Прим. переводчика. Ниже приведен
перевод статьи, опубликованной на http://www.antennex.com , где описана практически
неизвестная российским радиолюбителям, но заслуживающая, на мой взгляд, интереса
и усилий по изготовлению, так называемая CCD-антенна. Компьютерное моделирование
антенны показало, что от антенны действительно можно ожидать
эффективной работы. Но, поскольку практика - критерий истины, я решил,
что данный материал следует разместить на СКР с тем,
чтобы
все желающие могли получить некий первоначальный импульс
для того, чтобы попытаться изготовить и испытать эту любопытную
антенну.
CCD - аббревиатура от
"Controlled Current Distribution"(Управляемое распределение тока) и относится к распределению тока
радиочастоты в резонансной антенне. Обычные антенны
(подобно приведенному в качестве примера полуволновому диполю) дают
распределение тока по длине антенны как показано ниже.
Тогда как CCD-антенна дает распределение тока по длине антенны
подобно приведенному ниже:
Заметьте, что ток в каждой точке по длине CCD-антенны
стремится к равномерному распределению, отсюда и ее название.
Невосприимчивость к земле!
CCD-антенны по отношению к обыкновенной проводной антенне имеют большие и
важные преимущества. Например, в них отсутствует стоячая волна
напряжения, что означает отсутствие краевого
эффекта. Благодаря этой особенности, CCD-антенны относительно
невосприимчивы к земле и другим объектам, и могут работать эффективно
даже лежа на земле! Это означает также, что CCD-антенны
могут располагаться близко к стенам, ветвям деревьев, другим антеннам и объектам
с очень малым влиянием с их стороны.
Высота подвеса и ее влияние на силу сигнала.
CCD-антенны дают более мощный сигнал,
чем обычные
антенны при той же высоте подвеса и должны иметь меньший угол
излучения при одинаковой высоте подвеса. Помня об этих преимуществах, нельзя забывать и о
недостатках CCD-антенн - преимущественно механического характера. Они
более трудоемки в изготовлении, имеют вдвое большую длину,
чем
обычные проводные антенны и несколько более дороги, потому
что, начиная от точки питания и до самого
конца, в полотне антенны через малые промежутки располагаются
конденсаторы.
Расширение Ваших контактов
Если Вы готовы примириться с некоторыми неудобствами и Вам нравится новое, то
CCD-антенны как раз для Вас. И еще
одно: Ваши контакты в эфире станут длиннее и
чаще, потому как и
другим захочется узнать побольше об этой малоизвестной антенне. В
подтверждение сказанному привожу такой факт: автор разослал более 25 конвертов с
информацией другим радиолюбителям, которые проявили огромный интерес к
конструированию CCD-антенн. Сигналы станций энтузиастов CCD-антенн, с которыми
работал автор, имели, как правило, мощные сигналы - даже среди лучших
на диапазонах.
Многодиапазонное
использование CCD-антенн
CCD-антенны успешно используются на всех диапазонах, начиная с
низшей частоты, для которой она была сконструирована. Например,
описанная ниже версия антенны для 40-метрового диапазона успешно использовалась на 40, 30, 20, 17, 15, 12, и
10-метровом диапазонах. В
большинстве случаев согласующее устройство необходимо для каждого
диапазона, кроме нижнего, где антенна имеет "натуральный" резонанс и может быть
запитана с помощью 300 или 450-омной симметричной линии передачи.
Автор использовал 6:1 или 4:1 симметрирующий трансформатор для перехода к 50 или
75-омному кабелю соответственно. Точка питания может располагаться
фактически в любом месте по длине антенны ввиду того,
что
токи по длине антенны одинаковы. Входное сопротивление антенны составляет
величину порядка 250 ом и антенна может иметь много изгибов без
всякого вреда.
Другие имеющиеся данные
Хотя автор приобрел большой опыт с его CCD-антенной, он продолжал
получать опытные данные и от других конструкторов антенны: W4FD и
W4ATE - держателей патента на эту уникальную антенну. Оценки сигнала постоянно были лучше,
чем с другими антеннами, имевшимися на радиостанциях - при любых
условиях; помехи находящимся поблизости электическим и электронным
приборам были сведены к минимуму (возможно, из-за отсутствия
участков с высоким напряжением, имеющихся в обычных
антеннах).
