Калькулятор J антенны. Двухдиапазонная J-антенна на высокочастотные KB диапазоны J антенна из 300 ом кабеля

УКВ антенны с J-согласованием

J-антенна (рис.1) давно и вполне заслуженно популярна среди радиолюбителей. Конструкция ее проста, она легко настраивается и согласуется с фидером любого сопротивления. Однако большие размеры (общая длина равна 0,75λ) затрудняет ее использование на КВ диапазонах. Зато в УКВ диапазонах она широко применяется. Как видно из рис.1, она представляет собой вибратор длиной λ/2, запитанный с конца через согласующее устройство, выполненное в виде четвертьволновой открытой линии, замкнутой на нижнем конце.

Высокое входное сопротивление полуволнового вибратора при питании с конца (несколько кОм) легко трансформируется к сопротивлению кабеля путем выбора расстояния от точки питания до замкнутого конца линии. Использование в качестве трансформатора открытой линии обеспечивает малые потери при больших коэффициентах трансформации. Усиление J-антенны - +0,25 дБд, т.е. слегка превосходит усиление диполя за счет излучения двухпроводной линии. Вертикальная J-антенна из-за неполной симметрии имеет небольшое излучение с горизонтальной поляризацией (рис.1а).

Модифицируем J-антенну, отогнув четвертьволновую линию на 90 градусов (рис.2).

Слегка подстроив размеры, нетрудно получить хорошее согласование и усиление 0 дБд. Однако у этого варианта антенны уже заметная часть излучения имеет горизонтальную поляризацию (рис.2а). Его вызывает синфазный ток в двухпроводной линии, играющего в J-антенне роль противовеса (токоприемника).

Добавим еще один полуволновый вибратор, подключив его к свободному концу двухпроводной линии (рис.3).

Конструкция теперь полностью симметрична в вертикальной плоскости, синфазный ток в двухпроводной линии отсутствует, как и излучение с горизонтальной поляризацией (рис.3а).

Этот вариант - коллинеарная антенна из двух полуволновых вибраторов с питанием через четвертьволновую замкнутую на конце линию. Эта антенна описана SM0VPO (1) на его сайте в статье "6 dB collinear VHF antenna by Harry Lythall - SM0VPO". Ее усиление - (около 2,4 дБд) получено за счет сужения диаграммы направленности в вертикальной плоскости. В горизонтальной плоскости диаграмма излучения круговая. Антенна конструктивно очень проста и может изготавливаться из одного куска прутка или трубки. Для сохранения ее симметрии кабель питания желательно подключать через симметрирующий трансформатор. SM0VPO использует симметрирующий трансформатор в виде U-колена, можно ограничиться и несколькими ферритовыми кольцами, одетыми на кабель вблизи точки питания антенны. Для краткости назовем ее Super-J антенной.

Какая дальнейшая модификация этой антенны возможна? Добавив к ней рефлекторы, получаем 2-элементную Super-J антенну (рис.4). Это уже направленная коллинеарная антенна. Ее усиление - +5,8 дБд.

Добавляя директоры, получаем 3-элементную Super-J антенну (рис.5). Усиление - +8 дБд.

Попытка добавить второй директор заметно увеличивает длину антенны, но дает прибавку в усилении всего 0,8 дБ. В чем преимущество этих антенн перед многоэлементными Yagi? При равной площади коэффициенты усиления у них примерно равны, но преимущества Super-J антенн - малая длина бумов и связанный с этим малый радиус поворота, удобство согласования. К недостаткам можно отнести необходимость использования диэлектрической мачты, хотя бы верхней ее части. На рис.6 приведены фотографии 3-элементной Super-J антенны на 2-метровый диапазон, выполненной из алюминиевого прутка диаметром 8 мм.

Рис.6. Общий вид 3-элементной антенны SuperJ.

Диэлектрическую мачту (например, стеклопластиковую) и изоляционную распорку можно располагать в промежутках между элементами (на рис.7 они показаны более жирными линиями).

Кабель питания лучше отводить горизонтально за рефлекторы и возвращать к мачте широкой петлей, подальше от концов рефлектора. На участке вблизи антенны на кабель желательно одеть ферритовые сердечники через 0,5 м.

