Создав конструкцию http://www.radial.ru/catalog/antennas/gamma/y3_fu/
решил продолжить эту тематику и добавить ещё WARC диапазоны. Прежде стал знакомиться в Интернете с аналогичными конструкциями именитых американских фирм. И не тут-то было.Ни одной полноценной конструкции,а именно,чтобы все элементы работали в 5-ти диапазонах я так и не увидел. Есть компромиссные варианты,гдле один диапазон добавлен дополнительным полноразмерным элементом,но вот чтобы все элементы имели по 5 диапазонов,найти не довелось.
Навязывается догадка,что в связи с недостаточной добротностью разместить в одном элементе 28,24,21,18 и 14 МГц просто физически не реально. Буду благодарен за мысли и опыт на эту тему.

Создание пятидиапазонной траповой трехэлементной антенны сопряжено с большими и скорее всего, непреодолимыми трудностями. Прежде всего - укорочение элементов антенны из-за большого кол-ва трапов, падения входного сопротивления элементов, потерь из-за большого кол-ва трапов. В одном элементе их должно быть 8 штук ! Большое кол-во трапов вызовет трудности с конструкцией элементов - они будут тяжелые, и будет вероятность поломки элемента в середине, если только его не делать из титана :)

При создании направленной антенны на 5 диапазонов, большинство этих проблем обошли инженеры фирмы Steppir. Они сделали механически настраиваемые элементы, т.е. при переходе от диапазона к диапазону, шаговый моторчик выпускает или сворачивает металлическую ленту, соответственно, меняя механически длину элементов. Этот способ имеет как достоинства, так и недостатки. Прежде всего, от частой смотки-размотки ленты, она может сломаться. Большое сомнение у меня вызывает работа механики на морозе. Что будет, если лента примерзнет в элементе ? Так же, на этом сайте есть отзывы UA6LFJ об эксплуатации этой антенны и фотографии, где лента крошится. В общем, назвать надежной такую антенну врядли можно.

Есть еще один способ изменения резонансной частоты элементов - а именно, электрический. Резонансная частота элемента может быть изменена в большом диапазоне, если использовать гамма-согласование.
Впервые, такую многодиапазонную антенну описал И. Гончаренко здесь: http://dl2kq.de/ant/3-28.htm
Это GP высотой 4,4 метра, резонансная частота которой настраивается емкостью в основании, которую крутит шаговый моторчик. Антенна работает в диапазонах 14-18-21-24-28 мГц с хорошим КСВ и эффективностью. После прочтения этой статьи, через некоторое время мне пришла мысль о том, что на подобном принципе можно сделать и элементы направленной антенны, соответвенно, в два раза увеличив их длину и подобрав оптимальное расстояние между элементами. Надо сказать, что это сделать непросто, т.к. либо падает F/B в одном из диапазонов, либо усиление в другом. Так же, достаточно сильно меняется входное сопротивление элементов (и стало понятно, что в траповой антенне это сделать, скорее всего, невозможно). Результат моделирования здесь:
http://www.radioscanner.ru/uploader/2011/yagi_14_18_21_24_28m.zip
Это электрически настраиваемая антенна 3 эл Yagi для диапазонов 14, 18, 21, 24, 28 мГц.
Во всех пяти файлах одна и та же конструкция, но с различными и оптимизированными емкостями
согласования для пяти диапазонов. Предполагается, что это переменные емкости типа "бабочка",
вращаемые шаговым моторчиками, например от принтера, либо, что лучше, производства СССР серии
ДШ. Моторчики подключаются к соответствующим драйверам, например A3977 или L297. Соответственно,
драйверы управляются микропроцессором. Т.е. на столе у радиолюбителя должен быть пульт управления
этой антенной, от которого идет управляющий кабель к антенне - как и в антенне Steppir. Конструкция элементов расчитана на тейпинг 35-30-25 мм. Расстояние между элементами выбрано компромиссным для 5-и диапазонов, и по-видимому, оптимальным - увеличение или уменьшение этого расстояния разваливает, соответвенно, 28 или 14 мгц.
По сравнению с траповой антенной, у этой антенны больше диапазонов, кроме того, она может быть настроена оптимально в любой точке любого диапазона. Траповая же антенна - только в середину каждого диапазона. В эту антенну может быть подана значительная мощность, без опасения, что прогорят трапы, находящиеся в точках с максимумом напряжения. В траповой антенне мощность всегда ограничена и все равно трапы горят - например пробой из-за накопившейся влаги. Недостатком этой антенны по сравнению с траповой - все же наличие механически движущихся частей, а так же наличие дополнительного кабеля и пульта управления. В отличии от траповой антенны, в этой антенне диаграмма направленности может быть очень быстро изменена на 180 град без поворота антенны - простой перенастройкой директора и рефлектора.
По сравнению с антенной Steppir, в этой антенне элементы механически не меняют свою длину, нет бабин, перфорированной ленты и т.п. Элементы делаются из дюралевых труб, имеют цельную конструкцию, что дает антенне механическую прочность. Скорость настройки этой антенны гораздо выше, чем Steppir. Остальные параметры - одинаковы - пульт управления, оптимальная настройка в любой точке любого диапазона, параметры F/B и усиления, отсутствие трапов, возможность быстрого изменения ДН на 180 град без поворота антенны.

