итак, мы послушно постройте перевернутую букву V, а затем удивитесь, почему соседние радиолюбители намного лучше справляются со слуховыми станциями. Мы объясните, что, возможно, наша антенна направлена не в ту сторону. Мы можем думать, что нам нужно выращивать более высокие деревья поднять точку питания антенны еще выше. Возможно, нам нужно купить новую установку. Мы никогда не перестаем думать, что основная антенна может быть виновата, особенно на верхних диапазонах. Ведь справочники нас успокоили что вседиапазонная инвертированная V-образная антенна является хорошей универсальной антенной.
Давайте отступим на шаг и составим план изучения ситуации. Первым шагом является рассмотрение того, что мы можем ожидать от дублет уровня с той же высотой точки подачи, что и наша перевернутая буква V. Мы не можем обследовать каждую высоту точки питания в это упражнение. Поэтому я установлю точку подачи на высоте 60 футов над средней поверхностью земли. Этот уровень несколько высок для средний задний двор, но у меня есть причины его ковырять, и они появятся через минуту.
Вторым шагом является замена дуплета уровня перевернутой буквой V с сохранением той же высоты точки подачи. Немедленное Проблема, с которой мы сталкиваемся, заключается в выборе угла наклона проводов относительно дуплета. Опять же, мы не можем осмотрите каждый наклонный угол. Тем не менее, нам, вероятно, нужно смотреть только под двумя углами. Один наклон 30 градусов вниз из дублета. Другой угол составляет 45 градусов вниз от дублета. Разница всего 15 градусов, но, как мы видите — какая большая разница будет иметь эти 15 градусов. На рис. 1 показаны 3 антенны, которые мы включим в наш опрос.
Если мы начнем справа на рисунке, то увидим, почему я выбрал высоту точки подачи 60 футов. Концы проводов находятся между 11 футами и 12 футов над землей. Позволить перевернутым V-образным концам опуститься еще ниже — это приглашение для кого-то получить радиочастотный ожог, поскольку провод концы будут нести высокое напряжение, когда мы будем передавать. Следовательно, безопасность диктует, что мы должны держать перевернутые V-образные концы не менее 10 футов. над землей и выше, если это возможно.
Эскизы в виде перевернутой буквы V показывают длину ветвей, а общая длина провода указана в скобках. Все три антенны резонанс на частоте 3,5 МГц (с использованием провода AWG № 12 или провода диаметром 0,0808 дюйма). Когда мы наклоняем провода в перевернутую V-образную конфигурацию, мы нужно немного больше провода, чтобы добиться резонанса на базовой частоте.
Мы также видим важную причину использования перевернутой буквы V вместо дуплета. Каждый дополнительный градус наклона уменьшает требуемый сквозной пролет для антенны. Наклон под углом 45 градусов позволяет антенне поместиться во дворе с максимальным размером 100 футов. Итак, для этого упражнения я предположу, что на заднем дворе растет один могучий дуб, или пихта Дугласа, или древняя магнолия, точно расположен, чтобы позволить нам построить перевернутую букву V для использования на всех диапазонах HF.
Следующий вопрос прост: что мы можем ожидать от нашей антенны. Чтобы создать базовый ответ и настроить некоторые разумные ожиданий, мы должны обследовать все любительские КВ диапазоны. Поэтому я буду пробовать каждый любительский диапазон, записывая некоторую базовую информацию и создание диаграмм угла места и азимута для антенн. Для каждой полосы я буду использовать самая низкая частота в диапазоне, так как шаблоны не будут сильно меняться в пределах данного диапазона. Единственным исключением является 75 метров, где я использовал 4,0 МГц, чтобы мы могли увидеть, насколько очень широкий 80/75-метровый радиолюбительский диапазон меняет характеристики антенны.
Мои процедуры будут довольно простыми, но на этом пути будут некоторые повороты. Я соберу информацию о уровень усиления самого сильного лепестка (лепестков) в шаблоне. На азимутальных диаграммах я запишу первый лепесток с максимальным усилением от поперечного направления к проводу, если только самый сильный лепесток не находится точно в поперечном направлении к проводу. мне нужно записывают также угол взлета (ТО), то есть угол места наиболее сильного излучения. Там, где самая сильная доля не сбоку от провода, я буду строить схему возвышения, используя направление самого сильного лепестка. Если угол места максимального излучения выше 45 градусов, я создам соответствующую азимутальную диаграмму на 45 градусов. В этих условиях вы должны предположить, что азимутальная диаграмма имеет максимальную силу, которая ниже, чем максимально возможное усиление, поскольку это значение усиления относится к другому углу места.