Рис.8 Вид 3-х элементной Super-J антенны на мачте

Конструктивные размеры 3-элементной Super-J для частоты 145 МГц и 435 МГц приведены на рис. 9 и в таблице 1.

Размеры даны в сантиметрах и между осями проводников. Входное сопротивление в точке питания - 50 или 200 Ом. Если для симметрирования используется U-колено, оно трансформирует сопротивление фидера к 200 Ом, поэтому место подключения к двухпроводной линии будет несколько дальше от замкнутого конца. При этом размеры согласующего шлейфа немного изменяются (см. таблицу 1).

Таблица 1.

Частота МГц	Rвх, Ом
			52,5			34,5
			52,5			34,5	41,5
		14,7	17,5	17,7	16,3	11,5		0,25
		14,7	17,5	17,3	16,3	11,5	13,8	0,25

* -- размер уточняется при настройке.
D -- диаметр алюминиевых или медных проводников, из которых изготавливается антенна.

Для удобства настройки согласующее устройство рекомендуется выполнять с двумя "ползунами" (передвижными контактами): один, замыкающий двухпроводную линию, используют для настройки в резонанс, второй, подключающий фидер, для согласования на минимальный уровень КСВ. Это позволяет быстро настроить антенну, но после выбора положений "ползунов" нужно обязательно обеспечить надежный контакт (пайкой или болтами). От сопротивления контакта исключительно сильно зависит КПД антенны. Нелишне при этом помнить о недопустимости контакта медь-алюминий и защите контакта от влаги. Требования к сопротивлению контактов на разомкнутом конце J- колена, напротив, нестрогие, поскольку ток там минимален. Была изготовлена антенна на среднюю частоту 145 МГц из алюминиевого прутка диаметром 8 мм. Крепилась она к стеклопластиковой трубке диаметром 23 мм, используемой в качестве мачты. В качестве симметрирущего устройства использовалась ферритовая трубка, одетая на кабель вблизи точки питания антенны. Сначала была проверена одноэлементная антенна Super-J (рис.3). Было замечено, что при расположении антенны на деревянном столе параллельно земле и при вертикальном ее расположении настройки не совпадают. Поэтому настройку антенны необходимо проводить, установив ее вертикально. Достаточно, чтобы расстояние от нижних концов вибраторов до земли было около 0,5 м. Передвигая замыкающую перемычку вдоль двухпроводного шлейфа и двигая точки подключения кабеля (эти подстройки взаимозависимы) довольно просто удается согласовать антенну до КСВ<1,1 на желаемой частоте. полоса частот по уровню ксв<1,5 превышает 5 мгц. затем к мачте и активным вибраторам были прикреплены бумы, также выполненные из алюминиевого прутка диаметром 8 мм, поскольку не имелось под рукой диэлектрических трубок необходимой жесткости. в средней точке вибраторов напряжение близко к нулю, поэтому проводящий бум слабо влияет на характеристики антенны, что подтвердило предварительное моделирование. на бумах были установлены рефлекторы и директоры, длины которых выполнялись по расчету модели с помощью программы mmana. пассивные элементы резко снизили входное сопротивление антенны. однако слабо выраженный минимум ксв был найден. передвигая перемычку, и сдвигая точки подключения кабеля, нашли положение, когда минимум ксв соответствовал частоте 145 мгц и уровень ксв не превышал 1,2. длины вибраторов не регулировались. по сравнению с настройкой одноэлементной антенны настройка трехэлементной антенны значительно более острая и критичная. полоса по уровню ксв<1,5 составляла около 3 мгц. длина шлейфа оказалась несколько меньше, а расстояние от замкнутого конца шлейфа до точки питания кабелем с сопротивлением 50 ом несколько больше расчетных значений. работа антенны предварительно оценивалась в городских условиях (кругом были высокие здания, полностью закрывавшие горизонт) при расположении ее оси над землей на высоте всего 1,5 м. по сравнению с четвертьволновым автомобильным штырем она давала прирост сигнала на 2-3 балла при связях на расстояниях 10-50 км. направленность в горизонтальной плоскости была ярко выражена. общее впечатление - антенна работает. более аккуратные оценки работы антенны были сделаны на открытой местности в дачных условиях при подъеме антенны на мачту высотой 7 м. сравнивались антенна рис.6 и четырехэлементная антенна "квадрат" с вертикальной поляризацией (рис.10). антенны устанавливались на одной и той же стеклопластиковой мачте в одном и том же месте. использовался один и тот же кабель в качестве фидера и один и тот же трансивер. оценивалась работа по открытию и слышимости репитеров, расположенных на расстояниях от 30 до 100 км и оценкам корреспондентов при проведении qso в прямом канале на расстояниях до 70 км.

