Трехдипазонная антенна VK2AOU

Используя эффект увеличения электрической длины диполя за счет включения в его середину катушек индуктивности, радиолюбитель с позывными VK2AOU разработал трехдиапазонную антенну, схема которой показана на рис. 5.111.

Рис. 5.111. Трехдипазонная антенна VK2AOU

Существенным отличием данной схемы антенны от уже рассмотренных является использование в качестве удлиняющего элемента контура LC, имеющего резонансную частоту f0. Такой контур на частотах f > f0 представляет собой сосредоточенную емкость, а на частотах f < f0 — сосредоточенную индуктивность.

Подключая к такому контуру длинные отрезки диполя, получаем два резонанса на частотах f1 и f2. Первый резонанс на частоте f1 > f0, на которой длинный диполь представляет собой индуктивное сопротивление, возникает в результате компенсации этого сопротивления емкостным сопротивлением контура. Второй резонанс иа частоте f2 < f0, для которой «короткий» диполь представляет собой емкостное сопротивление, возникает в результате компенсации этого сопротивления индуктивным сопротивлением контура.

Нетрудно догадаться, что, подключая последовательно с первым контуром (резонансная частота f0l) второй контур (резонансная частота f02), можно получить большое число резонансных частот, из которых в данной схеме используются только три. Подбором длин диполя, индуктивности катушек и емкости конденсатора можно получить следующие резонансные частоты: f1 = 28,6 МГц, f2 = 21,2 МГц и f3 = 14,1 МГц.

Такой метод построения элементов антенны используется как для вибратора, так и для рефлектора и директора. Одновременное достижение резонанса на всех трех указанных частотах требует тщательной настройки элементов антенны, включая и резонансные контуры и катушки связи с ними. Для облегчения практической настройки антенны в табл. 5.19 приведены параметры элементов, входящих в состав антенны.

ТАБЛИЦА 5.19. Параметры элементов трехдиапазонной антенны VK2AOU
Директор L1: n = 4, l = 45, Ø = 40, С = 65 пФ
L2: n = 6, l = 60, Ø = 40, С = 100 пФ
Вибратор L3: n = 5, l = 50, Ø = 40, С = 62 пФ
L4: n = 7, l = 45, Ø = 40, С = 85 пФ
LK1: n = 2
LK2: n = 3
Рефлектор L5: n = 6, l = 47, Ø = 40, С = 60 пФ
L6: n = 8, l = 60, Ø = 40, С = 70 пФ

Размеры катушек LK1 и LK2 соответствуют линии питания с волновым сопротивлением 50...75 Ом. При использовании линии питания с волновым сопротивлением около 240...300 Ом следует вдвое увеличить число витков. Обе катушки должны иметь минимальное взаимное сцепление. Поэтому катушки обычно располагают так, чтобы их оси были взаимно перпендикулярны, а сами катушки стараются разнести подальше одну от другой.

Настройка антенны осуществляется в два приема: сначала на небольшой высоте над землей, а далее на рабочей высоте.

При настройке следует использовать следующие резонансные частоты элементов антенны:

  • для директора — 14,72; 22,65 и 28,65 МГц (+4%);
  • для вибратора — 14,15; 21,20 и 28,50 МГц (±0%);
  • для рефлектора—13,45; 20,14 и 27,07 МГц (—5%).

Рекомендуется при настройке в непосредственной близости над землей получать резонансные частоты, отличающиеся от рекомендованных в меньшую сторону на 350 кГц. Этот прием обычно приводит к минимуму подстройку антенны на рабочей высоте антенны.

Настройка на максимальное усиление антенны на частоте 14 МГц производится с помощью катушек L2, L4, L6, а на частоте 21 МГц с помощью конденсаторов С2, С4, С6. Однако после настройки изменением емкостей следует несколько скорректировать индуктивности. На частоте 28 МГц настройку производят с помощью конденсаторов С1, С3 и С5, после чего корректируют индуктивности L1, L3 и L5 для улучшения настройки в диапазоне 21 МГц. Далее вновь повторяют ту же процедуру, т. е. последовательную настройку на 14 МГц, затем на 21 МГц и на 28 МГц и т. д. до получения удовлетворительных результатов во всех трех диапазонах.

После достижения максимального значения усиления антенны во всех трех диапазонах целесообразно несколько изменить настройку антенны для реализации большого значения отношения F/B. Для этого рекомендуется использовать конденсаторы С2, С4 и С6 на частотах 14 и 21 МГц, а также С1, С3 и С5 на частоте 28 МГц. Ход настройки контролируется по измерениям напряженности поля, излучаемого антенной, на расстоянии порядка 4—5λ от антенны.

Вместо катушек индуктивностей и конденсаторов можно исполь зовать отрезки замкнутых и разомкнутых линий так же, как это делалось в антенне G4ZU. Можно также создать своеобразный гибрид антенны VK2AOU и антенны G4ZU, в котором вибратор выполняется так же, как в антенне G4ZU, а директор и рефлектор —-как в антенне VK2AOU. Электрические параметры такой антенны не будут отличаться от параметров антенны G4ZU, однако в данном случае упростится схема питания.