Таблицы длин диполей

В выводах анализа длины полуволнового диполя в основном говорится о множестве переменных, поэтому проволоку следует отрезать немного длиннее, чем указано в стандартных формулах, и подрезать до резонанса. Исходя из этого здесь приведены конкретные цифры, которые могли бы использоваться при создании антенн.

Некоторые из переменных включают:

• Толщину провода
• Материал и толщина изоляции провода
• Высота над землёй
• Угол наклона проводов в форме перевёрнутой буквы V (inverted vee)
• Способ крепления провода к изоляторам
• Длина и тип разъёма коаксиального кабеля, если он не используется с эффективным балуном
• Провисание проводов

Одно из важнейших открытий заключается в том, что при изготовлении антенн из тонкого изолированного провода измеренная длина провода, которую следует использовать, отличается от длины самого диполя, которую определяют стандартные формулы. Лучше никогда не измерять конечную длину проволочной антенны — только то, сколько провода нужно снять с катушки, чтобы её изготовить.

Было решено провести фактические измерения реальных антенн, используя разные типы провода, чтобы разработать рекомендуемые размеры для каждого диапазона. Измерено 75 проволочных диполей, установленных в 3 разных местах. И исследование ещё не завершено: надо провести больше экспериментов с изменениями по мере установки антенны в различных конфигурациях. Но уже достаточно данных, чтобы сделать хороший старт.

Подход

Для того чтобы результаты были воспроизводимы, первым шагом стала стандартизация собственной антенны автора. Тестовая установка предполагала более или менее типичную для портативной или временной антенны: перевёрнутая V-образная антенна с высотой центра 6 м (20 футов), с проводами, наклоненными вниз под углом 120 градусов (каждый провод примерно на 60 градусов от вертикали). Более длинные провода были сделаны более плоскими, чтобы концы находились на высоте не менее 2,5 м (8 футов) от земли, хотя это не всегда было удобно.

Провода тестировались с использованием стандартного оборудования дипольного комплекта. Оставлены 20 см (8 дюймов) провода для привязки провода к центральному изолятору и подключения к коаксиальному кабелю. Петля на дальнем конце имела длину около 2 см (1 дюйм), с подвесным концом для регулировки, которая варьировалась в зависимости от диапазона.

Диаметры проводов варьировались от 1 мм (AWG #18) до 0,4 мм (AWG #26), в основном многожильные, с различными типами и цветами изоляции. (Некоторые из них были нарезаны для антенн более 40 лет назад, некоторые — специально для этого теста, а некоторые — просто случайные куски, которые использовались где-то). Каждый комплект проводов хранится в отдельном маркированном пластиковом пакете, чтобы было можно вернуться и повторить измерения по мере необходимости.

Когда строился график зависимости длины от частоты минимального КСВ, точки не ложились на ровную кривую. Иногда более длинный провод имел более высокую резонансную частоту. Это могло быть связано с изменением условий измерения в ходе исследования или с тем, что концы проводов в некоторых местах находились ближе к земле. (Высота центра антенны была стандартизирована путём маркировки коаксиального кабеля кусочком скотча в том месте, где он должен достигать земли).

Так что да, в результатах всё ещё есть некоторые вариации. По-прежнему рекомендуется начинать с длинной антенны и регулировать её длину в соответствии с вашими конкретными «нормальными» условиями. Но постараемся указать не только длину, которая определилась в «стандартных условиях», но и разумный диапазон ожидаемой длины, исходя из вариаций, с которыми столкнулись в процессе. А также предлагаемую начальную длину провода, чтобы вы не обрезали его слишком коротко, но и не потратили слишком много провода впустую.