Рис.10. Антенна "4 квадрата", с которой сравнивалась антенна рис.6.

В большинстве случаев оценки были очень близкими. Если слышали "квадрат", так же слышали и SuperJ. Четырехэлементный "квадрат" имел более узкую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости, поэтому его приходилось более точно направлять на корреспондента для получения максимальной оценки, Super-J почти не поворачивали. Общее впечатление - антенны имеют примерно равные усиления и хорошее подавление заднего лепестка. Испытуемая антенна в два раза легче "квадратов" и имеет существенно меньшие момент вращения и парусность. На рис.11-14 показаны элементы конструкции антенны.

Рис.11. Короткозамыкающая перемычка, узел подключения кабеля и симметрирующий ферритовый дроссель.

Рис.12. Узел крепления двухпроводной линии к мачте.

Рис.13. Узел крепления бумов к мачте.

Рис.14. Узел крепления элементов к бумам.

В приложении - файлы для моделирования описанных антенн: файлы MMANA

RU3ARJ Владислав Щербаков , [email protected]
Фотографии RW3ACQ Сергей Филиппов , [email protected]
_________
(1) SM0VPO в своей статье почему-то приводит усиление антенны относительно какого-то четвертьволнового хлыста (видимо, автомобильной антенны), откуда и берутся его 6 дБ.

В. Марков
Радиохобби 6/2003

КВ антенны

J-антенна, ее схема и конструкция описаны неоднократно в печати. Эта антенна в основном применяется на УКВ диапазонах и на высокочастотных КВ-диапазонах. Если выполнить согласующий четвертьволновый шлейф из коаксиального кабеля с учетом его коэффициента укорочения, то ее можно применять и на длинноволновых KB диапазонах. Схема такой антенны, размещенной горизонтально, показана на рис. 1.

Для крепления кабеля, провода и растяжек применяются планочки из изоляционного материала, например из текстолита, толщиной 2-3 мм (рис.2).
Место подключения кабеля питания находится на 1/8 части (А-Б на рис. 1) согласующего кабеля (шлейфа), считая от закороченного конца, для 50-омного кабеля и на 1/7 части - для 75-омного. Причем согласующий шлейф и кабель питания одного типа. В точке В оплетка на конце кабеля на расстоянии 1 см завернута на внешнюю изоляцию кабеля и обмотана ПВХ изолентой. Длина излучателя L антенны сначала рассчитывается для нужного диапазона, а затем уточняется при настройке с помощью ГИРа (GRID-DIP-METER).

После изготовления антенны все пайки и открытые части оплетки обмазываются пластилином или герметиком. В таблице даны размеры антенны для всех KB диапазонов (длина шлейфа дана для кабеля с полиэтиленовой изоляцией). Полотно антенны и согласующий шлейф должны быть на одной прямой.

Диапазон, м	Вибратор,	Согласующий шлейф, l,	Расстояние А-Б, м
Диапазон, м	Вибратор,	Согласующий шлейф, l,	Кабель 50 Ом	Кабель 75 0м

Для диапазона 20 м и выше рекомендую вертикальное исполнение J-антенны. Автором изготовлено несколько таких антенн на 20-ти и 10-метровый диапазоны. Причем в качестве мачты использованы телескопические удочки длиной 6 и 7 метров, у которых самая верхняя секция удаляется. На вершине удочки укрепляется «звездочка», которая служит емкостной нагрузкой антенны. Она изготовлена из 6-ти Г-образных, горизонтально расположенных длинной стороной по 30 см, проводов (биметалл, алюминий диаметром 2-3 мм). Вертикальные 5-сантиметровые части этих проводов расположены равномерно вокруг верхушки, обмотаны луженым медным проводом и все вместе пропаяны. Внешние концы горизонтальных проводников «звездочки» залужены на расстоянии 1 см и соединены медным проводом диаметром 1 мм, как показано на рис.3.