Пригодность для стесненных условий размещения
Поскольку я не мог позволить себе выкроить 140 лишних футов,
чтобы
натянуть мою собственную CCD-антенну на 40-метровый диапазон, вытянув ее в
прямую линию, я изогнул ее в фигуру, подобную ромбу, имеющую размеры от 65 до 70
футов в длину и порядка 25 футов в ширину! Оцените такую возможность для
небльшого участка: разместить две CCD-антенны одну над одной,
поддерживаемые общими мачтами и запитанными синфазно для
увеличения усиления. Это что-то!
Конечно, Вам хотелось бы узнать, где можно разыскать больше
информации о CCD-антеннах, поэтому глядите ссылки, сопровождающие статью или
запросите копии из 73 Magazine, WGE Center, Hancock New Hampshire
03449. Возможно, этих изданий может и не оказаться, поскольку 18 лет - это
большой срок, чтобы хранить старые журналы. Если там Вам не смогут
помочь, поищите эти издания в личных коллекциях где-либо,
в библиотечных коллекторах и, конечно, в собственной
библиотеке. Две основополагающих
статьи, написанных W4FD и W4ATE, были опубликованы в октябре 1978 г. и июле 1981
г. в журнале 73 Magazine. Другие статьи, приведенные в
ссылках, Вы также можете поискать, если есть интерес и желание, но эти две -
наиболее существенны.
Конструирование CCD-антенны для 40-метрового диапазона.
В следующих разделах показан мой подход к конструированию моей антенны,
однако и другие методы возможны. Конденсаторы должны иметь допуск 5%,
рекомендуемый тип - слюдяные, хотя и другие типы тоже можно использовать.
Величина пробивного напряжения вовсе не должна быть высокой,
если рабочее напряжение конденсатора 200 В - этого вполне
достаточно, даже для радиолюбительского киловатта. Некоторые
конструкторы ставят параллельно каждому конденсатору резистор 47 Ком для того,
чтобы обеспечить стекание статических зарядов и
воспрепятствовать их накоплению.
"Тихая" антенна CCD-антенна
- "тихая" антенна по сравнению с тем, что Вы, возможно,
используете, и я думаю, это потому, что в ней отсутствуют
участки с высоким напряжением. (Я так полагаю,
что
здесь имеется ввиду невосприимчивость антенны к помехам, порождаемым
электрическими разрядами - как макро-, так и микро-. - Прим.
перев.)Я бы посоветовал защитить и конденсаторы, и изоляторы
термоусадочной трубкой ( как сделал я ) или силиконовым
герметиком. Выводы конденсаторов
не должны иметь возможность смещаться относительно тела самого
конденсатора и относительно каждого из проводов во избежание поломки, поэтому
защита термоусадочной пленкой или силиконовым герметиком - мера
необходимая.
Ссылки Antenna
Design: Something New W4FD, W4ATE, October 1978; The CCD Antenna—Another Look, W4FFD, W4ATE,
July 1981; The CCD Antenna
Revisited W4ANL, May 1982, and KC8BN had an article in 1983 in
73 date and title unknown to author; and This Antenna Is Too Good To Be
True W4HDX February 12984;all of the articles mentioned were in 73
Magazine. The last article
The High-Performance Capacitively Loaded DipoleMay 1984
HAM Radio magazine.
Источник комплектующих Автор использовал конденсаторы производства фирмы
Apache Reclamation and Electronics Inc, 313 West Apache Street,
Phoenix, AZ 85003; Tel.:(602) 254-0613.
