В этой статье описана моя новая коротковолновая антенна.
От классического V-Beam она отличается небольшим наклоном обоих лучей к земле (до 10 градусов), что не сильно сказывается на результирующей диаграмме направленности. Главное отличие состоит в том, что для повышения эффективности и упрощения согласования, каждый луч разбит двумя трапами, что делает антенну резонансной в диапазонах 160, 80 и 40м.
Таким образом, электрические длины лучей составляют:
160м – 119,2 м
40м – 138,4 м
80м – 147,0 м
Материал провода – проволока БСМ-1 диаметром 1,6 мм.
Угол в горизонтальной проекции между лучами - 40 градусов.
Высота точки питания антенны - 40м (на балконе 14-го этажа).
Высота нижних концов лучей – 20м (дерево, сосна).
Направление главного лепестка – 280 градусов.
При использовании широкополосного трансформатора 1:4 и антенного тюнера антенна хорошо работает во всем КВ диапазоне. Излучение под малыми углами к горизонту выгодно отличает V-Beam от других антенн при проведении дальних радиосвязей.
Готовый луч в сборе.
В точке питания установлен согласующий широкополосный трансформатор 1:4, намотанный на четырех ферритовых кольцах, сложенных биноклем.
Размер колец (мм) - 56х28х28
Проницаемость (мю) - 2000 (от силовых трансформаторов сварочных инверторов, как оказалось, они хорошо подходят и для радиолюбительских целей).
Обмотки - коаксиальный кабель RG-402.
Процесс изготовления можно посмотреть на ю-туб канале. Мощный ферритовый балун
При расчете в программе MMANA для реальной земли на диапазоне 160м входное сопротивление антенны показало 50 Ом, поэтому трансформатор планировалось переключать в обход (герметичными реле РЭС-8). MMANA всегда доверяю и так получилось, что согласующая коробка была изготовлена первой, а результаты измерения антенны появились позже. Все бы ничего, но…
… как же без косяков, ну и как водится, вину скинем на товарища Мерфи.
В общем оказалась наша земля не землей, а су…песчаной почвой.
Мои 50 Ом на 160 метровом диапазоне, ради которых и уменьшался до 40 градусов угол раскрыва, подскочили почти до 100 Ом (можно было считать для свободного пространства).
Но нет худа без добра, меньше потерь. Реле обхода я выкинул. Пока возился, выкинул и развязывающий дроссель, сделав его из ферритовых колец с высокой проницаемостью на кабеле, соединяющем 50-Омный выход трансформатора с автоматическим тюнером в шэке.
Кабель - ½ дюйма (3 метра)
Небольшое лирическое отступление на тему развязывающего (запорного) дросселя. Перед дросселем стояла задача ослабить синфазный ток. На большой мощности известно, к чему он приводит. На НЧ мои зеленые колечки из поднебесной проницаемостью около 5000 еще годились. Но поскольку антенна всё-таки вседиапазонная, дроссель должен быть широкополосным. А, это как известно, непростая задача. Первые сутки шла борьба с прибором NANOVNA. Им можно контролировать импеданс дросселя, правда далеко не с первой попытки мне это удалось (все дело в траблах различных версий прошивки), но один опытный товарищ по имени Дмитрий RV9CX практически заставил меня до конца разобраться в этом вопросе, за что я ему теперь очень благодарен. Как он же и описывал в статьях на своем сайте, феррит подходит далеко не всякий, из наших хорош М300НН, М400НН, но большие кольца довольно дефицитны. Однако, двое суток борьбы с ферритом не прошли даром. Опытным путем было выявлено, что сильно расширить полосу можно, распилив кольцо в одном месте. Я случайно обнаружил такое в своем мешке с кольцами с заводским распилом и -Эврика! Сосредоточенный зазор! Это же то, что нам нужно! Я кинулся пилить свои. И предположение подтвердилось.
Убиваем двух зайцев!
1. Полоса подавления расширяется.
2. Она сдвигается вверх по частоте.
Причем, и сдвиг и полоса зависят от ширины пропила. Дроссель из 10 витков на кольце 31х19х13 при ширине пропила 1,5 мм перекрывает участок от 14 МГц до 28 МГц. Кто скажет, что это просто ферритовый стержень, свернутый в кольцо, пусть попробует получить такую полосу на стержне, а потом одеть его на кабель.
Если сделать 1 мм, то 7 МГц до 21 МГц. Таким образом без применения дефицитного феррита комбинируя кольцами, надетыми на кабель с разной шириной пропила, или без пропила, или пропила на половину был перекрыт весь КВ диапазон. Получился целый метр феррита!
И еще, понимаю, что нельзя все и сразу, но он не греется, нужно еще проверять. Все это, конечно, вопрос большой отдельной темы. Я в ней совсем не специалист и возможно, теоретики начнут кидаться камнями, типа, этот феррит никуда не годится или колец теперь стало требоваться больше. В общем теоретики пускай изучают данный факт, а мы, как говорил Лев Иванович Гуров, будем решать проблемы по мере их поступления. И я на данный момент времени, которого никогда не хватает, свою проблему решил так.
Вот что получилось с трансформатором.
Полоса на 160 и 80 довольно узкая и при КСВ больше трех, автоматический тюнер моего усилителя начинал брыкаться. Небольшим укорочением лучей резонанс был уведен в телефонные участки, а при переходе в CW, с помощью реле один из лучей подключается через катушку 13 мкГн.
На 15 и 20 метров можно было еще поиграться с длинами лучей, но меня уже не хватило на какие то манипуляции за пределами балкона. И вопрос был решен местными силами. Из того, что было под рукой, сделано Г-образное LC match в коробочке перед усилителем.