Антенны КВ All Band HF Doublet часто называют диполем случайной длины, поскольку он обычно имеет такую же длину, как и имеющееся пространство в разумных пределах, но есть несколько ограничений на конечную длину диполя. Во-первых, эффективность антенны начнёт падать при длинах диполя, значительно меньших, чем длина половины волны для самого низкого диапазона.
Также разумно избегать длин, которые создают чрезвычайно высокое сопротивление для согласующего устройства, поскольку оно может быть за пределами его способности согласовывать это сопротивление.
Второй пример довольно легко исправить, просто добавив или вычтя некоторую длину либо к диполю, либо к линии питания, часто достаточно всего лишь метра. Хотя длина антенны значительно меньше длины половины волны на частоте 1,8 МГц, при длине чуть более четверти волны она всё равно даст полезный доступ к этому диапазону.
Готовая антенная система состоит из 42-метрового центрального дуплета (21 метр на каждое плечо), подвешенного в центре и поддерживаемого короткой 1-метровой траверсой, прикрепленной наверху 11-метровой вышки. Дуплет питается 8-метровой лестничной линией 450 Ом, которая затем подключается к 3,5-метровой секции двойной heliax (подробно описано ниже), которая заведена в shack к согласующему устройству антенны Z-Match.
В справочнике ARRL представлены результаты сравнительного исследования дуплета HF All Band, сконструированного как дуплет с плоским верхом и как перевёрнутая конфигурация «V». Вывод был сделан в том, что обе конфигурации предлагают практичную и гибкую антенну, при этом плоский верх представляет собой превосходную диаграмму направленности с низким углом из-за его общей большей высоты над землёй.
Одним из недостатков этой антенной системы является то, что это сбалансированная система, в которой каждая половина дуплета и конфигурации линии питания должна зеркально отражать другую. Невыполнение этого требования приведёт к тому, что фидерная линия будет принимать и излучать энергию, что приведёт к искажению диаграммы направленности, а также позволит фидерной линии принимать паразитные сигналы от компьютеров и т.д., когда фидерная линия входит в радиорубку. Несмотря на это, обнаружено, что эта антенная система достаточно снисходительна.
Характеристики
Хотя антенна в принципе была не первой, как All Band HF Doublet, но возникла ключевая проблема проектирования, которая заключалась в том, как получить доступ к сбалансированной лестничной линии в радиорубку, расположенную в здании со стальной обшивкой. Лестничная линия является очень эффективной линией передачи, особенно когда вероятен высокий КСВ, как в предлагаемой конфигурации; однако, лестничная линия должна быть достаточно удалена от любых металлических конструкций и предпочтительно должна проходить широким образом, избегая резких изгибов.
Решением было заделать проводники двойной лестничной линии в двойную секцию коаксиального кабеля для прокладки в хижину. При соединении экранов вместе на обоих концах двойной коаксиальной секции получается секция экранированной сбалансированной линии передачи 100 Ом. Использование коаксиала таким образом может привести к высоким потерям при работе с высоким КСВ, особенно в более высоких диапазонах КВ, поэтому важно использовать лучший коаксиальный кабель с минимальными потерями и придерживаться секции как можно более однородной. Решено использовать 1/2″ heliax, который был доступен, так как длина трассы составляла около 3,5 м. Хотя не важно, чтобы коаксиальный или heliax следовали по одному и тому же маршруту, критически важно, чтобы они были одинаковой длины, а экраны были соединены на обоих концах и идеально заземлены на обоих концах, но, по крайней мере, на конце станции.
Строительство
Перевёрнутый дублет ‘V’ был построен с использованием 42 м стандартного 2,5 мм2, 7-жильного медного заземляющего провода с удалённой изоляцией из ПВХ и глазурованными фарфоровыми электрическими изоляторами ограждения на конце и креплениями вершины ‘V’. Вершина ‘V’ была прикреплена к небольшой стальной траверсе, расположенной наверху 11-метровой вышки, питаемой 8-метровой лестничной линией 450 Ом, спущенной вертикально от вершины ‘V’ к небольшой пластиковой распределительной коробке, прикрепленной к небольшой подмачте, расположенной в центре стальной крыши здания радиорубки.
