Цельнометаллическая дельта-антенна

Цельнометаллическая дельта-антенна

  Идея постройки этой антенны родилась в один из холодных осенних дней, когда дует порывистый ветер вперемешку со снегом и дождем Именно в такой день у трехэлементного "квадрата" сломались распорки из стекловолокна. Было ясно, что из-за отсутствия подходящего материала восстановить антенну в ближайшее время не удасться. Вот тут-то и появилась дилемма: либо сделать в короткий срок новую антенну, обладающую характеристиками популярного "двойного квадрата", но не содержащую изолирующих материалов, либо остаться без антенны до весны. Из всех антенн наиболее подходящей с точки зрения простоты конструкции и минимума необходимых материалов показалась антенна с вибраторами в виде греческой буквы Д-хорошо известная "Delta loop". Проектирование, изготовление и настройка этой цельнометаллической дельта-антенны заняли всего три дня.

  Конструкция однодиапазонного варианта антенны показана на рис. 1. К концам несущей траверсы Е (дюралюминиевая труба диаметром 40 мм) прикреплены тонкостенные дюралюминиевые трубы А, А', С и С1 (их диаметр 30 мм), концы которых соединены алюминиевыми или медными проводами В, В', F и F' диаметром 1,5...2,5 мм. Вспомогательная траверса D предупреждает опрокидывание антенны и так же, как и основная траверса E, крепится к вертикальной мачте G. Кроме того, траверса D дополнительно укрепляет трубы С и С'.

  Труба А с проводами В и F образует активный элемент антенны. При его питании в центре трубы А антенна будет иметь горизонтальную поляризацию, поэтому вертикальная труба С не будет влиять на характеристики антенны и ее можно не изолировать от проводов В и F в точке в. Сказанное выше полностью относится и к пассивному элементу. Если, однако, нет твердой уверенности в симметричности токов в элементах антенны, то в точках в и в' следует поставить изоляторы.

  Антенна может быть выполнена и как трехдиапазонная. В этом случае элементы более высокочастотных диапазонов изготавливают из провода диаметром 1,5...2 мм и растягивают с помощью капронового шнура внутри элементов для диапазона 20 м (рис. 2).

  Оптимальная длина траверсы для трехдиапазонной антенны - 2100 мм что составляет примерно 0,1 Л, для 20-метрового, 0,15L, для 15-метрового и 0,2L, для 10-метрового диапазона, При этом пассивный элемент на 20-метровом диапазоне выгодно использовать как директор, а на остальных - как рефлекторы. Тогда коэффициенты усиления и отношения излучения вперед/назад получаются примерно одинаковыми для всех трех диапазонов, хотя в этом случае максимум диаграммы направленности на диапазоне 20 м будет повернут на 180° по отношению к диапазонам 15 и 10 м.

  Размеры антенны для диапазонов 20, 15 и 10 м приведены в таблице. Следует иметь в виду, что соотношения между размерами трубы А (А1) и проводов B(B') и F(F1) можно изменять в достаточно широких Пределах при сохранении неизменным периметра элемента. В этом случае естественно будут изменяться и размеры трубы В (В'). Однако выбранная форма элемента - равносторонний треугольник - близка к оптимальной и должна обеспечивать максимальный коэффициент усиления.

  Питание рамки диапазона 20 м осуществляется коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 75 Ом через Г-согласующее устройство (рис. 3). Максимальная емкость конденсатора С1 - 40 пФ, диаметр трубки согласующего устройства - 10 мм.

  Активные элементы диапазонов 15 и 10 м питаются по отдельным коаксиальным кабелям с волновым сопротивлением 75 Ом через симметрирующие трансформаторы на ферритовых кольцах. Коэффициент трансформации 1:1.

  Настройку антенны удобно осуществлять в перевернутом положении (рис. 4). Такое положение может быть и рабочим, что, однако, уменьшает высоту антенны. Кроме того, появляется прогиб труб А и А', а также возникает проблема установки оттяжек крепления вертикальной мачты G, которые могут "цепляться" за элементы.

  Сначала подстраивают элементы антенны с помощью гетеродинного индикатора резонанса, связывая его с тем или иным элементом вблизи точки в (в'). Длину проволочных частей элементов первоначально берут с небольшим запасом по сравнению с указанной в таблице. ЕЈ уменьшают при настройке, скручивая провода В (В') и F (F') между собой в точке в и одновременно перемешая место скрутки вдоль трубы С вверх так, чтобы провода слегка провисали (из-за прогиба труб А и А'). На чтом этапе настройки фидеры должны быть отключены. После установки резонансных частот (-5% от средней частоты для директора и +5% для рефлектора) всех элементов антенны подключают фидеры и изменением длины пассивных элементов в небольших пределах настраивают антенну на максимальное подавление заднего лепестка. В качестве источника сигнала используют кварцевый генератор с горизонтально поляризованной антенной, отнесенный на расстояние не менее 80...100 м. Эту процедуру повторяют несколько раз для учета взаимного влияния элементов при изменении их длины. Далее снимают диаграмму направленности антенны, и, если она удовлетворительна, возвращают антенну в рабочее положение (углом вверх). С помощью измерителя КСВ определяют коэффициент стоячей волны в фидерах во всех диапазонах, подстраивают Г-согласующее устройство. В описываемой антенне КСВ в пределах 20-метрового диапазона после настройки не превышал 1,2, а на остальных диапазонах был около 1,5. Остальные параметры были сходны с параметрами антенны "двойной квадрат". Размеры узлов антенны в метрах, приведены в таблице: