Наша сеть партнеров Banwar
Проста і ефективна антена для діапазону 160 м - мрія майже кожної радіоаматора, тим більше, завзятого «мисливця за DX». Як без великих технічних і матеріальних витрат почати працювати в цьому діапазоні? Адже діапазон 160 м висуває підвищені вимоги як до навичкам роботи радіоаматора в ефірі, так і до конструкції антен. Якщо антени для 10, 15 або 20-метрового діапазону мають малі габарити, то виготовити антену на діапазон 160 м зовсім непросто.
Є сотня-інша щасливих радіоаматорів, які зуміли встановити повнорозмірні вертикаль цього діапазону. Можна, звичайно, як 160-метрової антени використовувати 10-15-метрову металеву щоглу з спрямованими антенами на короткохвильові ВЧ діапазони, які гратимуть роль ємнісний навантаження. І знову виникає питання: «А чи багато хто радіоаматори в змозі дозволити собі таку розкіш?».
У підсумку, після тривалих роздумів і супутніх сумнівів, «середньостатистичний» радіоаматор все одно приходить до необхідності використовувати дротяну антену-найбільш адекватну конструкцію, яку можна реалізувати на практиці. Як правило, це повнорозмірний 1/4 або 1/2 хвильовий випромінювач, живиться 50-омним коаксіальним кабелем. Якщо така антена правильно встановлена і налаштована в резонанс, то в обраній смузі частот діапазону відсутня необхідність в антенном тюнері або іншому згоден пристрої.
Перш ніж перейти до розгляду конкретних конструкцій антен діапазону 160 м, доцільно хоча б коротко розглянути питання впливу висоти установки над землею на такі антени. Якщо закріпити горизонтальний 160-метровий диполь на висоті 15м над землею, то він буде перебувати на висоті менше 0,1 довжини хвилі. Здавалося б, цілком достатня висота. Однак, провівши аналогію з диполем діапазону 20 м, який при висоті підвісу 0,1 довжини хвилі розташовується всього в 2 м від землі (таке порівняння припустимо, тому що обидві антени поводяться майже однаково), можна стверджувати, що така установка абсолютно неефективна. Обидві антени будуть випромінювати радіохвилі під великими кутами до горизонту, майже в зеніт, що робить їх практично непридатними для далеких KB радіозв'язків.
Низько встановлений диполь гарний тільки для проведення ближніх радіозв'язків. Диполь 160-метрового діапазону, який випромінює під невеликими кутами до горизонту, повинен розташовуватися на висоті більше 40 м (0,25 довжини хвилі) над землею. Однак можливості «середньостатистичного радіоаматора» найчастіше не дозволяють використовувати висоту більше 20-30 м.
Оптимальний кут випромінювання антени 160-метрового знаходиться в межах від 30 до 35 °, хоча на більш високочастотних діапазонах він істотно нижче - 5-10 °. Головним визначальним фактором для вибору оптимального кута випромінювання на певних трасах є стан іоносфери. Воно задає, в залежності від напрямку на кореспондента, сонячного циклу, пори року і сответствующего часу доби, відповідний оптимальний кут падіння (входу) для радіохвилі. Обумовлений цими факторами кут падіння радіохвилі зазнає постійних змін, і цим пояснюються факти короткочасного більш кращого прийому DX-сигналів на низько висить антену в порівнянні з антеною, що має низький кут випромінювання. Такий феномен, проте, завжди проявляється тільки моментами і нічого не говорить про фактичні співвідношеннях, тобто про те, що для проведення DX-радіозв'язків антена з низьким кутом випромінювання, звичайно, краще нізковісящего диполя. Один з американських радіоаматорів колись дуже вірно помітив: «Оптимальний кут випромінювання сигналу визначається не радіоантени, а іоносферою, розташованої істотно вище».
При розгляді конструкції будь-якої антени один з важливих моментів - розподіл струму в ній. Випромінювання електромагнітної енергії антеною відбувається там, де тече струм. Причому чим струм сильніше, тим більше напруженість електромагнітного поля, а це значить, що чим вище розташовуються струмопровідні частини антени, тим краще вона, в кінцевому підсумку, буде функціонувати.
Якщо розглянути характеристику випромінювання горизонтального диполя, то можна бачити, що максимум випромінювання припадає на область, в якій антена запитана. Зовнішні (кінцеві) частини диполя електромагнітну енергію майже не випромінюють і потрібні антени, грубо кажучи, для досягнення резонансу. Цей факт можна використовувати при конструюванні 160-метрової антени без помітних втрат своїх позитивних випромінюючих властивостей.
