Предлагаемая Вашему вниманию антенна разрабатывалась как походная «быстрого развертывания», для диапазонов 14, 21, и 28 MHz, естественно не исключено ее использование и в стационарных условиях при определенных доработках, о которых будет упомянуто ниже(PS-1).
При заработке предлагаемой антенны за основу были взяты известные конструкции антенн - VMA-6 Э.И. Гуткина UT1MA [1]; «Четырех диапазонная GP» из книги З. Беньковского Э. Липинского [2]. После анализа указанных материалов приступил к моделированию антенны в программе MMANA-GAL [3].
Компьютерное моделирование антенны в программе MMANA-GAL показало отличные частотные характеристики (рис. 1) антенны в диапазонах 20 и 15 метров, в диапазоне 10 метров пришлось довольствоваться SSB участком:
Рис. 1
Также моделирование подтвердило (рис. 2) присущий всем штыревым антеннам довольно низкий угол излучения:
Рис. 2
Результаты моделирования в метрическом измерении приведены на рисунке 3, а также можно посмотреть в файле: RW0IW - GP 14.100 + 21,150 + 28,5 [4].
Рис. 3
Полученные результаты моделирования «подтолкнули» к быстрейшему воплощении конструкции в «железе» и вселили оптимизм по ее использованию при работе во время выездов в «мини экспедиции» (фото 1).
Фото 1
Конструкция
Основанием антенны является 7-ми метровая удочка. На расстоянии ? 1800 мм от основания удочки установлена диэлектрическая пластина Н (текстолит, оргстекло и т.д.) на которой установлены контакты для подключения вибраторов, противовесов и коаксиального кабеля. От контакта W, вдоль удочки вверх, уложен 3-х миллиметровый медный трос (PS-2), длинной 5210 мм, который и образует вертикальный элемент на 14 MHz. Выше на расстоянии ? 3400 мм от пластины Н, устанавливается пластина В, которая служит для крепления верхней части вертикальных элементов 21 и 28 MHz. Эти пластины зададут разнесение вертикальных элементов 21 и 28 MHz на расстояние 150 мм от вибратора 14 MHz. А нижняя пластина одновременно является и челноком при укладке антенного полотна в «транспортном» положении. Чертеж пластин изображен на рисунке 4.
Рис. 4
Внешний вид пластин укомплектованных элементами можно посмотреть на фото 2.
Фото 2
Пластины крепятся к удочке, также как и полотно вибратора 14 MHz, посредством монтажных хомутов. Такой вариант крепления оказался наиболее практичным, а учитывая их мизерную стоимость, экономически оправданным.
Вибраторы вертикальных элементов 21 и 28 MHz выполнены из медного канатика 1,5 мм (PS-2), а противовесы всех диапазонов из монтажного провода МГШВ 0,35. На концы всех противовесов привязан капроновый шнур, длинна которого варьируется так, чтобы общая длина противовеса со шнуром составляла ? 10 метров. Это позволит соблюсти постоянное размещение противовесов относительно земли.
Так как при моделировании антенны отрезок провода №1, в точке подключения коаксиального кабеля, «обозначен» размером 0,1 м это надо учитывать в конструкции при разделке кабеля питания. Помните, что длинна центральной жилы и оплетки от точки разделки кабеля до полотен антенны входит в общие геометрические размеры антенны и нее должна превышать размеры, указанные на рисунке 5.
Рис. 5
Для установки антенны на крыше автомобиля я изготовил основание (фото 3): выпилил треугольную плиту из дюралюминия, в центре которой закрепил трубу для «одевания» удочки, а по углам закрепил металлические чашки с магнитами. Последние, использовались готовые от китайских автомобильных антенн. Конструктивное исполнение данного основания было позаимствовано у антенн фирмы MFJ.
Фото 3
PS-1
При установке данной антенны в качестве стационарной необходимо в местах сочленения секций удочки одеть клейкий термо-усадочный кембрик. Это не позволит ей самопроизвольно сложиться и защитит от попадания влаги внутрь удочки. Крепление основания удочки может быть любым, но необходимо предусмотреть отверстие внизу для выхода влаги (конденсата), иначе удочку на морозе «разопрет» и сломает. Не лишне будет при стационарной установке применить более прочный материал для противовесов – например, так называемую полевку.
PS-2
В последующей конструкции антенны в качестве материала вертикальных элементов был использован монтажный провод МГШВ-0,75, при этом пришлось скорректировать в сторону уменьшения их длину. На практике уменьшение диаметра провода на широкополосность антенны практически не повлияла.
