Я снова и снова обращаюсь к моему маленькому балкончику и к тем ограничениям, которые он налагает на мои КВ антенны. Этот проект был разработан в результате экспериментов с целью выхода в эфир на диапазоне 80 метров, снова и снова, используя балкон. На сегодняшний день: я уже переделал уйму таких антенн с, каждый раз, неизменным одинаковым успехом. Рамочная антенна, конструкцию которой я предлагаю, может быть не самая эффективная, зато даёт возможность выхода в эфир на диапазоне 80 метров и идеально подходит для установки в лодках и для выездов на природу. КСВ у антенны составляет почти 1 : 1 в диапазоне частот 3,5…3,8 МГц. Антенна может быть построена и на диапазон 160 метров, но эффективность её работы может пострадать.
Конструкция 
Выше показана конструкция антенны, представляющая собой рамку из пяти витков жилы от пяти-амперного силового кабеля. Жила должна состоять из нескольких проводков. В антенну входит свыше 20 метров провода, поэтому я распотрошил 7 метров трёх-фазного кабеля и провода спаял в единое целое. Конструкция антенны получилась довольно простой, судя по рисунку. Отметьте себе, что все длины проводов — приблизительные.
Что касается двух распорок антенны, так я применил как бамбуковую, так и покрытую пластиком жестяную трубу, того типа, что продают в магазинах садового инвентаря. Обе работают довольно хорошо, несмотря на разницу материалов. Если Вы будете использовать металлические распорки, то вставьте в отверстия какие-нибудь изоляторы, прежде чем пропускать в них провода. Я использовал пластиковые "соломки", через которые пьют в "мак-дональдсах". Это предотвратит "вгрызание" металла в изоляцию проводов и, также, улучшит общую изоляцию.
При указанных на рисунке размерах, каждый виток будет отделён от другого расстоянием в 4 см. Конструктивная ёмкость антенны между витками настроит антенну, примерно, на частоту 4,15 МГц, чуть выше диапазона 80 метров. Подстроечным УКВ конденсатором — Jackson 804 / 805 (с воздушным диэлектриком и хорошим зазором — UA9LAQ) с максимальной ёмкостью 25 пФ, антенна настраивается на диапазон частот 3,45 — 3,90 МГц. Зазор между пластинами конденсатора должен составлять несколько миллиметров. Добротность антенны весьма высока, поэтому, даже при небольшой выходной мощности передатчика, напряжение на конденсаторе может достигать значительной величины. (Чем больше величина ёмкости этого КПЕ, тем меньше нужно мотать провода, тем шире будет полоса пропускания, тем меньше эффективность антенны — UA9LAQ).
160 метров
Конденсатор постоянной ёмкости в 410 пФ, подключенный параллельно подстроечному, сдвинет частоту настройки антенны на 1,9 МГц. Это должен быть конденсатор высоковольтного (и высокочастотного — UA9LAQ) типа. Антенна позволит Вам выйти в эфир на 160-метровом диапазоне, но её эффективность будет весьма низка, хотя для местных связей этого вполне достаточно.
Подстройка
Если антенна после изготовления (без конденсатора) не настроена в районе частоты 4,15 МГц или (и), подстроечный конденсатор не позволяет настроить антенну в центре диапазона, следует провести коррекцию настройки антенны.
Если частота немного ниже нормы, то следует уменьшить межвитковую ёмкость антенны. Вставьте кусок пластика между витками с одной стороны, при этом витки будут чередоваться: один пройдёт с внутренней стороны рамки, другой с внешней и т. д. Такую операцию следует проделать и с других сторон антенны, если требуется больший подъём резонансной частоты антенны. Если требуется ещё больший подъём, то вставьте вторую трубку, по образу и подобию первой, и разведите их для получения большего подъёма частоты настройки антенны.
Если частота настройки антенны слишком высока, и нужно её опустить, то нужно добавить ёмкость конденсатора. Присоедините дополнительный высоковольтный конденсатор параллельно имеющемуся. Идеально подойдёт в качестве такого конденсатора кусок коаксиального кабеля. Отрезая кусочки кабеля, поднимают частоту настройки антенны до требуемой. Не торопитесь делать самопальные конденсаторы из скрученных проводов, их пробъёт даже при мощности передатчика в несколько ватт. А это будет означать, что Вы внесли в антенну дополнительные потери.
Эмил Тафро предложил конструкцию и испытал несколько типов антенн на основе прямоугольной проволочной рамки с соотношением сторон 1:3. Преимущество таких рамочных антенн в небольшой высоте подвеса при условии, что короткая сторона расположена вертикально. Так например, рамку для 40-метрового диапазона (рис.42) достаточно поднять на высоту около 10 метров, чтобы нижняя ее сторона была в 5 метрах от земли.
Запитывается рамка 50-омным коаксиальным кабелем. Для настройки рамки до КСВ 1:1 в заданном участке диапазона полезно включить в разрыв нижней стороны рамки короткозамкнутый шлейф (рис.43).
Можно изготовить двухдиапазонную антенну, например для 80 и 40 метров, разместив внутри рамки на 80 м антенну на 40 м (рис.44).