Полотно антенны изготавливают из двойного медного провода 01 мм в общей изоляции типа «лапша» с расстоянием между проводами 2-3 мм. Оба провода на конце зачищают на расстоянии 1 см, скручивают и спаивают вместе, а затем подпаивают к «звездочке». После этого «лапшу» обматывают вокруг удочки, не допуская ее перекручивания.

Для антенны на 20 метровый диапазон сначала наматывают провод с шагом 2 см на расстоянии 180 см, затем с шагом 4 см на расстоянии 80 см, затем с шагом 10 см - 60 см, а потом провод длиной 240 см просто располагают вдоль удочки. При намотке через каждые 50 см провод укрепляют ПВХ изолентой.

Затем удочку с намотанным излучателем ставят вертикально на землю (крышу дома), подсоединяют ГИР к спаянным вместе так же как и возле «звездочки» концам «лапши» и измеряют fPE3.

Если резонанс ниже по частоте - укорачивают провод, если выше - удлиняют, добиваясь fPE3=14100...14120 кГц. После подъема антенны на рабочую высоту резонанс практически не «уходит». Таким образом, на удочку длиной 5 м намотан провод с электрической длиной Х/2 и реализована антенна в виде укороченного полуволнового диполя.

Теперь подсоединяют к полотну антенны согласующий кабель по размерам из таблицы с отводом для подключения кабеля питания. Удочка крепится к мачте на расстоянии 20...30 см от конца и не требует растяжек. КСВ у антенны был по 1,1...1,2 на 14000 и 14350 кГц, а на 14120 - 1,05.

Достоинства J-антенны: широкополосность, простота конструктивного исполнения, не требует противовесов.

Недостаток -однодиапазонность.

Для радиолюбителей, имеющих LW с длиной 81-84 м, можно рекомендовать согласовывать ее с помощью коаксиальных шлейфов с размерами, взятыми из таблицы. Но перед этим следует убедиться с помощью ГИРа или измерителя импеданса, что LW имеет на необходимых диапазонах максимальное входное сопротивление, т.е. ее электрическая длина кратна Х/2.

Публикация посвящается светлой памяти ушедшего от нас авдеевского радиолюбителя Николая US5IMU, который в свое время любезно предоставил автору этих строк материал для изготовления данной антенны.

В последнее время ситуация на рынке радиолюбительских радиостанций УКВ изменилась в лучшую, для нас, радиолюбителей, сторону. Сегодня FM радиостанция на 2-метровый диапазон стала доступна каждому. Ввиду этого стоит вопрос, какую антенну выбрать радиолюбителю, который впервые осваивает этот интересный диапазон? Ответов можно услышать много, но сегодня мы остановимся на всенаправленной штыревой антенне, внешний вид которой напоминает английскую букву J. Это антенна для начинающего, для дачи, для местных связей на УКВ.

Физику работы этой антенны подробно рассматривать не будем. Кто желает, может ознакомиться с ней в . Лишь отметим, что согласование антенны с линией передачи осуществляется с помощью четвертьволнового шлейфа, который эквивалентен катушке индуктивности и емкости.

Итак, переходим к практической части. Схематический вид антенны изображен на рисунке 1.

Рис. 1. Схематическое изображение J-антенны.

Используя формулы, приведенные на рисунке 1, или воспользовавшись готовым калькулятором в получим размеры антенны A, B, C и D.

Для частоты 145,5 МГц:

A = 148.29 (см)

B = 49.19 (см)

C = 4.63 (см) (для Rфидера=50 Ом)

Материал - медь или алюминий, трубка или проволока. Что есть под рукой. Мною был использован алюминиевый провод круглого сечения диаметром 9 мм. Единственно, нужно помнить о коэффициенте укорочения k, который связывает электрическую длину полотна антенны с ее геометрической длиной. Чем больше толщина проводника, тем больше это различие. Для того, чтобы не прогадать с длиной антенны, рекомендуется сделать размер B немного больше, а затем откусить лишнее в процессе настройки.