Для справки я также запишу смоделированный импеданс точки питания как последовательное сопротивление и реактивное сопротивление—округление просто немного. Это сопротивление будет в точке питания антенны. Однако вы несомненно, будет использовать параллельную линию передачи — вероятно, сопротивлением от 300 до 600 Ом — для подключения антенны к антенный тюнер в хижине. С момента передачи импеданс линии редко (если вообще когда-либо) будет соответствовать точке питания антенны импеданса, линия станет трансформатором импеданса. Импеданс, который появляется на клеммах антенного тюнера, будет функция импеданса антенны, импеданса линии, и длина линии. Поскольку я не могу охватить все возможные типы линии и любой возможной длины линии, импедансы точки питания антенны должны быть сделаны для нашей информации коллекция.
Для каждой антенны создадим два графические документы. Первая представляет собой таблицу информации, собранной из антенна модель. Вторая — это страница с профилями высоты и азимута. Мой причина для создания как таблиц, так и шаблонов как графика простая. Вы можете вести записную книжку о том, что вы узнали про антенны. Вы можете копировать и сохранять графику из эти HTML-заметки в виде отдельных файлов. Затем вы можете импортировать их в текстовый редактор, например Word. программы функция импорта должна масштабировать галереи шаблонов, чтобы они соответствовали размеру поля вашей бумаги. Печать галереи и связанных с ней таблицы данных позволят вам хранить информацию почти в вашем ноутбук. Таким образом, вы можете опустить комментарий, который я плету вокруг столов и узоров.
135-футовый дублет с центральной подачей
Хотя нашей основной темой является перевернутая буква V, нам нужна точка отсчета, чтобы разобраться в данных, которые мы собираем. Дублет — это корневая антенна, одним из вариантов которой является перевернутая буква V. Поэтому, анализ того, что происходит с паттерны дуплета с центральным питанием имеют решающее значение для нашего общего понимания. Дублет, который мы будем использовать, имеет длину 135 футов, достаточно долго, чтобы быть резонансным диполем на частоте 3,5 МГц, по крайней мере, когда мы размещаем антенну на высоте 60 футов над землей и строим ее. из медного провода AWG №12. 60′ не очень много, если мы измеряем расстояние как часть длины волны. На самом деле высота составляет менее 1/4 длины волны на основной частоте. Если уменьшить высоту антенны, то 80-метровый угол КО будет быть выше, а если поднять антенну, то угол ТО будет меньше. Чтобы действительно получить хорошие результаты DX с горизонтальной диполь или дублет, мы должны увеличить его высоту до 3/8 длины волны — и даже больше, если это возможно. Но 3/8 длины волны на 80 метрах близок к 100′, поэтому нам, возможно, придется довольствоваться в основном региональными контактами на этом диапазоне. Конечно, по мере того, как мы поднимаем рабочей частоты высота антенны увеличивается, если измерять в длинах волн. На 40 метров антенна приближается к 1/2 длины волны над землей. Для всех более высоких диапазонов 60 футов не является серьезной проблемой для антенны общего назначения, даже хотя старая поговорка, что чем выше, тем лучше, по-прежнему применима к этой или любой другой горизонтальной антенне (но не обязательно к вертикальные КВ антенны).
Давайте посмотрим, что мы получим от нашего 135-футового дуплета на любительских КВ диапазонах. Таблица 1 содержит табличные данные, а На рис. 2 представлена галерея узоров.
Мы можем начать с таблицы и сразу же перейти к столбцу импеданса точки питания. Значения, кажется, во всем место, с некоторыми очень высокими значениями и некоторыми довольно низкими значениями сопротивления. Реактивное сопротивление также показывает очень большие колебания. Чтобы разобраться в колонке, мы должны подумать о длине антенны. На частоте 3,5 МГц антенна имеет длину 1/2 длины волны, и поэтому мы ожидаем и получаем более низкий импеданс почти без реактивного сопротивления. На частотах 7, 14, 21 и 28 МГц антенна близко к 1, 2, 3 и 4 длинам волны соответственно. На этих длинах мы ожидаем очень высоких импедансов — и получаем их. В 10.1, 18.068 и 24.89МГц, антенна имеет 3, 5 и 7 полуволн соответственно или около того. Поскольку эти полосы частот не имеют прямого гармонического отношения к 3,5 МГц, мы не можем ожидать точности. Но может ожидать и получить довольно низкие значения импеданса при относительно скромных значениях реактивного сопротивления. Итак, значения импеданса в таблице в конце концов, есть смысл.
