Обычно начинающий радиолюбитель, приступающий к изготовлению антенны, теряется перед многообразием различных конструкций антенн. Поэтому ниже приводится классификация различных типов антенн, которая позволяет последовательно и с пониманием существа дела выбрать тот или иной тип антенны.
В первую очередь следует выделить семейство полуволновых вибраторов. Они имеют электрическую длину, равную λ/2, и излучают в направлении, перпендикулярном плоскости, в которой они подвешиваются. Такими простыми полуволновыми антеннами являются: антенна с промежуточным контуром, антенна «виндом», Y-антенна, шлейфовый вибратор, вибратор с кабельной линией питания, всеволновая антенна W3DZZ, антенна «цеппелин». Все эти антенны по отношению к коэффициенту усиления совершенно равнозначны и отличаются только видом питания. Если предположить, что каждая из указанных выше антенн оптимально согласована, то в эффективности их работы нет никакой разницы. Наклоняя элементы антенны в горизонтальной плоскости, добиваются изменения диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, а изменяя наклон в вертикальной плоскости, изменяют вертикальный угол излучения. Различные оценки и суждения о вышеприведенных антеннах вызваны тем, что диаграммы направленности антенн и их электрические параметры всегда искажаются за счет наличия вблизи антенны посторонних предметов (деревья, строения, линии электропередачи и т. п.), а также от высоты подвеса антенны. По отношению к помехам, создаваемым для радиовещания и телевидения, рассмотренные выше антенны сильно отличаются друг от друга. Антенны, имеющие низкое входное сопротивление и хорошо согласованные с линией питания, создают значительно меньший уровень помех для радиовещания и телевидения. Поэтому в густонаселенных районах рекомендуется использовать следующие антенны: вибратор с кабельной линией питания, всеволновую антенну W3DZZ и шлейфовый вибратор. Эти антенны совершенно эквивалентны между собой, только антенна W3DZZ может работать в диапазонах 20, 15 и 10 м.
Следующей группой антенн являются антенны в виде длинного провода. Они представляют собой излучатели, по длине которых укладывается несколько полуволн рабочей частоты. При этом отдельные полуволновые отрезки возбуждаются в противофазе и, следовательно, с увеличением длины проводника направление основного излучения все больше приближается к направлению натяжения провода. К антеннам «длинный провод» принадлежат: антенна в виде длинного провода, всеволновая антенна DL7AB, V-образная антенна и ромбическая антенна. Эти антенны имеют уже достаточно резко выраженную направленность и поэтому не могут работать во всех направлениях. Хотя в направлении основного излучения эти антенны излучают значительную мощность, для их монтажа требуется очень много места и поэтому такие антенны можно строить только в сельской местности. Особенно следует рекомендовать конструкцию V-образной антенны, так как она может работать на всех диапазонах, имеет двустороннюю диаграмму направленности и коэффициент усиления этой антенны увеличивается с увеличением длины проводников.
Следующую группу составляют рамочные направленные антенны, которые имеют острую диаграмму направленности в направлении, перпендикулярном плоскости, в которой располагаются их элементы. Речь идет в данном случае о синфазно возбуждаемых полуволновых вибраторах, расположенных в вертикальной плоскости друг над другом. Простейшим представителем рамочных антенн является двойной вибратор. К этому же классу антенн относятся Н-образная антенна, антенна W8JK и антенна ZL. Последите три названные антенны особенно хорошо работают на дальних связях, имеют небольшой вертикальный угол излучения, значительный коэффициент усиления, занимают немного места, а кроме того, просты и надежны с конструктивной точки зрения. Особенно выделяется Н-антенна, имеющая двустороннюю диаграмму направленности.
Приблизительно такой же коэффициент усиления в направлении основного излучения имеют вращающиеся направленные антенны. Они имеют то преимущество, что с их помощью можно устанавливать связи во всех направлениях. Они занимают немного места, но механическая конструкция их значительно сложнее; в частности, для изготовления антенн «волновой канал» требуется использование алюминиевых трубок. Наиболее экономичная в конструктивном отношении и в то же время наиболее эффективная вращающаяся направленная антенна — антенна «двойной квадрат». Имея только два элемента, она по своим параметрам не уступает четырехэлементной антенне «волновой канал».
Наконец, упомянем вертикальные излучатели, представляющие собой простейшие вертикальные антенны в виде штырей. Они отличаются тем, что требуют совсем немного места и имеют круговую диаграмму направленности. Наиболее известная и наиболее эффективная конструкция таких антенн — антенна типа «граундплэйн», которая при правильном монтаже, несмотря на то, что она имеет круговую диаграмму направленности, все же дает небольшой коэффициент усиления и пологий угол вертикального излучения. В качестве приемной антенны эта антенна мало пригодна.
Таким образом, мы классифицировали различные конструкции антенн и теперь можем перейти к рассмотрению их с точки зрения применения при различных обстоятельствах.
Какую коротковолновую антенну выбрать?
