Большинство радиолюбителей хотели бы иметь антенну, работающую на всех любительских КВ диапазонах, однако это не всегда возможно. Сложные высоконаправленные КВ антенны весьма дороги и в лучшем случае выполнимы не ниже 40 м. Проволочные диполи – наиболее доступное решение. Как сделать дипольную антенну на все или хотя бы на большую часть любительских КВ диапазонов?
Оказывается, такие решения есть.
1. Наиболее известное и популярное – многодиапазонная антенна "Inverted V”,
которую российские радиолюбители по-деревенски окрестили «инвертером», хотя никакого инвертера в ней нет, просто свое английское название «перевернутое V» она получила за сходство с перевернутой буквой V. Если к общему кабелю питания подключить много проволочных диполей на разные диапазоны, да еще не забыть в точке питания включить симметрирующий дроссель, такую антенну можно прилично согласовать с 50-Омным кабелем. Нужна всего одна точка опоры для средней части антенны. Эта антенна лучше настраивается, если диполи разных диапазонов разнесены по кругу, а не висят в одной плоскости. При расположении проводников в одной плоскости их необходимо разносить веером по вертикали, что требует много точек крепления оттяжек. Как все горизонтальные диполи, при низком подвесе антенна имеет большой угол максимума излучения (зенитный вариант) и малопригодна для дальних связей, но на трассах от 100 до 3000 км работает хорошо и имеет практически круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. При размещении на крыше многоэтажного дома у нее, кроме зенитных лепестков, появляются лепестки и под малыми углами излучения, и она позволяет работать и с dx-станциями.
2. Менее известное решение – антенна типа "Open Sleeve”.
Теория этой антенны описана у Гончаренко (см. «Антенны КВ и УКВ», часть третья, глава 5.2.2 Open Sleeve, стр. 217, Москва "Радиософт", 2006. И.В. Гончаренко, DL2KQ) Это обычный проволочный диполь на нижний из рабочих диапазонов, так называемый «мастер диполь», запитанный 50-Омным кабелем через симметрирующий трансформатор. Вокруг него на расстоянии нескольких сантиметров располагаются проволочные излучатели полуволновой длины, возбуждаемые на частотах их резонанса за счет емкости с «мастер диполем». Таких излучателей, растянутых параллельно «мастер диполю» может быть 4, 5 или даже 6. Нужное расстояние между «мастер диполем» и дополнительными излучателями обеспечивается диэлектрическими распорками: крестовинками или кружочками (подходят болванки CD дисков рис.1). Во избежание перемещения распорок вдоль проводников и лесок я использовал обжимки из алюминиевой трубки или проволоки.

Настройка антенны производится отдельно на каждом из диапазонов (зависимость между настройкой отдельных излучателей незначительная, а вот от высоты подвеса над землей настройка зависит сильно). Очень хорошо получается эта антенна из расплетенного кабеля П-274 «Полевка». Для нее расстояние излучателей до осевого «мастер диполя» равно примерно 4 см. Я моделировал и затем изготавливал эту антенну на диапазоны 80 – 40 – 20 -17 – 15 – 10 м. (cм. файлы №1.maa и №2.maa). На диапазон 12 м антенна не настраивается из-за взаимодействия излучателя диапазона 12 м с кратными резонансами излучателей нижних диапазонов. На диапазоне 15 м тоже немного мешает третий резонанс 40-метрового излучателя, давая лишний резонанс несколько выше по частоте, но с этой проблемой справиться удается. Сначала настраиваем «мастер диполь» на 80 м, регулируя его длину. Затем по очереди настраиваем в резонанс излучатели на 40, 20, 17, 15 и 10 м, также регулируя их длину. Минимума КСВ на резонансной частоте добиваемся, регулируя расстояние от осевого диполя до настраиваемого излучателя (приближая – снижаем R антенны на частоте резонанса, где реактивная часть сопротивления X=0, удаляя – повышаем R). Таким образом можно нащупать минимум КСВ, соответствующий 50 Омам. Желательно придумать такую конструкцию диэлектрических распорок, которая позволяла бы оперативно регулировать расстояния и фиксировать их потом. Например, что-нибудь подобное рис.2 из двух дисков, поворачивающихся для зажима проводников в нужной канавке и скрепляемых двумя винтами.

