Второе название "Я так не говорил".
Почему-то после моей публикации "Штырь против диполя" у читающих мой блог и сайт Хаммания сложилось впечатление, что я считаю мультидиапазонный штырь никудышней антенной, что, конечно же, неправда. Но по крайней мере в двух письмах такой тезис прозвучал. Причём авторы, горячо выступая в защиту штыревых антенн, достаточно неточно аргументировали своё мнение, что и вызвало у меня желание разродиться научно-популярной статьёй о штыревых мультибендерах. Ну чтобы разговаривать на одном языке :-) В поисках аргументов я перечитал массу журналов QST и даже одну книгу в подлиннике. На английском. Слава богу книга об антеннах и там всё понятно просто по картинкам :-) Шучу, конечно, читал внимательно и время от времени пользовался словарём. Ну просто потому что язык забыл уже: двадцать лет без тренировки - только телеграф :-). И за границу не ездил - денег нет :-(
Но возвращаясь к нашим штырям, мультидиапазонным штырям, следует признать, что много диапазонной антенной считается та, которую можно использовать более чем на одном диапазоне. Другой вопрос как результативно. Априори любая антенна дополненная конденсаторами, катушками или трапами для изменения их свойств - многодиапазонная. И наоброт, отрезок проволки длиной 1,22 метра будет работать на всех любительских диапазонах. Правда на каждом диапазоне по другому физическому смыслу, но тем не менее. На 6-ти метрах это будет четвертьволновой штырь (и коэффициент укорочения), на 10 метрах - укороченный GP, уменьшенный размер которого нужно компенсировать и т.д. Поэтому основной параметр антенны - сопротивление излучения, которое в идеале должно быть равно сопротивлению фидера (линии передачи). Если это выполняется, то второе требование - электрическая длина антенны должна резонировать на нужной частоте (а в нашем случае частотах). Впрочем, в качестве факультативного материала, рекомендую прочитать мою же статью "Просто про антенны и их настройки" Суть сказанного выше - импеданс короткой антенны будет очень низкий, что приводит к очень большим потерям мощности. Она не излучается, а расходуется на нагрев проводника антенны. Есть старая радиолюбительская аксиома - антенну надо делать как можно больше и поднимать её как можно выше. И в продолжение - как только антенна будет установлена на той высоте, окажется что она слишком короткая :-)
В общем случае (кстати, практическом - речь о военной антенне "аварийный штырь" из комплекта , кажется, Р-118) GP это вертикальный проводник, часто (и лучше) исполненный из алюминиевой трубки, длиной 6,1 метра, в основании которой устройство согласования. Я ленивый и приведу рисунок из уже опубликованного материала "Согласование антенн случайной длины" содержание которого в точности соответствует тому что следует сделать с антенной чтобы она не грелась, а излучала радиоволны максимально эффективно. В нашем случае "длинный провод случайной длины" есть трубка длиной 6 м. 10 см. :-)
Но в нашей радиолюбительской практике такое широкополосное (по возможностям перестройки) устройство нам не нужно. За это приходится платить скоростью перехода с диапазона на диапазон. Поэтому широкое распространение получили штыревые антенны обеспечивающие необходимый импеданс на нескольких диапазонах без коммутирующих устройств типа переключатели, вариометров и конденсаторов. Как частный случай - трапов.
Note. Трап это параллельный колебательный контур (фильтр-пробка) включенный последовательно с сигналом в длину антенны и "отрезающий" с электрической точки зрения всю остальную часть проводника антенны. На рисунке схематично показано как это работает. Трап может быть исполнен как прямым включением катушки и конденсатора в разрыв трубки антенны
так и сложным контуром, как например в AV 640 от DX Engineering
Для каждого из диапазонов антенна имеет нужную электрическую длину и сопротивление, поэтому эффективно преобразовывает энергию от передатчика в излучение электромагнитных волн. Позже я расскажу о важности противовесов, сейчас просто обратите внимание что они для каждого из диапазонов так же резонансные и расположены в нужном месте. Не путайте их с ёмкостной нагрузкой :-)
Наиболее очевидное решение - антенна Batternoot той же фирмы. Там просто невозможно не заметить большие диапазонные индуктивности высокой электрической прочности. Самое неочевидное - Титан GAP. Поскольку картинок уже и так много - картинки "ужаты" Кликнуть, чтобы увеличить :-)
Трапы используются так же и в противовесах. Но злоупотреблять этим не следует, потому что носить тесноватый костюм не комфортно :-)
Как я уже говорил, максимально эффективно работают антенны имеющие наибольшую длину из всех допустимых :-) Поэтому трапы - компромиссное решение, впрочем как и всё остальное.