Спасибо за такой расширенный ответ с интересной идеей. Даже если конструкция с трапами механически и будет решена,то у меня большие сомнения насчёт добротности и взаимного влияния резонансных контуров друг на друга. А повысим добротность-грохнется полоса пропускания всей антенны.Насчёт Степпера-у меня ещё была идея (а может я её уже у кого-то тоже слышал)-использовать пневматический привод,чтобы воздух толкал и втягивал элементы как в пневматической мачте.
Ну а антенну Гончаренко я поизучаю.

Моторчик - это не очень надежно....
Да и параметры такой антенны - на уровне 2-х
элементной а то и хуже....
Есть нормальный путь - на каждый диапазон
свои элементы .... да,элементов много,антенна тяжелая
и на цене сказывается....зато параметры сравнимы с
монобендерами и никакой мороки....

Впрочем вариант 5-ти диапазонной направленной антенны
давно решен - и по параметрам и по цене и по весу.

Это 5-ти диапазонный двойной квадрат от Р-квада.
Цена 16 т.р.
Облегченный вариант - 13 т.р.

Антенна действительно стоящая. Но назвать её пятидиапазонной никак нельзя-это просто 5 антенн на одном еже. Каждый диапазон в антеннах R-QUAD питается отдельным коаксиальным кабелем сопротивлением 50 Ом. Антенна RQ-23Е(25Е) на всех диапазонах имеет высокое входное сопротивление (около 100 Ом), поэтому для согласования сопротивлений рекомендуем использовать трансформаторы из коаксиального кабеля 75 Ом длиной четверть длины волны для соответствующего диапазона.
Я же веду речь именно о 5-ти диапазонной антенне,у которой диапазоны в одном фидере будут сформированы автоматически.

Насчёт Степпера-у меня ещё была идея (а может я её уже у кого-то тоже слышал)-использовать пневматический привод,чтобы воздух толкал и втягивал элементы как в пневматической мачте. http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=18525&p=555555&viewfull=1#post555555 -)))

Моторчик - это не очень надежно....
Да и параметры такой антенны - на уровне 2-х
элементной а то и хуже....

Сергей Геннадьевич, ну не все так плохо. Некоторое падение F/B в крайних диапазонах, усиление вполне достойное везде. Отмечу еще раз, это компромисс, но достойный компромисс !

Антенна действительно стоящая. Но назвать её пятидиапазонной никак нельзя-это просто 5 антенн на одном еже. Каждый диапазон в антеннах R-QUAD питается отдельным коаксиальным кабелем сопротивлением 50 Ом. Антенна RQ-23Е(25Е) на всех диапазонах имеет высокое входное сопротивление (около 100 Ом), поэтому для согласования сопротивлений рекомендуем использовать трансформаторы из коаксиального кабеля 75 Ом длиной четверть длины волны для соответствующего диапазона.
Я же веду речь именно о 5-ти диапазонной антенне,у которой диапазоны в одном фидере будут сформированы автоматически.