Используя эти таблицы

Вполне возможно построить диполь, который не требует полевой настройки в широком диапазоне условий установки. Для этого рекомендуются следующие шаги:

• Настройте антенну в конфигурации, типичной для того, как вы будете её использовать. Если вы планируете использовать её с определённой опорой, настройте её на этой высоте, закрепив концы на типичном расстоянии. Конечно, условия в поле могут быть не всегда одинаковыми, но чем ближе вы сможете подобраться к ним изначально, тем больше вероятность того, что антенна всё ещё будет работать.
• На частотах 20 м и выше рабочая полоса пропускания достаточно широка, поэтому, вероятно, нет необходимости оставлять «хвост» для полевой настройки. Если же он необходим, настройте антенну соответствующим образом.
• При завязывании узлов для поддерживающих тросов оставляйте их завязанными на проволоке при её сворачивании. Таким образом, они будут находиться в одном и том же месте каждый раз, когда вы её используете. Стандартизация способа крепления проволоки к центральному изолятору также поможет.
• Если вы всё же оставляете «хвост» для настройки, для регулировки антенны удобно использовать фиксатор троса (Cord Lock).
• Изменение длины при сдвиге частоты на 100 кГц является лишь приблизительным — оно зависит, помимо прочих факторов, от длины хвостовой части антенны, поэтому не пытайтесь обрезать антенну точно по длине за один раз: это, как правило, приводит к перерегулированию и получению слишком короткого провода.
• Идеальная цель — это когда КСВ достаточно низок, чтобы антенна была пригодна для использования в желаемом диапазоне частот. Когда КСВ ниже 1,5:1 во всём диапазоне, дальнейшая регулировка резонансной частоты не принесёт никакой пользы, даже если она не совсем соответствует желаемой.
• Если КСВ слишком высок в точке минимума, попробуйте ослабить концевые тросы. Это позволит проводам немного провиснуть и снизит центральный угол.

На практике использовался комплект дипольной антенны в рюкзаке во многих различных ситуациях, на разной высоте, без какой-либо регулировки в полевых условиях или использования тюнера. Только один случай, когда КСВ был настолько высок, что антенна не работала, но это было с антенной, проложенной вдоль колючей проволоки.

ВАЖНОЕ ЗАМЕЧАНИЕ: Все указанные здесь длины — это длина одной стороны диполя, а не общая длина, как это определяется традиционными формулами.

Результаты

Для каждого диапазона указывается типичная длина провода для одной стороны диполя для целевой частоты, которая обычно является нижней границей диапазона, а также ожидаемую погрешность, рекомендуемую начальную длину провода, ожидаемую ширину полосы КСВ, длину подвесных хвостов и примерное изменение длины провода для смещения частоты на 100 кГц, если вы хотите настроить антенну на другую частоту.

Диапазон 80 м

Даже при дополнительных измерениях результаты на частоте 80 м являются наиболее вариативными. А поскольку полоса пропускания КСВ в кГц уже, чем на более высоких частотах, может потребоваться настройка поля. Например:

• один провод длиной 20 м (65,6 фута) измерялась частота 3,575 МГц
• другой провод длиной 20 м измерялась частота 3,475 МГц и 3,540 МГц в разные дни
• провод длиной 19,36 м (65 футов), измеренный дважды, оба раза показывал частоту 3,650 МГц.

Наибольшее влияние на 80-метровую антенну, по-видимому, оказывает высота концов над землёй: ёмкость между концами провода и землёй снижает резонансную частоту. Чем длиннее провод, тем меньший угол наклона требуется для его размещения, если центр не очень высоко расположен (что часто бывает при переносной установке), а также чем меньше высота в длинах волн и чем сильнее провисание из-за веса провода и верёвки (особенно если опоры не могут выдержать сильное натяжение), тем сильнее меняется резонансная частота, даже при использовании одного и того же провода для антенны.

То, как и где завязаны узлы на проводе, по-прежнему имеет значение, как и в других диапазонах, с той лишь разницей, что свисающий конец может изменить ёмкость относительно земли. Если поднять центр (и концы) антенны выше, неопределённость уменьшится.