Для желающих получить более эффективную антенну, можно предложить дополнить активную рамку, например рефлектором (подобная конструкция для диапазона 40 метров показана на рис.45) или добавить еще один или несколько рамочных директоров.
Была построена 4-элементная рамочная антенна с соотношением сторон 1:3 для 40 метров и проведены ее испытания в сравнении с 3-х элементной полноразмерной Яги, размещенной на высоте 45 метров. Обе антенны имели фиксированное направление на США. Из 100 связей с американскими радиолюбителями 90 давали предпочтение по силе сигналов рамочной антенне и все 100 корреспондентов были лучше слышны на "рамки" чем на Яги. При этом диапазон 40 метров в направлении США "открывался" на 30. 45 минут раньше и "закрывался" на такое же время позже при использовании 4-х элементной рамочной антенны. На рис.46 показана схема двухдиапазонной (40 и 80 метров) двойной рамочной антенны.
Поскольку расстояние между рамками выбрано оптимальным для 80 метров и равно 10,6 м, для 40 метров это много, и пришлось принимать дополнительные меры по согласованию активной вамки 40-метрового диапазона с 50-омным кабелем путем включения между точками питания рамки и 50-омным фидером четвертьволнового отрезка 75-ом-ного кабеля (его физическая длина с учетом коэффициента укорочения равна 7 метров). В табл.1 даны размеры двухэлементных антенн для пяти диапазонов.
Вертикальная рамка
Всё началось с необходимости постройки антенн на низкочастотные диапазоны 80 и 40 метров. Диапазон 160 метров отпал из за малых размеров участка. Первоначально была построена антенна Inverted V на 80 и 40 метров, диполя располагались под прямым углом друг к другу, на мачте выстой 13 метров. Результаты работы не порадовали. Удавались связи только местного значения, и даже Европа давалась с большим трудом. Хотя на антенну UT1MA Европа отвечала без проблем в диапазоне 80 метров. Вскоре данная антенна была демонтирована и было решено отказаться от 80 метрового диапазона.
Сразу за границей участка у меня растет лес и за забором растёт дуб высотой метров 30. В озникла мысль использовать дуб как одну из опор для антенны. С горизонтальными рамками я экспериментировать не стал, так как по всем расчетам они излучают в зенит и каких либо хороших результатов при малой высоте подвеса от них ждать не стоит.
Решено — сделано. Антенна на диапазон 40 метров выполнена из полевого телефонного провода. Две оттяжки короткой стороны закреплены на дубе, а две другие на доме. Максимальная высота над землей у дуба 10 метров, у дома 7 метров, минимальная соответственно 4,5 метра и 1.5 метра. Это не антенна расположена под наклоном. а просто участок имеет такой наклон. Антенна получилась практически не видимой. Во всяком случае ни один из соседей не задал вопрос, а что это там висит?.
Теперь собственно перейду к описанию антенны.
Антенна представляет собой вертикальный прямоугольник с размерами сторон 16,4м Х 5,5м, запитка в средину короткой стороны. Запитка произведена непосредственно кабелем 50 Ом в моём случае RG-8, у точки запитки на кабель одето 20 ферритовых колец 600НН подходящего диаметра, кольца были покрыты лаком и весь набор колец обмотан изолентой.
Антенна показала превосходные результаты. Выигрыш по сравнению с UT1MA составил от 1 до 2 баллов, в зависимости от направления ( максимальное излучение направленно перпендикулярно плоскости рамки и в моем случае это север и юг). Сопротивление антенны близко к 50 Ом, поэтому антенна подключалась напрямую к трансиверу, без каких либо согласующих устройств. Расчетная диаграмма направленности в программе Ммаna приведена ниже. КСВ меньше 2 в полосе 150 кГц. Причем на приём рамка выигрывает у вертикала UT1MA на всех диапазонах, но на передачу работает только на 40 метров.
С моей точки зрения вертикальные рамки являются наилучшими антеннами при малых высотах подвеса. Единственное, для них нужно иметь 2 достаточно высокие мачты. Но если у кого то растут высокие деревья, то проблем не будет. Конечно хочется протестировать антенну VP2E, она как раз входит по диагонали участка. Но пока нахожусь в раздумье.
Дело в том, что рамка у меня провисела 5 лет, но в последний год, не смотря на более высокие антенны и деревья (в два раза превышающие высоту антенн) находящиеся на участке, произошло прямое попадание молнии в рамку. Молния выбрала самую длинную антенну (рамка была заземлена). Последствия были катастрофические. Хорошо хоть дом не сгорел. Но разлетелись все розетки в доме, выгорело всё, что было подключено в розетки, хотя рубильник на вводе в дом был выключен. Выгорела и сама шина заземления и рубильник ввода в дом и даже изолятор на столбе разлетелся. Сама антенна просто испарилась, на земле я только нашёл несколько кусочков изоляции от полевого кабеля. Шину заземления просто вырвало от штыря заземления. Это ещё раз говорит о том, что надо очень серьёзно подходить к вопросам защиты от молнии.
