Антенны 160-метрового диапазона

ref  в блоге  Антенны
«Магический» диапазон, Top band — как только не называют диапазон 160 м радиолюбители Однако чтобы действительно получить удовольствие от работы на нем, необходимо серьезно подойти к выбору антенны Безусловно, отрезок провода, подвешенный в нескольких метрах от земли, не позволит проводить DX-связи на этом диапазоне Так что для установки антенны на диапазон 160 м придется приложить усилия. 


Как правило, уровень шума на этом диапазоне выше, чем на диапазоне 3,5 МГц, и, тем более, на ВЧ-диапазонах Это обусловлено значительным атмосферным шумом, а также индустриальными помехами и помехами от бытовых приборов (в том числе, от телевизиров) Гармоники частоты строчной развертки способны порой полностью подавить прием DX-сигналов Учитывая это, лучше всего размещать антенну 160-метрового диапазона на максимально возможном расстоянии от телевизионных антенн Напряжение питания для телевизора желательно подавать через сетевой фильтр — это предотвратит излучение гармоник через электропроводку. 

Идеальная горизонтальная антенна, предназначенная для работы с DX, должна располагаться на высоте не менее XI2 от поверхности земли Это относительно легко реализовать на 20-метровом диапазоне, но для антенны на 3,5 МГц требуемая высота уже составит 43 м, а в диапазоне 1,8 МГц идеальная антенна должна быть поднята над землей на 83 м' Очевидно, что подавляющему числу радиолюбителей такая антенна явно «не по зубам». 

Итак, при установке горизонтальной антенны 160-метрового диапазона на типичных для радиолюбительских антенн высотах (10 30 м) не стоит рассчитывать на ее эффективную работу Потери в «земле» будут очень большими, и основное излучение антенны окажется направленным в зенит С такой антенной ночью можно проводить радиосвязи на расстояния примерно до 1000 км Как известно, диполь, подвешенный на высоте АУ2 над землей, в точке питания имеет входное сопротивление около 75 Ом Однако следует учесть, что в зависимости от высоты подвеса его входное сопротивление меняется, и при малой высоте может потребоваться система согласования между коаксиальным кабелем и антенной. 

По сравнению с горизонтальным диполем, антенна InvV при малой высоте установки работает несколько лучше, т к, кроме горизонтальной, имеет и вертикально поляризованную составляющую излучения В горизонтальной плоскости диаграмма направленности близка к круговой. 

Достаточно популярными и эффективными антеннами 160-метрового диапазона являются Г-образные Грамотно выполненные, такие антенны хорошо работают при проведении как местных, так и дальних радиосвязей В излучении Г-образной антенны преобладающей является вертикальная составляющая Антенна имеет довольно пологий угол излучения (20 35°), что позволяет проводить DX-связи Многие радиолюбители выполнили условия диплома DXCC на 160 м с помощью простых Г-образных антенн.
1.JPG 

Полная длина одной из таких антенн (включая вертикальную и горизонтальную части) приблизительно равна АУ4 (рис.1) Антенна возбуждается током, поэтому для достижения хорошего КПД требуется весьма разветвленная система радиалов Пара забитых в землю. 

металлических штырей не может заменить такую систему В то же время, если длины расположенных в земле вертикальных стержней будут не менее 2,5 м, они обеспечат заземление антенны и радиостанции по постоянному току. 

Г-образная антенна изготавливается из провода длиной Х/4 Длина вертикальной части Н должна быть как можно больше Поддерживающие полотно антенны мачты желательно изготовить из диэлектрика, хотя вполне допустимо использовать металлические Наиболее простой способ установки такой антенны — развесить ее между двумя высокими деревьями. 

Принципиальная схема простого согласующего устройства, которое очень хорошо работает с четвертьволновой Г-образной антенной, приведена на рис.2 Конденсатор переменной емкости можно снабдить электромеханическим приводом, что позволит дистанционно изменять его емкость, добиваясь КСВ=1 в любой точке диапазона Индуктивность катушки подбирается только при начальной настройке — полностью перекрыть 160-метровый диапазон обычно позволяет конденсатор С1. 

Возбуждаемая напряжением полуволновая антенна (рис.3) отлично работает всего лишь со штырем заземления Для использования этой антенны в диапазоне 80 м индуктивность катушки L1 согласующего устройства (рис.4) должна изменяться с помощью реле, установленного около точки питания антенны Конденсатор С1 должен иметь большой зазор между пластинами, а еще лучше применить вакуумный КПЕ.
5.JPGНа рис.5 приведены размеры трех антенн — четвертьволновой Г-образной (а), полуволновой Г-образной (б) и Т-образной (в) Расчетная резонансная частота — 1,9 МГц На практике, для достижения резонанса, длины антенн необходимо подобрать.  