Я сверлил в распорках отверстия диаметром 3 мм и процедура продевания в них проводников занимала много времени. Все излучатели натягиваются капроновыми лесками или кевларовыми (арамидными) шнурами диаметром 2 мм параллельно «мастер диполю». Для ускорения процедуры настройки можно оставлять небольшие свисающие хвостики проводников излучателей, которые откусываются при настройке (рис.3). Концы лески завязываются надежным «рыбацким» узлом. Замечено, однако, что даже 2-мм лески постепенно удлиняются, в отличие от полевки, и поначалу стройная конструкция антенны со временем перекашивается. В этом смысле очень хорошо ведут себя кевларовые шнуры. Количество распорок – из практических соображений, у меня их было 9. Опыт эксплуатации показал, что в центре лучше ставить две распорки и пускать кабель между ними. Кроме того, при сильных порывах ветра концы антенны могут закрутиться вокруг оси, полностью нарушив настройку антенны. Этого не произойдет, если к нижним концам крайних распорок подвесить небольшие стабилизирующие грузики. У меня это были свободно свисающие полоски оргстекла длиной 10 см и сечением 5х10 мм. Схематически конструкция антенны показана на рис. 4, пропорции не соблюдены.

На фото рис.5 видно, как выглядит антенна на 5 диапазонов, крестовинки - из капролона (излучатель на 10 м в первой конструкции не использовался, грузиков тоже еще не было). Использовались две мачты высотой по 6 м на крыше 17-этажного дома. В качестве симметрирующего дросселя использовался тороидальный ферритовый сердечник из материала 600НН, на который было намотано 6 витков кабеля.
 

Эта антенна требует для подвеса две мачты, расстояние между которыми должно быть не менее длины «мастер диполя», т.е. около 40 м. Диаграммы направленности – как у обычного горизонтального полуволнового диполя. На изготовление ее потребуется 50 м двойной «Полевки», 80 м кевларового шнура или капроновой лески диаметром 2 мм, десять распорок, 3 изолятора и одно большое ферритовое кольцо.
3. А можно ли эту антенну выполнить подобно "Inverted V”, опустив ее концы к земле?
Моделирование показало, что это возможно (см. файл №3.maa). Этот вариант антенны требует для подвеса всего одну мачту и две точки крепления оттяжек плеч. При моделировании удалось настроить ее на диапазоны 80, 40, 20, 17 и 10 м. На 15 и 12 м излучатели настроить не удается. В отличие от антенны "Inverted V” все излучатели располагаются в одной плоскости, что существенно облегчает ее размещение на крыше или на участке. Диаграммы направленности – как у "Inverted V”.
Единственно, в чем антенны "Open Sleeve” уступают антеннам "Inverted V” – более узкая полоса частот на верхних диапазонах. Увеличение диаметра проводников приводит к необходимости увеличить расстояние между ними, но полосу частот не расширяет. Однако полоса частот 100-150 кГц по уровню КСВ меньше 2,0 получается на всех диапазонах, что не так уж плохо!
В предстоящий летний сезон предстоит проверить ее практически на дачном участке при использовании мачты высотой 10 м. Кто попробует ее раньше – пишите.
Желаю успеха!
Владислав Щербаков, RU3ARJ [ru3arj(at)mail.ru]
и Сергей Филиппов, RW3ACQ
Файлы для моделирования: Файл 1 Файл 2 Файл 3

