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.
Радиоантенны