Гонец
Нельзя поподробнее что да как сделано? Первый раз вижу три яруса элементов
Началось с того, что осенью прошлого года возникло желание установить на новой мачте с двухбендовой коллинеаркой 144/430МГц заодно набор антенн для работы на КВ. Исходные данные: загородный двухэтажный дом, участок 10 соток, мачта общей высотой 13 метров. Хотелось иметь антенну для работы на нескольких бэндах, питаемую одним кабелем сопротивлением 50 Ом и подключаемую к трансиверу без тюнера.
После прикидок на местности, изучения известных конструкций и моделирования разных вариантов в ММАНА родилась собственная конструкция трехдиапазонной Inverted V на 80-40-20 м. Скажу сразу, что при данной небольшой высоте подвеса антенна такого типа на диапазонах 80 и 40 м. имеет преимущественно зенитное излучение, как и все IV.
Антенна симметричная, содержит в своем составе три диполя - по одному на каждый диапазон. Угол раскрыва диполей около 160 град. Плечи диполей расположены в три этажа и в одних плоскостях, с возвышением центральной части относительно концов диполей, аналогично обычной IV. Со стороны такая конструкция параллельных IV чем-то напоминает эмблему Ситроена, но с тремя перевернутыми "галочками".
Плечи диполей одновременно выполняют роль трехъярусных оттяжек, а необходимое для устойчивости мачты третье направление растягивается отдельными тремя этажами оттяжек, разбитых изоляторами.
После многодневного моделирования в ММАНА была придумана схема параллельного питания диполей, обеспечивающая запитку системы одним кабелем и работу диполей на разных диапазонах с минимумом взаимного влияния между собой (
здесь одна из заключительных моделей антенны в ММАНА).
Запитывается антенна в среднем ярусе (диапазон 20 метров), питание диполей других диапазонов-ярусов происходит через параллельные мачте и симметричные относительно нее отрезки длинных линий.
Важно было получить близкое к 50 Омам активное входное сопротивление системы в точке питания на каждом из нужных диапазонов. Задачка со многими переменными и не из легких, надо сказать. Минимум реактивности входного сопротивления и равенство 50-ти Омам по диапазонам необходимы для возможности запитывать систему напрямую коаксиальным кабелем с применением всего лишь запорного ферритового дросселя в качестве устройства симметрирования и предотвращения затекания ВЧ-тока на оплетку.
До последнего момента слабым местом при проектировании и расчетах было незнание параметров реальной земли (почвы) в месте установки, существенно влияющих на характеристики антенны. Для учета параметров реальной земли в модели ММАНА (напомню, что сама маманя считает сопротивление антенны и ее ДН только для идеальной земли!) использовалась утилита NEC-2 for MMANA, с помощью которой антенна моделировалась со всеми близкими, по моему убеждению, к реальности параметрами земли. Изменяя размеры многочисленных элементов и только получив расчетное представление, что КСВ системы на нужных диапазонах будет в пределах 1,5 я приступил к строительству.
Запорный ферритовый дроссель выполнен из ста колец проницаемостью 2200, набранных в столбик на конце питающего кабеля. Кол-во колец (длина столбца) и их марка рассчитаны из соображений получения реактивного сопротивления дросселя 1000 Ом на нижней рабочей частоте.
Говоря о минимизации взаимного влияния параллельных IV, также отмечу роль оттяжек и изоляторов каждого плеча. После предварительного измерения имеющихся в наличии орешковых изоляторов было обнаружено, что емкость через изолятор двух заделанных концов антенного канатика составляет 2 пФ. Существенная на высоких частотах деталь. На модели антенны (и в жизни) получается, что в случае применения изоляторов и оттяжек из оцинкованного тросика плечи вибраторов через малые емкости изоляторов по ВЧ соединены с оттяжками и картина работы всей системы относительно предполагаемой и рассчитываемой без учета этого фактора одной антенны серьезно меняется! После кропотливого моделирования всей системы - с фактическими изоляторами и оттяжками - была рассчитана конструкция оттяжек с минимумом влияния на работу каждого диапазонного диполя и наведения паразитных токов в ближайших вибраторах и оттяжках, искривляющих суммарную ДН и увеличивающих потери. Говоря короче, каждая оттяжка разбита изоляторами-конденсаторами на отрезки определенной длины в определенных местах (такой перфекционизм повлиял на затратную часть: для антенны использовано около ста изоляторов, каждый из которых нужно было еще качественно заделать с двух сторон через хомутики в общую "гирлянду" конкретной длины по чертежу).
Отдельно о роли длины питающего кабеля. Длина кабеля влияет, кабель обладает трансформирующими свойствами и это наглядно доказывают замеры с помощью антенного анализатора. Напомню, в моем случае требовалось иметь непереключаемую трехбэндовую антенну с прямым (без тюнера) подключением к трансиверу. Длина соединительного кабеля была выбрана из расчета, чтобы не происходило трансформации сопротивления на нижнем рабочем диапазоне 80 м, и она составляла одну электрическую полуволну. Был измерен фактический коэффициент укорочения имеющейся бухты кабеля RG-213U со вспененным диэлектриком и двойным экраном, он составил 0,87. Минимальная длина соединительного кабеля для частоты 3600 кГц получилась таким образом 36,25 метров. При такой длине сопротивление нагрузки на конце кабеля точно передается к трансиверу на диапазоне 80 м и с небольшими отклонениями на кратных по частоте диапазонах 40 и 20 метров.
После установки и растяжки антенны потребовалось немного укоротить длины всех вибраторов для точной настройки на середины рабочих диапазонов. Отмечу, что при изготовлении антенны мною был заложен небольшой запас длин плеч вибраторов "на всякий случай", и приблизительно этот же излишек пришлось удалять при точной настройке, что еще раз является подтверждением достоверности моделирования в ММАНА (совместно с утилитой NEC-2 для учета реальной земли).
Увеличить
Фактическое вх. сопротивление собранной системы на середине диапазонов 80 и 20 метров получилось 50 +/-3 Ом (КСВ=1,05). На частоте 7060 кГц - уже не помню, при КСВ там 1,5.
Ширина рабочей полосы по уровню КСВ=2.0 для диапазона 80 м получилась 170 кГц, для 40 м - 150 кГц, и 400 кГц для диапазона 20 м.
