Радиоантенны 
В 1981 году в брошюре под названием «Out of thin Air» были описаны увлекательные эксперименты с двух-, трёх- и пятиэлементными антеннами типа «ZL special» вида Yagi. Здесь описывается опыт изготовления пятиэлементной направленной антенны. Базовая двухэлементная антенна типа «ZL special» связана с антенной HB9CV.
Два петлевых диполя разнесены на четверть волны друг от друга и запитаны на четверть волны в противофазе (с помощью скрученной четвертьволновой фидерной линии). Это приводит к тому, что волны складываются в одном направлении («прямом»), но подавляются или сводятся на нет в другом.
Один диполь обычно делают немного больше другого, предположительно, для того, чтобы расширить частотную характеристику. В результате получается двухэлементная антенна с хорошим усилением вперёд (теоретически около 6 дБ) и отличным отношением вперёд-назад. Большее усиление возможно путём добавления директоров.
Конструкция
Два метровых отрезка стеклопластиковой трубки (наружный диаметр 10 мм, внутренний 6 мм) были покрыты термоусадочной трубкой с помощью строительного фена. Это было сделано для того, чтобы при разрезании трубки не треснули, а также для защиты трубок от ультрафиолетового излучения при их постоянном монтаже на улице.
Для разрезания трубок на отрезки длиной 98 и 90 см использовался керамический шлифовальный диск. Эти отрезки были затем использованы для поддержки внешних частей каждого из сложенных диполей, которые были изготовлены из алюминиевой проволоки диаметром 4 мм.
Один отрезок провода был использован для создания более длинного элемента «отражателя» вместе с четвертьволновым фидером (то есть, всё из одного куска). Другой отрезок был использован для изготовления меньшего сложенного диполя. Провод был пропущен в фиберглассовые трубки и просто согнут, чтобы сформировать сложенные диполи и фидерную линию (см. фото ниже).
Четвертьволновая линия была скручена посередине и соединена с меньшим сложенным диполем с помощью большого соединительного блока. Коаксиальный кабель также подходит к этому соединению, как и небольшой подстроечный конденсатор для согласования.
50-омный кабель подключен напрямую, но на внешней стороне коаксиального кабеля добавлена четвертьволновая трубка, чтобы действовать как симметрирующий трансформатор (балун). Три директора были сделаны из 1-метровых отрезков алюминиевого сварочного прутка диаметром 3 мм, обрезанных до нужной длины (см. ниже).
Размеры и другие технические характеристики:
- Длина «отражающего» сложенного диполя: 98 см, расстояние до следующего сложенного элемента — 21,5 см, линия фазирования — 25,5 см
- длина управляемого сложенного диполя: 91 см, расстояние до директора — 21,5 см
- длина первого директора: 89 см, расстояние до второго директора — 21,5 см
- длина второго директора: 88 см, расстояние до последнего директора — 21,5 см
- длина третьего директора: 85 см
Согласование
Если вы используете только двухэлементную ZL-специальную антенну (без директоров), вам потребуется около 20 пФ для хорошего согласования с 50-омным кабелем, но требуемая ёмкость уменьшается с добавлением директоров. В пятиэлементной версии (с тремя директорами) почти не понадобилось дополнительной ёмкости. Поскольку согласованное питание составляет 50 Ом, напряжение на этом конденсаторе не будет слишком высоким.
Мы можем рассчитать напряжение на конденсаторе по формуле мощности P = V²/R, преобразовав её в V = √(R x P). Например, если у нас 50 Вт при сопротивлении 50 Ом, то V = √(50 x 50) = 50 В, что не слишком много для приличного подстроечного конденсатора. Идеально подойдёт конденсатор типа «улей» или воздушный конденсатор Джексона.
Примечание: В статье PW утверждается, что к базовой ZL-специальной антенне с подстроечным конденсатором нельзя добавить более примерно 3 директоров. Вероятно, для более длинных ZL-специальных антенн требуется более сложное согласующее устройство, такое как четвертьволновой согласующий трансформатор, подвижный шлейф и балун 4:1.
Тестирование и результаты
Установили антенну ZL Special горизонтально, чтобы сравнить её с уже имеющейся стандартной 5-элементной антенной Yagi, используемой для работы в SSB. Обнаружилось, что 5-элементная ZL Special имеет схожий коэффициент усиления, но при этом у неё почти вдвое короче стрела (всего около 1 метра).
Эта антенна компактная и лёгкая, что делает её очень полезной для портативной работы. Несколько месяцев автор использовал самодельные антенны для участия в местной сети FM-связи. Сначала использовалась четвертьволновую антенну с заземляющей плоскостью (GP), затем была опробована вертикальная антенна 5/8 волны, а затем трёхэлементная коллинеарная антенна (все частично изготовлены из деталей, напечатанных на 3D-принтере).
Как и ожидалось, антенна 5/8 показала себя немного лучше, чем GP, но коллинеарная была лучшей. Двое участников сети находятся примерно в 30-50 километрах (и за холмом), поэтому очень слабо принимаются их сигналы. Они достаточно сильны, чтобы можно слышать несущую частоту, но недостаточно сильны, чтобы разобрать речь.
Коллинеарная антенна вывела эти сигналы из шума. Однако, поскольку коллинеарная антенна всенаправленная, возникла проблема сильного местного репитера, который влиял на чувствительность приёмника. Антенна ZL Special имеет отличный коэффициент подавления задней полусферы, что решило проблемы с сильными сигналами. Было здорово обнаружить, что при вертикальной установке ZL Special эти слабые сигналы полностью вышли из шума, и двусторонняя связь была легко достигнута.
G1EXG