Разработчики и испытатели: RW4NA и UA4NBH Итак, выставляю на общее обозрение вариант многодиапазонной антенны, рассчитанной для работы на КВ диапазонах 20-17-15-12-10 метров, а также на любой промежуточный диапазон, что заинтересует, например, СиБистов. Кроме этого, антенна работает и на более высоких частотах, чем 28-29 Мгц, ограничена лишь нижняя планка - диапазон 20м. Антенну можно пересчитать и на более низкие диапазоны - например начиная с 40 метров, и снова только нижний диапазон будет ограничивать широкополосность антенны. Если взять вертикал CushCraft или HihgGain, вспомните, сколько он стоит. Данная антенна обойдется Вам лишь потраченным временем на поиски провода и на измерение его длины. В общем - даром. Антенна легко размещается на любой нашей крыше, необходимо лишь подумать, куда закрепить радиалы. Для каждого диапазона необходимо 3-4 радиала на необходимую резонансную частоту. Если на один диапазон будет по 2 радиала различной длины (начало и середина диапазона, например), то широкополосность антенны увеличивается в пределах диапазона. Длина радиала равна 1/4 длине волны. Посчитайте так, как полотно полуволнового диполя по простой формуле: длина радиала L(м) = 1/2*(142500/f(Кгц)). Частота f выбирается исходя из того, на какой диапазон вы рассчитываете. Например: Расчет для диапазона 20 м: L=1/2* (142500/14200) = 5.017 м
L=1/2*(142500/14010) = 5.085 м Получили две длины, исходя из того, что Вам необходимо работать как в CW, так и в SSB участке, сделайте по 2 радиала на каждую частоту. Чем больше радиалов, тем больше эффективность антенны, но эта прописная истина известна из теории, в данном случае, чем больше разных радиалов на один диапазон, тем меньше провалов по КСВ. Не располагайте радиалы на разные диапазоны близко друг к другу. Наклон радиалов по отношению к горизонтали не нужно делать больше15-20 градусов. Но и параллельно земле тоже, в этом случае очень мал угол основного лепестка антенны. Линию согласования 150 ом можно изготовить следующим образом: возьмите провод чуть более 2,65 м, оденьте на него толстую хлорвиниловую трубку и обмотайте вокруг излучателя (на рисунке выделен синим цветом). Примерно получается 20 витков на всю длину линии. К центральной нижней точке излучателя крепится жила питания, а к намотанному поверх проводу - оплетка; к точке соединения с оплеткой крепятся радиалы. Мачту и поперечину сверху лучше изготовить из изоляционного материала. Одна особенность: поперечины может не быть, тогда концы антенны сводятся в одну точку вверху, но не закорачиваются. От длины поперечины зависит широкополосность на диапазоне 10 м, так как он занимает самый широкий участок частот. Чем ближе сведены концы, тем антенна широкополоснее. Советую выбрать среднюю длину - 1,2 - 1,5 м. Но расширить диапазон можно разными радиалами (см. выше). Тестирование антенны именно на диапазоне 10 м с изготовленными радиалами только на частоту 28400 кГц показало следующие результаты:
ЧастотаКСВ
280002,2
281001,8
281501,6
282001,4
283001,2
283901,1
284501,2
285001,4
286001,6

Другие диапазоны занимают сравнительно небольшую полосу частот, и результаты получились следующие:
ЧастотаКСВ
140101,2
140501,2
141001,1
141501,05
142001,1
142501,2
143001,25
210101,5
211001,4
211501,3
212001,4
212501,5
На диапазонах 18 и 24 Мгц у меня радиалы пока не установлены, несмотря на это на всем участке этих диапазонов КСВ получилось не выше 1,5. Диаграмма направленности - вдоль нижней линии питания основные лепестки за счет сфазированности двух вертикальных плеч антенны. Антенна имеет усиление порядка 5-6 Дб по отношению к диполю на расчетном диапазоне, т.е на 20 метрах. Балл - это уже что-то! На остальных диапазонах параметры антенны зависят от качества исполнения согласующей линии. Можете готовить провод диаметром 2-3 мм и приступать к изготовлению. Андрей Корсаков (RA4NF)

Коллинеарная антенна 144/430, X-200 своими руками
X-200 своими руками


Дмитрий RV9CX, предложил отличную антенну , изготавливаемую просто и с минимумом деталей

X-200 - это двухдиапазонная (144/430) коллинеарная антенна с круговой диаграммой направленности и высоким коэффициентом усиления.
Первая такая антенна была изготовлена в конце 90х и даже до сих пор работает. X-200 Ниже представлена схема антенны:
Схема антенны X-200



Антенна изготовлена полностью (включая все катушки) из сплошного медного провода диаметром 2мм без промежуточных паек. Все катушки бескаркасные. Конденсатор С1 выполнен из отрезка коаксиального кабеля SAT-703 длиной 2см - он для возможности работы системы на 70см диапазоне. Конденсатор С2 - воздушный, подстроечный - им и производим настройку антенны.

Ну, с электрической частью все понятно - перейдем к технической реализации.
Силовую нагрузку нес деревянный черенок от лопаты (только несколько мощнее, чем в магазинах продают).
К нему на изоленту (сейчас вопрос можно решить красивее, безусловно) несильно (чтоб не пережать) приматывалась стеклопластиковая удочка, внутрь которой и помещалось все, что было намотано непосильным трудом, т.е. сама антенна, проложенная поролоновыми прокладками от дребезга со всеми катушками (кроме L4 и конденсаторов).
В черенке на 5см ниже катушки L4 перпендикулярно, но с разницей по высоте в 5мм было просверлено два сквозных отверстия - для будущих противовесов. Вставлялись и пропаивались противовесы. Схематично их крепление можно увидеть ниже:
Схема крепления противовесов (вид сверху)



Далее, в районе L4 и перемычки на противовесах устанавливался уголок с закрепленным разъемом SO-239 и к нему производилось крепление всех необходимых элементов.


