Многодиапазонная проволочная вертикальная антенна

Первая антенна, которая, по всей видимости, является наиболее распространённой, представляет собой диполь. Вторая антенна представляет собой четвертьволновой вертикальный излучатель. Третья антенна, вероятно, является многодиапазонной модификацией упомянутых типов антенн, включая конструкцию типа Yagi.

В данном контексте приводится краткое описание простого в изготовлении и экономически выгодного многодиапазонного проволочного вертикального излучателя. Конструкция антенны, подобно веерному диполю, включает параллельные проводники, предназначенные для работы в различных диапазонах частот.

Провода антенны присоединены к одной стороне балуна, а центральный контакт коаксиального кабеля — к другой. Радиалы с другой стороны балуна соединены с экраном коаксиального кабеля. Чтобы облегчить настройку антенны, между проводами должно быть определённое расстояние. Для наглядности смотрите изображение первой версии, предназначенной для диапазонов 10, 15 и 20 метров.

Преимущества антенны:

• Простота изготовления.
• Низкая стоимость.
• Отсутствие сложных элементов.
• Небольшой вес.
• Лёгкость в проектировании.
• Подходит для использования в полевых условиях и как дополнительная антенна дома для работы с несколькими диапазонами или для соревнований.

Материалы, которые понадобятся:

• Качественная удочка, длина которой соответствует ¼ длины волны на самой низкой частоте.
• Доска для резки хлеба (broodplank), например, от Hema или IKEA.
• Кусок электрического пластика толщиной 5/8 или ¾ дюйма.
• Несколько ловушек (трапов).
• Точка подачи (feed point) с балуном 1:1.
• Несколько дешёвых проводов для антенны и радиалов.
• Инструменты для резки и сверления.

На фотографиях показан процесс создания первого примера. Его изготовление заняло примерно два часа.

Конструкция для мачты и проводов

По краям мачты установлены несколько опор для проводов. Центральный провод для нижнего диапазона закреплен рядом с центральной мачтой. Остальные провода поддерживаются с помощью ПВХ-труб. Особенно рекомендуются серые «сверхпрочные» трубки.

Эти ПВХ-трубы крепятся скобами к пластиковой полосе, вырезанной из хлебной доски. Затем эта плата снова фиксируется скобами к мачте. Фотографии для наглядности представлены ниже.

Расстояние между центральной мачтой и концами боковых проводов составляет 25 см (10 дюймов). Это не критично, но именно такое количество трубок оказалось в наличии. Не стоит делать это расстояние слишком коротким (например, 5-10 см). Хотя это возможно (как в Cushcraft R8 или Hy-Gain AV-620 / AV-640), регулировка длины будет затруднительной.

При использовании трёх диапазонов применяется центральный и два боковых провода. Центральный провод всегда предназначен для самого низкого диапазона, а боковые — для двух других. При использовании пяти диапазонов, четыре провода будут проходить вокруг центрального, каждый под углом 90 градусов. Если используется более трёх диапазонов, второй и третий диапазоны подключаются к одним и тем же распределителям, как и два последних диапазона, чтобы минимизировать количество распределителей.

В трубках распределителя проделаны отверстия для проводки. Провод крепится только к нижней и верхней трубкам. Из-за этого он может проскальзывать сквозь отверстия в дополнительных опорных распределителях. Чтобы избежать этого, провода немного согнуты.

На фотографиях ниже показан пример решения проблемы. Возможно, стоит использовать утолщение провода (например, накладку или винтовую клемму).

Верхняя распределительная трубка должна находиться примерно на 10 см ниже конца провода. Провод можно закрепить на верхнем распределителе так же, как и на нижнем. Если центральная трубка слишком гибкая, целесообразно использовать гибкий материал, чтобы провода могли пройти через отверстия в распределительных трубках и быть закреплены к распределителям только в одной точке. В этом случае провод должен иметь гибкое соединение с верхней или нижней трубкой распределителя и фиксироваться к другой верхней или нижней трубке.

Лицевая сторона

Задняя сторона

Поскольку применяется ПВХ, при низкой и средней мощности изоляционные материалы не нужны. Наибольшее напряжение будет у верхней части проводов, и при высокой мощности может понадобиться улучшенная изоляция.

Точка подачи и балун

Это был пробный запуск, и балун на тот момент отсутствовал. Антенне необходим качественный балун или дроссель 1:1 для изоляции от коаксиального кабеля. Все подъёмные провода антенны подключены к одной стороне балуна, который играет роль среднего контакта коаксиального кабеля. С другой стороны балуна соединены все радиалы, которые затем крепятся к экрану коаксиального кабеля.

В этом эксперименте был использован балун типа W1JR с тефлоновым коаксиалом RG303, оснащённый ферритовым сердечником RK4 от DARC Verlag. Данный сердечник отличается доступной ценой и хорошими эксплуатационными характеристиками. Ниже представлены два варианта используемых балунов.

Длина провода

Длина проводов может быть рассчитана с помощью формулы для четвертьволнового диполя: 75 / частота. Обычно рекомендуется брать провода с запасом, не более 5 процентов от расчётной длины. Это означает, что формула будет выглядеть так: (75 * 0.95) / частота, что равно 71.25 / частота (с каждой стороны антенны). Немного большая длина будет не лишней.

