Горизонтальная квадратная антенна

Перечитывая статью в выпуске «73 Magazine» за 1978 год, в которой восторженно отзывались об антенне под названием «The German Quad», которую [в то время] использовала примерно половина радиолюбителей в Германии, автор резюмирует основные моменты этой статьи.

Первое, что нужно знать об этой антенне, это то, что она работает без тюнера на 6 диапазонах, от 10 м до 80 м, а также на 2 м. Не нашлось подтверждения того, что она работает на 6 м, однако есть уверенность, что она также будет передавать на этом диапазоне. По сравнению с симметричным диполем, горизонтальный квадрат имеет то преимущество, что его можно запитать в любом месте, даже в точке, близкой к шэку, как на рис. 1.

Рис. 1. Общий вид

Как сложенная рамочная антенна, она принимает на 25 дБ меньше искусственного шума. Подобно другим рамочным антеннам с пустым пространством в центре, она не принимает сигналы, идущие прямо из ионосферы, такие как QRN и близлежащие источники сильных сигналов.

Поляризация горизонтальная, а излучение всенаправленное под малым углом. Форма не обязательно должна быть квадратной, однако площадь/апертура должны быть максимальными. Если внешний периметр представляет собой круг, это должно быть оптимально и добавит около 1 дБ по сравнению с квадратом — однако этого трудно достичь.

Оптимальная высота для диапазона 80 м должна быть около 10 м. Влияние земли и расстояние между излучателем и землёй умножают нижний и верхний лепесток, объединяя их в главный лепесток, тем самым способствуя эффекту передаваемого сигнала. Для более высоких частот будет достаточно высоты 5–10 метров.

Говорят, что усиление по сравнению с диполем на той же высоте составляет 6 dBd или около 2 единиц S [этот эффект виден на 20 м с рамкой VA6TJ]. По сравнению с 3-полосной 2-элементной антенной DL3ISA было обнаружено улучшение на 6–10 дБ в пользу горизонтального quad. Другое измерение, проведенное DL3ISA, было между горизонтальным quad и ¼ wave ground plane, где quad был > 12 дБ лучше [эффект поляризации?].

Рис. 2

Импеданс петли составляет около 100 Ом. Один из предлагаемых методов подачи заключается в том, чтобы подвести питание близко к шэку с очень низкими потерями 450-омной лестничной линии к тюнеру.

Здесь мы можем сделать упрощающее предположение: не используйте коаксиальный кабель для питания многодиапазонной антенны, потому что на некоторых диапазонах, которые не являются точными кратными, КСВ будет немного увеличен. См. рисунок 2.

Распространенный среди радиолюбителей предрассудок заключается в том, что открытая линия подачи проволоки излучает больше, чем экранированная коаксиальная. Это неверно. Фаза тока на одной стороне открытой линии подачи проволоки составляет 180 градусов по сравнению с другой стороной, и этот внутренний баланс снижает её способность излучать. С другой стороны, потери при открытой подаче проволоки длиной 100 м составляют всего 1% от потерь при аналогичной длине коаксиального кабеля. Расстояние в 6 см между линиями подачи обеспечивает полное сопротивление около 450 Ом.

Как мы видели выше, каждая часть quad имеет длину 1/4 l. Так что, если вам не хватает места, постройте его для 40-метрового диапазона со сторонами длиной всего 10,5 метров, а если ваш участок действительно маленький, попробуйте 20-метровый.

Рис. 3

Рис. 4

Провод антенны должен быть многожильным и может быть изолированным. Чтобы учесть фактор скорости, уменьшите расчётную длину для самого низкого диапазона частот на 4% (0,96 l»).

Ту же антенну можно установить в другой конфигурации: разделить на две части, запитав половины в противофазе. Такая модификация обеспечивает улучшенное усиление и полосу пропускания и в принципе напоминает нам антенну W8JK. Длина каждой стороны, показанная на рисунке 5, соответствует 30 м, но она также будет хорошо работать на частотах 20 м и выше.

Рис. 5

Если у вас есть керамические или стеклянные изоляторы, то они рекомендуются; если нет, то также подойдут отрезки ПВХ-труб. При небольшом предварительном планировании вы можете использовать один кусок провода длиной около 43 метров, пропустив его через изоляторы, тем самым избежав паяных соединений, которые могут вызвать проблемы в дальнейшем. Единственные паяные соединения будут с лестничной линией 450 Ом в центре моста. Не забудьте скрутить линию питания в мосту. И кажется, что сбалансированный тюнер можно использовать для 20 и 40 м.

Мы также должны отметить, что горизонтальные или вертикальные дельта-петли являются членами этого семейства антенн. Длина провода также является l. Автор использовал вертикальную дельта-петлю длиной 20 м, которая обеспечивает ответы от DX-станций с первого вызова на 100 Вт с Icom 751A. В таблице ниже мы видим различия между антеннами с угловым и центральным питанием, квадратными и дельта-петлями.

4X4LH