Настройка антенны производилась по КСВ метру. В моем случае использовался КСВ метр RS-40, изображенный на рисунке 2.

Рис. 2. Показания КСВ метра в режиме передачи.

Центральную жилу кабеля присоединяем на крокодилах к длинному элементу (A), а оплетку к короткому (B). И начинаем попеременно включать на передачу, смотря на КСВ метр и двигать крокодилы, добиваясь минимума КСВ на рабочей частоте. Включили, посмотрели на КСВ метр, выключили, передвинули крокодилы. В районе 4-6 сантиметров от перемычки должен быть минимум КСВ. Если не удается добиться КСВ близкий к 1,1-1,2, то стоит поиграться длиной B, откусывая по нескольку миллиметров. Во время измерений антенну рекомендуется положить между двумя спинками стульев, подальше от пола, окружающих предметов, и тем более металла.

После настройки, зажать кабель на болты с хомутами, проверить, не сбилась ли настройка, а затем залить контакты автомобильным или сантехническим герметиком.

Спустя несколько сантиметров от точки подключения рекомендуют намотать фильтр, представляющий собой 4-5 витков этого же кабеля на каркасе, к примеру, от 10 кубового шприца. Это несколько уменьшит затекание ВЧ токов на оплетку кабеля и снизит возможные помехи ТВ.

Кабель можно использовать любой 50-омный. В моем случае это маленький кусок метра 3-4 тонкого RG-58U от точки подключения антенна до балкона, а дальше через разъем около 25 метров толстого RG-8. Замечу, что чем толще кабель, тем, как правило, меньше его коэффициент затухания. Чем тоньше - тем потери полезного сигнала больше. С длиной кабеля подобная ситуация, чем длиннее кабель от антенны до трансивера, тем больше будут потери полезного сигнала. Другими словами, для минимизации потерь в кабеле стараемся придерживаться правила « чем кабель толще и короче, тем лучше».

Фотография моей антенны изображена на рисунке 3. Стоит уже второй год, пережила все ураганы, порывы и обледенения.

Рис. 3. Внешний вид j-антенны на мачте 5 этажного дома. Фотографировалось снизу.

Литература.

1. Карл Ротхаммель: Антенны. Том 2. Издание 11. Издательство Лайт ЛТД., 2007 г., стр. 103.

Александр US6IGL

Эксклюзивно для журнала РАДОН

Позвонил один из радиолюбителей по соседству (наша же область) и спросил почему он не слышит Оскар -7, хотя по расчётам тот пролетал прямо над Гончаровским. Поскольку вопрос возник не впервые, думаю надо будет повториться. Хороший обзор по причинам GUHOR я давал на Хаммании . Думаю что дублировать этот материал не нужно, и поэтому отвечу по этой конкретной ситуации. Здесь несколько логических "И" приведших к тому что он не услышит спутник пожалуй и впредь.

Гоша пришелец;-)

Читая какого-либо автора иногда трудно себе представить его. Например в юности я читал много Александра Грина, который на самом деле много чего написал кроме "Алых парусов". Но когда увидел его портрет не поверил своим глазам. Исключение, пожалуй только Маяковский, как пишет, так и выглядит. Чтоб никто не сомневался как выглядит Гоша радист, Саша Литвиненко UR5RP прислал фото. "Гоша радист пишет на сайт". А кто не поверил моему хорошему прогнозу ВЧ диапазонов на эти три дня - сам виноват: только за последние пол-часа в телеграфе Ямайка, Лесото, Сенегал и Доминикана. В RTTY Того, чего ранее не имел.

