О "к вадрат ах"
В принципе о антеннах "Quad" сказано не мало, но мне хотелось бы дополнить и рассказать еще о некоторых вариантах антенны. Информация взята из брошюрки "All about Cubical Quad".
На рисунке 1 показан 4-х элементный QUAD. Размеры антенны для нескольких диапазонов приведены в таблице 1.
Взяв эти размеры ,я промоделировал антенну в программе MMANA для диапазона 14МГц. Результаты можно посмотреть здесь (файл "4 квадрата 20м_опт.maa") .
Затем я оптимизировал антенну по критериям (F/B, SWR),что получилось можно взглянуть здесь (файл "2 квадрата 40м_опт.maa") . Диаграмма направленности данной антенны приведена на рисунке 2, a графики SWR , F/B и Rвх на рисунке 3.
Также привожу размеры антенны "Двойной квадрат" для диапазона 7МГц.Все понятно из рисунка 4.
Длина настроечного шлейфа рефлектора 177см. Просмотреть параметры антенны можно посмотреть здесь (файл "2 квадрата 40м.maa"), а пос л е оптимизации (по лучшему F/B) — (файл "2 квадрата 40м_опт.maa").
Во всех вариантах антенн, в качестве распорок можно применить "рыболовные удочки".
И ,в заключение, привожу сводную таблицу сравнения антенн (рис.5), чтобы стало понятно, какая антенна лучше.
Использован материал "All about Cubical Quad"
Авторы: William I.Orr,W6SAI
Stuard D.Cowan,W2LX
Перевел и промоделировал Александр 4L1FP.
Антенна Windom на диапазоны 40, 20 и 10 метров
9 сентября 2019
Ранее в этом блоге были описаны различные варианты диполя (раз, два и далее по ссылкам). Обычно данная антенна питается в центр, где она имеет входное сопротивление от 50 до 73 Ом, в зависимости от формы. Так диполь проще согласовать с коаксиальным кабелем, имеющим волновое сопротивление 50 Ом. Но нет особых причин, почему антенна не может быть запитана в какой-нибудь другой точке. Популярным вариантом диполя со смещенной точкой запитки является антенна Windom.
Антенна названа в честь придумавшего ее радиолюбителя Loren Windom, W8GZ. Существует больше одного варианта антенны. В наши дни типичный Windom выглядит как-то так (картинка взята отсюда):
Перед нами полуволновой диполь с точкой запитки, находящейся от края на расстоянии 1/3 от общей длины полотна. В данной точке антенна имеет входное сопротивление что-то около 200 Ом, поэтому для согласования используется балун по току 1:4. Почему выбрано именно это место запитки? Оказывается, что на некоторых гармониках своей основной частоты антенна также будет иметь входное сопротивление, близкое к 200 Ом. То есть, получается многодиапазонная антенна. В разных вариантах антенны точку запитки сдвигают поближе или подальше от края, используют разные балуны и разную общую длину полотна, но основная идея остается неизменной.
Было решено сделать антенну на основной диапазон 40 метров и посмотреть, на каких гармониках удастся ее завести. Антенна была установлена в конфигурации inverted-V на 10-и метровой удочке. Плечи были сделаны из провода 22 AWG, того же, что использовался в балуне 1:4. Окончательные размеры плеч после настройки получились 615 и 1350 сантиметров.
Примечание: Если, как я, вы любите поднимать диполи на удочках, то хотелось бы обратить внимание на следующее. Верхние секции удочки не удастся использовать из-за достаточно большого веса балуна. Установка удочки методом пики точеной отпадает по той же причине (проверено!), нужны оттяжки.
В итоге были получены следующие графики КСВ:
Не предел мечтаний, конечно, но пользоваться можно. Радиосвязи проводились в SSB на мощности 100 Вт, а также в FT8 на мощности 40 Вт. Корреспонденты давали нормальные рапорты в каждом из диапазонов, не исключая диапазона 10 метров. Вообще-то, в годы минимума солнечной активности, как сейчас, прохождение на 10 метрах обычно отсутствует. Но на момент тестирования антенны было превосходное прохождение и в этом диапазоне тоже. Такие вот на КВ бывают аномалии.