Совершенно различные распределения токов в четвертьволновой и полуволновой Г-образных антеннах обуславливают их различные излучающие свойства На рис.6 и 7 приведены диаграммы направленности Г-образных антенн (соответственно, четвертьволновой и полуволновой), размещенных над почвой со средней проводимостью Опорные мачты высотой 15 м — из изоляционного материала. 
При расчетах использовалась программа ELNEC, которая является версией программы MININEC Причина существенного различия диаграмм направленности заключается в том, что в вертикальном элементе антенны протекают большие токи при длине антенны XI4 и малые — в полуволновой антенне В результате, вертикальные и горизонтальные составляющие поля излучения у этих двух Г-образных антенн сильно различаются.  
Если необходимо проводить DX-свя-зи, то лучше смонтировать антенну, диаграмма направленности которой обладает глубоким провалом в зенитном направлении Это минимизирует приходящие под большими углами ионосферные сигналы, шумы и помехи, улучшая тем самым отношение сигнал/шум при приеме слабых сигналов Таким свойством обладает Т-образная антенна, которую можно подвесить между деревьями Ее диаграмма направленности приведена на рис.8 Поляризация излучения антенны — почти полностью вертикальная Порождаемая током, протекающим по одному из горизонтальных плеч Т-образной антенны, горизонтально поляризованная составляющая поля излучения компенсируется полем, создаваемым другим плечом.  
6.JPG 
Для Г-образных антенн азимутальные диаграммы направленности антенн слегка асимметричны, в силу того что структура антенны не является симметричной относительно точки питания.  
Хорошо заземленная металлическая мачта практически не ухудшает параметры антенн, особенно четвертьволновой Г-образной, а также Т-образной Использование металлической мачты для установки полуволновой Г-образной антенны вызовет только небольшое изменение резонансной частоты (металлическая мачта вносит реактивное сопротивление в антенную систему) Достаточно слегка подстроить схему согласования, и влияние мачты на диаграммы направленности станет практически незаметно При использовании двухметровых диэлектрических растяжек, удерживающих горизонтальный элемент антенны 160-метрового диапазона на высоте 15 м, не имеет большого значения, будут ли опорные мачты металлическими или деревянными.  

Основным недостатком вертикальных антенн по сравнению с горизонтальными является более высокий уровень шума при приеме Это обусловлено тем, что индустриальные помехи в основном имеют вертикальную поляризацию Кроме того, при использовании вертикальных антенн можно заметить эффект 'мертвой зоны", когда порой сигналы, приходящие от радиостанций, удаленных на несколько сотен километров, оказываются очень слабыми Размеры «мертвой зоны» определяются минимальной длиной скачка пространственной волны Однако проявление такого эффекта зависит от условий распространения радиоволн в конкретное время суток. 
7.JPG 
Вертикальные антенны в диапазоне 160 м могут обеспечить очень эффективную работу, но полноразмерный четвертьволновой вертикал для частоты 1,9 МГц должен быть высотой 37,5 м1 Установить такую антенну непросто, особенно в большом городе Тем не менее, можно изготовить короткую вертикальную антенну с удлиняющим элементом в верхней части (катушка индуктивности и емкостная насадка вблизи верхней части).  
Эффективными могут быть и короткие вертикалы высотой 10 м или немного больше Такую антенну можно изготовить из алюминиевых труб или воспользоваться стальной телескопической мачтой Чем короче вертикал, тем хуже работает антенна Однако укороченные вертикалы с удлиняющими элементами часто оказываются более эффективными при работе с DX-станциями по сравнению с полноразмерной горизонтальной антенной, расположенной вблизи земли Например, американский коротковолновик Doug DeMaw, W1FB, некоторое время работал в диапазоне 160 м на вертикальную спиральную антенну высотой около 5 м Изолированный провод диаметром 1,6 мм и длиной XI2 был намотан с постоянным шагом на деревянном шесте, покрытом двумя слоями лака Верхняя часть спирали была подключена к алюминиевому диску, который служил емкостной нагрузкой и предотвращал возникновение коронного разряда на конце антенны в режиме передачи Если длина провода, из которого изготовлена спираль, близка к А/2, антенна работает ненамного хуже полноразмерного четвертьволнового вертикала Разумеется, для вертикальных антенн необходима система радиалов, создание которой потребует определенных усилий и времени Тем не менее, эти затраты многократно окупятся Весьма неплохие результаты можно получить, установив 15 20 четвертьволновых радиалов, которые могут расходиться от точки питания антенны даже не по прямым путям Когда на пути радиала встречается какое-нибудь препятствие, его можно просто обогнуть.  
Если местные условия не позволяют установить четвертьволновые радиалы, можно использовать провода подходящей длины Уже упоминавшийся Doug DeMaw, W1FB, успешно работал на вертикал высотой 17 м с удлинительным элементом в верхней части Система заземления представляла собой 20 закопанных радиалов из проводов различного диаметра, причем их длина варьировалась от 12 до 30 м.  
8.JPG 
В диапазоне 160 м можно успешно использовать полноразмерную горизонтальную рамочную антенну, углы которой расположены на высоте 15 м от земли Однако эффективность работы такой антенны очень сильно зависит от проводимости почвы.  
Антенна запитывается через открытую воздушную линию с волновым сопротивлением 450 Ом, подключенную к одному из углов рамки Антенный тюнер с трансформатором 4 1 позволяет отлично согласовать такую антенну с передатчиком на всех КВ-диапазонах (от 160 до 10 м).  

По материалам статей «The 160-Meter Antenna Dilemma» (QST, November 1990) и «160-Meter Antennas». 

0 комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.