Настройка.
Несмотря на все достижения СВТ и программ, в реальности все тонкости учесть не возможно, где-то земля не той проводимости, у кого-то крыша из диэлектрика, а у кого-то металлическая. Поэтому антенну надо настраивать в конкретном месте установки.
В первую очередь производиться настройка противовесов на «рабочей» высоте антенны. Для этого в конструкции предусмотрено отсоединение вертикальных элементов. Один противовес подключается к оплетке кабеля питания, а второй противовес к центральной жиле - вместо отключенных вертикальных элементов. Настройка производиться как обычного диполя, удлиняя или укорачивая длину элементов – до достижения наименьшего КСВ на заданной частоте.
Настройку надо производить, начиная с самого низкочастотного диапазона - 14 mHz. Далее параллельно противовесам 14 mHz подключают противовесы диапазона 21 mHz и производят их настройку, не трогая противовесы 14 mHz. На третьем этапе параллельно противовесам 14 mHz и 21 mHz подключают противовесы диапазона 28 mHz и производят их настройку, не трогая противовесы 14 mHz и 21 mHz.
После этого необходимо повторить процедуру настройки противовесов в комплексе, не отключая ни один из диапазонов. Начинать опять надо с самого низкочастотного диапазона и вверх. Этим мы скомпенсируем их взаимное влияние друг на друга. Возможно, потребуется еще несколько раз производить настройку, но ее всегда надо производить от низкочастотного диапазона к высокочастотному.
Добившись минимального значения КСВ на заданной частоте, противовесы которые были подключены к оплетке кабеля питания, переключаем на их штатное место и забываем про них – т.е. больше их не трогаем.
Теперь очередь настройки вертикальных элементов. Здесь аналогичная процедура – поочередное подключение вибраторов их настройка. И опять надо начинать с самого низкочастотного диапазона и вверх. Далее настройка в комплексе при всех подключенных вибраторах, для компенсации взаимного влияния друг на друга. Повторюсь, настройку надо производить от низкочастотного диапазона к высокочастотному диапазону.
В процессе настройки рекомендую элементы антенны не обрезать, а загибать в обратную сторону и плотно прижать к настраиваемому вибратору. Ибо отрезать легко, а вот удлинить.… Поэтому не зря говориться: «Семь раз отмерь, один раз отрежь».
Результаты.
Данная антенна относиться к классу одно элементных дипольных антенн и, не смотря на «присущий всем штыревым антеннам довольно низкий угол излучения» сверх параметров от неё ожидать, не следует.
Тем не менее, повторюсь, за счет низкого угла излучения эта антенна превосходит такие дипольные антенны как Inverted Vee и четверть волновой Dipole в исполнении как Sloper, и незначительно антенну Delta, установленные на аналогичной высоте. Для сравнения проверялись антенны, которые возможно было установить на одной мачте (удочке).
Субъективно были получены следующие результаты: на ближних трассах (Дальний Восток, Чукотка, JA, KL7) – давали рапорта 58-599; средние трассы (до Урала, KH6, K6(Califor), VS) – давали рапорта 57-599; на дальних трассах (Европа, VK, PY) давали рапорта 53-579. В качестве передатчика использовался трансивер IC-706mk2g, выходная мощность 60 Ватт, питание от аккумулятора 12 V – 6СТ105.
Для варианта антенны быстрого развертывания я считаю вполне неплохие результаты.
В заключение хочу выразить благодарность Г. Назарову UA0IHZ – за ценные советы по пользованию программой MMANA_GAL; Д. Ломтеву UB0IAA – за практическую помощь в процессе настройки и испытаний антенны; Николаю UA0CIO – подвигнувшего к написанию данной статьи; а также всех радиолюбителей, которые невольно приняли участие в испытании антенны.
Ссылки и используемая литература:
1. Э. И. Гуткин (UT1MA ) Антенна VMA-6
2. З. Беньковсий Э. Липинский; Любительские антенны коротких и ультракоротких волн; Изд. Москва «ралио и связь» 1983г.; стр. 380-381.
3. И. Гончаренко (DL2KQ ) Программа MMANA_GAL
4. Ю. В. Ковалевский, RW0IW Home page - Arhive - Antens - Travel multe band GP
73! Ковлевский Юрий Викторвич rw0iw(AT)mail.ru Магадан, май 2013 г.