Поддержу Радиал. Я лично собирал и ставил эту антенну. Это такой же компромисс, как и другие многодиапазонные. "По учебнику" там работает только 14 мГц, в остальных диапазонах есть влияние элементов друг на друга. 24 мГц нам настроить в любительский диапазон не удалось, получился резонанс выше 25 мГц. Кроме этого, антенна имеет 5 кабелей - по одному на каждый диапазон. Т.е. сверху, под квадратом, ставится коммутатор. В нашем случае это была коробочка с 10-ю реле В1В. 16 т.р. не получается уже никак. Что надежнее - шаговый моторчик ДШ или реле - это мы еще поспорим. По крайней мере, после 2-х лет эксплуатации я уже снимал коммутатор и менял реле. Это при том, что аматор, у которого эта антенна, не контестмен, работает в свое удовольствие только по DX-ам, усилитель у него - ГУ43Б в легком режиме. Как и в случае с Steppir, и электрически настраиваемой, в этой RQ есть тот же недостаток - а именно, дополнительный управляющий кабель.

MALE
Отмечу еще раз, это компромисс, но достойный компромисс

Да, если какой-то Кулибин в СНГ наладит их выпуск, наверно никто степперы 3-элементные и покупать не будет тут.

MALE

Для себя я уже все решил.
Рамки на ВЧ
и переключаемые проволочные Яги на НЧ

Вращаемые Яги - надежнее квадратов но и тяжелее
и дороже. Сколько приходится видеть замершие в
одном направлении Яги - только вокруг меня....
Заклинило поворотку....
Тут поворотки клинит , тут - квадраты на палки разваливаются...
нет ничего долговечного....

MALE

Во всех пяти файлах одна и та же конструкция, но с различными и оптимизированными емкостями
согласования для пяти диапазонов. Предполагается, что это переменные емкости типа "бабочка"
Пытаюсь понять,а что тут делает "бабочка"? Если в пассивных элементах,так судя по Вашей модели в пассивных элементах там нет средней точки на "землю". То есть емкость на "землю" отсутствует. В активном элементе тем более не вижу применение для "бабочки". В модели и питание и конденсатор(один) имеют одну и ту же точку W4C. Как это может быть? Где я не догоняю?

Пытаюсь понять,а что тут делает "бабочка"? Если в пассивных элементах,так судя по Вашей модели в пассивных элементах там нет средней точки на "землю". То есть емкость на "землю" отсутствует. В активном элементе тем более не вижу применение для "бабочки". В модели и питание и конденсатор(один) имеют одну и ту же точку W4C. Как это может быть? Где я не догоняю?

Радиал, "бабочка" только с практической точки зрения выполнения этой емкости. Я достаточно долго размышлял, какую конструкцию конденсатора использовать. Поскольку хотел сделать экземпляр для себя, то поступил следующим образом. По радиорынке купил несколько КПЕ от радиовещательных премников, те кторые две секции 12-495 пФ. Проредил их. Обмеряв получившуюся емкость, понял что имеет смысл подключать секции к элементам, а корпус - никуда. В этом случае получается максимальная емкость 80 пФ. При таком подключении и получается "бабочка". Двигатель от принтера очень легко крутит эту емкость. В общем нужен любой высоковольтный переменник емкостью от единиц до 80-100 пФ.

MALE
А как запитать активный элемент,где разъём,а где конденсаторы? Можно картинку более подробную? Хочу собрать и обмерить пока что один элемент.

А как запитать активный элемент,где разъём,а где конденсаторы? Можно картинку более подробную? Хочу собрать и обмерить пока что один элемент.

Рисунка, как такового нет. Там, где трубки сограсования сходятся, подключается кабель. Оплетка кабеля подключается к одной из трубок, центральная жила - к переменной емкости, которая другим концом к второй трубке. На кабель, возле элемента, наденьте ферритовые трубки от мониторов, хотя бы штук 10.

При измерениях нужно учесть, что сопротивление одиночного элемента и этого же элемента при наличии рефлектора и директора будет разным - т.к. имеется сильное влияние.

Вот еще что подумал по емкости. Правильным будет сделать ее из двух емкостей, последовательно включенных. Одна емкость постоянная, 22 пФ, типа К15У. Параллельно ей включено реле В1В, которое размыкается на верхних диапазонах и замыкается на нижних. Переменная емкость - параллельно включенные секции от прореженного КПЕ. Так будет гораздо проще получать малые значения емкостей. Разумеется, вал движка подключается к КПЕ через диэлектрический кардан.

Еще один важный момент. В этой антенне важно соблюсти тейпинг, т.е. диаметры труб и их длины, как нарисовано в модели - иначе может получиться, что ее нельзя будет настроить на каких-то диапазонах.

Оплетка кабеля подключается к одной из трубок, центральная жила - к переменной емкости, которая другим концом к второй трубке.
То есть всего ОДИН конденсатор. Я то думал,что схема симметричная и конденсатора два.
Насчёт тейпинга удивили,не думал,что всё так серьёзно.

Коллеги,кто силён в моделировании в ММАНЕ, подскажите,как быть при расчёте траповой антенны,ведь программа не учитывает длину намотки катушки трапа,она использует только индуктивность, а от длины проводника зависит многое на более низкочастотных диапазонах.

Радиал
подскажите,как быть при расчёте траповой антенны,ведь программа не учитывает длину намотки катушки трапа,она использует только индуктивность, а от длины проводника зависит многое на более низкочастотных диапазонах.
Как я понимаю, если длина провода катушки не превышает лямбда/8, а длина самой катушки намного меньше лямбда, то в ММАНе можно спокойно ставить сосредоточенную индуктивность.
Чудеса начинаются при длине провода, приближающемся к лямбда/4.

ставить то можно,только считать она правильно не будет)) Я это ещё на W3DZZ заметил,когда фактически трап удлиняет антенну в диапазоне 3,5 МГц, а в программе нет.Вот проверь w3dzz классическую,что она покажет по диапазонам?

Радиал
MMANA учитывает ВСЕ, даже то, что на НЧ диапазонах трап работает как удлиняющая катушка.

Проблема будет лишь в том, что ёмкость и индуктивность _реального_ настроенного трапа будут немного отличаться от модели. При этом придётся на собранной антенне подстраивать длину полотна антенны между трапами, скорей всего в сторону укорочения.

Питер_AM
Вы согласны с тем,что катушка индуктивности с одинаковой индуктивностью может иметь разные фазовые показатели,то есть электрическую длину? Например,проводом одной и той же длины я могу намотать катушку с разным шагом намотки и получить разные индуктивности. Так вот для трапа это будет важно,а для участка частот,где она работает просто удлиняющей-по барабану,там важна длина этого самого провода,а не индуктивность. Поэтому вопрос-где в мане закладывается длина провода этой самой катушки?

Радиал
Вы согласны с тем,что катушка индуктивности с одинаковой индуктивностью может иметь разные фазовые показатели,то есть электрическую длину?
Не совсем. Реактивное сопротивление при одинаковой индуктивности одно и то же z=w*L, фаза тоже 90 градусов (напряжение опережает ток). Чем длиннее и тоньше провод, тем сильней влияет Rпотерь, электрическая длина (индуктивность) одинаковая, но качество катушки (добротность) ухудшается.

Например, при L=const можно намотать катушку широкую в 3 витка или узкую и длинную в 30.
L - одинаковое, но разная добротность. Считают оптимумом соотношение длины к диаметру l/D = 0,5.
Для удобства намотки, у кабельных трапов иногда отступают от этого оптимума в сторону l/D ~ 1 (удобно иметь побольше витков для точной подстройки, диаметр катушки поменьше).

Например,проводом одной и той же длины я могу намотать катушку с разным шагом намотки и получить разные индуктивности. Так вот для трапа это будет важно,а для участка частот,где она работает просто удлиняющей-по барабану,там важна длина этого самого провода,а не индуктивность.

Трапу тоже безразлично, как вы будете мотать катушку, и каким кабелем (в случае кабельного трапа), главное получить нужную L. У разных кабелей 50/75 Ом только ёмкость C разная.

Я хотел сказать другое: если рассчитали в MMANA, затем программе VE6YP, то всё равное придётся немного подстраивать трап на Fres. И _реальное_ значение индуктивности (при раздвижке витков) будет отличаться(!) от рассчётного в модели.

