Как показали многочисленные - эксперименты, эта антенна обладает преимуществом перед обычным волновым каналом - имеет большую полосу пропускания, несколько меньшую критичность в настройке с согласованием филера, повышенный КПД и большее усиление при равном числе
элементов.
Рис.1.
При построении данной антенны я пользовался опытом построенной мною в 1983 году
модернизированной антенны Log-ZL-80 м-4.
В первом варианте было не 4, а 6 элементов, и она имела узкую диаграмму направленности - 30°; по уровню 0,5 - 15°, если бы ее вращать?!
При дальнейшей эксплуатации было 4 элемента - диаграмма направленности составляла около 50"; по уровню 0,5 - 25". Коэффициент усиления Log-ZL-80-4 составлял 12 дБ по отношению к диполю.
Подавление излучения: назад - 36 дБ, вбок более 36 дБ. Рабочий диапазон составлял 3,5...3,8 МГц; КСВ на 3.5 - 1,25, па 3,6 - 1,05; на 3,7 - 1: на 3.8 - 1.1; на 3,850 - 1,5; Rвх = 75 Ом. Длина питающего кабеля Lрк - 133 м.
Рис.2.
Я очень благодарен за оказание теоретической помощи своему наставнику и другу Виктору Садчикову (UV6LC ex. UA6LBC) из Ростова-на-Дону, у которого стояли на 80 м - 3 антенны ZL по два элемента, на 40 м - 3 антенны ZL по два элемента.
Антенна (рис.1) имеет Rвх = 75 Ом и питается непосредственно коаксиальным кабелем без симметрирующего устройства, которое на KB не обязательно. Электрическая длина кабеля кратна нечетному числу полуволн.
Конструктивная особенность - выполнение активных элементов как показано на рис. 1.2. В таком исполнении антенна имеет коэффициент усиления больше, чем описанная в [1] при периоде г = 0,9479 - согласно графика рис.4 [2].
Также следует учесть, что оптимальное усиление соответствует сильному взаимному влиянию и большим токам в вибраторах.
Рис.3.
Зависимости КСВ и F/B от частоты показаны на рис.3.
Зависимость Кус показана на рис.4. Коэффициент усиления Кус увеличивается по мере приближения г к единице и с ростом числа вибраторов, для которых создаются условия резонансного излучения.
При этом размер активной области и, соответственно, усиление антенны возрастают до определенных пределов.
Заметное возрастание Кус возможно лишь в том случае, когда изменение г сопровождается соответствующим увеличением длины антенны при сохранении оптимального расстояния между вибраторами.
Рис.
4.
Однако в этом случае увеличение размера активной области ограничено тем, что вибраторы, расположенные ближе к точке питания, перехватывают большую часть мощности, и до более удаленных вибраторов мощность не доходит.
Такой режим нежелателен, поскольку в этом случае положение активной области становится неустойчивым и сильно подверженным влиянию технологических неточностей.
В реальных антеннах числе? активных вибраторов, образующих активную область, не превышает четырех-пяти. Причем рост Кус должен сопровождаться непропорционально большим увеличением габаритов антенны. Постоянство входного сопротивления антенны объясняется следующим. Короткие вибраторы, расположенные между точкой питания и активной областью, слабо возбуждаются, и их влияние сводится к некоторому изменению эквивалентного волнового сопротивления питающей линии и изменению фазовой скорости в ней.
Вибраторы активной области расположены на расстоянии /\ /4 друг от друга, и отраженные ими волны в значительной степени взаимно компенсируются. Кроме того, электрическое расстояние от точки питания до активной области постоянно, поэтому пересчитанное к входу антенны эквивалентное сопротивление с частотой не меняется.
Два элемента ZL в таком виде имеют Кус = 10 дБ, коэффициент защитного действия или подавление излучения назад - 21 дБ, ширина диаграммы направленности по уровню 0,5 - 40°, г = 0,969339622, 3 = 3,7°. Показанная на рис.1 антенна Log-ZL-4-40 м имеет Кус >13 дБ, F/B (согласно рис.3) - 36 дБ, вбок - более 36 дБ. Диаграмма направленности - 55°, по 0,5 - 27°.
Расчетные формулы для данной антенны [3]: Lr = 155,3/Fн, Dr = 25,6/Fн; L01 = 137,4/Fcp, D01 = 45,l/Fcp; L02 = 135,4/Fcp, D02 = 42,4/Fcp; L03 = 134/Fcp, D03 = 42/Fcp; где Fн - низшая рабочая частота; Fcp - средняя частота.
Статья [3] заслуживает пристального внимания при проектирования логопериодических антенн
. При повторении описываемой антенны удобно пользоваться прибором для настройки KB антенн Ю.Селевко [5].
Некоторые полезные доработки этого прибора:
- VD1 заменен на 2Д401А;
- последовательно с R1 = 500 Ом включен дополнительный переменный резистор R1 = 100Ом с соответствующей шкалой для более точного измерения низких сопротивлений.
С.ЧЕРНОВ (RU6LS)
Литература
1. Ротхаммель К. Антенны. - 1979.- 3-е изд. - С.77, 80.
2. Antennenbuck. K.Roihammel. - 1989, - 18, 12, 1. - С.301 - 310.
3. Эдельман С. "Волновой канал" с логопериодическим излучателем. Радио. - 1981. - N7, 8. - С. 17.
4. 40 Meter "Big Sticker" Antenna 40 m-4. KLM 7,0-7,3-4 A. P.O.Box 816, Morgan Hill, California 95037. 5. Селевко Ю - Прибор для настройки KB антенн// Радиолюбитель. - 1991. - N5.
Радиолюбитель. KB и УКВ 12/96