Для этого диапазона у нас есть данные по частотам 3500 и 3900 МГц:

• целевая частота: 3,500 МГц
• Типичная длина каждого провода с хвостом длиной 50 см (20 дюймов): 20,3 м (66,6 фута)
• Вероятный диапазон длин: от 19,5 до 20,5 м (от 64 до 67,3 фута)
• Рекомендуемая начальная длина: 20,5 м (67,3 фута)

• целевая частота: 3,900 МГц
• Типичная длина каждого провода с хвостом длиной 50 см (20 дюймов): 18,25 м (60 футов)
• Вероятный диапазон длин: от 17,5 до 18,8 м (от 57,5 до 61,7 футов)
• Рекомендуемая начальная длина: 19 м (62,3 фута)

• Изменение длины провода для 100 кГц: 50 см (20 дюймов)
• Диапазон настройки с хвостом длиной 50 см: 50 кГц
• Полоса пропускания КСВ при 1,5 : 1 : 100 кГц
• Полоса пропускания КСВ при 2 : 1 : 180 кГц

Примечание: на практике, поскольку эта антенна относительно плоская, волновое сопротивление в точке питания выше, чем у других V-образных антенн, рассмотренных в этом исследовании. Минимальный КСВ (50) обычно составлял 1,5 : 1, а полоса пропускания КСВ 2 : 1 — около 100 кГц.

Часто возникает вопрос, можно ли сделать антенну, которая будет охватывать весь диапазон II региона IARU от 3,5 до 4,0 МГц, если загнуть её концы. Поэтому в качестве эксперимента начали с антенны, состоящей из 21 м (68,9 фута) провода с каждой стороны (резонансная частота около 3,340 МГц), и постепенно загибались концы. При длине провода 4 м (13 футов), сложенного вдвое, резонансная частота составляла 3,975 МГц. Минимальный КСВ оставался на уровне около 1,5:1. Для антенны, резонансная частота которой составляет около 3,5 МГц при полной длине, вероятно, достаточно 3 м (10 футов) шлейфа, чтобы достичь частоты 4,0 МГц.

Так что да, это кажется практичным, хотя такой хвост слишком длинный, чтобы свисать, когда его концы находятся так близко к земле. Было бы проще закрепить опорную верёвку узлом, который будет скользить по проводу, чтобы упростить регулировку. Затем свободный конец можно закрепить на натянутом проводе с помощью узла Прусика, кордового замка или пластиковой прищепки, а приблизительные настройки частоты отметить на проводе с помощью термоусадочной трубки разных цветов.

Диапазон 60 м

• Целевая частота: 5.300 МГц
• Типичная длина каждого провода с хвостовиком 50 см (20 дюймов): 13.22 м ( 43.5 футов)
• Вероятный диапазон длин: от 13 до 13,6 м (42,5-44,5 футов)
• Рекомендуемая начальная длина: 14 м ( 46 футов)
• Изменение длины провода при частоте 100 кГц: 24 см (10 дюймов)
• Диапазон настройки с 50-сантиметровым хвостом: от 5,270 до 5,415 МГц
• Полоса пропускания КСВ при 1,5: 1: 140 кГц
• Полоса пропускания КСВ при 2: 1: 250 кГц

Диапазон 40 м

• Целевая частота: 7.000 МГц
• Типичная длина каждого провода с хвостовиком 30 см (12 дюймов): 10.15 м (33.3 фута)
• Вероятный диапазон длин: от 9,66 до 10,36 м (от 31,7 до 34,0 футов)
• Рекомендуемая начальная длина: 10,4 м (34 фута)
• Изменение длины провода при частоте 100 кГц: 14 см ( 5 дюймов)
• Диапазон настройки с хвостовиком 30 см (12 дюймов): от 6,975 до 7,115 МГц
• Полоса пропускания КСВ при 1,5: 1: 200 кГц
• Полоса пропускания КСВ при 2: 1: 400 кГц

Диапазон 30 м

• Целевая частота: 10,100 МГц
• Типичная длина каждого провода с хвостовиком 12 см ( 5 дюймов): 7,22 м (23,67 фута)
• Вероятный диапазон длин: 7,1-7,3 м (23,25 -24,0 фута)
• Рекомендуемая начальная длина: 7,3 м (24 фута)
• Изменение длины провода при частоте 100 кГц: 4 см (1,5 дюйма)
• Диапазон настройки с хвостовиком 12 см (5 дюймов): от 10,075 до 10,300 МГц
• Полоса пропускания КСВ при 1,5: 1: 250 кГц
• Полоса пропускания КСВ при 2: 1: 500 кГц