Вертикальний четвертьволновий випромінювач, в принципі, є не чим іншим, як «полудіполем», тому згадані властивості в повній мірі відносяться і до цієї, дуже полюбилася багатьом радіоаматорам антені. Тут максимум випромінювання також розташовується поблизу точки харчування:
Резонансним диполем, який має досить низький кут випромінювання, є антена Inverted V:
Конструкція в формі перевернутої латинської букви V потребує тільки в однієї опорної щоглі. Обидва дротяних випромінювача розташовуються під нахилом до землі і повинні закінчуватися приблизно в 3 м від неї, з тим щоб виключити дотик до них, тому що при працюючому передавачі на кінцях випромінювачів присутня висока ВЧ напруга.
Кут між випромінювачами - не менше 60 °, загальна довжина обох випромінювачів для центральної частоти 1,85 МГц - 76,7 м, для центральної частоти 1,9 МГц - 74,68 м.
Як відомо, високо встановлений горизонтальний диполь має вхідний опір 72 Ом, але воно зменшується тим сильніше, чим ближче до поверхні землі розташовується антена. Тому, згідно з досвідченим даними, повний опір антени Inverted V становить близько 50 Ом, і таку антену можна живити 50-омним коаксіальним кабелем через 1: 1 сімметрірующее пристрій (балун).
У багатьох публікаціях, присвячених антени Inverted V, стверджується, що вона успішно працює без сімметрірующего пристрою і може бути запитана 50-омним кабелем безпосередньо. Однак на практиці таке спрощення часто призводить до появи струму на зовнішній стороні обплетення кабелю, і він стає непотрібною складовою частиною антеною системи. Антена Inverted V є абсолютно симетричною, тому при її харчуванні коаксіальним кабелем настійно рекомендується застосовувати сімметрірующее пристрій.
Раніше вже вказувалося, що максимум випромінювання антени доводиться на ті місця, в яких протікає великий струм. У одних антен (наприклад, у четвертьволнового вертикала) - це нижня частина, тобто безпосередньо у точки харчування. У верхній частині антени струм слабкіше, і тому ця частина антени не грає великої ролі в випромінюванні. Якщо виготовити верхню частину антени з дроту і розмістити її горизонтально, то випромінюють властивості антени істотно не погіршаться:
Така антена отримала назву Inverted L (в російськомовній літературі широко застосовується інша назва - Г-подібна антена). Антена Inverted L випромінює переважно під низькими кутами до горизонту. Для цієї антени справедливо правило: «Чим вище вертикальна частина антени, тим кращими є її DX-властивості». Тому слід завжди прагнути вертикальну частину антени розміщувати якомога вище. Орієнтовна загальна довжина такої антени становить 39 м.
Якщо на місцевості є високі дерева, то їх можна використовувати при установці антени Inverted L. Крім того, сучасні фібергласові жердини - дуже підходящий опорний матеріал для такої антени.
Для антени Inverted L, як і для будь-якого іншого четвертьволнового випромінювача, обов'язково потрібні противаги довжиною 38-41 м - в залежності від частоти настройки антени і умов розміщення противаг. Якщо вони закопані в землю, то чим більше противаг, тим краще. А ось число противаг, ізольованих від землі (а тим більше, що розташовуються над нею), може бути значно менше-двох-чотирьох проводів буде цілком достатньо.
Кілька поліпшити роботу системи противаг може металевий прут (прути), закопаний (і) в землю на глибину 2-3 м.
Опір цієї антеною системи в ідеальних умовах становить 38 Ом. Насправді воно трохи вище, тому є можливість живити антену Inverted L 50-омним коаксіальним кабелем.
Якщо збільшити довжину четвертьволнового вертикала або антени Inverted L до 50 м, то тим самим збільшиться її активний опір в точці харчування (приблизно до 50 Ом). Правда, це призведе до того, що антена перестане бути резонансною, і реактивна складова повного вхідного імпедансу матиме індуктивний характер. Для компенсації цієї реактивності досить встановити в точці харчування конденсатор змінної ємності з максимальним обсягом близько 500-600 пФ. Тут цілком підійде навіть конденсатор від старих лампових приймачів, який може не мати великий діелектричної міцності, тому що він служить для електричного укорочення антени, щоб отримати резонанс системи в діапазоні 160 м. Підстроюванням ємності конденсатора змінної ємності антену налаштовують в резонанс в обраному ділянці діапазону.
