Вертикал с емкостной нагрузкой на диапазоны 1,8—14 МГц

Модификация известной модели DL2KQ с добавлением диапазона 14 МГц.

Конструкция.
Конструкция антенны аналогична популярной модели вертикала с емкостной нагрузкой в виде двух проводов, описанной DL2KQ.
В реальной антенне есть небольшие изменения. Несколько увеличена высота (17,5 метров) и введен диапазон 14 МГц вместо 10. Провода емкостной нагрузки вынуждено пришлось расположить под небольшим углом в горизонтальной плоскости.
Согласующее устройство выполнено в отдельном корпусе, особенностей не имеет.
Модели первого варианта антенны (в программе Mmana):

Файл .maa для 1,8 MHz
Файл .maa для 3,5 MHz
Файл .maa для 7,0 MHz
Файл .maa для 14 MHz

Конструктивно антенна выполнена из "носилочных" труб диаметром 35 мм, соединённых 42 мм наружными муфтами. Опорный изолятор сделан из фторопластовой вставки диаметром 40 мм.
Для двух нижних секций используются телескопически соединённые трубы диаметром 40 и 45 мм. Для верхней секции использована 28 мм Al трубка. В вертикальном положении антенну удерживают три яруса оттяжек, по 4 штуки на ярус. Точки их закрепления в грунте расположены в квадрате 10 х 10 м вокруг центра. Оттяжки первого яруса капроновые, второго и третьего  из синтетического шнура DanLine. На верхнем ярусе в качестве двух оттяжек использованы провода емкостной нагрузки.

Подъём антенны.
При участии одного-двух человек занимает около 3 часов.
Испробовав разные варианта подъёма, наиболее быстрым и надёжным способом мы признали способ "падающей стрелы". Стрела-подъемник составлена из двух железных 50 мм. прямоугольных труб (общая длина 4,2 м). Собранная на земле антенна крепится к вертикально установленной стреле тремя натянутыми оттяжками одной ("тяговой") стороны.
Важно выдержать начальный подъём верхней части — загнутую вверх форму "лыжи" [2], иначе при поднимании антенна согнётся вниз.
Оттяжки трёх оставшихся сторон натягиваются также ешё на земле, предотвращая качание вокруг вертикальной оси. Подъём выполняется ручной лебёдкой, после прохода угла 50-60 градусов подъёмник можно опустить одной рукой. Нужно проверить закрепление оттяжек на противоположной стороне, чтобы антенна не завалилась в сторону подъёма. Поднятую антенну надо сразу выставить вертикально и растянуть в рабочее положение все оттяжки.
Первоначально антенна выглядит устойчиво, но однажды летом 2008 года задержка привела к тому, что налетела гроза со шквальным ветром, при слабом натяжении оттяжек антенна согнулась дугой, необратимо повредив трубу одной из нижних секций.
Подъём в одиночку имеет особенность: двумя временными оттяжками закрепляется в вертикальном состоянии подъемник.

При опускании антенны  на землю всё выполняется в обратном порядке, кроме одного: первоначально, ослабив оттяжки, нужно создать лёгкий "завал" в требуемую сторону.

Радиалы.
Сейчас используем восемь радиалов по 10 метров, предполагается дальнейшее увеличение их длины и количества.

Результаты.

Измеренный КСВ по диапазонам:

Диапазон	КСВ	F центр, kHz	Полоса по уровню КСВ < 1,5, kHz	Примечание
1,8	1,18	1860	1834 - 1880
3,5	1,18	3550	3457 - 3740
7,0	1,2	7040		требует дополнительной настройки
14	1,1	14100

Испытания антенны в новом диапазоне 14 МГц соответствовали расчётным параметрам, выигрыш при приёме в сравнении с четвертьволновым вертикалом (основание 3 метра от земли) составляет около двух баллов по S-метру. Диаграмма направленности в диапазоне 14 МГц:

Особенности и замечания.

1. Учитывая мобильный характер контест-позиции и критичность отводимого на сборку-разборку времени, особое значение имеет проработка легкости монтажа креплений, стыковочных узлов и контактов, укладки оттяжек и противовесов. Всё это экономит минуты, переходящие потом в часы. Хорошим временем мы бы считали два часа на монтаж при участии двух человек.

 

2. Если для крепления оттяжек к антенне используются карабины, они обязательно должны иметь фиксатор закрытого положения.
Мы имели опыт "отстрела" одной из оттяжек 2-го яруса (прикреплённой к рым-гайке простым карабином) непосредственно перед опусканием антенны. Лишь по счастливой случайности безветрия, он не привел к немедленному падению и поломке антенны.

 

3. "Носилочные" трубы очень легкие, упругие и прочные, имеют один недостаток — неоднородный и "неудобный" внутренний диаметр 28,5-29 мм, что сильно затрудняет их взаимную стыковку. Общие затраты времени и средств на изготовление для них наружных муфт были довольно велики, проще было бы сделать обычный телескоп. (upd: заменены)

 

4. Коробка для СУ была изначально выбрана неудачно, небольшие размеры не позволили поставить более мощные реле, влияние экрана заметно снизило индуктивность и добротность катушки. Корпус согласующего устройства был вскоре заменён на пластиковый, что заметно сказалось на добротности катушки. Из-за узкой полосы антенны на 80 метрах "подгонка" в CW или SSB участок сейчас выполняется с помощью отдельного реле.

 

5. При расположении на земле высота и прочность антенны позволяют использовать её как опору для других лёгких антенн.  Мы иногда поднимали на ней через блок гибкую траверсу для тройного треугольника на 20 м на высоте 12 метров от земли или проволочные 3 элемента яги на диапазон 20 метров.