Диапазон 20 м

• Целевая частота: 14,00 МГц
• Типичная длина каждого провода с хвостовиком 30 см (1 фут): 5,2 м ( 17 футов)
• Вероятный диапазон длин: от 5,1 до 5,3 м (от 16,75 до 17,4 футов)
• Рекомендуемая начальная длина: 5,35 м (17,5 футов)
• Изменение длины провода для частоты 100 кГц: 3-4 см (1,5 дюйма)
• Диапазон настройки с 30-сантиметровым хвостом: от 13,90 до 14,40 МГц
• Полоса пропускания КСВ при 1,5 : 1: 350 кГц
• Полоса пропускания КСВ при 2: 1: 800 кГц

На частотах 20 м и выше полоса пропускания КСВ достаточно широка, поэтому, вероятно, нет необходимости использовать загнутый конец для настройки антенны в полевых условиях после первоначальной настройки.

Диапазон 17 м

• Целевая частота: 18,100 МГц
• Типичная длина каждого провода с хвостовиком 20 см ( 8 дюймов): 4,12 м (13,5 футов)
• Вероятный диапазон длин: 4,0-4,2 м (13-13,75 футов)
• Рекомендуемая начальная длина: 4,25 м (14 футов)
• Изменение длины провода при 100 кГц: 2 см (1 дюйм)
• Диапазон настройки при 20 см (8 дюймов) хвосте: от 18,05 до 18,70 МГц
• Полоса пропускания КСВ при 1,5: 1: 400+ кГц
• Полоса пропускания КСВ при 2: 1: 1000 кГц

Диапазон 15 м

• Целевая частота: 21.000 МГц
• Типичная длина каждого провода с хвостовиком длиной 13 см: 3,58 м (11,75 фута)
• Вероятный диапазон длин: от 3,50 до 3,65 м (от 11,5 до 12 футов)
• Рекомендуемая начальная длина: 3,75 м (12,3 фута)
• Изменение длины провода для частоты 100 кГц: 1,5 см (5/8 дюйма)
• Диапазон настройки с 13-сантиметровым хвостом: от 20,95 до 21,45 кГц
• Полоса пропускания КСВ при 1,5 : 1: 600 кГц
• Полоса пропускания КСВ при 2: 1: 1000 кГц

Диапазон 12 м

• Целевая частота: 24,9 МГц
• Типичная длина каждого провода с хвостовиком 10 см ( 4 дюйма): 3,0 м (9,8 фута)
• Вероятный диапазон длин: 2,9-3,1 м (9,5-10,2 фута)
• Рекомендуемая начальная длина: 3,2 м (10,5 футов)
• Изменение длины провода при 100 кГц: 1,25 см (1/2 дюйма)
• Полоса пропускания КСВ при 1,5: 1: 800 кГц
• Полоса пропускания КСВ при 2: 1: 1300 кГц

Диапазон 10 м

• Целевая частота: 28,4 МГц
• Типичная длина каждого провода с хвостовиком 20 см ( 8 дюймов): 2,65 м (8,7 фута)
• Вероятный диапазон длин: от 2,6 до 2,74 м (от 8,5 до 9 футов)
• Рекомендуемая начальная длина: 2,75 м (9 футов)
• Изменение длины провода для частоты 100 кГц: 1 см (3/8 дюйма)
• Диапазон настройки с хвостом длиной 20 см: от 28,15 до 29,8 МГц
• Полоса пропускания КСВ при 1,5 : 1: 1000 кГц
• Полоса пропускания КСВ при 2: 1: 1600 кГц

Ещё больше экспериментов можно провести, особенно чтобы определить, насколько сильно меняется частота при различных способах установки антенны.

WB6BYU