Записки программиста

Г-образная антенна, она же антенна inverted L, представляет собой вертикал, укороченный изгибом. Антенну нередко применяют на радиолюбительских диапазонах 80 и 160 метров, где затруднено изготовление полноразмерных антенн, пригодных для DX. Давайте сделаем такую антенну и проверим, как она работает.

Важно! С этой антенной обязательно используйте дроссель для защиты от статики. Дроссель необходимо правильно заземлить.

По форме антенна действительно напоминает русскую букву Г или перевернутую латинскую L, отсюда и название:

Длина полотна антенны должна составлять около 1/4λ. Длина противовесов (радиалов) может быть от 0.1λ до 1/4λ. Число противовесов может быть от 4 до 120. Противовесы нужны не столько для обеспечения какого-то входного сопротивления антенны, сколько для экранирования земли. Чем больше противовесов, тем меньше антенна нагревает почву и тем больше излучает в эфир. Много коротких противовесов лучше, чем меньшее количество длинных. Подробнее о противовесах можно прочитать в книгах Антенны КВ и УКВ Игоря Гончаренко, The ARRL Antenna Book, а также в других источниках.

Г-образная антенна работает преимущественно как вертикал. Максимум тока приходится на вертикальную часть полотна, и она излучает сильнее всего. Но горизонтальная часть тоже излучает. Поэтому антенна одновременно работает и как NVIS с горизонтальной поляризацией. Это может быть как плюсом, поскольку антенна как бы заполняет провалы в ДН вертикала, так и минусом, поскольку ближние станции могут мешать приему DX.

Было решено сделать антенну на диапазон 80 метров. В качестве мачт нашлась пара телескопических удочек длиной по 10 метров. Таким образом, вертикальная и горизонтальная части полотна антенны будут равны. Исходя из доступного места и материалов, я решил использовать 16 противовесов по ~8 метров из провода П-274М, он же «полевка».

Изначально планировалось согласовать антенну тюнером MFJ-971. С помощью антенного анализатора EU1KY было измерено входное сопротивление антенны в режиме обхода тюнера. Оказалось, что антенна имеет резонанс на 3.7 МГц. Ее входное сопротивление на этой частоте составило чисто активные 25 Ом. Стало понятно, что тюнер не нужен. Антенна была немного удлинена и согласована трансформатором 2:1.

Окончательный график КСВ:

Поигравшись с длиной полотна и противовесов, антенну наверняка можно согласовать «в единицу». Но я решил оставить все как есть, поскольку антенна устанавливалась временно. Для сравнения я также попробовал настроить антенну при помощи тюнера. Она настраивается, но полоса получается раза в два уже.

Окончательный вид основания антенны:

Крепление для противовесов сделано из фольгированного стеклотекстолита, а также оцинкованных болтов и гаек M6. Если вы планируете постоянную установку антенны, плату нужно залудить. Медь и цинк образуют гальваническую пару, их контакт чреват коррозией. Припой для лужения нужен бессвинцовый. Свинец токсичен, и вы не хотите оставлять его лежать под открытым небом. Будет неплохой мыслью дополнительно покрыть конструкцию лаком.

Трансформатор 2:1 намотан на кольце FT240-43, 7 витков первичной обмотки, 5 витков вторичной. Квадрат отношения числа витков равен 1.96, что достаточно близко. В белом корпусе находится балун по току 1:1 на кольце FT240-31. Конструкция и принцип работы такого балуна подробно разбирались в статье Самодельный диполь: теория и практика.

А так выглядит полотно антенны:

Оно немного провисает под собственном весом. Само по себе это не проблема. Однако на ветру антенна гуляет из стороны в сторону, и вместе с ней гуляет график КСВ. Если вы планируете постоянную установку антенны, вам понадобятся нормальные мачты, и полотно нужно будет натянуть.

Горизонтальная часть полотна не обязана быть параллельна земле. Она может идти под углом, что позволяет установить антенну на одной мачте. В пределе антенну можно вообще сложить вдвое — 10 метров полотна вверх и еще 10 метров строго вниз, с отступом в несколько сантиметров между половинками. Однако чем меньше угол между горизонтальной и вертикальной частями полотна, тем меньше входное сопротивление антенны. Измеренное сопротивление сложенной вдвое антенны составило 18 Ом. Входное сопротивление антенны равно сумме сопротивления излучения и сопротивления потерь. Потери фиксированы для данных противовесов. Это значит, что снижение входного сопротивления происходит за счет снижения сопротивления излучения, и, как следствие, за счет снижения КПД.

Пробные QSO с радиолюбителями из России и Европы проводились в телеграфе и SSB с мощностью 100 Вт. Наличие встроенного тюнера в Yaesu FT-991A позволило поберечь трансивер при работе на SSB-участке диапазона, где антенна имеет КСВ от 2 до 3. Были получены хорошие рапорты, в SSB даже с плюсами.

Укорочение изгибом применяют не только к вертикалам, но также к диполям и рамочным антеннам. Ничто не мешает использовать этот метод вместе с укорочением индуктивностью. Например, с противовесами по 16 метров и катушкой 44 мкГн в основании можно сделать антенну на 160 метров. Но для этого эксперимента нужно найти место посвободней и с уровнем шума пониже.

Дополнение: Еще один пример антенны укороченной изгибом вы найдете в посте Вертикальный Моксон на диапазон 20 метров.

Метки: Антенны, Беспроводная связь, Любительское радио.