6. Настройка антенны не вызвала больших сложностей, кроме диапазона 40 метров, где пришлось установить дополнительное реле для замыкания на землю части витков катушки на её "холодном" конце.

upd. 06/2026

Добавление Spitfire на 40 m.

При высоте 17 метров вертикал работал очень неплохо на 80 и 160 метрах, но этого нельзя было сказать о диапазоне 40 метров. Помимо сложности в настройке, результаты на 7 МГц не обрадовали. Дальнейшие модификации антенны привели к такой конструкции:

Вертикальная возимая антенна "Пальма-AWM" собрана из семи алюминиевых (АД-31) телескопических труб общей длиной 18 метров, растянутых тремя ярусами диэлектрических растяжек. Диаметры труб 60-55-50-45-40-35-28 мм. Основание антенны устанавливается на капролоновом изоляторе на высоте 1,5 метра от земли. Емкостная нагрузка (ЕН) выполнена на верхушке двумя проводами по 6,5 метров. В разрыв пятой трубы диаметром 40 мм вставлен контур-трап, настроенный на частоту 7,05 МГц. Таким образом на этом диапазоне электрически высота вертикала отсекается на 12,88 м. Точная настройка на частоту определяется конденсатором в основании, с исходным номиналом 110 pF (схема аналогична диапазону 80 м).

Также от топа c шагом в 120° в горизонтальной плоскости отходят три элемента Spitfire, каждый длиной по 14,3 + 7,48 метра. В точке излома каждого элемента установлено реле, которое при замыкании контактов делает элемент рефлектором (R) или, при размыкании, оставляет директором (D). Вибратором служит основной ствол вертикала. Основная схема переключения D-R-R позволяет оперативно переключать направление в горизонтальной плоскости на 120°, возможен и переход на схему D-D-R, что позволит выбрать уже одно из шести возможных направлений, но параметры настройки сместятся несколько выше по частоте и КСВ на основной частоте вырастет примерно до двух. При некотором усложнении коммутации это смещение можно компенсировать, изменив ёмкость кондесатора у основания (ещё + 1 реле), но практически нами это не испытывалось.

Моделирование также показывает, что заметного влияния на работу в диапазонах 80 и 160 метров элементы Spitfire не оказывают (все реле пассивных элементов на этих диапазонах разомкнуты). При этом расчётные параметры на 40 метрах таковы: Ga = 5,7 dB, F/B = 10,8 dB, элевация главного лепестка 26 гр. При трёх направлениях даже при худших азимутах (60°, 180° и 300°) усиление составляет 2 dB. Расчётная полоса по уровню КСВ менее 2.0 составляет 116 кГц, антенна настроена в CW участок.

Несмотря на кажущуюся сложность решения, дополнительные затраты на построение Spitfire очень невелики. Ведь при общей высоте 19,5 м, третий ярус определённо приходится растягивать по меньшей мере двумя растяжками помимо ЕН. Все работы сводятся к их замене на проводные элементы (с добавлением одного нового) и фиксации их к стволу мачты на высоте 2,28 м. от изолятора. Дополнительно третий элемент помогает механической устойчивости вертикала при сильном ветре. Практика показала, что при оперативном развёртывании точность "прихода" концов элементов Spitfire к стволу служит калибровкой точности вертикального положения вертикала, так что может потребоваться время на подгонку натяжения первого и второго ярусов оттяжек.

Стоит обратить внимание на способ подключения управляющих цепей для реле, которые не должны мешать работе антенны. В нашем случае они выполнены так: горизонтальные части по 7,48 м. пассивных элементов сделаны из двужильного экранированного провода, при этом оплётка экрана используется в качестве полотна антенны. В точке выхода двух проводов управления из экрана они намотаны на ферритовое кольцо и далее (но уже в другом экране) идут по кратчайшему пути к СУ.

Конструкция фильтра-трапа на 7050 кГц.
Для сохранения конструктивной целостности и удобства транспортировки всего "телескопа" фильтр выполнен в виде отдельной короткой трубки, вставляемой при сборке в промежуток между соответствующими коленами вертикала. Нужно обратить внимание на механическую прочность изолятора, особенно в моменты подъёма и опускания антенны. По этой причине изолятор (в виде стеклопластиковой трубы) размещён чуть выше точки крепления оттяжек второго яруса, на который обычно приходятся наибольшие нагрузки при подъёме. Конструкция самого фильтра-трапа может быть любой.

Результаты: В работе в контестах на 7 MHz при переключении направлений антенна показала себя положительно. Эффект от переключения направлений на дальних трассах составлял в среднем плюс 1-2 балла шкалы S-метра (по сравнению со включением элементов для круговой ДН).

Выявленные проблемы и недостатки: довольно сильная чувствительность к положению пассивных элементов: требуется точное их позиционирование и хорошее натяжение (чтобы не качало ветром). Сильная зависимость параметров от расположения близких к элементам радиалов.

Файлы модели MMANA по диапазонам:
Файл .maa для 1,8 MHz
Файл .maa для 3,5 MHz
Файл .maa для 7.0 MHz
Файл .maa для 14 MHz

Выключенное реле для пассивного элемента в положении директор (D) установлено как емкостная нагрузка в 4 пФ в точке соединения проводов.

Ссылки по теме:

1. DL2KQ. Антенна на диапазоны 1,8...10,1 MHz

2. RA1OZ. CQWW160CW 2007 или зимний экстрим