Рис. 5.3.4.
До сих пор мы считали, что в диполе с одним трапом высшим диапазоном является тот, на частоту которого настроен оба трапа. А второй (низший) - тот, где работает вся длина антенны, и оказывают удлиняющее действие катушки расстроенных трапов.
Однако в такой антенне возможен и третий резонанс: на частоте, где электрическая длина антенны равна 1,5l. Эта частота лежит выше резонансной трапа, поэтому на ней трапы работают как укорачивающие конденсаторы, следовательно, физическая длина антенны при этом будет несколько больше 1,5l.
Пример такой антенны показан на рис. 5.3.4 и в файле …K2GUm_7_14_28.maa. В диапазоне 14 МГц (рис. 5.3.4б) трапы отсекают дальние куски по 3,62 м и антенна работает как l/2 диполь этого диапазона.
Рис. 5.3.4.
В диапазоне 7 МГц (рис. 5.3.4а) трапы имеют индуктивное сопротивление и электрически удлиняют физические 17,4 м диполя до полуволнового резонанса.
В диапазоне 28 МГц (рис. 5.3.4в) физическая длина антенны на 1,6 м больше, чем 3/2l. Но на этой частоте сопротивление трапов емкостное и оно электрически укорачивает антенну (посмотрите на распределение тока на рис 5.3.4в: на трапах имеется отчетливый скачок, свидетельствующий об укорочении) до 3/4l резонанса. К сожалению, в этом диапазоне Ra велико - у 3/2l диполя Ra и так около 150 Ом, а тут антенна еще и физически удлинена. Ra получается больше 200 Ом, что дает КСВ около 3 даже в кабеле 75 Ом. Но для многодиапазонной антенны это терпимо.
Дальнейшим развитием этой идеи является диполь W3DZZ (файл …W3DZZm.maa). Выглядит он точно так же, как и предыдущая антенна, но отличается размерами и данными трапов: в центре расположен l/2 диполь на 7 МГц, на его концах - трапы 7 МГц и далее два провода около 7 м длиной каждый.
Эта антенна резонирует в пяти диапазонах. Авторские размеры этой антенны я не привожу, т.к. исходно она рассчитана на американские участки 7,2 и 3,85 МГц. Поэтому в файле …W3DZZm.maa приведены скорректированные размеры, позволяющие получить резонанс в европейских участках: центральный диполь 20,6 м, трапы на 7,05 МГц (L = 9,26 мкГн, С = 55 пФ) и дополнительные отрезки по 7,25 м.
Зависимость КСВ от частоты этой антенны при высоте подвеса 10м показана на рис. 5.3.5.
Рис. 5.3.5
Конечно, чудес не бывает, и резонансы не точно попадают в любительские диапазоны. Тем не менее, они весьма близки. Для многодиапазонной антенны столь простой конструкции это очень хороший результат.
Рассмотрим работу антенны W3DZZ по диапазонам.
3,7 МГц. Трапы работают как индуктивность, удлиняя физические 35,1 м антенн до полуволнового резонанса.
7 МГц. Резонирующие в этом диапазоне трапы отсекают крайние провода, оставляя обычный l/2 диполь.
14 МГц. Физическая длина антенны почти на 5 метров длиннее 3/2l. Но трапы ведут себя как конденсаторы, укорачивая антенну. Поэтому электрическая длина уменьшается до 3/2l резонанса. По причинам, изложенным в описании антенны рис. 5.3.4, Ra>200 Ом, поэтому КСВ на резонансе около 5.
21 МГц. Физическая длина антенны равна 5/2l. Трапы находятся в минимуме тока, поэтому почти не оказывают влияния. Ra около =130 Ом, КСВ на резонансе < 3.
29 МГц. Физическая длина антенны несколько меньше 7/2l. Резонансная частота даже без трапов лежит на верхнем краю диапазона - около 29,8 МГц. Реактивное сопротивление конденсаторов трапа повышает её еще более, до 30 МГц. Поскольку -jX трапов в этом диапазоне мало (из-за высокой частоты), то заметного повышения Ra не происходит и оно составляет около 150 Ом. КСВ на резонансе около 3.
Попытки снизить резонансную частоту в диапазоне 10 м (удлинением крайних кусков, по сути, это единственно возможный способ) приводят к "вылету" вниз резонанса в диапазоне 20 м, с одновременным повышением Ra и КСВ там.
Поэтому, несмотря на пять резонансов, антенна W3DZZ на практике применяется лишь как четырехдиапазонная. Её работа на 10 м возможна лишь в малоиспользуемом верхнем конце этого диапазона.
На резонансы антенны W3DZZ оказывает влияние высота подвеса и качество земли (см. п. 3.3.4). Именно это объясняет несколько отличающиеся данные антенны W3DZZ, приводимые разными авторами.
Использование антенны W3DZZ имеет смысл лишь при линии питания с небольшими потерями (толстый и/или короткий коаксиал) и наличия в трансивере тюнера, позволяющего "вытянуть" КСВ до 5…7.
Возможно выполнение антенны W3DZZ и в виде Inv V (файл …W3DZZm_invV.maa). Это не приводит к заметному ухудшению параметров антенны. В том смысле, что и в обычной, горизонтальной W3DZZ они не очень хороши.
Описанный в этом параграфе принцип используют лишь для горизонтальных (в крайнем случае - наклонных) диполей. Для GP же его использование не имеет смысла. На диапазонах выше резонансной частоты трапа ДН GP в зенитной плоскости задерется вверх, и проку от такой антенны не будет.