В настоящее время, благодаря доступности персональных компьютеров и программ моделирования антенн, перед радиолюбителями открылись широкие возможности для антенного творчества. Но удивительное дело: давайте попытаемся припомнить, много ли за последнее время предложено действительно новых конструкций? Увы, трудно дать утвердительный ответ. По-видимому, для создания антенн, кроме вычислительных инструментов, требуется что-то еще — образование, целеустремленность, интуиция и т.д. Словом, те качества, которыми, безусловно, обладали конструкторы прошлого, не обремененные ПК, но, тем не менее, обеспечившие удивительное развитие радиосвязи, в том числе любительской.
Вот и John P.Basilotto, W5GI, в духе наилучших радиолюбительских традиций создал многодиапазонную проволочную антенну, которая ставит в тупик программы моделирования антенн (именно поэтому в названии статьи употреблено слово «таинственная»), однако успешно выдерживает самый важный тест — она хорошо работает. Эту антенну длиной около 30,5 м можно использовать для работы в любительских диапазонах от 80 до 6 м. Она была повторена многими американскими коротковолновиками и получила лестные отзывы о своей работе.
Прообразом антенны W5GI послужила коллинеарная коаксиальная система, которую предложил James E.Taylor, W2OZH. Обычно в коллинеарной системе используются фазосдвигающие шлейфы, обеспечивающие питание внешних элементов в фазе с ВЧ-током, которым возбуждается центральный элемент. Такой шлейф можно изготовить из двухпроводной воздушной линии или из коаксиального кабеля. Обычно используется закороченный четвертьволновый шлейф, хотя будет работать и полуволновый шлейф, разомкнутый на конце. Проблема здесь чисто конструктивная — висящие шлейфы довольно громоздки, и, кроме того, портят внешний вид конструкции. Удачным решением является применение секций из коаксиального кабеля, которые выполняют две функции — обеспечивают необходимый фазовый сдвиг на 180° и являются частью излучающего элемента в коллинеарной системе.
По сути, в многодиапазонной антенне W5GI полуволновым трансформатором для 20-метрового диапазона на основе двухпроводной линии синфазно возбуждаются три коллинеарных полуволновых диполя этого диапазона. Может показаться, что предложен всего лишь вариант антенны G5RV. Однако в диапазоне 20 м это совсем другая антенна. Дело в том, что разработанная Louis Vamey, G5RV, система также имеет длину 3/2L, но ее элементы возбуждаются несинфазно. По-видимому, выбор такой длины (3/2L) был обусловлен желанием G5RV получить четырехлепестковую диаграмму направленности и низкий импеданс в точке питания. Однако John P.Basilotto, W5GI, конструируя антенну, стремился получить шестилепестковую диаграмму направленности на 20-метровом диапазоне с достаточным усилением в направлении, перпендикулярном линии расположения элементов, и, разумеется, малым импедансом в точке питания (для облегчения согласования антенны с трансивером).
Антенна W5GI изготавливается из провода диаметром 1,6 мм. Для коаксиальных шлейфов используется кабель RG-8X. В авторском варианте в качестве двухпроводной линии был применен плоский кабель с диаметром проводников 1 мм и волновым сопротивлением 300 Ом. При расчете длины линии необходимо учесть коэффициент укорочения. Так, для указанной 300-омной линии, имеющей коэффициент укорочения 0,91, для диапазона 20 м длина составила 9150 мм. Кроме указанной, можно использовать промышленную или самодельную воздушную двухпроводную линию с волновым сопротивлением 300…450 Ом, имеющую электрическую длину X/2 на 20-метровом диапазоне. Длина линии, в зависимости от ее типа и коэффициента укорочения, будет варьироваться в пределах 8,2… 10,7 м.
При изготовлении коаксиальных шлейфов отрезают 2 куска коаксиального кабеля RG-8X длиной 5032 мм каждый. Затем удаляют 50 мм оплетки на одном из концов (обозначим этот конец буквой А) и 25 мм оплетки и внутренней изоляции на противоположном конце (обозначим его буквой В) в обоих отрезках коаксиального кабеля. Затем к внешним концам центрального диполя припаиваются «внутренние» концы коаксиальных секций А (при этом экран ни с чем не соединяется). На концах В коаксиальных отрезков между собой спаиваются центральная жила, оплетка и начало внешних проволочных элементов. Все места соединений тщательно герметизируются.
Если при изготовлении антенны для шлейфов будет использоваться коаксиальный кабель другого типа, возможно, придется подобрать длину шлейфов с учетом параметров применяемого кабеля.
Минимальная высота установки антенны — 8 м над землей. В авторском варианте она была натянута горизонтально, но некоторые коротковолновики, повторявшие эту антенну, получили отличные результаты и при установке ее в виде Inv.V.
Типичные значения КСВ и комплексного импеданса антенны W5GI, измеренные антенным анализатором MFJ-259:
Честота, MHz | R | X | SWR |
3.550 | 42 | 34 | 1.5 |
3.650 | 98 | 51 | 2.5 |
3.800 | 48 | 61 | 3.3 |
7.000 | 95 | 12 | 1.9 |
7.100 | 40 | 18 | 1.5 |
10.100 | 22 | 50 | 5.2 |
14.000 | 37 | 19 | 1.7 |
14.200 | 42 | 18 | 1.5 |
14.300 | 43 | 22 | 1.6 |
18.150 | 93 | 13 | 1.9 |
21.300 | 120 | 46 | 2.9 |
24.900 | 35 | 23 | 1.9 |
28.000 | 28 | 15 | 2.0 |
28.500 | 35 | 25 | 1.6 |
50.110 | 51 | 37 | 2.3 |
145.300 | 49 | 1 | 1.0 |