ДИПОЛЬНАЯ АНТЕННА С УМЕНЬШЕННЫМИ РАЗМЕРАМИ

                           А. Юрков (RA9MB)

                           13.06.1997г.


        Ниже приводятся результаты проведенных исследований проволоч-

ной антенны, которую автор назвал "разомкнутый шлейфовый вибратор". Как 

оказалось, такая антенна имеет существенно меньшие размеры, нежели обыч-

ный диполь, и, кроме того, имеет две резонансные частоты, которые можно 

настроить на два любительских диапазона с частотой, отличающейся в два 

раза. При этом антенна на обоих диапазонах питается одним коаксиальным 

кабелем без применения каких-либо согласующих устройств у антенны , и имеет 

вполне приемлемый для низкочастотных диапазонов КСВ.

      Принципиальная схема антенны показана на рис.1. Как видно из рисун-

ка, антенна представляет собой диполь, плечи которого выполнены из двух-

проводных короткозамкнутых на концах линий с воздушной изоляцией. В этом 

отношении описываемая антенна похожа на обычный шлейфовый вибратор. Отли-

чие от шлейфового вибратора заключается в том, что точки а и б (см.рис.1),

которые в шлейфовом вибраторе соединены между собой (и могут быть зазем-

лены), в данной антенне изолированы друг от друга и от земли. Питается ан-

тенна в точках, обозначенных на рис.1 как Х Х, и имеет низкое входное сопро-

тивление, позволяющее питать ее коаксиальным кабелем. При этом, конечно, как 

при любой простой многодиапазонной антенне, при ее применении требуется по-

добрать связь выходного контура передатчика с антенной или применить тьюнер.

      Как оказалось, данная антенна имеет два основных резонанса, частоты 

которых определяются длиной плеча вибратора l и волновым сопротивлением

двухпроводной линии Z, из которой выполнены плечи вибратора. Если резонанс-

ную частоту обычного полуволнового вибратора с такой же длиной плеч l 

обозначить как F0, то для двух резонансных частот частот разомкнутого шлей-

фового вибратора можно записать следующие формулы:

              F1 = F0 * K1            ,

              F2 = F0 * K2            ,

где K1 и K2 - численные коэффициенты, значения которых для разных волно-

вых сопротивлений двухпроводной линии Z, из которой выполненны плечи виб-

ратора, приведены в табл.1.



                                                  Табл.1
        __________________________________________________
           Z        :         K1         :      K2
           Ом       :                    :
                    :                    :
        __________________________________________________
          600       :       0.63         :     1.36
        __________________________________________________
          550       :       0.65         :     1.35
        __________________________________________________
          500       :       0.66         :     1.33
        __________________________________________________
          450       :       0.68         :     1.32
        __________________________________________________
          400       :       0.69         :     1.31
        __________________________________________________
          350       :       0.71         :     1.29
        __________________________________________________
          300       :       0.73         :     1.27
        __________________________________________________
          250       :       0.75         :     1.25
        __________________________________________________
          200       :       0.77         :     1.23
        __________________________________________________

Конструктивные параметры линии (растояние между проводниками при задан-

ном диаметре проводников) можно определить по волновому сопротивлению 

Z при помощи, например, графика, приведенного на рис.1-24 в известной 

книге Ротхамеля.
      
     Из данных, приведенных в таблице, можно сделать следующие выводы.

     Если мы хотим построить однодиапазонную антенну с минимальными 

размерами, то необходимо выбирать максимальное значение волнового сопро-

тиления Z (большое отношение растояния между проводниками к диаметру 

проводников). При волновом сопротивлении Z=600 Ом размеры антенны сос-

тавят всего 63% от размеров полуволнового диполя (т.е. длина полотна 

антенны "разомкнутый шлейфовый вибратор" 2l = 26 м для диапазона 

3.5 МГц, вместо 41 м для обычного диполя). Практически удобно сделать 

длину полотна антенны несколько больше требуемой и добавить коротко-

замыкающие перемычки вблизи концов диполя (см. рис. 2). 

Передвигая перемычки (симметрично с обоих концов) можно настроить антенну 

на заданную рабочую частоту. Практические размеры антенны на 7 МГц 

минимальных размеров следующие:

           длина плеча диполя     l = 690 см;

           положение перемычки    30 см от конца диполя;

           волновое сопротивление
           линии                  Z = 600 Ом ( растояние между проводни-
                                               ками в 80 раз больше их 
                                               диаметра).

Такая антенна имеет вторую резонансную частоту в районе 15 МГц.


     Если мы хотим построить двухдиапазонную антенну, то необходимо 

выбирать вполне определенное значение Z. Например при соотношении рабочих 

частот 1 : 2 (например 3.5 и 7 МГц) Z должно быть равно 500 Ом (растояние 

между проводниками линии в 30 раз больше диаметра проводников).  
Практически для возможности настройки двухдиапазонную антенну удобно несколько 

модифицировать (см. рис.3), а именно - несколько уменьшить волновое соп-

ротивление линии, удлиннить полотно антенны и добавить короткозамыкающие 

перемычки. При этом положение перемычек в большей степени влияет на со-

отношение рабочих частот, а длина отрезков одиночного провода l2 - на 

абсолютные значения резонансных частот. Тем не менее, поскольку эти две 

регулировки влияют друг на друга, настройку необходимо производить несколь-

ко раз, меняя по очереди положение перемычек и длины отрезков одиночного 

провода. При настройке также следует учитывать, что перемещение перемычек к 

центру диполя смещает обе резонансные частоты вверх, причем верхняя 

частота смещается сильнее. Таким образом, верхнюю частоту надо настраивать

перемещая перемычки, а нижнюю - изменяя длину антенны. Практические размеры 

для диапазонов 7 и 14 МГц следующие: 


          длина плеча диполя    l  = 730 см;

          положение перемычки   l1 = 690 см;

          длина отрезка 
          одиночного провода    l2 = 20  см;

          волновое сопротивление
          линии                 Z = 450 Ом (растояние между проводни-
                                            ками в 20 раз больше их 
                                            диаметра).

         Очевидно, что для пары диапазонов 3.5/7 Мгц приведенные длины 

необходимо увеличить в два, а для 1.8/3.5 МГц - в четыре раза. При этом 

растояние между проводниками линии (а следовательно и волновое сопротив-

ление) изменять не нужно.

         Следует отметить, что на данную антенну, как на любые проволоч-

ные антенны, сильно влияют окружающие предметы. Поэтому приведенные прак-

тические размеры следует рассматривать как ориентировочные.

         Отметим, также, что плечи диполя можно наклонить вниз как в 

антенне Inverted V.

         В принципе, описанная антенна является двухдиапазонной. Однако она

удовлетворительно работает и на четвертой гармонике основной частоты. Конеч-

но, с помощью двух регулировок (положение перемычек и длина полотна) антенну 

можно настроить только на два диапазона. Тем не менее при правильной настрой-

ке третий резонанс окажется близким к учетверенной основной частоте. Таким

образом, построив антенну на 1.8/3.5 МГц можно получить антенну, способную

работать на всех трех  низкочастотных диапазонах (1.8,3.5 и 7 МГц). При 

этом, правда, придется смириться с несколько повышенным КСВ на 7 Мгц. 

Антенна на 3.5/7 МГц позволит работать на 3.5, 7 и 14 МГц при повышенном 

КСВ на 14 МГц.

        По всем вопросам, связанным с этой антенной обращаться к автору

по E-mail ra9mb@qsl.net

        Автор также просит всех колег-радиолюбителей, повторивших эту

антенну, сообщить свое впечатление по тому-же адресу.