Теперь настройка.
В первую очередь, нужно настроить параллельный контур C1/L4 на среднюю частоту 70см диапазона - именно он позволяет питать всю конструкцию на этих частотах. Место отвода в L4 определяет коэффициент трансформации. Ну, если нечем проверить, то оставьте, как есть. Я тоже это ни разу не проверял, т.к. в то время и нечем было.
Я производил настройку лишь по показаниям КСВ-метра прямо в помещении, поместив антенну горизонтально. Высокие потолки позволяли это сделать. Настройка производится вращением ротора С2. Нужно отметить, что если не удается "сходу" получить нужные показатели по согласованию одновременно в обоих диапазонах, нужно подобрать отвод от катушки L4.
В итоге, я получил очень хорошие показатели по согласованию:
145МГц - КСВ=1.03
435МГц - КСВ=1.02
После настройки, сверху на узел согласования была надета пустая бутылка из-под "Спрайта", которая предохраняла все открытые части от влаги. Спустя 10 лет эта бутылка утратила свой зеленый цвет.

Практическая работа в эфире показала полную работоспособность системы, в т.ч. и в сравнении с фирменными продуктами. В связи с чем и повторялась эта конструкция неоднократно. Тем более, что коэффициент ее повторяемости очень высок при указанной технологии ее изготовления.

Всеволновый треугольник
Перед многими коротковолновиками, особенно перед начинающими, почти всегда встает проблема: постройка простой, дешевой, легко настраиваемой, седиапазонной и в то же время достаточно эффективной антенны. Я эту задачу решил так. Повесил треугольной формы рамку с периметром 180 метров (периметр взят риблизительным и несколько длиннее, чемнеобходимо - при настройке легче отрезать чем добавить). В удобном месте, переломивполотно антенны, завел питаемый угол треугольника в окно первого этажа, подключив непосредственно к согласующему устройству (рис. 1). Таким образом, основной камень преткновения вседиапазонной антенны - питающий фидер - был исключен.
Таким способом можно запитывать и другие виды симметричных антенн (V- образные, ромбические, диполи и рамки практически любой конфигурации).