Начинающему радиолюбителю можно рекомендовать конструировать приведенные ниже антенны, так как именно они предназначены для описанных целей, что проверено длительной практикой их использования, и соотношение между расходами труда и материалами на их изготовление и получаемыми результатами очень хорошее.
Излучатель с круговой диаграммой направленности и минимальной используемой площадью для диапазонов 10, 15 и 20 м: антенна типа «граундплэйн».
Всеволновая антенна с небольшим коэффициентом усиления в высокочастотных коротковолновых диапазонах и слабо выраженным направленным действием: всеволновая антенна W3DZZ.
Направленный излучатель простой конструкции с большим коэффициентом усиления рамочного типа с двусторонней диаграммой направленности для диапазонов 40, 20, 15 и 10 м: Н-образная антенна.
Направленный излучатель с очень большой занимаемой площадью и большим коэффициентом усиления для всех диапазонов: V-образная антенна.
Вращающийся направленный излучатель с очень большим коэффициентом усиления для диапазонов 20, 15 и 10 м: антенна «двойной квадрат».
Для диапазона 80 м трудно указать какую-либо антенну, которая давала бы устойчивую работу при дальних связях, так как для этого диапазона необходимая длина проводника излучателя обычно очень велика. Вполне пригоден для этого диапазона 40 м полуволновый вибратор, но чаще работают в этом диапазоне на антенну W3DZZ, которая «еще тянет» в нем и, кроме того, может работать во всех других диапазонах.
| Восьмидесятиметровый | |||
|---|---|---|---|
| λ | 3 500 кгц | 3 600 кгц | 3 800 кгц |
| 0,5 | 40,71 м | 39,58 м | 37,50 м |
| 1,0 | 83,57 м | 81,25 м | 76,97 м |
| 1,5 | 126,43 м | 122,92 м | 116,45 м |
| 2,0 | 169,28 м | 164,58 м | 155,92 м |
| 2,5 | 212,14 м | 206,25 м | 195,39 м |
| 3,0 | 255,00 м | 247,92 м | 234,87 м |
| Сорокаметровый | |||
| λ | 7 000 кгц | 7 100 кгц | |
| 0,5 | 20,36 м | 20,07 м | |
| 1,0 | 41,78 м | 41,19 м | |
| 1,5 | 63,21 м | 62,32 м | |
| 2,0 | 84,64 м | 83,45 м | |
| 2,5 | 106,07 м | 104,58 м | |
| 3,0 | 127,50 м | 125,70 м | |
| 3,5 | 148,93 м | 146,83 м | |
| 4,0 | 170,35 м | 167,95 м | |
| Двадцатиметровый | |||
| λ | 14 000 кгц | 14 350 кгц | |
| 0,5 | 10,18 м | 9,93 м | |
| 1,0 | 20,88 м | 20,38 м | |
| 1,5 | 31,60 м | 30,84 м | |
| 2,0 | 42,32 м | 41,29 м | |
| 2,5 | 53,03 м | 51,74 м | |
| 3,0 | 63,04 м | 62,19 м | |
| 3,5 | 74,46 м | 72,64 м | |
| 4,0 | 85,18 м | 83,09 м | |
| 4,5 | 95,90 м | 93,54 м | |
| 5,0 | 106,60 м | 103,99 м | |
| 5,5 | 117,32 м | 114,44 м | |
| 6,0 | 128,04 м | 124,89 м | |
| 6,5 | 138,75 м | 135,34 м | |
| 7,0 | 149,46 м | 145,79 м | |
| 7,5 | 160,18 м | 156,24 м | |
| 8,0 | 170,90 м | 166,69 м | |
| Пятнадцатиметровый | |||
| λ | 21 000 кгц | 21 450 кгц | |
| 0,5 | 6,78 м | 6,64 м | |
| 1,0 | 13,93 м | 13,64 м | |
| 1,5 | 21,07 м | 20,63 м | |
| 2,0 | 28,21 м | 27,62 м | |
| 2,5 | 35,36 м | 34,61 м | |
| 3,0 | 42,50 м | 41,61 м | |
| 3,5 | 49,64 м | 48,60 м | |
| 4,0 | 56,79 м | 55,60 м | |
| 4,5 | 63,93 м | 62,59 м | |
| 5,0 | 71,07 м | 69,58 м | |
| 5,5 | 78,21 м | 76,57 м | |
| 6,0 | 85,36 м | 83,57 м | |
| 6,5 | 92,50 м | 90,56 м | |
