Антенны КВ Идея заимствована из журнала CQ-DL 06/2014, где была опубликована статья под названием «Коаксиальная антенна с торцевым питанием λ/2». В статье описывается полуволновой диполь с торцевым питанием, сопротивление в точке питания которого приближается к 50 Ом с помощью четвертьволнового трансформатора.
В разговорной речи такую антенну часто называют J-образной антенной или J-образным полюсом.
Антенна проста в изготовлении и установке в полевых условиях, так как при вертикальной установке требуется только одна точка подвеса. Недостатком данной конструкции антенны является её однодиапазонный характер.
J-антенна: реализация с использованием Т-образного соединителя
Хорошее объяснение принципа работы четвертьволнового трансформатора можно найти в практическом руководстве «Конструирование антенн», HB9ACC, глава 7.1.3.
Антенну можно изготовить из длинного куска коаксиального кабеля RG58, если он есть. Для этого отрежьте кусок коаксиального кабеля длиной (L0 + L1) с небольшим запасом, прикрепите к одному концу разъём BNC или PL, а с другого конца снимите внешнюю оболочку и оплётку на длине L0 (за вычетом нескольких сантиметров).
Затем возьмите отрезок коаксиального кабеля длиной L2 с небольшим запасом, прикрепите к одному концу такой же разъём, как и к длинному кабелю, и замкните накоротко внутренний и внешний проводники на другом конце, который ещё не запаян.
Если коаксиального кабеля недостаточно, отрезок L0 можно изготовить из любого многожильного провода. Он припаивается к центральному проводнику коаксиального кабеля длиной L1 и тщательно изолируется от экранирующей оплётки (здесь во время передачи возникают высокие напряжения!).
Существует также второй вариант этой антенны без Т-образного разъёма, в котором L1 и L2 спаяны вместе в разъёме PL для кабеля RG213 и выведены из разъёма параллельно. Этот вариант несколько сложнее в изготовлении.
Для настройки необходимо одновременно подбирать три длины. Это требует не только деликатного прикосновения, но и использования антенного анализатора. Настройка только с помощью КСВ-метра весьма сложна.
Длину L0 следует сначала измерить примерно на 1% длиннее, а излишки отогнуть назад, а не обрезать провод. Длину L1 можно изменить, распутав экранирующую оплётку, не обрезая её. Для L2 рекомендуется не создавать короткое замыкание пайкой, а сначала скрутить внутренний и внешний проводники вместе. После успешной настройки короткое замыкание можно запаять, а открытые концы изолировать термоусадочной трубкой.
Затуханием, вызванным рассогласованием импеданса четвертьволнового трансформатора, не следует пренебрегать при большой длине и малой толщине кабеля, поэтому оно рассчитано здесь на примере.
DL4AAE любезно предоставил график ниже. С его помощью можно определить дополнительное затухание коаксиального кабеля как функцию «стандартного» затухания a0 и рассогласования импеданса s.
Пример:
Импеданс диполя с торцевым питанием можно принять равным приблизительно 2–4 кОм. В результате s = 2000 Ом / 50 Ом = 40 (в самом правом углу графика).
При использовании кабеля RG58 штатное затухание в четвертьволновом трансформаторе для диапазона 20 м составляет чуть менее 0,2 дБ (RG58: 6 дБ/100 м при 14 МГц).
Дополнительное затухание теперь можно определить графически по пересечению зелёной экстраполированной линии для a0 = 0,2 дБ с линией для s = 40. Оно составляет приблизительно 3,3 дБ. Следует отметить, что это, так сказать, «наилучший случай», поскольку импеданс предполагался равным 2 кОм. Более высокие значения импеданса диполя приводят к ещё большим потерям.
Таким образом, общее затухание составляет не менее 3,3 дБ + 0,2 дБ = 3,5 дБ. Это означает, что более половины передаваемой мощности теряется в виде тепла в кабеле. Затухание также влияет на приём: сигналы кажутся примерно на половину S-единицы тише.
Характеристики:
Тем не менее, DX-инг возможен с вертикально установленной J-антенной. Это продемонстрировано QSO с W1, W4, JA, VK, ZL (20 м) и W7 (15 м) при мощности передачи 10 Вт.
Моделирование с 4NEC2 показывает, что вертикальный диполь с параметром «плохое заземление» работает примерно на 3 дБ лучше, чем низко установленная перевёрнутая V-антенна при малых углах излучения, важных для DX-инга.
DL3TU