Это значит, что разместив трапы на антенне, придётся укорачивать или удлинять провод _полотна_.
Могу обрадовать лишь тем, что эту настройку можно делать "на заводе". Т.е. в дальнейшем, если витки трапа крепко-накрепко зафиксированы, параметры антенны не уходят. Траповая антенна хорошо переносит перевозку и т.п.

Поэтому вопрос-где в мане закладывается длина провода этой самой катушки?
L трапа.

L трапа.
Это индуктивность,которая не несёт никакой информации о длине провода и,следовательно,о потребности в комплексной длине самого элемента.
Чтобы не углубляться в теорию,лучше расскажу,в чём собственно проблема. Вот уже вторую неделю настраиваю 4-х элементную антенну UA3FU на 20-15-10 м. На десятке всё шикарно без трапов. Поставил настроенные по прибору трапы,параметры практически остались те же. Но вот теперь мерию диаграмму на 15 м. Диаграмма никудышняя. Её удалось улучшить только сдвигом всех трапов сильно вверх по частоте. Но есть подозрение,что работают теперь только 3 элемента,а 4-й просто расстроен,чтобы не мешался.
В этой конструкции наружный корпус трапа является продолжением элемента на 15 м диапазон. Но ведь внутри имеется катушка ,которая по своему является удлиняющей для каждого элемента. Вот и хочется подвести настройку под научную платформу,чтобы и трапы были в резонансе как положено на своих частотах и диаграмма соответствовала 4-х элементной антенне.Думал посчитать в ММАНЕ ,но тупо закладывая индуктивность,которую также нет проблем померить, я получу модель сильно отличающуюся от практической и настраивать придётся столько,что смысла от этого расчёта уже не будет никакого.

to Радиал: ММАНу надо курить вместе с книгами Гончаренко "Антенны КВ и УКВ", тогда станет понятно как описывать трапы, но от себя могу добавить, что лучше использовать многовибраторные конструкции YAGI, в ММАНе они считаются с точностью до "миллиметра"
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=7907&page=109 пост1085. Выдержать отношение L/C в трапе очень трудно, а если так , настройка превращается в "погоню за хвостом"

Радиал
Антенна http://www.radial.ru/catalog/antennas/gamma/y3_fu/ , как мне кажется, настраиваться на 21 МГц уменьшением длины провода между трапами 28 и 21 МГц. Т.е. частоты трапов это константа, настройку трапов менять не нужно. НеучтЁнную индуктивность трапа _28_ МГц при настройке на 21 МГц убираем проводом за ним.

Делал антенну типа "удочка с трапами" ( http://dl2kq.de/ant/3-34.htm ), но в модификации http://www.lan23.ru/misc/GPTrap/GPtrap.html Также "я не стал настраивать изменением шага витков каждый трап, а изменял длину полотна на каждый диапазон". По КСВ получилось настроить с MFJ-269 за 2 часа на всех диапазонах. Но GP - это не яги, которые сложней в настройке.

Мой знакомый повторил конструкцию "spiderbeam" DF4SA на три диапазона 14(3эл.)+21(3эл.)+28(4эл.) из полёвки. Получилась сразу с нужной диаграммой (антенну крутили, а я слушал из дома). КСВ без проблем подстроили в поле! Питание вибраторов 14, 21, 28 МГц - из одной распределительной коробки. Балуна нет, просто на коаксиальный кабель одеты несколько ферритовых трубок. Антенну использовали на "полевом дне" с усилителем Ameritron.

Правильно говорит rv3daf, лучше использовать многовибраторные конструкции YAGI, в ММАНе они считаются с точностью до "миллиметра"

Питер_AM
В конструкции UA3FU нету такого понятия ,как проводник между трапами. Проводник,конечно есть-и это наружный корпус самого трапа. Поэтому приходиться манипулировать длиной провода в самом трапе на 28 МГц.И на 3-х элементной это работает. На 4-х элементной я пока что оставил первый и второй директор одинаковыми,но видимо в этом и ошибка.Нужн будет укорачивать длину провода в трапе второго директора.Но прежде хотелось это смоделировать.