| 7,0 | 99,64 м | 97,55 м | |
| 7,5 | 106,79 м | 104,55 м | |
| 8,0 | 113,93 м | 111,54 м | |
| 8,5 | 121,05 м | 118,53 м | |
| 9,0 | 128,21 м | 125,52 м | |
| 9,5 | 135,36 м | 132,52 м | |
| 10,0 | 142,50 м | 139,51 м | |
| Десятиметровый | |||
| λ | 28 000 кгц | 29 000 кгц | 29 700 кгц |
| 0,5 | 5,04 м | 4,96 м | 4,75 м |
| 1,0 | 10,39 м | 10,03 м | 9,80 м |
| 1,5 | 15,75 м | 15,21 м | 14,85 м |
| 2,0 | 21,11 м | 20,38 м | 19,90 м |
| 2,5 | 26,46 м | 25,55 м | 24,95 м |
| 3,0 | 31,82 м | 30,72 м | 30,00 м |
| 3,5 | 37,18 м | 35,90 м | 35,05 м |
| 4,0 | 42,54 м | 41,07 м | 40,10 м |
| 4,5 | 47,89 м | 46,24 м | 45,15 м |
| 5,0 | 53,25 м | 51,41 м | 50,20 м |
| 5,5 | 58,61 м | 56,58 м | 55,25 м |
| 6,0 | 63,96 м | 61,76 м | 60,30 м |
| 6,5 | 69,32 м | 66,93 м | 65,35 м |
| 7,0 | 74,68 м | 72,10 м | 70,40 м |
| 7,5 | 80,04 м | 77,27 м | 75,45 м |
| 8,0 | 85,39 м | 82,45 м | 80,50 м |
| 8,5 | 90,75 м | 87,62 м | 85,55 м |
| 9,0 | 96,11 м | 92,79 м | 90,60 м |
| 9,5 | 101,46 м | 97,97 м | 95,65 м |
| 10,0 | 106,82 м | 103,14 м | 100,70 м |
| 10,5 | 112,18 м | 108,31 м | 105,76 м |
| 11,0 | 117,53 м | 113,48 м | 110,81 м |
| 11,5 | 122,89 м | 118,66 м | 115,86 м |
| 12,0 | 142,61 м | 137,62 м | 134,38 м |
| $\lambda/2\cdot{1,0}=\frac{150000}{f[Мгц]}$ | $1,0\lambda=\frac{300000}{f[Мгц]}$ |
| $\lambda/2\cdot{0,99}=\frac{148500}{f[Мгц]}$ | $0,99\lambda=\frac{297000}{f[Мгц]}$ |
| $\lambda/2\cdot{0,98}=\frac{147000}{f[Мгц]}$ | $0,98\lambda=\frac{294000}{f[Мгц]}$ |
| $\lambda/2\cdot{0,97}=\frac{145500}{f[Мгц]}$ | $0,97\lambda=\frac{291000}{f[Мгц]}$ |
| $\lambda/2\cdot{0,96}=\frac{144000}{f[Мгц]}$ | $0,96\lambda=\frac{288000}{f[Мгц]}$ |
| $\lambda/2\cdot{0,95}=\frac{142500}{f[Мгц]}$ | $0,95\lambda=\frac{285000}{f[Мгц]}$ |
| $\lambda/2\cdot{0,94}=\frac{141000}{f[Мгц]}$ | $0,94\lambda=\frac{282000}{f[Мгц]}$ |
| $\lambda/2\cdot{0,93}=\frac{139500}{f[Мгц]}$ | $0,93\lambda=\frac{279000}{f[Мгц]}$ |
| $\lambda/2\cdot{0,92}=\frac{138000}{f[Мгц]}$ | $0,92\lambda=\frac{276000}{f[Мгц]}$ |
| $\lambda/2\cdot{0,91}=\frac{136500}{f[Мгц]}$ | $0,91\lambda=\frac{273000}{f[Мгц]}$ |
| $\lambda/2\cdot{0,90}=\frac{135000}{f[Мгц]}$ | $0,90\lambda=\frac{270000}{f[Мгц]}$ |
| $\lambda/2\cdot{0,89}=\frac{133500}{f[Мгц]}$ | |
| $\lambda/2\cdot{0,88}=\frac{132000}{f[Мгц]}$ | |
| $\lambda/2\cdot{0,87}=\frac{130500}{f[Мгц]}$ | |
| $\lambda/2\cdot{0,86}=\frac{129000}{f[Мгц]}$ | |
| $\lambda/2\cdot{0,85}=\frac{127500}{f[Мгц]}$ | |
| $\lambda/2\cdot{0,84}=\frac{126000}{f[Мгц]}$ | |
| $\lambda/2\cdot{0,83}=\frac{124500}{f[Мгц]}$ | |
| $\lambda/2\cdot{0,82}=\frac{123000}{f[Мгц]}$ | |
| $\lambda/2\cdot{0,81}=\frac{121500}{f[Мгц]}$ | |
| $\lambda/2\cdot{0,80}=\frac{120000}{f[Мгц]}$ | |
| $\lambda/2\cdot{0,79}=\frac{118500}{f[Мгц]}$ | |
| $\lambda/2\cdot{0,78}=\frac{117000}{f[Мгц]}$ | |
| $\lambda/2\cdot{0,77}=\frac{115000}{f[Мгц]}$ | |
| $\lambda/2\cdot{0,76}=\frac{114000}{f[Мгц]}$ | |
| $\lambda/2\cdot{0,75}=\frac{112500}{f[Мгц]}$ | |
Необходимые длины вибраторов для любительских коротковолновых диапазонов и формулы пересчета длины элементов антенны относительно λ/2 и 1·λ приведены в табл. 9-1 и 9-2.