Почему КСВ на диапазонах не захотел опускаться ниже 1.3, а на 20 метрах так и вовсе получился в районе 2 (
10% потери мощности)? За ответом я обратился к моделировщику cocoaNEC:
Если верить модели (файл .nc), входное сопротивление антенны ближе к 115 Ом, чем к обещанным 200 Ом. То есть, нужно менять либо точку запитки, либо балун, либо форму антенны. Но переделывать не хотелось, поэтому я оставил антенну, как есть. Возможно, спустя какое-то время, у меня снова появится настроение поиграться с ее размерами, или, возможно, воспользоваться другим балуном.
Раз уж антенна была вбита в моделировщик, давайте заодно посмотрим и на ее диаграмму направленности над средней землей. В диапазоне 40 метров антенна излучает в основном в зенит, ибо подвешена сильно ниже λ/2:
В диапазоне 20 метров антенна имеет усиление 6.87 dBi под углом 54° к горизонту:
Напомню, что inverted-V имеет усиление побольше, а угол — пониже. Что характерно, сильнее всего антенна излучает в ту сторону, куда смотрят ее плечи, а не перпендикулярно плоскости антенны, как можно было бы ожидать.
Наконец, на 10 метрах имеем 8.51 dBi под углом 15°:
Если брать в среднем по больнице, то получилась антенна как антенна.
Антенну Windom можно безусловно рекомендовать, как интересный эксперимент для повторения. Использовать ее повседневно или нет, зависит от ситуации. Антенна проста в изготовлении, а требуемые материалы не стоят больших денег. Windom дает выход сразу на несколько КВ-диапазонов без необходимости перестройки и без потребности в антенном тюнере. Безусловно, данная антенна найдет своих фанатов.
Популярность рамочных антенн в среде любителей KB радиосвязи очень велика. Особой популярностью пользуются разнообразные треугольники. Оно и понятно — всего три точки опоры. Легко разместить в пространстве, да и эксплуатационные характеристики достаточно хороши. Помимо треугольной формы антенны существуют и другие формы, а как они соотносятся между собой показывает рисунок выше от W6SAI.
Этим летом мне совершенно случайно припомнился, приведенный ниже рисунок, и я решился на несложный эксперимент. Диполь 40-метрового диапазона (общая длина чуть более 20 метров — полволны), не меняя запитки и длин полотен преобразовал в наклонный прямоугольник, соотношением сторон 1:2 на 20-метровый диапазон. Это было несложно сделать на дачном участке. Верхняя часть находилась на высоте около 6 метров, нижняя в 2 метрах от земли. В нижней горизонтальной части половинки диполя были соединены простой скруткой. Включил трансивер и 20-ка ожила. Минимум КСВ пришелся на конец SSB участка, пришлось «вставить» небольшой шлейф и резонансная частота немного сместилась.
Часто, обращая внимание на рамочные антенны, мы не задумываемся о форме периметра своих «Квадратов», «Дельт» и т.п. Исследования, проведенные William I. Orr (W6SAI), о влиянии формы периметра рамочных антенн на коэффициент усиления заставляют задуматься. На рисунке приведены разные формы периметров антенн. Надеюсь, что они помогут вам сориентироваться при выборе той или иной конфигурации рамочной антенны.
Как оказалось, наибольшим коэффициентом усиления обладают антенны, имеющие форму круга и прямоугольника с соотношением сторон 1:2 (0,5). Изменение формы рамочной антенны также влияет и на ее входное сопротивление. Все это говорит о том, что рамочная антенна вытянутая в сторону излучения, имеет больший коэффициент усиления, чем другая рамочная антенна, имеющую другую форму. Данная зависимость сохраняется от 80 до 10 метрового диапазона, поэтому W6SAI советует учитывать это при изготовлении, установке и настройке рамочных антенн.