P.S. Хорошо, что почта работает. Есть ответная реакция. И реакция, в принципе, правильная. Народ требует пример "из жизни" :-) Нет вопросов, признаю целесообразность. На практике лучше :-)
Как раз для начинающих радиолюбителей и с учётом того, что последние пару лет десятка открыта очень часто, а на фифтине народ "толпиться" постоянно, предлагаю рассмотреть практическую конструкцию классической траповой антенны на 10 и 15 метров от Джея Расгрова, W1VD. Высота антенны - 9,3 метра. Она проста и может быть собрана "на коленке" из подручного материала из гаража. Как видно из рисунка, антенна состоит из двух алюминиевых труб с пластиковым изолятором в первой трети длины. Поверх изолятора располагаются элементы трапа: катушка и конденсатор, представляющий из себя отрезок разомкнутого на конце кабеля RG-8 длиной 9,3 метра.
Правда сегодня проще найти керамический конденсатор достаточной электрической прочности ёмкостью 28-30 пф (на реактивную мощность до киловатта) и точную настройку произвести сдвигая или раздвигая витки катушки. Несущая конструкция - прочный диэлектрик который U-образными болтами крепится к несущей трубе. Высота над землей не менее 1,5 метра (желательно 3 метра). В правой части диэлектрической пластины (в самом простом случае проолифьте прочную доску) такими же болтами через диэлектрическую прокладку (сантехническая пластиковая труба) крепится первая часть антенны длиной 2,58 м. На рисунке видно, что к низу этой трубки болтовым соединением прикреплён провод от центральной жилы разъёма SO239. Сам разъём и болты крепления противовесов затянуты на Г-образной (желательно алюминиевой) пластине. Длина радиалов (по четыре на диапазон) для диапазона 10 метров 2,56 метра, для диапазона 15 метров 3,53 метра. Из рисунка можно было бы подумать, что радиалы крепятся к пластине через изолятор, но это не так - изоляторы в конце радиалов :-) Изолирующая вставка самая критическая точка антенны с точки зрения прочности. Поэтому сделать её лучше из акрила, эбонита либо другого прочного и токонепроводящего материала. Её длина - 200 мм при диаметре 22 мм (ну вставка под их стандарт труб - 2 с четвертью дюйма). От диаметра труб на самом дела мало что измениться. Подойдут любые отечественные в диапазоне от 25 до 35 мм.
Вставка соответственно должна быть исполнена по внутреннему диаметру и не менее 20-25 сантиметров длиной из соображений механической прочности. Рисунок того, как это должно выглядеть в исполнении автора приведён с размерами. Когда-то я делал такую и заменял конденсатор из отрезка кабеля на конденсатор из передатчика РСБ. Легко настраивается движением витков катушки. Частота контура должна быть в районе 28150 кгц. В то время (1985 :-) антенных анализаторов не было, поэтому автор рекомендует взять отрезок кабеля с известной погонной ёмкостью и отрезать нужную длину для получения нужной ёмкости. На протяжении первых 51 мм кабеля надо снять оплётку и припаять жилу как показано на рисунке и фотографии. на расстоянии 10-15 сантиметров кабель крепиться к трубе, а затем тянется в растяжке и закрепляется на ней либо в бухте, либо уже по полотну растяжки. 9 метров всё-таки :-) Конец кабеля оставлять открытым, но следует побеспокоиться о защите от прямого попадания воды. Можно окунуть на пару минут к расплавленный парафин. После того, ка вы это увидите, вам точно захочется сменить емкость из кабеля на обычный конденсатор. Вместе с тем нельзя не согласиться, что с точки зрения стабильности параметров при изменении погодных условий кабель-конденсатор не такой уж плохой вариант. Настроить это всё с анализатором - проще простого. Впрочем мне тогда удавалось это и с обыкновенным ГИР (кто еще помнит - гетеродинный индикатор резонанса). Сегодня с каким-нибудь анализатором это не составит особого труда: вы должны будете видеть два резонанса на частотах 28150 кгц и 21150 кгц. Катушка представляет из себя два витка медного провода диаметром 2-3 мм с шагом виток на 3 сантиметра. Для полноты представления я не поленился и сканировал конструкцию фотографии механической части крепления. В зависимости от высоты установки над землёй требуется два или три яруса растяжек. При несущей трубе в полтора метра первый ярус разумно было бы закрепить чуть выше трапа, второй метром ниже верхней точки антенны.