Данные для изготовления CCD-антенн
Нижняя расчетная частота 7.0
MHz:
Полная длина - 42.846 м. 48 секций из провода ф 1.024
Длина каждой секции 892.63 мм
Индуктивное сопротивление проводника
секции X: 58.2306 Ом Емкостное сопротивление конденсаторов Xc
:58.206 ohms (Компенсация
почти точная) 46 конденсаторов по 390 pF ( точное
значение 390.454 pF)
Нижняя
расчетная частота 10.1 MHz |
Альтернативный вариант |
Полная длина: 29.695 м |
29.62 м |
62 секции длиной 478.97 мм из провода ф1.29 |
64 секции длиной 477.77 мм |
60 конденсаторов по 390 pF каждый |
62 конденсатора по 390 pF каждый |
Точное значение емкости конденсаторов 395.233
pF |
Точное значение емкости конденсаторов 394
pF |
Компенсация неполная, но допустимая |
|
Нижняя расчетная частота
антенны 18.06 MHz
Полная длина антенны 16.599 м 52 секции длиной 319.25 мм каждая из провода
ф1.29 50 конденсаторов
емкостью 201 pF каждый Точное значение емкости
конденсаторов 197.787 pF
Результаты измерения входного сопротивления для моей 40-M CCD-антенны,
подвешенной в форме ромба с высотой подвеса ближнего конца 2.134 м над
землей.
Частота
(MHz) |
Активная составляющая (Oм) |
Реактивная составляющая (Oм) |
07.000 |
035 |
100 (L) |
10.100 |
025 |
025 (L) |
10.125 |
020 |
025 (L) |
14.060 |
026 |
150+(L) |
18.070 |
100 |
050 (L) |
18.145 |
100 |
050 (C) |
21.045 |
175 |
160+(L) |
21.200 |
175 |
060 (L) |
24.900 |
090 |
060 (C) |
24.980 |
100 |
060 (C) |
28.000 |
030 |
140 (C) |
28.500 |
030 |
140 (C) |
Примечание:
в точке питания
согласующе-симметрирующее устройство 6:1
плюс 2.134 м кабеля RG-59/U (75 Ом).
Результаты измерений с помощью MFJ Impedance bridge &
TS-930 Receiver
Экспериментальное сравнение 41.148 м ромба (открытый конец) и
42.977 м CCD-антенны (тоже в виде ромба) при одинаковых условиях подвеса.
Питание симметричной линией 450 Ом плюс симметрирующе-согласующее
устройство 4:1 плюс 2.134 м кабеля RG-59/U (75 Ом).
Диапазон |
Среднее значениесигнала,
Plain
Loop |
Среднее значениесигнала,
CCD
Loop |
С наклоном |
10 |
S-8 |
ID |
ID |
12 |
ID |
S-5.5 |
ID |
15 |
ID |
ID |
S-7 |
17 |
S-6.75 |
S-7.5 |
S-8.4 |
20 |
S-6 |
S-5.6 |
ID |
30 |
S-7.5 |
S-8.25 |
S-6.5 |
40 |
S-7.5 |
S-8.5 |
ID |
ID = Недостаточно данных
- Данные сравнения действительны для диапазонов 40, 30 и 17 м, где
(так уж получилось) я работал больше всего и где по
случайному стечению обстоятельств антенна имеет
"натуральный" резонанс.
-
На 20 м диапазоне разницы не обнаружено.
-
На 18 MHz CCD-антенна всегда давала прирост в 1 балл и 2 балла
по сравнению с наклоненной CCD-антенной.
-
На 30 м диапазоне CCD-антенна давала прирост в 1 балл ,
наклоненная CCD-антенна себя не зарекомендовала. Однако, во время проведения
испытаний с наклонной ССD-антенной диапазон 30 м был в плохой
форме.
- На 40 м диапазоне CCD-антенна давала прирост в 1 балл,
но данных для сравнения с наклонной CCD-антенной
недостаточно.
Примечание переводчика: я бы применил керамические орешковые изоляторы вместо того,
что предлагает автор - надежнее будет. Либо их самодельные аналоги, выполненные из капролона. Фторопласт лучше не применять, т.к. этот материал плохо переносит механические нагрузки. Прошу извинить за отсутствие перевода в графических файлах - нечего там переводить, понятно все... Всех-то делов - разбить полотно антенны изоляторами и припаять конденсаторы - лучше всего типа СГМ. Для согласования антенны советую обратить внимание на
трансформатор конструкции UA6CL .
Наиболее целесообразное направление для конструирования - это Inverted Vee на "низа" и вертикальная антенна на 21/24/28 МГц. Для желающих произвести собственный расчет такой антенны я присовокупил программу на Basic'е - называется
CCDANTEN.BAS. Удачи!
И поделитесь, please, полученными результатами.
Сергей
(UA6LGO) |