Резонансные проволочные антенны стоячей волны для нескольких диапазонов

Существует несколько способов создания многодиапазонных резонансных антенн на стоячей волне. За исключением, пожалуй, двух методов создания таких антенн для практически любой комбинации диапазонов, остальные методы в значительной степени зависят от особенностей распределения любительских КВ-диапазонов.

Многодиапазонная резонансная веерная дипольная антенна

На ум приходят два универсальных метода, например, антенна типа «трап-диполь», которая может работать в широком наборе диапазонов при условии, что ни один из двух соседних диапазонов не находится слишком близко друг к другу по частоте.

Второй метод, подходящий для любой двухдиапазонной комбинации, заключается в использовании двух ортогональных диполей (расположенных под углом 90° друг к другу) и подаче на них излучения в центральной точке по одной линии передачи, параллельно соединяющей обе антенны.

Проблема такого подхода заключается в том, что направление излучения составляющих диполей будет смещено на 90° по азимуту, и, следовательно, пиковое излучение в каждом диапазоне будет направлено в разные стороны. Если это не является проблемой или если целью не является работа на коротких расстояниях с использованием ионосферной антенны с почти вертикальным падением (NVIS) путём установки антенны близко к земле, этот метод обычно не подходит.

Этот подход подходит для NVIS, поскольку антенна будет создавать всенаправленную диаграмму направленности.

До появления диапазонов WARC все любительские КВ-диапазоны были гармонически связаны. Традиционно для любительской КВ-радиосвязи были доступны диапазоны 160-80-40-20-15-10 м. За исключением 15-метрового диапазона, все остальные имеют октавную (x2) связь со следующим соседним диапазоном. Они имеют прямую гармоническую зависимость частоты со следующим соседним диапазоном. Хотя диапазон 15 м, расположенный между 20 м и 10 м, не имеет гармонической связи друг с другом, 15 м является третьей гармоникой 40-метрового диапазона.

Это спасение, которое помогает разработчикам антенн часто включать 15 м в конструкцию многодиапазонной антенны, хотя и не всегда. Однако создание многодиапазонной резонансной проволочной антенны для покрытия всех остальных диапазонов, кроме 15 м, довольно тривиально благодаря природе распределения диапазонов любительской радиосвязи. Позднее, когда диапазоны WARC 60-30-17-12 м были открыты для любительской службы, у разработчиков антенн возникла проблема с включением этих негармонически связанных диапазонов в конструкции многодиапазонных проволочных антенн.

К числу известных многодиапазонных проволочных антенн относятся антенна G5RV, диполь с внецентральным питанием (OCFD), антенна Carolina Windom, антенна W3EDP, веерный диполь, диполь Open Sleeve и т.д. Последние две антенны, веерный диполь и диполь Open Sleeve, обладают многодиапазонными характеристиками благодаря использованию нескольких резонансных диполей, которые либо электрически соединены с общей точкой питания, либо используют принцип взаимной связи полей, размещая все диполи в непосредственной близости друг от друга.

G5RV – Диаграмма направленности по азимуту на 20 м

Другие антенны, G5RV, Windom, OCFD и W3EDP, имеют определённую длину, что обеспечивает сложную гармоническую связь между несколькими диапазонами, которые они обслуживают. Для их корректной работы необходимо точное воспроизведение проектной длины этих антенн. Зачастую эти антенны охватывают 4-5 любительских радиодиапазонов. На большинстве этих диапазонов эти антенны обладают приемлемым КСВ и поэтому могут быть легко подключены к передатчику без внешнего антенного согласующего устройства (ATU). Однако для эффективной работы в некоторых других диапазонах ATU может потребоваться.

За исключением диполей типа «Trap», «Fan» и «Open Sleeve», которые создают двунаправленные диаграммы направленности, очень похожие на стандартный диполь, другие антенны, такие как G5RV, OCFD, W3EDP, Windom и т.д., формируют азимутальные диаграммы направленности, зависящие от рабочего диапазона частот. Чаще всего на низких частотах все они демонстрируют хорошо известную двунаправленную диаграмму.

Однако по мере перехода к более высоким частотам азимутальные лепестки диаграммы расщепляются и постепенно смещаются вдоль оси провода. Этот эффект становится более выраженным с увеличением частоты. На некоторых высокочастотных диапазонах оптимальное направление излучения может отклоняться от перпендикулярного направления к оси антенны на 40-50°.

Эти антенны также могут создавать довольно глубокую «нулевую» зону в боковом направлении на более высоких частотах. В целом, эти антенны обеспечивают весьма хороший коэффициент усиления, особенно на высоких частотах, при достаточно низких углах излучения, что гарантирует отличные перспективы для работы в КВ диапазоне с DX. Десятки тысяч КВ операторов по всему миру успешно используют эти антенны на протяжении многих десятилетий для DX работы и готовы поручиться за их эффективность, ведь это лёгкие и ненавязчивые многодиапазонные антенны из проволоки.

VU2NSB