При таком питании антенны открываются ее новые возможности. Как известно, при питании симметричной антенны несимметрично искажается ее диаграмма направленности (диаграмма начинает «косить» в сторону активно питаемого плеча), а меняя выводы питания антенны, подключаемые к согласующему устройству, можноизменять диаграмму направленности и углы излучения к горизонту (в зависимости от того, как антенна расположена в пространстве: горизонтально, вертикальноили наклонно). В моем варианте – при переключении проводов питания, разница в уровне сигналов, принимаемых(передаваемых) с определенных направлений, достигает2 баллов (12 дБ).
Кроме этого данную антенну - треугольник можно преобразовать в широкополосный несимметричный излучатель, соединив вместе два питающих провода, или в антенну типа «длинный провод», отсоединив от шасси согласующего устройства провод питания (полотна антенны). Если этот провод подключить к шасси через безындукционный резистор сопротивлением около 600 Ом, то получим апериодическую антенну, нагруженную на сопротивление.
Каждый вариант изменения питания антенны приводит к изменению ее диаграммы направленности, что позволяет выбрать оптимальный вариант при работе с конкретным корреспондентом или территорией. Разумеется, что после каждого изменения варианта питания антенны необходимо производить ее согласование с передатчиком (с помощью согласующего устройства).
Антенна выполнена из военно-полевого телефонного провода (7 жил диаметром 0.5 мм, 3 из которых медные, остальные стальные). Снаружи провод покрыт электрически прочной изоляцией, что позволяет при установке антенны не применять дополнительных мер безопасности при пересечении линий электропередач 0.4 кВ. Полотно антенны натянуто в два провода для прочности. За три года эксплуатации антенны она вынесла серьезные испытания: обледенение зимой 1998 г. (25 мм) и налипание мокрого снега зимой 1999 года (60 мм). Провисанияпровода после этого не отмечено.
Полотно антенны получается очень легким, а установленные по углам треугольника блочки позволяют легко натянуть полотно.
После первоначального подвеса периметр антенны не корректировался, эта задача возложена на согласующее устройство. Высота подвеса антенны 25, 16 и 15 метров. Питаемыйугол 2 метраот земли.
Основная часть полотна антенны расположена наклонно относительно земли, а переломанная часть спускается к согласующему устройству под углом приблизительно 75 градусов.
Если местные условия не позволяют разместить полноразмерную рамку 160-метрового диапазона, можно взять рамку с любым периметром (максимально возможным), а недостающую длину восполнить за счет согласующего устройства, настроив рамку в резонанс и скомпенсировав реактивную составляющую, при этом КПД антен­ны естественно снизится.
Думаю, что не лишним будет описать приемы работы с согласу­ющим устройством. Выбрав желаемый диапазон и подключив пе­реключателем на выход КСВ-метра эквивалент нагрузки, соответ­ствующий волновому сопротивлению КСВ-мвтра, настраиваем пе­редатчик на максимум показаний КСВ-метра в режиме прямой вол­ны. После этого регулятором чувствительности индикатора КСВ-мет­ра устанавливаем стрелку на последнее максимальное деление шка­лы. Переводим КСВ-метр в режим измерения отраженной волны, отключаем эквивалент и подключаем к нему согласующее устрой­ство. Включаем передатчик на передачу. Изменяя величину конден­саторов С1, С2 и индуктивности L1, добиваемся нулевых показаний прибора КСВ-метра (подстройку передатчика не производить). Ка­тушку L1 желательно применять с плавной регулировкой индуктив­ности. В случае применения катушки с переключаемыми витками необходимо тщательно подобрать место отводов (с точностью до 0,5 витка).
При монтаже согласующего устройства необходимо выполнить общеизвестные требования - все соединения должны быть короткими (особенно между С1, С2, L1 и переключателем отводов), в противном случае на диапазонах 21-28 МГц может оказаться «лишняя» индуктивность и согласующее устройство настроить на минимальный КСВ не удастся. Катушку индуктивности Диаметром более 50 мм делать не рекомендуется по тем же соображениям. Применять вариометры с вращающейся катушкой и перемещающимся по виткам колесиком (токосьемником) тоже нельзя, так как даже выходной мощности передатчика 30 Вт происходит искрение в зоне контакта, а это чревато быстрым отказом согласующего устройства. Для оперативного перехода с диапазона на диапазон положение ручек регулировки согласующего устройства необходимо пометить.
В заключение несколько слов для сравнения с антеннами LW и Inverted V, которые я использовал ранее. Дажетакие недефицитные DX как W, JA на 40-метровом диапазоне с антенной Inv V и мощностью до 1 кВт (в соревнованиях) удавались с трудом и редко.
С этой же антенной в 1998 году, работая в CW WW Contest, мощностью только 30 Вт на 40 метрах с необычайной легкостью удавались QSO и на поиск, ина общий вызов со всеми континентами (за исключением Антарктиды), а количество DX за эти несколько часов намного превысило актив, имевшийся за прошлые годы. На диапазонах 20, 15, 10 метров ситуация аналогичная. На WARC диапазонах мой трансивер не работает, но смело можно рассчитывать на успех и там.
На 160 и 80 метрах в тех же соревнованиях также легко были «отработаны» все станции стран Европы и Азии, представленные в эфире.

 

http://www.mds975.co.uk/Content/amateur_radio_antennas_04.html -  Зарубежный ресурс

Одна из лучших ненаправленных антенн

Антенна SMA-Male 144/430Mhz (19см) - улучшаем работу

Коаксиальная коллинеарная антенна для 2 метрового диапазона

Коаксиальная коллинеарная антенна для 2 метрового диапазона Влатко Болтара (T94AG) состоит из противофазно соединенных полуволновых отрезков кабеля RG-213 (рис.1). На рисунке условно показан один полуволновый отрезок с концевой секцией из четвертьволновых отрезков кабеля и медного провода диаметром 1-2 мм. Полуволновых отрезков может быть 2 или 3, при этом соответственно будет расти и усиление антенны от 6 до 9 дБ. Согласование с 50-омным фидером (RG-213) производится четвертьволновым шлейфом из луженой медной проволоки диаметром 1-2 мм длиной 517 мм. Соединение элементов антенны выполняется пайкой, как показано на рис.2. Настройка на минимум КСВ производится перемещением перемычки, соединяющей шлейф с оплеткой кабеля питания. Собранная и настроенная антенна вставляется внутрь пластиковой трубки соответствующих диаметра и длины (несколько секций рыболовного удилища) как показано на рис.1
 

Рис. 1

 

Рис. 2