Обратите внимание и в таблице, и в галерее, что на 80 и 75 метрах угол ТО выше 45 градусов, и что требует азимутальных диаграмм под углом 45 градусов. В моем выборе 45 градусов нет ничего волшебного. Это слишком высоко для хорошая работа DX и слишком низкая для большинства работ NVIS. Его единственная претензия на известность заключается в том, что он дает нам достаточно хорошую картину. формы азимутальной диаграммы направленности под этим углом и ниже. Следовательно, мы можем ясно видеть постепенное сужение ширины луча до 40 метров, хотя азимутальная диаграмма остается направленной в сторону от провода.
От 30 метров до 10 метров мы обнаружить, что узор распадается на множество долей. Для центрального питания дублет, давайте измерьте длину антенны в длинах волн. Для длин, близких к целое кратное длины волны (то есть 1-длина волны, 2 длины волны и т. д.), количество лепестков будет в два раза больше антенны длина в длинах волн. Следовательно, на 20 метрах антенна 2 длины волны, и мы находим 4 лепестка. Ситуация меняется для длин которые являются нечетными кратными 1/2 длины волны (то есть, 3/2 длины волны, 5/2 длины волны и т. д.). Теперь количество лепестков будет вдвое больше длины полуволны. Итак, в 24.89МГц, у нас около 7 полуволн, и мы находим 14 лепестков. С доли не просто появляются и исчезают, мы находим на нечетных частотах смесь лепестков, возникающих или затухающих. Обратите внимание, что когда длина антенны ближе к нечетной кратно 1/2 длины волны, мы не только видим больше лепестков, но и самая сильная доля находится дальше от направления, которое является широким к проволоки и ближе к оси проволоки. Таким образом, табличные данные показывает колебания вверх и вниз по азимутальному углу самый сильный лепесток, когда мы проверяем диапазоны от 20 до 10 метров.
Угол места максимального излучения или угол TO дуплета почти полностью зависит от высоты антенны над землей. Антенна, расположенная примерно на 1/2 длины волны выше, покажет угол TO около 25-26 градусов. Когда на 1 длину волны выше, угол падает примерно до 14 градусов. Если мы физически поднимем или опустим всю антенну, мы сможем изменить угол места, но структура лепестков азимутальных диаграмм останется неизменной.
Вы можете использовать стол и галерею при планировании установки двухполосного дуплета, при условии, что у вас есть место маневрировать. Выберите свои любимые группы и посмотрите, куда идут лепестки. Затем выровняйте провод антенны так, чтобы лепестки находились в направление по вашему выбору целей связи. Вполне вероятно, что вам придется идти на компромисс — не только в плане направления лепестка, но и с точки зрения ограничений вашего двора. Тем не менее, будьте осторожны, чтобы сделать строгим компромисс, или ваши доли могут пропустить все ваши цели.
Если укоротить антенну — возможно сделать его резонансным на частоте 4 МГц вместо 3,5 МГц — тогда вам придется создай свою галерею узоров. Вы не найдете особых проблем на большинстве диапазонов, но самые высокие 2 или 3 полосы могут быть немного дальше от длины антенн, создавших эти диаграммы направленности. Следовательно, точное направления лепестков могут различаться достаточно, чтобы сделать разница. Я рекомендую вам получить элементарное моделирование антенны пакет и освоить его достаточно, чтобы спланировать эффективный вседиапазонный дублет.
A 30° 135,6′ перевернутая V
Дублет уровня обеспечивает пробный камень для результатов, которые мы получаем от любой перевернутой V-антенны. Сначала мы рассмотрим скромный перевернутый V, с ногами, наклоненными вниз на 30 градусов от горизонтальный. При точке подачи 60 футов концы составляют около 26 футов. над землей. 30-градусные наклоны с каждой стороны точки подачи означают, что угол между проводами 120 градусов (вместо 180-градусное значение, которое относится к дублету уровня). Эта версия перевернутая буква V, возможно, типична для любителей установки, хотя точная верхняя высота может отличаться от одной расположение к другому.