Теперь как это работает. Из первой части статьи было понятно, что контур (трап) на частоте 28150 кгц имеет большое сопротивление и вся длина антенны большая по высоте отсекается электрически. А на частоте 21150 мгц сопротивление трапового контура практически незаметно, поэтому антенна работает как обычный 5/8 волны штырь. Ву а ля!
так и сложным контуром, как например в AV 640 от DX Engineering
Для каждого из диапазонов антенна имеет нужную электрическую длину и сопротивление, поэтому эффективно преобразовывает энергию от передатчика в излучение электромагнитных волн. Позже я расскажу о важности противовесов, сейчас просто обратите внимание что они для каждого из диапазонов так же резонансные и расположены в нужном месте. Не путайте их с ёмкостной нагрузкой :-)Наиболее очевидное решение - антенна Batternoot той же фирмы. Там просто невозможно не заметить большие диапазонные индуктивности высокой электрической прочности. Самое неочевидное - Титан GAP. Поскольку картинок уже и так много - картинки "ужаты" Кликнуть, чтобы увеличить :-)
Трапы используются так же и в противовесах. Но злоупотреблять этим не следует, потому что носить тесноватый костюм не комфортно :-)
P.S. Хорошо, что почта работает. Есть ответная реакция. И реакция, в принципе, правильная. Народ требует пример "из жизни" :-) Нет вопросов, признаю целесообразность. На практике лучше :-)
Как раз для начинающих радиолюбителей и с учётом того, что последние пару лет десятка открыта очень часто, а на фифтине народ "толпиться" постоянно, предлагаю рассмотреть практическую конструкцию классической траповой антенны на 10 и 15 метров от Джея Расгрова, W1VD. Высота антенны - 9,3 метра. Она проста и может быть собрана "на коленке" из подручного материала из гаража. Как видно из рисунка, антенна состоит из двух алюминиевых труб с пластиковым изолятором в первой трети длины. Поверх изолятора располагаются элементы трапа: катушка и конденсатор, представляющий из себя отрезок разомкнутого на конце кабеля RG-8 длиной 9,3 метра.
Вставка соответственно должна быть исполнена по внутреннему диаметру и не менее 20-25 сантиметров длиной из соображений механической прочности. Рисунок того, как это должно выглядеть в исполнении автора приведён с размерами. Когда-то я делал такую и заменял конденсатор из отрезка кабеля на конденсатор из передатчика РСБ. Легко настраивается движением витков катушки. Частота контура должна быть в районе 28150 кгц. В то время (1985 :-) антенных анализаторов не было, поэтому автор рекомендует взять отрезок кабеля с известной погонной ёмкостью и отрезать нужную длину для получения нужной ёмкости. На протяжении первых 51 мм кабеля надо снять оплётку и припаять жилу как показано на рисунке и фотографии. на расстоянии 10-15 сантиметров кабель крепиться к трубе, а затем тянется в растяжке и закрепляется на ней либо в бухте, либо уже по полотну растяжки. 9 метров всё-таки :-) Конец кабеля оставлять открытым, но следует побеспокоиться о защите от прямого попадания воды. Можно окунуть на пару минут к расплавленный парафин. После того, ка вы это увидите, вам точно захочется сменить емкость из кабеля на обычный конденсатор. Вместе с тем нельзя не согласиться, что с точки зрения стабильности параметров при изменении погодных условий кабель-конденсатор не такой уж плохой вариант. Настроить это всё с анализатором - проще простого. Впрочем мне тогда удавалось это и с обыкновенным ГИР (кто еще помнит - гетеродинный индикатор резонанса). Сегодня с каким-нибудь анализатором это не составит особого труда: вы должны будете видеть два резонанса на частотах 28150 кгц и 21150 кгц. Катушка представляет из себя два витка медного провода диаметром 2-3 мм с шагом виток на 3 сантиметра. Для полноты представления я не поленился и сканировал конструкцию фотографии механической части крепления. В зависимости от высоты установки над землёй требуется два или три яруса растяжек. При несущей трубе в полтора метра первый ярус разумно было бы закрепить чуть выше трапа, второй метром ниже верхней точки антенны.Теперь как это работает. Из первой части статьи было понятно, что контур (трап) на частоте 28150 кгц имеет большое сопротивление и вся длина антенны большая по высоте отсекается электрически. А на частоте 21150 мгц сопротивление трапового контура практически незаметно, поэтому антенна работает как обычный 5/8 волны штырь. Ву а ля!