Логопериодическая антенна

Современные требования к радиолюбительской антенне собственного изготовления можно отразить в нескольких пунктах:

• Обеспечивать работу на нескольких диапазонах, включая WARC.

• Иметь усиление (по отношению к диполю) не менее 5-8 дб и ослабление назад не менее 25 - 30 дб.

• Конструктивное выполнение должно быть достаточно простым, не требующим больших материальных затрат. (Если радиолюбитель имеет средства он может приобрести промышленно изготовленную антенну).

• Должна иметь минимальный КСВ на всех рабочих диапазонах. Это требование особенно актуально для работы на "фирменных" трансиверах, не имеющих автоматического антенного тюнера.

• Должна быть электрически замкнутой системой, как наименее подверженной электростатическим атмосферным шумам.

• Должна работать без дополнительной настройки после подъема, что на практике трудоемко или невозможно.

Наиболее подходящей этим требованиям может быть предложена логопериодическая антенна, что подтверждается все возрастающим количеством выпускаемых антенн такого типа известными фирмами CushCrft, KLM и т.д.

Конструктивно антенна выполнена на обычном трубчатом буме.

Элементы выполнены из легких дюралевых трубок. В моей конструкции из четырехсекционных антенн. Секции вставляются одна в другую и защелкиваются пружинными замками. Подобные антенны представляют дифицит и радиолюбители могут подходить к изготовлению элементов, исходя из имеющихся материалов. Диаметр труб не имеет большого значения (что также является преимуществом антенн Logoperiodic) и могут быть изготовлены из антенного канатика. Подобные конструкции с канатиком описаны в литературе.

Изоляция "разорванных" в середине элементов проведена следующим образом: применен капроновый профиль квадратного сечения (водовод, применяемый в сельском хозяйстве), в который запрессованы дюралевае трубки (лыжные палки) внешним диаметром 17 мм. В них вставлены и закреплены саморезами сами трубки элементов. В середине капронового профиля сверлятся два отверстия диаметром 8 мм. для крепления к буму хомутом. Хомут использован от телевизионных антенн и имеет шипы, препятствующие проворачиванию элемента. Крепление элементов может быть проведено традиционным путем на изоляторы на текстолитовых или стеклотекстолитовых площадках.

Антенна питается стандартной симметричной проводной (собирательной) линией, выполненной медным проводом сечением не менее 1.5 мм в высококачественной изоляции и имеет две согласующих линии:

• Сзади (по отношению к направлению излучения) короткозамкнутую, определяющую ослабление назад. Эта линия дополнительно превращает антенну в короткозамкнутую систему, что соответствует п. 5 общих требований.

• Спереди согласующую и соединенную с питающим и симметрирующим ВЧ трансформатором (баллуном), имеющим коэффициент 1:4. Баллун намотан на ферритовом кольце, имеющим магнитную проницаемость 600 двумя скрученными проводами во второпластовой изоляции. Количество витков - 6. Феррит - от отклоняющей системы телевизора. Кольцо разбирается на две половины и склеено клеем с ферритовым наполнителем, что резко снижает потери мощности в нем. Было произведено измерение по потерям с нагрузкой на эквивалент.

Принятые обозначения:

L1- длина элемента.
S1- Расстояние между элементами.
LS- Согласующая короткозамкнутая линия.
LC- Согласующая линия питания антенны.
В- Длина бума.
К- Расчетный коэффициент.
t- Коэффициент прогрессии.
l- длина волны.
N - количество элементов.

Таблица размеров антенны от 14.000 до 29.000 mHz :

Антенна была собрана и поднята на высоту 12 метров около деревянного загородного дома при помощи легкой телескопической мачты. Использован дешевый вращающий механизм китайского производства, предназначенный для вращения телевизионных антенн, приобретенный в фирме "Радиоспектр".

Полученные технические параметры можно оценить как превышающие заданные в начале (кроме 14 mHz, т.к. мала высота подъема для этого диапазона). Измерения параметров проводились на всех диапазонах, включая WARC с радиолюбителем, находившимся на расстоянии 15 км прямой видимости. Полученные характеристики в среднем F / B - 54/56 ; F / S - 52; F / D - 59 +25дб.

Точность замеров относительна с поправкой на радиолюбительскую аппаратуру. К сожалению, провести измерения с лабораторией ГСН не состоялись т.к. антенна установлена за городом и прямая видимость отсутствует.

Коэффициент отраженной волны во всем диапазоне от 14 до 29 mHz оказался неизменным 1.3 в любой измеренной точке указанного диапазона. На частотах 13.2 и 30 mHz он стремился к бесконечности. Замер проводился измерителем SWR трансивера Icom - 746.

Следует отметить большую "привередливость" антенны к расположенным рядом металлическим предметам и высоте подъема. Антенна сначала была испытана на высоте 7.5 метра и результат испытаний на частоте 18 mHz показал, что при такой высоте передний лепесток размыт и соотношение F/B не более 5-8 децибелл.

Некоторые коротковолновики отрицательно относятся к антеннам типа Log Yagi, считая их "собирателями шума". Соглашаюсь с ними при одном условии - это имеет место, если применяется приемник с преселектором, имеющим широкий диапазон и слабый динамический диапазон. Обычная Yagi сама работает как преселектор с хорошей добротностью и уменьшает требования к характеристикам приемника. Поэтому советую коротковолновикам при использовании Log Yagi применять дополнительный преселектор или приемник с высокими характеристиками, это полностью снимет проблемы, вызываемые применением Log Yagi.

Для коротковолновиков пожелающих рассчитать антенну под свои возможности приводятся формулы расчета по которым была рассчитана описанная конструкция. Количество элементов и нижняя частота выбираются произвольно. Не рекомендуется, при диапазоне антенны 14 -28 mHz, количество элементов менее 5/6 - эффективность антенны резко падает.

L1 = l/2; из расчета нижней рабочей частоты ( 14.0 mHz).
Ln = 405 см. для верхней частоты 29 mHz , исходя из обзора промышленных и радиолюбительских конструкций (что противоречит теории, но практические замеры подтверждают правильность выбора по измеренному КСВ).

Теги:

• Антенна