Без дальнейших церемоний, давайте посмотрим, какую производительность мы можем ожидать от 30-градусной перевернутой буквы V. Таблица 2 предоставляет табличные данные, а Рис. 3 дает нам галерею шаблонов.
Мы не найдем очень существенных изменений в столбец импеданса. Поскольку антенна имеет резонанс на частоте 3,5 МГц, ее электрическая длина аналогична длине дублета на каждой полосе. Наклонный провода немного взаимодействуют, и концы проводов ближе к земле. Но изменения импеданса точки питания от умеренного до умеренного.
Если мы посмотрим на колонку углов TO, мы обнаружим, что они, как правило, выше, чем углы TO для дублета. Фактически, азимутальные диаграммы для диапазонов от 80 до 30 метров требуют по умолчанию 45-градусного угла места для азимутальных диаграмм из-за тем больше углы ТО. (Дублет требовал такой обработки только на 80 и 75 м.) одинаковая высота точки питания, она ниже во всех остальных точках провода. В общем, эффективная высота перевернутой буквы V составляет примерно 2/3 пути вверх между самой низкой точкой и самой высокой точкой на проводе. Следовательно, наша перевернутая буква V эффективно ниже, чем дублет на каждой рабочей частоте.
Мы можем легко сравнить две таблицы и видим, что перевернутая-V дает более низкое значение для максимального усиления, чем дублет. Частично виновата меньшая эффективная высота. Кроме того, есть некоторое излучение с концов проводов, так как теперь они наклон и иметь как вертикальную, так и горизонтальную составляющую. Что энергия должна откуда-то браться, и значительная ее часть происходит из-за уменьшения усиления основного лепестка или лепестков. Тем не менее, сумма сокращения недостаточна для дисквалифицировать 30-градусный перевернутый V как хороший универсальный вседиапазонный КВ антенна.
Мы также должны тщательно сравнить галерею узоров как для дублета, так и для 30-градусной перевернутой буквы V. От 80 через 40 метров мы замечаем, казалось бы, небольшие изменения. Например, 40-метровый паттерн в виде перевернутой буквы V представляет собой овал, утративший «арахисовая» талия камзола. Однако с высоты 30 метров изменения картины становятся более выраженными. Например, дублет на 30 м имел 6 лепестков, но мы можем идентифицировать только 4 в перевернутой V-образной диаграмме для того же диапазона. Поскольку мы продолжаем при увеличении рабочей частоты резко очерченные дублетные азимутальные лепестки уступают место менее выраженным волнистости, особенно на 17 и 12 м два диапазона, в которых узоры имеют много лепестков.
Не забудьте просмотреть две галереи на предмет рельефа. На самых высоких полосах обратите внимание на рост высокоугловые лепестки по сравнению с гораздо более скромным развитием тех же лепестков с уровневым дублетом. Энергия, которая уходит почти прямой вверх недоступен, нижние углы более благоприятны для установления контактов. В результате максимальные значения усиления инвертированного V показывает больший дефицит высоких частот по сравнению с дублетом, чем значения усиления для нижних полос. Что возможно, более важным является то, что эти лепестки под большим углом предвещают то, что произойдет с нашей следующей перевернутой буквой V.
A 45-градусный 136,6′ перевернутый-V
Если мы добавим всего 15 градусов к наклону каждой перевернутой V-образной ноги, может ли произойти что-нибудь вредное? Ноги теперь наклонены вниз на 45 градусов относительно горизонтали. Угол между ногами 90 градусов. Так как антенна поместится в мои 100 футов много, это заманчивый строительный проект.
Чтобы найти ответ на наш вопрос, нам нужно только изучить информацию. Изменения в шаблонах и производительности, которые мы видели между дублетом и 30-градусной перевернутой буквой V предполагают, что мы можем увидеть некоторую дальнейшую эволюцию ключевых свойств. Однако, Интересно, готовы ли мы к некоторым сюрпризам. Таблица 3 предоставляет табличные данные, а Рис. 4 дает нам связанная галерея шаблонов.
Опять же, столбец импеданса в таблице не дает нам никаких указаний на революционные изменения, так как значения показывают только небольшая эволюция в прогрессии значений, начавшаяся с дублета. Кроме того, столбец усиления кажется немного странным, с более низкие значения для нижних полос и более высокие значения для верхних полос. Наиболее значимые изменения происходят в двух столбцы, в которых перечислены азимутальный угол самого сильного лепестка и угол TO. Все углы TO очень высокие, что указывает на то, что на всех диапазонах преобладающий энергетический фокус направлен прямо вверх или почти вверх. Показанные значения усиления относятся только к жарке. облака и еще немного.
