Снижение уровня солнечной активности и связанное с этим нестабильное прохождение на высокочастотных диапазонах вызвали интерес коротковолников в НЧ любительским диапазонам 80 и 160 метров. Однако большие линейные размеры этих антенн ограничивает возможности многих радиолюбителей по эффективному использованию этих диапазонов… Один из путей решения данной проблемы – это использование на ограниченной площади укороченных антенн на НЧ диапазоны. Это диполи длиной меньше чем 0,5 λ (лямбда). Практически доказано, что КПД этих антенн остается очень высоким, если физическая длина излучателя будет не меньше 0,2 λ. Так же следует сказать и о одном минусе укороченных антенн: рабочая полоса частот у них значительно меньше, чем у полноразмерных. Известно, что если уменьшать длину диполя от значения 0,5 λ, то появиться емкостная составляющая полного входного сопротивления антенны. И вместе с этим заметно падает его активная составляющая (примерно пропорционально квадрату коэффициента укорачивания антенны). Емкостную составляющую можно компенсировать, если включить в лучи укороченной антенны по удлиняющей катушки индуктивности. В этом случае КПД антенны возрастает, и тем больше чем ближе к концам диполя находятся удлиняющие катушки. Рассчитать индуктивность катушек можно по приведенным ниже формулам. При этом учитывается произвольное включение катушек, но обязательно катушки находятся симметрично относительно точки запитки. Здесь в формулах: F1- резонансная частота антенны МГц. А – длина полотна излучателя (метры) В – расстояние от точки питания антенны до точки включения катушки в полотно антенны (метры) D – диаметр провода мм
При расчете антенны размер А рекомендуется выбирать максимально возможным (исходя из имеющихся у радиолюбителя условий). Что касается размера В то как уже было рассказано выше, при перемещении катушек ближе к концам диполя, увеличивается КПД антенны. Однако рекомендуем брать соотношение В/А в районе 0,6…0,7. Все дело в том, что с ростом параметра В, начинает очень быстро возрастать индуктивность катушек, необходимых для компенсации емкостной составляющей. Поскольку эти катушки используются в передающей антенне, где действуют значительные токи и напряжения, и , кроме того катушки подвергаются воздействию атмосферной влаги, практически верхняя составляющая их индуктивности лежит в пределах 50..100 мкГн. Более того при значении параметра В/А больше 0,7 рост КПД антенны замедляется, и получаемый от этого выигрыш уже не оправдывает технические сложности связанные с изготовлением катушек индуктивности высокой индуктивности.
На практике из за различного влияние расположенных рядом с лучами антенны различных предметов и из-за близости расположения антенны к поверхности земли (крыши), индуктивности катушек , соответствующие резонансной частоте антенны будут несколько меньше, чем дает расчет по изложенным формулам. Вот почему расчет индуктивности катушек целесообразно производить для частоты, превышающей требующему примерно на 5…10%. Если же используется вариант установки укороченного диполя на одной мачте (вариант антенны INV "V”), то исходную расчетную частоту нужно еще увеличить, чтобы учесть понижение резонансной частоты антенны из-за неизбежной близости концов диполя к земле (крыши).
Чтобы упростить расчеты по заданным формулам (формул там аж целых семь) я составил программу на VB, НАЖМИ ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ФРХИВА С ПРОГРАММОЙ.. Все просто: нужно ввести все значения, и нажать на кнопку расчета. Как раз можно поэкспериментировать с различными вариантами величины В. Обратите внимание на изменение при этом расчетной индуктивности катушек. В начале статьи был сделан акцент на применение укороченного диполя на низкочастотных КВ диапазонах. Однако подобные антенны (и соответственно методику расчета) можно использовать и на высокочастотных КВ диапазонах.