Начинайте всегда с самого длинного провода (для самой низкой частоты) и двигайтесь к более коротким (от самой низкой частоты к самой высокой). Провода, расположенные рядом, могут взаимодействовать, поэтому потребуется некоторая настройка для работы на всех частотах. В этом варианте используется алюминиевый провод без изоляции диаметром 0.8 мм, который можно приобрести по низкой цене.

Высота мачты должна быть минимум на полтора-два метра выше самой длинной длины провода, но можно выбрать и более высокую мачту.

Радиалы

Длина проводов для радиалов в каждом диапазоне примерно одинакова. Для каждого диапазона требуется минимум один радиал. Проще всего установить мачту на столб и наклонить радиалы в разные стороны для заземления столбов или штырей (конечно, изолированных от земли). Для установки радиалов могут понадобиться один или два распорных элемента.

Настройка

Мачта должна быть достаточно жёсткой, чтобы при изгибе не сильно изменять свою длину. Провода, выступающие из мачты, будут удлиняться или укорачиваться при её изгибе. Поэтому рекомендуется укрепить мачту или сделать её более жесткой.

Альтернативная антенна с удвоенной высотой

Альтернативный вариант — удвоить длину мачты и использовать расширители для радиалов ниже точки подачи. В этом случае коаксиальный кабель должен быть направлен перпендикулярно от точки подачи. Можно использовать дополнительную трубу из ПВХ для удлинения кабеля на 50 см (или более) от мачты, а затем наклонить его к земле под углом 45 градусов.

Примеры антенн

Пример антенны для 20-15-10 метров (высокие КВ-диапазоны)

Диапазон	МГц	Длина провода	Длина мачты	Высота распорки
20 15 10	14.1 21.1 28.2	5.05 3.38 2.53	Около 5,50 метров или более	Всего 4 распределителя. На 3,28 и 2,45 для концов проводов длиной 15 и 10 метров. Также один внизу, на 20 см выше точки подачи. 15-метровый провод будет проходить через распределитель на высоте 2,43 метра. Плюс один радиальный распределитель.

Пример антенны для 40-20-15-10-6 метров (40 + высоких диапазонов КВ + 6 метров)

Диапазон	МГц	Длина провода	Длина мачты	Высота распорки
40 20 15 10 6	7.05 14.1 21.1 28.2 50.1	10.11 5.05 3.38 2.53 1.42	Около 11 метров или более	Всего 8 распределителей. На 20 и 15 метров при 4,95 и 3,28 для концов проводов и на расстоянии 20 см. Для 10 и 6 метров при 2,43 и 1,32 для концов проводов и на расстоянии 20 см. Плюс два радиальных распределителя.

Для проводов длиной 20 и 15 метров используются одни и те же распорки. Для проводов длиной 10 и 6 метров также используются одни и те же распорки. При длине 11 метров и более можно использовать дополнительную растяжку.

Пример антенны для 20-17-15-12-10 метров (High HF + WARC)

Диапазон	МГц	Длина провода	Длина мачты	Высота распорки
20 17 15 12 10	14.1 18.1 21.1 24.9 28.2	5.05 3.94 3.38 2.86 2.53	Около 5,50 метров или более	Всего 8 распределителей. На 17 и 15 метров при 3,84 и 3,28 для концов проводов и на расстоянии 20 см. Для 12 и 10 метров при 2,76 и 2,43 для концов проводов и на расстоянии 20 см. Плюс два радиальных

Для проводов длиной 17 и 15 метров используются одни и те же распределители. Для проводов длиной 12 и 10 метров также используются одни и те же распределители.

Пример антенны для диапазонов 30-17-12 метров (WARC)

Диапазон	МГц	Длина провода	Длина мачты	Высота распорки
30 17 12	10.1 18.1 24.9	7.05 3.94 2.86	Около 7,50 метра или более	Всего 4 распределителя. На 3,84 и 2,76 для концов 17-и 12-метровых проводов. Также один внизу, на 20 см выше точки подачи. 17-метровый провод будет проходить через распределитель со скоростью 2,86. Плюс один радиальный распределитель.

Пример антенны для 80-40-20-15-10 метров (основные диапазоны КВ) — 80 в перевёрнутом виде L

Диапазон	МГц	Длина провода	Длина мачты	Высота распорки
80 40 20 15 10	3.55 7.05 14.1 21.1 28.2	20.07 10.11 5.05 3.38 2.53	Около 11 метров или более.	Всего 8 распределителей. На 40 и 20 метров при 10,0 и 4,95 для концов проводов и на расстоянии 20 см. Для 15 и 10 метров при 3,28 и 2,43 для концов проводов и на расстоянии 20 см. Плюс два радиальных распределителя.

80-метровый провод будет использоваться в виде перевёрнутой буквы L. Он начнётся от вершины мачты и будет проходить на расстоянии около 11 метров от неё, чтобы обеспечить достаточную длину. На конце провода следует установить изолятор.

Поскольку мачта может отклоняться в сторону 80-метрового провода, рекомендуется использовать один или два дополнительных провода для её стабилизации. При длине 11 метров можно применить одну или несколько дополнительных оттяжек для мачты.

Существуют и другие возможные конфигурации антенн.

На фотографии ниже изображена антенна, установленная на задней стене сарая. Она закреплена на трубе, а радиальные элементы распределены по плоской крыше.

PA1M