В результате очень высокого ТО углы, все азимутальные диаграммы находятся под углом 45 градусов. Азимут модели показывают некоторые развитие лепестков под этим углом. Однако максимальное количество лепестков 6. До 14 МГц мы находим только 2 лепестка. На частоте 28 МГц старые лепестки, торчащие боком к проводу, окончательно исчезли, оставив только 4 лепестка, которые появились около 18 МГц. По сути, 45-градусная перевернутая буква V показывает только половину количества лепестков. что мы находим в дублете такой же общей длины провода. Более того, эти лепестки с меньшим углом значительно слабее, чем главный лепесток с очень большим углом наклона. Судя по рисункам высот, 45-градусная перевернутая буква V обеспечивает относительно слабое излучение под углами подходит для дальней связи.
Хотя 45-градусная перевернутая буква V может быть полезна для NVIS или региональной связи на расстоянии около 30 метров, она нежелательная антенна для использования выше этого диапазона. По сути, добавление 15 градусов наклона к каждой ноге изменило производительность перевернутого V. Учитывая обычное стремление к излучению под меньшим углом, преобразование действительно было вредным. Существует предел наклона перевернутой буквы V, если мы собираемся использовать ее для вседиапазонной КВ-антенны. Этот предел не так уж и много за 30-градусным уклоном.
Заключение
Изучив свойства 135-футового дуплета на всех КВ-диапазонах, мы смогли проследить эволюцию перевернутой V-образной формы, поскольку мы увеличили наклон провода с 30 до 45 градусов. В то время как 30-градусный перевернутый V дала полезную производительность общего назначения, 45-градусная версия антенны стала вообще бесполезной на большинстве диапазонов. для нормальной связи с пропуском ВЧ.
Если бы мы начали с набора антенн с резонансной 40-метровой длиной, результаты в конечном итоге не изменились бы. Тем не менее, полная деградация шаблонов не происходила бы примерно до 20 МГц с 45-градусным перевернутым V. Если мы начали с антенны, длина которой подходила для 160 метров, диаграмма направленности была бы нарушена на частоте около 5 МГц. Действительно, 45-градусная перевернутая буква V дает такую плохую производительность, что можно добиться большего, убрав одну ногу и подав оставшаяся нога в центре в виде наклонного дублета. В качестве альтернативы, перевернутая буква «L» — с питанием от основания или по центру — также может дают лучшую производительность. Урок прост: если вы должны использовать инвертированную V-образную антенну в качестве вседиапазонной КВ-антенны, не делайте ее слишком резкой.
Вернуться на страницу радиолюбителей
Зимний 80-метровый перевернутый V-образный вырез
Мне нужна антенна на 80 метров. С уменьшением солнечного цикла МПЧ легко падает ниже 7 МГц, что снижает возможности для работы в вечернее время. Существует также вопрос о соревнованиях, где невозможно соревноваться без 80 метров. С быстро приближающимся североамериканским QSO Party CW я двигался быстро. Да, 160 тоже имеет значение, но шаг за шагом. У меня был подготовлен кладж на 160 метров.
Имея единственную башню в качестве легко доступной опоры, мои возможности были ограничены. Высокие деревья в непосредственной близости наверняка поддерживали бы вертикальную проволоку или перевернутую букву L, требуемые время и усилия были неоправданными. Поскольку в этой башне не может быть и речи о радиальных элементах, я решил не усложнять ее и поставить перевернутую V-образную форму.
Я обдумывал идею модификации моего многодиапазонного перевернутого V-образного профиля, чтобы расширить 40-метровый элемент. Вот бы убрать взаимодействие с XM240, получить меня на 80 и на 30 и на 17 метров с резонансной антенной. Я растянул антенну, чтобы подумать, как это сделать, и решил, что механические изменения усложнят проект. Выполнимо, конечно, только не быстро.
Вместо этого я решил раскатать немного свежей проволоки и поставить однополосный перевернутый V-образный на 80 метров. Антенну можно оставить там, где она есть, или развернуть на другой башне позже в этом году, чтобы дополнить запланированную вертикальную антенную решетку. Умеренно низкая горизонтальная антенна на 80 метров обычно лучше подходит для коротких трасс, необходимых для проведения QSO с северо-востоком США, и иногда может превосходить вертикальную на некоторых DX трассах на восходе и закате.
