Многодиапазонная полуволновая антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Антенны КВ

 Комментарии к статье

С тех пор как началось освоение коротких волн, у радиолюбителей неизменный интерес вызывают проволочные антенны, длина излучателя которых равна или кратна половине длины волны, а его возбуждение осуществляется с конца излучателя. В англоязычной литературе такие антенны так и называют - EFHW, что расшифровывается как "запитываемая с конца полуволновая" (end fed half wave) антенна. Пожалуй, наиболее известной из них является антенна Фукса, у которой возбуждение излучателя осуществляется посредством дополнительного параллельного колебательного контура, настроенного на рабочую частоту. Многих привлекает то, что по утверждению Фукса она не требует хорошей "земли" или "радиотехнической земли" (противовесов) в отличие от большинства простых антенн (многие проволочные антенны, GP и т. д.). Утверждение это ошибочное, хотя эта антенна действительно оказалась работоспособной без явных противовесов. Просто требования к ним у нее невысокие (не такие, как, например, у GP), и их роль часто выполняет то, что подключено к согласующему контуру (фидер, корпус передатчика).

Хотя EFHW антенна, по сути, многодиапазонная, но у нее сегодня есть и небольшой недостаток - она работает без проблем только на кратных ("старых") КВ-диапазонах. А сейчас уже есть и несколько тех, что в эту сетку не попадают. Второй недостаток - это то, что на разных диапазонах такие антенны с неизменной электрической длиной излучателя имеют различные диаграммы направленности на различных диапазонах. Но этот недостаток есть абсолютно у всех подобных антенн, начиная с WINDOM. Однако на это всегда "закрывают глаза", поскольку в реальных городских условиях установить и одну проволочную антенну не всегда возможно.

Выходное сопротивление современных трансиверов и передатчиков низкое (обычно 50 Ом), а это значит, что для возбуждения полуволновой антенны, у которой высокое входное сопротивление (до нескольких кило-ом), необходимо согласующее устройство. Это могут быть и параллельный колебательный контур, как в антенне Фукса, и различные LC-цепи. Недостаток таких согласующих устройств в многодиапазонной антенне - необходимость переключений и подстроек при переходе с диапазона на диапазон.

Широкополосные высокочастотные трансформаторы на магнитопроводах из феррита уже давно применяются в транзисторных усилителях, в частности, в широкополосных усилителях мощности. Поэтому не стоит удивляться, что возникла идея запитать с конца полуволновый излучатель через такой трансформатор. Выигрыш понятен - при смене диапазонов не потребуются переключений в согласующем устройстве.

Один из вариантов подобной антенны был предложен голландским коротковолновиком PD7MAA [1]. Он использовал ее для работы в полевых условиях, но она подходит и как стационарная в городе. Ведь многие коротковолновики вынуждены ограничивать свое "антенное хозяйство" проволочной антенной, выходящей из окна квартиры на близлежащий столб или дерево.

Он реализовал два варианта антенны - одну на диапазоны 80, 40, 20, 15 и 10 метров, а другую - на диапазоны 40, 20 и 10 метров. Они отличаются только исполнением излучателя. Вариант антенны на 40, 20 и 10 метров и ее согласующего устройства приведен на рис. 1. Для нее А=10,1 м, В=1,85 м.

Рис. 1. Вариант антенны на 40, 20 и 10 метров и ее согласующего устройства

Ее излучатель образован полуволновым (для диапазона 20 метров) отрезком провода, катушкой индуктивности L1 и подключенным после этой катушки сравнительно коротким отрезком провода. Индуктивность катушки L1 выбрана такой (34 мкГн), что вместе со вторым отрезком провода электрическая длина излучателя близка к половине длины волны на диапазоне 40 метров. На диапазонах 20 и 10 метров эта катушка индуктивности работает как дроссель, практически "отсекающий" дополнительный отрезок от основной части излучателя, и его длина становится равной половине длины волны на диапазоне 20 метров и одной длине волны на диапазоне 10 метров. В результате на всех трех диапазонах к согласующему устройству подключаются "полуволновые" излучатели. Распределение токов по излучателю для этих диапазонов приведено на рис. 2.

Рис. 2. Распределение токов по излучателю для диапазонов 7МГц, 14 МГц и 28 МГц

Катушка индуктивности L1 намотана на пластиковом каркасе диаметром 19 мм и имеет 90 витков провода диаметром 1 мм.

Согласующее устройство получилось предельно простое - широкополосный ВЧ-трансформатор Т1 и корректирующий конденсатор С1. Оно размещается в небольшой пластмассовой коробке (рис. 3). Трансформатор выполнен на магнитопроводе FT 140-43 фирмы Amindon. Первичная его обмотка - 2 витка, вторичная - 16 витков. Обмотки намотаны проводом диаметром 1 мм.

Рис. 3. Согласующее устройство

Вторичная обмотка, как это видно на рис. 3, разделена на две разнесенные по кольцу части по 8 витков каждая. Особенность в конструкции этого трансформатора - это то, что провод первичной обмотки и провод первых двух витков вторичной обмотки (нижних по рис. 3) перевиты между собой. Это также хорошо видно на рис. 3. Конденсатор С1 служит для коррекции частотной характеристики согласую-щего устройства на диапазоне 28 МГц (10 метров). Его емкость может быть в пределах 100...150 пФ. Он должен быть рассчитан на номинальное напряжение 1000 В.

На корпусе согласующего устройства установлены коаксиальный ВЧ-разъем XW1 для подключения кабеля, идущего от трансивера, и клемма Е1 для подключения излучателя антенны.

Это согласующее устройство рассчитано на мощность трансивера примерно 100 Вт.

Другой вариант антенны PD7MAA, предназначенный для работы на диапазонах 80, 40, 20, 15 и 10 метров, отличается лишь размерами излучателя и индуктивностью катушки L1. Для него размеры А=20,35 м и В=2,39 м, а катушка имеет индуктивность 110 мкГн.

Ее также наматывают на каркасе диаметром 19 мм - 260 витков провода диаметром 1 мм.

На фидер у трансивера надо установить кабельный дроссель (надеть, например, ферритовую "защелку"), а к согласующему устройству желательно подключить короткие противовесы. Их длина некритична - для антенны Фукса в литературе рекомендуется длина примерно 0,05λ.

Настройку излучателя у обоих вариантов антенны начинают с высокочастотных диапазонов. Катушка индуктивности L1 не является хорошим "режектором" (трапом, как в антенне типа W3DZZ), поэтому второй отрезок излучателя (В) может немного влиять на резонансную частоту излучателя. Соответственно может потребоваться некоторая коррекция ее индуктивности. На самом низкочастотном диапазоне настройка сводится к подбору длины отрезка В, чтобы электрическая длина излучателя (его резонансная частота) на этом диапазоне (40 или 80 метров соответственно) была близка к "полволны".

Американская фирма PAR Electronics выпускает несколько антенн подобного типа, в том числе и антенну под названием EF-10/20/40 MKII на диапазоны 40, 20 и 10 метров [2]. Интересные данные ее испытаний есть в Интернете [3, 4]. Эта антенна имеет согласующее устройство, рассчитанное на меньшую допустимую мощность (25 Вт), но в остальном очень близка к антенне PD7MAA. На рис. 4 приведена фотография набора для установки этой антенны.

Рис. 4. Набора для установки антенны

По данным фирмы, полоса ее пропускания на диапазоне 20 метров по уровню КСВ=1,5 примерно 500 кГц. На диапазоне 40 метров она около 140 кГц по уровню КСВ=2, а на диапазоне 10 метров - около 900 кГц по уровню КСВ=1,5. Эти данные соответствуют фидеру с волновым сопротивлением 50 Ом. Иными словами, это очень приличные значения по полосе пропускания для простой многодиапазонной антенны.

В описании антенны приведены данные, которые могут быть полезны при настройке антенны PD7MAA. Изменение длины основной части излучателя и дополнительного его отрезка (А и В на рис. 1) на 1 дюйм (2,5 см) приводит к сдвигу полосы пропускания на 30...35 кГц.

Литература

1. PD7MAA homepage. - URL:  pa-11019.blogspot.ie.
2. HF END-FEDZ. - URL:  parelectro nics.com/end-fedz.php.
3. LNR Precision EF-10/20/40 MKII examination. - URL: hamradio. me/antennas/lnr-precislon-ef-102040mkii-examination.html.
4. LNR Precision EF 10/20/40 MKII test data. - URL: hamradio.me/ antennas/lnr-precision-ef-1 02040mkii-test-data.html.

Автор: Борис Степанов (RU3AX)

Смотрите другие статьи раздела Антенны КВ.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Случайная новость из Архива Стандарт сжатия VESA VDC-M 17.05.2018 Ассоциация VESA представила Display Compression-M (VDC-M) - новый стандарт сжатия для интерфейсов подключения встроенных дисплеев мобильных устройств, включая смартфоны. Разработка, выполненная в сотрудничестве с MIPI, обеспечивает более высокий уровень сжатия (до 5:1) по сравнению со стандартом VESA Display Stream Compression (DSC), который обеспечивает сжатие до 3:1. При этом сохраняется "отсутствие видимой потери качества". Расплатой за повышение степени сжатия является усложнение схемы. Стандарт VDC-M стал третьим в семействе, которое также включает стандарт DSC 1.1, представленный в 2014 году, и стандарт DSC 1.2, опубликованный в 2017 году. Потребность в новом кодеке вызвана увеличением разрешения дисплеев. В ассоциации надеются, что VDC-M найдет такое же широкое применение, как и его предшественники. В MIPI уже планируют включить VDC-M в будущую спецификацию для мобильных дисплеев.

Другие интересные новости:

▪ Звукоизоляция на МКС

▪ Прогноз погоды для больницы

▪ Гендерные стереотипы распространяются даже на младенцев

▪ Примесь углерода улучшает электропроводность меди

▪ Нанорезонаторы сделают сотовую связь лучше

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Начинающему радиолюбителю. Подборка статей

▪ статья Бытовое явление. Крылатое выражение

▪ статья Как появились профсоюзы? Подробный ответ

▪ статья Молокан компасный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Жизнь с новой энергией. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Радиомикрофон РММ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025