OQRS: QSL из интернета

Я уже писал ранее про то, как получить карточку через интернет. Способ прижился и теперь почти все DX педиции запускают эту службу, потому что она упрощает и удешевляет обмен для обоих сторон. Для тех, кому трудно разобраться в английских терминах и сокращениях я "расшифрую" описание как надо это делать. Ну для начала надо иметь перед глазами все данные за связи с данной экспедицией. В моём случае это будет 7О6Т. Для этого идём стандартным путём начинаем с QRZ.COM, переходим далее по ссылкам пока не увидим картинку оnline check ваших QSO. Внизу есть кнопочка REQUEST QSL. На неё и жмём.

Теперь работа потруднее: В левой колонке начальные сведения про связи,

SDR и LAN

Понятно, что жизнь без проводов - лучше. Я говорю про Wi-Fi и проч. беспроводные технологии. А вот еще один плюс. Первый УКВ SDR у меня был запаян в металлической коробочке, с хорошим экранированным антенным вводом, (кто помнит фото ранее). А сейчас у меня тюнер в родном корпусе (фото двумя постами ниже), прорезиненный, с удобным разъёмом-защелкой вместо резьбы или байонета. Работает хорошо, но вот надумал я посмотреть по своему новому ящику 3D кино. Фильм, конечно, лежит на ноутбуке, телевизор его читает Wi-Fi. Но притормаживает время от времени. Я решил, что тормозит из-за радиопомех Wi-Fi, больно эпизодическим было торможение, редко, тоесть. Включил обычный LAN роутер, воткнул эзернет кабель и ужаснулся: мой SDR приёмник "заткнулся".

SDR панорама в УКВ трансиверах

Сергей UA0ADX

Работая через спутники, в частности SSB и CW, столкнулся с проблемой: орбита короткая, участок диапазона довольно широкий. Бывает и корреспондентов много, но не всегда их найдешь, работая на поиск. То на прием перейдут и ты пробежишь мимо, то работаешь на общий вызов и никого не слышишь, кто работает ниже или выше. Спутник пролетает быстро, бывает и без результата. Данное обстоятельство и заставило меня задуматься об СДР панораме. Первым делом надо было приобрести СДР приемник. Выбор пал на самый бюджетный из продвинутых)) - SDRplay RSP-1, есть еще несколько неплохих RTL SDR, о которых я узнал к сожалению уже после приобретения RSP-1. Далее надо было придумать как его "подцепить" к той же антенне или антеннам, на которых соответственно работаю, чтобы видеть реальную картину, при этом избежать всяких коммутаций, обходов и т.п, из-за ненадежности которых может выгореть не один девайс)).

SV2AGW Packet Engine

Век живи, век учись! :-) Я только что узнал, что широко используемый эмулятор пакетных сетей и нодов на аудиокарточке может конвертировать сигналы с двухдиапазонных трансиверов на один логический конвертор. Я имею в виду KISS AGW от DK3WN. Немного вводной информации для тех, кто не так как я любит спутники. То что передают в строках телеметрии спутники наши Windowsы выводят на экран в виде допустимых экранных символов того или иного расклада (греческий, кирилица или латиница). Для того, чтобы эту информацию правильно распознать и на её основе вывести реальные данные телеметрии, полученные строки сначала надо привести к виду ASCII строк (файлов), а уже потом программы декодеры её "пережёвывают". Так вот в качестве модема для своего конвертора (как один из вариантов KISS AGW) DK3WN использует как раз SV2AGW sound modem. В его настройках можно использовать оба из стереоканалов вашей аудиокарточки.

Маяк на Ардуино часть 2

Подключение модулей, как правило, осуществляется по пяти проводам: VCC - питание, GND - земля, CLK - тактовые импульсы, STR - строб и DATA (IO). На всех модулях есть обозначения пинов со стороны модуля, а пин со стороны Ардуино назначается в программе. Например датчик температуры не требует тактирования и его выход подключается к аналоговому входу А1. Часы, например, имеют данные к передаче, поэтому подключение пятипроводное. Назначенные пины можно найти в теле программы. То же самое с платой кнопок и дисплея. С простыми сигналами типа PTT, CW манипуляцией, подключением дополнительной антенны или включение дополнительного ветилятора достаточно только одного пина. Они тоже назначаются в программе и через оптопары подключаются к исполнительным устройствам: трансиверу, коммутатору, вентилятору и т.д. На схеме это всё прозрачно. Пин 10 Ардуино используется для подачи разрешения на "пищалку" и подключается непосредственно к BUZZER. Так как современные трансиверы все имеют самоконтроль в телеграфе, в этой модели он не включен. Но, если вы захотите включить, например, этот маяк в режиме FM, этот сигнал вам понадобиться.