Я направил ноги с севера на юг, чтобы не попасть в дом. Поэтому он в основном горизонтально поляризован в восточном и западном направлениях и вертикально поляризован в северном и южном направлениях. Соседний вид антенны EZNEC дает представление о том, как она расположена.
Вершина V-образного сечения находится на 2,5 метра ниже стрелы XM240, высота которой составляет 18,5 метра. Поскольку 80-метровый провод λ/2 не резонирует на 40 метрах, я ожидал небольшого взаимодействия. Я рассудил, что даже если бы они и были, то их нужно было бы терпеть до поры до времени.
Коаксиальная катушка для синфазного дросселя сложно на 80 метров. Для получения высокого импеданса на частоте 3,5 МГц требуется много кабеля, намотанного в виде однослойной катушки на жесткой основе, всех точных размеров. Катушка с намотанной катушкой неопределенного размера не будет работать так, как на более высоких диапазонах. Несколько месяцев назад я купил несколько тороидальных балунов 1:1 у другого радиолюбителя, и это была первая возможность использовать один из них. Сначала я проверил их на рабочем столе с помощью антенного анализатора и нескольких неиндуктивных резисторов.
Конструкция точки подачи является механически прочной благодаря использованию опорной пластины Balun Designs и встроенных хомутов для шлангов. Они предназначены для крепления стрелы. Труба длиной 3 фута из АБС-пластика сортамента 40 служит проксимальной частью стрелы и центральным изолятором. Задний конец трубы (не виден) крепится к башне U-образным болтом. Обрывки лавсановой веревки привязывают передний конец к башне. Уровень трубы находится чуть выше Tailtwister.
Я установил антенну во время того же подъема, когда откалибровал мачту после сильного ветра. Я даже притащил с собой 40-метровый RG213. Это был старый коаксиальный кабель, который ранее показывал короткое замыкание по постоянному току. Новый разъем решил эту проблему. Отремонтированный кабель хорошо протестирован анализатором. V-образные ножки и коаксиал закручивались вместе, когда их поднимали на веревке. По пути вниз я распутал все, что мог, пока привязывал коаксиальный кабель к башне, а остальное разобрался, когда вернулся на землю.
Одна из приятных особенностей наличия большого количества земли заключается в том, что вы можете делать с антеннами то, что никогда бы не сделали на городском участке. Я прошел по одной стороне перевернутой V-образной формы и оказался на пустынной травянистой лужайке. Я отметил место на снегу и пошел искать подходящий камень: не слишком тяжелый, чтобы его нести, но достаточно тяжелый, чтобы выдержать натяжение, необходимое для устранения провисания проволоки. Другой конец удобно располагался именно там, где я хранил башню LR20, и его можно было просто привязать к секции.
Я подключил анализатор к коаксиальному кабелю и обнаружил, что резонанс составляет около 3,650 МГц. КСВ на частоте 3,5 МГц был слишком высоким. Я перешел к более широкому набору опорных точек (перетаскивая камень и привязывая другой конец к следующей секции башни), чтобы понизить резонансную частоту. Это привело к снижению резонанса чуть ниже 3600 МГц, что снизило КСВ на 3,5 МГц ниже 2. Больший внутренний угол увеличивает риск взаимодействия яги, но это было проще, чем удлинение антенны. Предположительно, изоляция имела более высокую скорость, которую я включил в модель программного обеспечения.
В эфире
Ожидание проверки антенны было недолгим, так как я закончил работу за час до захода солнца. Группа была хорошей, и вскоре после захода солнца бревно заполнилось европейцами плюс A45XR. Антенна явно работала, возможно, лучше, чем вертикальная вышка, которая была у меня в Оттаве. Однако это трудно сказать.
Перевернутая V-образная форма с вершиной высотой не совсем λ/4 является плохим излучателем при малых углах места. С другой стороны, вертикаль с плохой радиальной системой и окруженная загородными домами, богатыми металлом, имеет более высокие потери на землю и другие экологические потери. Правильное сравнение, конечно, невозможно, поэтому я могу только строить догадки, основанные на обоснованных предположениях о преобладающих факторах в каждом случае.
