Антенны КВ На рисунке 1 представлен эскиз массива из 3 элементов для 160 метров. Каждый элемент представляет собой 80 футов 4-дюймовой алюминиевой оросительной трубы, сверху загруженной двумя 40-футовыми отрезками провода № 12, наклоненными вниз под углом около 45°. Длина каждого нагрузочного провода была отрегулирована таким образом, чтобы элементы без базовой нагрузки были индивидуально саморезонансными около 2,0 МГц.
Рис. 1 Вид N6LF в формате NEC 3-элементная матрица для 160 метров
Это позволило настроить окончательные резонансные частоты, добавив небольшую отводную катушку индуктивности (около 5 мкГн) последовательно с основой каждого элемента. Для работы директора была выбрана точка отвода, которая заставляла элемент резонировать на частоте 1,95 МГц; для работы рефлектора отвод был выбран для резонанса на частоте 1,8 МГц.
Собственные резонансные частоты паразитных элементов были отрегулированы при разомкнутой цепи двух других элементов. После настройки обоих паразитных элементов один из них был установлен в режиме отражателя, а другой — директора. В этом моменте ведомый элемент был настроен на резонанс (1,83 МГц в авторском случае) и согласован с линией питания путём изменения отвода на базовой катушке. Переход от директора к отражателю был выполнен с помощью SPST-реле и двух отводов на базовых индукторах для паразитных элементов (см. рис. 2).
Рис. 2. Индуктор с отводной базой и реле для переключения с режима отражателя на режим директора
Индукторы были сделаны немного больше минимально необходимого размера, чтобы двух требуемых значений индуктивности можно было достичь просто путём перемещения отводов. Нижний конец катушки ни к чему не подключен. Это было просто вопросом удобства во время настройки.
Чтобы согласовать линию питания с ведомым элементом, я также использовал небольшой индуктор с двумя отводами, но реле не требовалось. Один отвод был подключен непосредственно к земле и использовался для резонанса. Другой отвод был настроен на минимальный КСВ на входной линии подачи — очень близко к 1:1 на частоте 1,830 МГц.
Рис. 3. Реле и базовый индуктор (пример)
На рисунке 3 показан пример базовой катушки индуктивности и реле; использован там вакуум только потому, что он был удобен. Простое реле с открытым контактом подойдёт для этого применения, пока контакты могут проводить ток. Один небольшой трюк заключался в том, чтобы поменять местами контакты NO и NC между двумя паразитными элементами, чтобы без питания реле антенна работала на восток.
При подаче питания она работала на запад. В конкретном случае автор запитал реле через коаксиальную линию подачи, используя ВЧ-дроссели и конденсаторы для изоляции ВЧ от постоянного напряжения для реле.
Модели излучения
На рисунках 4 и 5 изображены модели излучения, полученные из NEC. Прогнозируемые токи паразитных элементов предполагают 1 А при 0° градусов в управляемом элементе. Таблица 1 предлагает сравнение с таковыми для массива K3LC. И шаблоны, и токи в массиве N6LF близки к указанным K3LC.
Рис. 4. Азимутальная диаграмма направленности антенной решётки N6LF при угле 20°
Рис. 5. Диаграмма угла массива N6LF по азимуту 0°
Таблица 1
Амплитуда и фазирование тока элемента в массивах N6LF и K3LC
K3RR, предложил другой способ настройки элементов. Вместо того, чтобы уменьшить верхнюю нагрузку, чтобы элементы были саморезонансными выше желаемой частоты, и использовать индуктор для резонанса, он предлагает использовать небольшую дополнительную верхнюю нагрузку, чтобы элементы были саморезонансными ниже желаемой частоты. Затем он снова резонирует элементы, используя последовательные конденсаторы. Это может оказаться более эффективным и, если часть ёмкости переменная, сделать регулировку очень простой. Реле затем будет использоваться для закорачивания части ёмкости для переключения с директора на рефлектор.
Создание собственной версии
Если вы не копируете антенну, как её описал автор, то вам придётся заранее определить правильную высоту элемента и верхнюю нагрузку с помощью программного обеспечения для моделирования, например, EZNEC. Когда вы это сделаете, вы обнаружите, что достижимые амплитуды тока и фазы, а также результирующая схема будут зависеть от высоты и нагрузки вертикала, а также на расстоянии между элементами.
Когда все элементы в массиве управляемы, вы можете иметь любую комбинацию фазы и амплитуды для токов элементов — по крайней мере, в принципе. Однако, когда некоторые из элементов являются паразитными, существуют встроенные ограничения на достижимые фазы и амплитуды тока элементов.
Например, обнаружено, что можно гораздо более близко приближаться к токам элементов K3LC с 80-футовыми элементами с верхней загрузкой, чем с полными четвертьволновыми (130-футовыми) элементами. Это не значит, что более высокие элементы не будут работать, но, работая как паразитные, автор не мог получить столь хорошую схему, потому что не мог достичь желаемых фаз тока и амплитуд так близко. С этой точки зрения, это было нормально, поскольку автор бы предпочел установить 80-футовые элементы, чем 130-футовые элементы. Окончательная эффективность была всё ещё довольно высокой даже с более короткими элементами, хотя пришлось бы быть очень агрессивным с системой заземления.
Было высказано предположение, что длина элемента не имеет значения, и всё, что вам нужно сделать, это настроить паразитный элемент на резонанс на желаемой частоте. Однако это не так. Получение лучшего рисунка в паразитном массиве с использованием более коротких нагруженных элементы не являются чем-то новым. Например, 2-элементная антенна типа Moxon Yagi, где концы элементов согнуты друг к другу, может иметь значительно лучшее направление вперёд-назад (F/B), чем та же антенна с полноразмерными элементами.
В недавнем выступлении N6BT. имеющий большой опыт работы с паразитными решётками, обсуждал полезность использования более коротких, нагруженных элементов в паразитной решётке.
Выводы
В целом, идея улучшить схему 4-square, преобразовав его в две 3-элементные решётки под прямым углом, работает просто отлично. Существует много вариаций на эту тему, подходящих для разных ситуаций.
N6LF