Лестничная линия, которая затем подключается к 3,5-метровой секции twin heliax в распределительной коробке, где экраны twin heliax соединены и заземлены с небольшой подмачтой, которая электрически соединена со стальной крышей. Затем двойная спираль прокладывается через пространство крыши и полости стен и представлена через два гнезда переборки SO259, где экраны двойной спирали также соединены и заземлены на станционное заземление.
Затем фидерная линия согласуется через блок согласования баланса, например, в блоке согласования антенны Z-Match, с типичным гнездом радиоантенны 50 Ом. Очевидно, что критически важно, чтобы КСВ тщательно контролировался во время процедуры согласования.
Рис. 1. Общая схема
Базовая вседиапазонная дипольная компоновка
- Перевёрнутый V-образный диполь. (Длина зависит от доступного пространства для установки. В данном случае общая длина составила 42 м)
- Лестничная линия 450 Ом. (Может быть любой реалистичной длины. В данном случае она составила 7,5 м)
- Соединительная коробка (Линия лестницы — интерфейс двойной heliax оси)
- Двойная heliax ось (Как можно короче. В данном случае она составила 3,5 м)
- Двойные переборочные гнёзда SO259
- Z-Match AMU
- Измеритель КСВН
- КВ-трансивер
Фото 2. Соединительная коробка (линия лестницы — интерфейс двойной heliax)
Фото 3. Сборка распределительной коробки (линия лестницы — интерфейс twin heliax)
Фото 4. Двойные розетки SO259 для переборки
Эксплуатация
Крайне важно, чтобы КСВ тщательно контролировался во время процедуры согласования, необходимой после смены диапазонов и когда в пределах диапазона производятся даже умеренные изменения частоты. Это особенно важно в диапазонах низких частот, включая диапазоны 20 и 30 м, для значительных перемещений и даже для незначительных перемещений частоты в диапазонах 80 и 160 м. Обратите внимание на очень узкую ширину полосы 6 кГц ниже КСВ 1,5 — 1 для диапазона 160 м
Согласующее устройство антенны Z-Match, хотя и не предназначено исключительно для сбалансированной антенной системы, особенно хорошо подходит для этой конфигурации. Сбалансированная антенная система требует, чтобы каждая половина дублета, а также каждая сторона линии передачи были почти зеркальным отражением, а также следует избегать близлежащих деревьев и конструкций, в частности металлических конструкций. Когда система сбалансирована, линия передачи будет иметь равный, но противоположный ток, текущий в каждой линии. Это устранит любое излучение или приём на линии передачи.
Линия передачи является основной причиной поддержания хорошо сбалансированной системы, поскольку она будет склонна излучать и принимать сигналы при входе в радиорубку. Такие устройства, как компьютеры, излучают шум, который может попасть в чувствительный радиоприёмник, а сильные поля вокруг несбалансированной линии передачи могут мешать работе другого чувствительного оборудования.
Реальной проблемой для многих, если не для большинства сбалансированных антенных систем является достижение этого более или менее идеального баланса. Дисбаланс в первую очередь вызван большей емкостной связью с одной стороны системы, чем с другой. Ллойд Батлер предлагает метод противодействия этому эффекту, просто добавляя дополнительную ёмкость на противоположной стороне системы. Поэтому была добавлена эта функция в свою версию Z-Match. Какая сторона требует дополнительной ёмкости, немного проб и ошибок, но метод проверки баланса заключается в измерении тока в каждом плече одновременно и наблюдении, равны ли они, или просто регулировке до тех пор, пока локально генерируемый шум не уменьшится. Чем дальше источник проблемного шума от антенной системы, тем больше вероятность, что его принимает антенна, а не линия передачи, и тем менее эффективным будет балансировочный конденсатор.
По некоторым данным, All Band HF Doublet хорошо работает на всех диапазонах от 80 до 10 м, и этого можно было ожидать, учитывая его длину на 160 м. Все диапазоны от 40 м и выше (30, 20, 17, 15, 12 и 10 м) имеют пригодное для использования покрытие по всему миру в зависимости от условий.
VK6YSF