Ще однією популярною антеною діапазону 160 м є Sloper «Слопер». Назва «Слопер» (від англ. Slope - нахил) характеризує як форму установки антени (під нахилом до землі), так і вид її випромінювання (під нахилом до горизонту). На низькочастотних KB діапазонах Слопер представляє собою ефективну, щодо малогабаритну DX-антену, яка успішно використовується багатьма радіоаматорами. Струмовідна частина системи знаходиться високо і віддалена від заважають об'єктів на землі, а поляризація випромінювання - переважно вертикальна.
Слід розрізняти четвертьволновий:
і полуволновий Слопер:
Для установки будь-який з цих антен досить однієї щогли. При цьому нижній кінець антени, за вимогами техніки безпеки, повинен закінчуватися на висоті 2-3 м над землею.
У напрямку натягнутого дроту Слопер має невелике посилення (за деякими даними вона становить 2-3 дБ), в той час як з тильного боку спостерігається ослаблення сигналу. Отже, рекомендується встановлювати Слопер в кращому напрямку.
Четвертьволновий Слопер (ріс.више) має довжину близько 40 м (38,51 м для частоти 1,85 МГц, 37,5 м - для 1,9 МГц). Заземлена щогла грає роль противаги. Така антена живиться 50-омним коаксіальним кабелем. Внутрішній провідник кабелю з'єднується з дротовим випромінювачем, а оплетка кабелю - з щоглою.
Згідно досвідченим даними, настройка четвертьволнового Слопер не так вже й проста. Нерідко, щоб налаштувати систему на потрібну частоту і добитися повного вхідного опору близько 50 Ом, потрібні ґрунтовні витрати часу і сил. Справа в тому, що резонанс антени залежить від розмірів щогли, провідності грунту, довжини випромінювача, кута його нахилу до землі і т.д. Виходячи з цього, кут нахилу випромінювача і його висота над землею є вирішальними факторами при формуванні повного вхідного опору антени.
Багато чвертьхвильові Слопер починають працювати відразу після установки, так що не варто боятися братися за виготовлення цієї антени. Слід пам'ятати, що вона виготовляється для довготривалої експлуатації, і, одного разу її налаштувавши, потім можна насолоджуватися її роботою.
Полуволновой Слопер (рис. Вище) фактично є класичним напівхвильового диполів, встановленому під нахилом до землі. Така антена вигідно відрізняється від четвертьволного Слопер стабільно передбачуваними параметрами, тому копітка настройка, як це має місце з чвертьхвильові Слопер, не потрібно.
Загальна довжина напівхвилі Слопер становить близько 77 м для частоти 1,85 МГц (75 м - для частоти 1,9 МГц).
У полуволновой Слопер усвідомлено відмовляються від застосування сімметрірующего пристрою, тому що воно, швидше за все, нівелювало б позитивні властивості цієї антени. Справа в тому, що при несиметричному живленні діаграма спрямованості диполя злегка «косить», характеристика випромінювання спотворюється в напрямку «гарячого» плеча, яке пов'язане з внутрішнім провідником коаксіального кабелю. Цей ефект можна використовувати для додаткового «притиску» випромінювання до землі.
Ще однією перевагою півхвильового Слопер є те, що його можна оптимально «підігнати» до наявних місцевих умов. Для цього «холодний» кінець антени пускають через направляючий ролик і натягують вертикально вниз (зазвичай на відстані 1-2 м від будівлі або щогли):
Ролик закріплюють на найвищій точці. Тим самим, можна змінювати довжину антени і оптимально «вписати» її в місцеві умови.
При установці описаних антен слід мати на увазі, що дуже рідко антена резонує на розрахунковій частоті, тому, як правило, антена потребує точного налаштування. У зв'язку з цим корисно знати, що довжину четвертьволного випромінювача слід змінити на 208 см, щоб досягти зсуву резонансу на 100 кГц. У напівхвильового диполів для цього буде потрібно змінити довжину на 416 см, а в антені Delta Loop - на 832 см.
Як без великих технічних і матеріальних витрат почати працювати в цьому діапазоні?І знову виникає питання: «А чи багато хто радіоаматори в змозі дозволити собі таку розкіш?