В настоящее время, благодаря доступности персональных компьютеров и
программ моделирования антенн, перед радиолюбителями открылись широкие
возможности для антенного творчества. Но удивительное дело: давайте
попытаемся припомнить, много ли за последнее время предложено
действительно новых конструкций? Увы, трудно дать утвердительный ответ.
По-видимому, для создания антенн, кроме вычислительных инструментов,
требуется что-то еще — образование, целеустремленность, интуиция и т.д.
Словом, те качества, которыми, безусловно, обладали конструкторы
прошлого, не обремененные ПК, но, тем не менее, обеспечившие
удивительное развитие радиосвязи, в том числе любительской.
Вот и John P.Basilotto, W5GI, в духе наилучших радиолюбительских
традиций создал многодиапазонную проволочную антенну, которая ставит в
тупик программы моделирования антенн (именно поэтому в названии статьи
употреблено слово «таинственная»), однако успешно выдерживает самый
важный тест — она хорошо работает. Эту антенну длиной около 30,5 м можно
использовать для работы в любительских диапазонах от 80 до 6 м. Она
была повторена многими американскими коротковолновиками и получила
лестные отзывы о своей работе.
Прообразом антенны W5GI послужила коллинеарная коаксиальная система,
которую предложил James E.Taylor, W2OZH. Обычно в коллинеарной системе
используются фазосдвигающие шлейфы, обеспечивающие питание внешних
элементов в фазе с ВЧ-током, которым возбуждается центральный элемент.
Такой шлейф можно изготовить из двухпроводной воздушной линии или из
коаксиального кабеля. Обычно используется закороченный четвертьволновый
шлейф, хотя будет работать и полуволновый шлейф, разомкнутый на конце.
Проблема здесь чисто конструктивная — висящие шлейфы довольно громоздки,
и, кроме того, портят внешний вид конструкции. Удачным решением
является применение секций из коаксиального кабеля, которые выполняют
две функции — обеспечивают необходимый фазовый сдвиг на 180° и являются
частью излучающего элемента в коллинеарной системе.
По сути, в многодиапазонной антенне W5GI полуволновым трансформатором
для 20-метрового диапазона на основе двухпроводной линии синфазно
возбуждаются три коллинеарных полуволновых диполя этого диапазона. Может
показаться, что предложен всего лишь вариант антенны G5RV. Однако в
диапазоне 20 м это совсем другая антенна. Дело в том, что разработанная
Louis Vamey, G5RV, система также имеет длину 3/2L, но ее элементы
возбуждаются несинфазно. По-видимому, выбор такой длины (3/2L) был
обусловлен желанием G5RV получить четырехлепестковую диаграмму
направленности и низкий импеданс в точке питания. Однако John
P.Basilotto, W5GI, конструируя антенну, стремился получить
шестилепестковую диаграмму направленности на 20-метровом диапазоне с
достаточным усилением в направлении, перпендикулярном линии расположения
элементов, и, разумеется, малым импедансом в точке питания (для
облегчения согласования антенны с трансивером).
Антенна W5GI изготавливается из провода диаметром 1,6 мм. Для
коаксиальных шлейфов используется кабель RG-8X. В авторском варианте в
качестве двухпроводной линии был применен плоский кабель с диаметром
проводников 1 мм и волновым сопротивлением 300 Ом. При расчете длины
линии необходимо учесть коэффициент укорочения. Так, для указанной
300-омной линии, имеющей коэффициент укорочения 0,91, для диапазона 20 м
длина составила 9150 мм. Кроме указанной, можно использовать
промышленную или самодельную воздушную двухпроводную линию с волновым
сопротивлением 300…450 Ом, имеющую электрическую длину X/2 на
20-метровом диапазоне. Длина линии, в зависимости от ее типа и
коэффициента укорочения, будет варьироваться в пределах 8,2… 10,7 м.
При изготовлении коаксиальных шлейфов отрезают 2 куска коаксиального
кабеля RG-8X длиной 5032 мм каждый. Затем удаляют 50 мм оплетки на одном
из концов (обозначим этот конец буквой А) и 25 мм оплетки и внутренней
изоляции на противоположном конце (обозначим его буквой В) в обоих
отрезках коаксиального кабеля. Затем к внешним концам центрального
диполя припаиваются «внутренние» концы коаксиальных секций А (при этом
экран ни с чем не соединяется). На концах В коаксиальных отрезков между
собой спаиваются центральная жила, оплетка и начало внешних проволочных
элементов. Все места соединений тщательно герметизируются.
Если при изготовлении антенны для шлейфов будет использоваться
коаксиальный кабель другого типа, возможно, придется подобрать длину
шлейфов с учетом параметров применяемого кабеля.
Минимальная высота установки антенны — 8 м над землей. В авторском
варианте она была натянута горизонтально, но некоторые коротковолновики,
повторявшие эту антенну, получили отличные результаты и при установке
ее в виде Inv.V.
Типичные значения КСВ и комплексного импеданса антенны W5GI, измеренные антенным анализатором MFJ-259:
Частота, КСВ, R, X,
3,550 – 1,5 – 42 – 34
3,650- 2,5 – 98 – 61
3,850 – 3,5 – 48 – 61
3,950 – 4 – 22 – 36
7,000 – 1,9 – 95 – 12
7,200 – <3 – 22 – 25
10,1 – 5,2 – 22 – 50
14 – 1,7 – 37 – 19
14,2 – 1,5 – 42 – 18
14,3 – 1,6 – 43 – 22
18,15 – 1,9 – 93 – 13
21,3 – 2,9 – 120 – 46
24,9 – 1,9 – 35 – 23
27,8 – 2,1 – 26 – 16
28,35 – 1,8 – 33 – 20
29,5 – 2,6 – 53 – 55
50,11 – 2.3 – 51 – 37
52,5 – 1,2 – 57 – 7
|