Поговорим о двух разновидностях антенн. Обе состоят в некоем родстве, авторы сочли логичным обсудить конструкции в одном обзоре. Речь пойдет о j-pole и антенне Франклина. Рассмотрим внешний вид, предпосылки для выбора, нюансы реализации предпочтенной концепции. Разберёмся, как сделать антенну, постараемся преподнести материал, собранный из многочисленных источников, с комментариями.

Уже писали про упомянутые разновидности антенн. J – исторический предок Франклина, хотя дату изобретения в точности источники не приводят. Указанный тип антенны изобретен немцами – не исключено, фашистами. Известно, что нынешнюю форму конструкция приобрела в 1943 году, изначально создавалась для военных дирижаблей. Именовалась Zeppelin. J – сокращение от длинного слова. Кстати, российским читателям со специализированных форумов, факт генезиса аббревиатуры прекрасно известен, знатоки называют J-антенны дирижаблями.

Смысл устройства: в нижней части вибратора длиною 5/8 волны (точный расчет смотрите ниже) идет согласующая линия. Распределение токов по J-антенне таково, что сопротивление меняется от:

десятков тысяч Ом в верхней части, где разрыв;
до нуля в нижней части, где линия замыкается на вибратор.

За счет перемены создаются предпосылки для достижения точного согласования. Если для распространенных среди обывателей антенн приходится изготавливать четвертьволновые трансформаторы, то J соединится со шлейфом напрямую – с навыками настройки изделия. Люди опытные говорят, что лучше пользоваться КСВ-метром, как делают радиоинженеры. Ротхаммель упоминает об использовании для аналогичных целей низковольтного светодиода либо лампочки. Указанное устройство подключается параллельно ненагруженному шлейфу. В идеальной точке подключения свечение ярче, нежели в прочих местах.

До согласования антенну следует возбудить произвольным передатчиком через эфир. Напоминаем, что в радиовещании принята вертикальная поляризация, антенну располагайте должным образом (отвесно). Для согласования достаточен короткий отрезок шлейфа в пределах метра, на конец которого уже подключайте лампочку. Смотрится логично, но Ротхаммель тоже умный малый, не беремся перечить.

Настройка J-антенны ведется сравнительно простым образом, согласно указанным постулатам Ротхаммеля.

Поговорим о внешнем виде антенны и параметрах. Представьте букву U с прямыми углами либо перевернутую букву П. Высота составляет 21502/f см, где f – частота в МГц. Для 300 МГц получается 72 см. Теперь одну ножку срежем до длины 7132/f см, получается примерно четверть волны. Антенна готова. Осталось правильно запитать кабелем. На 671/f см от верхней грани нижней горизонтальной перемычки припаиваем кабель питания жилой на вибратор, экраном на четвертьволновый отрезок. Про выбор места говорили ранее. Каково сопротивление для указанных условий?

J-антенна разработана для связи, поляризация вертикальная. Следовательно, шлейф имеет сопротивление 50 Ом. Получается, что для телевизора антенну следует развернуть горизонтально, пайку вести чуть выше. Как искать точное место стыковки, уже обсудили. Теперь о конструкции.

Оба штыря делаются по традиции из медной трубки. Расстояние в 640/f см дается между ближайшими гранями. Измерения ведите штангенциркулем. Материал для изготовления антенны собственноручно: трубки из тормозной системы авто, старые кондиционеры и холодильники и проч. Допустимо вести пайку, обжимать муфтами, гнуть, паять. Обратите внимание на два момента:

Не всегда J-антенна работает в точности, как задумано. Порой хочется чуть изменить частоту. Это актуально для каналов WiFi модемов и роутеров. Для этого франкоязычный канадец с индийскими корнями Питю Наги предлагает каждый из двух штырей оборудовать подстроечными элементами. Что касается короткой линии, на вершине трубки монтируется гайка, куда вкручивается стопорный болт. От силы вкручивания элемента зависят характеристики антенны. На конце вибратора гайка ставится в стенку трубки. Из окончания вытягивается изрядный кусок стальной упругой проволоки. Этим изменяется частота. В месте стыковки проволоки (наподобие телескопической конструкции) возникает отражение сигнала. Потому трубку разорвем небольшим отрезком плотного пластика, оборванные концы соединим линией из прежней трубки половины длины волны. Получится согласующее устройство, своеобразный мостик к антенне Франклина.
У J-антенны несомненный плюс, помимо указанных для работы на крыше дома. Нижнюю часть заземлите, получится отличный громоотвод. Это не влияет на работу оборудования, зато защитит домашний приемник от грозы. Ловлю каналов возможно не прерывать на время непогоды.
Учтите, что медь в условиях попадания влаги агрессивна по отношению к прочим металлам. Возникнет электрохимическая коррозия. Только оцинкованная сталь противостоит медному натиску. Возьмите на заметку при выборе крепежа.

Сделать антенну самостоятельно по указанной схеме сумеет большинство читателей, согласование ведется относительно простыми методами. Остался вопрос с толщиной трубки, но он не акцентируется в литературе, а подстроечные элементы помогут получить максимальный эффект. Разумеется, нужен сильный источник волны, чтобы провести согласования. Причём не получится использовать вольтметр вместо лампочки, частота относительно высокая. Полагаем, что истинные радиолюбители соберут подстроечный прибор собственными руками из усилителя, выпрямителя и любого индикатора, включая китайские мультиметры.

Усиление J-антенны лучше полуволнового вибратора, по утверждениям очевидцев.

Франклин работал на Маркони, не был президентом США. Однако изобретений в начале 20-го века выдал немало. Среди прочего – подстроечный конденсатор. В 1924 году изобрел знаменитую антенну, по которой сегодня строятся китайские штыри для WiFi. Отличие: равноплечая конструкция лишилась одной половины, а согласующие шлейфы загнулись в катушки. Подобную конструирует ZikValera в выложенном видео. Пример расчета приведен в первом томе Ротхаммеля на странице 232.

Представьте волновой вибратор, с концами, увенчанными двумя согласующими шлейфами, каждый по половине волны. Устройство оканчивается еще одним разорванным вибратором, с плечами, в сумме равными длине волны. В результате получается антенна Франклина, сигнал с устройства снимается по центральной линии, а сопротивление излучения зависит от точки входа шлейфа. Для понимания привели скромный рисунок, где показана антенна Франклина.

Полагаем, что из указанного изображения уже понятно, как согнуть из проволоки нужную форму. Размеры велики, целесообразно антенны Франклина использовать в диапазоне ДМВ и выше, хотя в сети полно конструкций на гораздо более низкие частоты. Приготовьтесь отрядить специальный столб во дворе под конструкцию, либо создать распорки приличной длины на крыше.

У антенны Франклина хорошее усиление (благо, размер немалый) 3,2 дБ. Для указанной на рисунке конструкции в точке подвода шлейфа посередине сопротивление излучения составит 300 Ом. Если добавить по вибратору с каждой стороны, станет 500 Ом. Усиление превысит 5 дБ. Добавим, что ширина линии согласования некритична. К примеру, 7 мм на длине волны 32 см.

Отметим два недостатка конструкции:

Питание нужно вести в идеале двухпроводной линией, хотя любители паяют кабель, как показано на рисунке. Никто не жалуется.
Начиная делать антенну собственноручно, убедитесь, что сумеете точно выравнять плечи. Они лежат чётко по одной линии, согласующие участки возможно чуть гнуть (китайцы вообще делают катушки, учитывая индуктивность при изготовлении антенны).

Расчет антенны Франклина не считается простым делом, в исходном виде не всегда получается использовать указанный тип устройств. Рекомендуется копировать китайские модели, измерить которые поможет штангенциркуль. В этом случае самодельная антенна гарантированно показывает хорошие характеристики. Даже на форумах коллинеарные линии не изучены толком. Это явно не лучший путь сделать простую антенну.