В антенне используется интересная конструкция: лёгкие трубки из стекловолокна (или аналогичные), поддерживающие проволочную конструкцию элементов. Как показано на рисунке 1, директор и рефлектор изогнуты по направлению к концам возбуждаемого элемента, что придаёт антенне сходство с прямоугольником Moxon: паразитные индуцированные токи плюс концевая связь элементов.
Размеры указаны для 10-метровой антенны. Единственное отличие публикуемой модели для свободного пространства от рекомендаций автора (G4ZU) заключается в небольшом уменьшении длины возбуждаемого элемента.
Рис. 1
Антенна достаточно проста в изготовлении. Фактически, она отлично подходит для полевых выездов, поскольку мы можем собрать её, разобрать и собрать заново на месте с минимальными трудностями.
Пунктирные линии обозначают верёвку, натянутую по периметру опор «из стороны в сторону» и «спереди назад». Затем проволоку можно просто прикрепить к верёвке скотчем. Обратите внимание, что эта антенна имеет длину более 16 дюймов из стороны в сторону и 12 дюймов спереди назад.
Как работает антенна? Чтобы выровнять игровое поле, была смоделирована Bird Yagi и 3 других: простой двухэлементный Yagi (simple 2-element Yagi), широкополосный Yagi (wide-band Yagi) и узкополосный Yagi (narrow-band Yagi). Bird, 2-эл. и 3-эл. WB имеют импеданс в точке подачи, близкий к 50 Ом, и могут питаться по крайней мере на первых частотах 10 метров напрямую по коаксиальному каналу (рекомендуется использовать дроссель «balun»). Узкополосный 3-элементный Yagi имеет резонансное сопротивление в точке подачи, близкое к 20 Ом, и для этого потребуется бета-соединение или что-то подобное. Во всех антеннах используются алюминиевые трубки, за исключением Bird, в которой используется медный провод № 12.
Все антенны были смоделированы в условиях свободного пространства. Различия в характеристиках проявляются практически при любой высоте антенны, начиная примерно с 20 футов и выше на высоте 10 метров (5/8 вт или выше). Для малых высот, конечно, для всех моделей потребуется регулировка приводного элемента. На рисунке 2 показаны диаграммы направленности в свободном пространстве.
Рис. 2
Сначала найдите Bird Yagi в лабиринте линий на рисунке 2. Обратите внимание, что рисунок значительно отличается как от стандартных рисунков Yagi, так и от рисунка Moxon. Yagi демонстрирует превосходное отклонение от боков, в то время как Bird находится всего на расстоянии около 11 дБ от боков. (Это может быть как преимуществом, так и недостатком при работе в полевых условиях, в зависимости от простоты поворота траверсы и т.д.)
Схема Moxon, не показанная здесь, представляет собой крупный кардиоидный паттерн, который охватывает всю переднюю область, но полностью отключается в задней. Переднее и заднее соотношение Bird Yagi варьируется от 11 дБ до максимального значения более 14 дБ по всей полосе частот. (Опять же, для некоторых видов связей, таких как зональные сети, это может быть преимуществом, поскольку наличие станции сзади будет очевидным, если её уменьшить. Однако для других операций желательно больше смещения спереди назад.)
Коэффициент усиления «Bird Yagi» не такой высокий, как у 3-элементных антенн Yagi: около 6,5 dBi в свободном пространстве. Это всего на 0,5 dB больше, чем у 2-элементной антенны Yagi, хотя широкополосная 2-элементная антенна с прямым коаксиальным питанием имеет довольно низкое соотношение сторон.
Широкополосная 3-элементная антенна Yagi, которая заменяет прямую коаксиальную фидерную линию и широкую полосу КСВ для увеличения коэффициента усиления, по-прежнему обеспечивает дополнительный коэффициент усиления в 0,5 dB по сравнению с антенной Bird. Кроме того, широкополосная антенна Yagi обеспечивает коэффициент усиления более 19 dB в диапазоне 10 метров.
Узкополосная 3-элементная антенна Yagi оптимизирована для получения максимального коэффициента усиления и отношения сигнал/шум, хотя показанная модель не сохраняет эти показатели в широком диапазоне частот (около 0,5 МГц на 10 метрах). Тем не менее, это хороший пример того, чего можно добиться с помощью 3-элементной антенны: коэффициент усиления в свободном пространстве более 8,1 dBi и отношение сигнал/шум 30 dB (с отношением сигнал/шум не менее 23 dB). Эти показатели более чем на 1,5 dB превышают показатели Bird и примерно вдвое превышают соотношение излучений вперёд-назад, а также обеспечивают превосходное боковое подавление.
Эти сравнения НЕ означают, что Bird Yagi не подходит для использования по назначению: это лёгкая, простая в конструкции, дешёвая антенна прямого действия, предназначенная для строительства дома и повседневного использования. В этой категории Bird занимает особое место.
Окончательное решение о том, играть ли с Bird Yagi, следует принимать после того, как вы решите, что вам нужна антенна именно этой категории. Затем её можно сравнить конструктивно с другими антеннами того же класса. Многие решения в конечном итоге могут зависеть от доступных материалов и навыков, а также от разницы в усилении в полтора dB.
Хотя Bird кажется достаточно легко поддерживать на высоте 10 метров, концы, вероятно, потребуется поддерживать спускающимися верёвками с центрального шипа, проходящего над антенной. Для диапазонов более 10 метров набор канатов может стать проблемой при некоторых установках.
Учтите также, что длина антенны спереди назад составляет 12 дюймов. Фактически, это не длиннее, чем стрела широкополосного 10-метрового 3-элементного Yagi с его превосходными характеристиками (или стрелы узкополосного 3-элементного Yagi, если уж на то пошло). От того, кому удобнее работать с проволокой и канатом или с трубками, зависит решение о строительстве. Для ещё большей компактности двухэлементному Yagi, показатели производительности которого лишь немного ниже, чем у Bird, требуется всего 6-дюймовая стрела на высоте 10 метров, и эта стрела может быть любой — от алюминиевых труб до ПВХ.
Bird занимает свою нишу в массиве любительских антенн. Однако, подойдёт ли она вам, будет зависеть от многих факторов, некоторые из которых имеют мало общего с моделированием антенны. Надеюсь, эти заметки дадут вам более широкую перспективу, в рамках которой вы сможете принимать решения о создании антенны.
W4RNL (SK)