Антенна показала хорошие результаты в конкурсе NAQP. Я действительно ничего не слышал, что я не мог бы работать. Вызов CQ генерировал скромные пробеги. Антенна соответствует моим ожиданиям для контестов и работы на DX. В качестве подходящего решения на зиму вполне подойдет.
Взаимодействие
К моему удивлению и тревоге, перевернутая V-образная форма мешала поведению XM240. И это несмотря на его нерезонансность на 40 метрах. КСВ Yagi будет колебаться в зависимости от направления (ориентация на фиксированную перевернутую V-образную форму), а F/B снижался на некоторых путях. F/B уже плохой, как и ожидалось для 2-элементного Yagi, так что деградация была нежелательной. Глядя на запад в сторону Тихого океана, F / B был особенно плохим. Требуется небольшое вмешательство, чтобы нарушить точный баланс фазы и амплитуды между ведомым элементом и отражателем, чтобы получить наилучшее F/B.
Я запускал варианты программной модели, показанной в начале этой статьи, с разными разделениями и ориентациями. Смоделированная производительность была очень хорошей. Было только небольшое искажение, когда элементы яги были параллельны перевернутой V-образной форме. Измерение анализатором показало отсутствие резонанса вблизи 40 метров на перевернутом клине.
Хотя перевернутая V-образная форма сама по себе не является резонансной, я повторно запустил модель с 40-метровой линией передачи, эквивалентной RG213, либо с коротким, либо с открытым концом на конце лачуги. Еще ничего. Возможно, есть какой-то эффект из-за балуна, возбуждающего резонанс, который анализатор не видит.
Пока взаимодействие остается загадкой. Открытие V-образного сечения для его настройки могло быть частично причиной эффекта нерезонансной связи. Тем не менее, это не очевидно в модели. Хотя проблема не настолько серьезна, чтобы я обязательно должен был ее отследить, я хочу понять, что происходит. Я могу немного поэкспериментировать с ним, чтобы увидеть, чему я могу научиться.
Глядя вперед
После контеста я возобновил DX на 80 метров. Именно тогда я смог лучше разглядеть ограничения антенны. Работа на низких частотах в первую очередь ограничена шумом, как на вашем конце, так и на другом конце. Я обнаружил, что большое количество сигналов находится в пределах уровня шума приема. Те, кому я звоню, обычно находят то же самое с моим сигналом. Всего несколько децибелов могли бы изменить мир. Это особенно раздражает, когда довольно редкая DX-станция отлично копирует меня, в то время как я изо всех сил пытаюсь вытащить его.
В то время как более высокая горизонтальная антенна или вертикальная антенна с большой радиальной системой помогут решить эти проблемы, это лишь частичное решение. Мне нужна направленная малошумящая приемная антенна на 80 и 160. Это в моих планах на 2017 год и, возможно, в ближайшее время. Другая потребность — это власть.
Конечно, всегда можно наблюдать и ждать редкого 3-минутного открытия дальней страны, которое происходит только один или два раза в год, и таким образом постепенно продвигаться к 300 странам за эти годы. Многие сделали это с удивительно скромными пригородными станциями. Это не соответствует моим конкретным целям. Когда есть DX, я хочу с ним работать. Когда идет соревнование, нет возможности выжидать. Обратите внимание, что это сильно отличается от того, как я несколько лет работал с QRP и маленькими антеннами. Но потом у меня всегда плохо получалось на 80 и 160, за некоторыми заметными исключениями.
Следующим серьезным испытанием для перевернутой V-образной формы станет конкурс ARRL DX, который состоится в феврале. Я держу свои ожидания на 80 метров очень скромными. Мои ожидания от 160 хуже: в отличие от CQ WW, мы не можем работать с американцами по очкам.
Третья гармоника
У меня до сих пор нет антенны на 30 метров. Я надеялся, что эта антенна послужит временным решением, пока я не смогу поставить подходящую антенну для этого диапазона. Подобно тому, как 40-метровый диполь может хорошо работать на 15-метровом диапазоне на третьей гармонике, 80-метровый перевернутый V-образный диполь имеет третью гармонику около 30 метров. Модель и результаты измерений близки по этому показателю, обеспечив резонанс на частоте 10,8 МГц.
К сожалению, это может показаться близким, но на самом деле это не так. КСВ на частоте 10,1 МГц высокий. Внутренний антенный тюнер установки не может с этим справиться.