Радио 4, 2000, с.62-64
Антенны, обеспечивающие работу радиостанции на нескольких любительских диапазонах за счет введения в них резисторов, продолжают пользоваться популярностью у коротковолновиков несмотря на очевидный недостаток – пониженный КПД. Причин такой популярности несколько, Во-первых, эти антенны обычно имеют очень простую конструкцию – рамка той или иной формы, в которую включен резистор. Во-вторых, в силу своей широкополосности они, как правило, не требуют настройки, что заметно ускоряет и упрощает достижение конечного результата -антенны, с помощью которой можно работать в эфире на нескольких диапазонах.
Что касается потерь мощности в резисторе, то она достигает 50%. С одной стороны, потери вроде бы большие, но с другой – у радиолюбителя (особенно в городских условиях) может и не быть возможности установить более эффективную многодиапазонную антенну. Более того, именно такого порядка могут быть неочевидные потери даже в однодиапазонной антенной системе. Яркий пример – потери в плохой "земле" для антенн типа GP (см., например, заметку "Сколько нужно противовесов" в "Радио", 1999, № 10, с. 59). Измерить эти потери сложно, поэтому о них просто предпочитают не вспоминать.
Классический вариант широкополосной наклонной антенны T2FD с резистором в рамке, требующей для установки двух мачт высотой 10 и 2 м и работающей в полосе частот 7. 35 МГц, многократно описан в литературе. Об интересном горизонтальном варианте такой антенны, требующей для установки только одной мачты и работающей в полосе частот 10. 30 МГц, было рассказано в статье "Очередная всеволновая" ("KB журнал", 1996,№ 3, с. 19, 20). Наконец, появился и вертикальный вариант этой антенны.
Его предложил L.Novales (EA2CL) в статье "Otra vez con la antena T2FD" ("UIRE", 1998,p.31,32).
При общей высоте около 7,5 м (см. рис. 1) эта антенна обеспечивает работу в полосе 14. 30 МГц, т. е. на всех пяти высокочастотных КB диапазонах. Излучатель (разрезной петлевой вибратор) выполнен из двух идентичных половинок (1 и 2). Они изготовлены из дюралюминиевых труб диаметром 25 мм с толщиной стенок 1 мм. Отдельные отрезки труб, образующие излучатель, соединены между собой дюралюминиевыми втулками (на рис. 4 не показаны). На свободно стоящей деревянной мачте (3) высотой 4,5 м излучатель закреплен с помощью поперечин: двух – для верхней половины излучателя и двух-трех – для нижней.
Нагрузочный резистор R1 должен иметь мощность рассеивания, составляющую примерно одну треть от выходной мощности передатчика. Приведенный на рис. 4 номинал этого резистора обеспечивает входное сопротивление антенны 300 Ом, поэтому для ее питания через коаксиальный кабель с волновым сопротивление 75 Ом необходим широкополосный симметрирующий трансформатор с коэффициентом трансформации 1:4. Если использовать кабель с волновым сопротивлением 50 Ом, то коэффициент трансформации должен быть 1:6. При использовании резистора с сопротивлением 500 Ом входное сопротивление антенны будет около 450 Ом, поэтому для питания ее коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом потребуется симметрирующий трансформатор с коэффициентом трансформации 1:9.
Вариант конструкции такого трансформатора приведен в упоминавшейся выше статье про горизонтальную антенну T2FD.
Симметрирующий трансформатор подключают к точкам XX.
Единственная небольшая техническая сложность в изготовлении антенны EA2CL – это подводка питающего кабеля. Для уменьшения наводок на его оплетку кабель должен быть перпендикулярен полотну антенны на длине в несколько метров. Более того, поскольку на практике свести эти наводки к нулю нереально, на кабеле (в той части, где он идет уже вертикально) необходимо создать дроссель для токов высокой частоты. Простейшее решение – небольшая бухта, образованная несколькими витками кабеля питания.
Следует заметить, что антенны типа T2FD вполне прилично работают в УКВ диапазоне, а также имеют обычно неплохой КСВ и на частотах ниже граничной. Однако из-за малых размеров излучателя ее КПД в этом случае, естественно, ухудшается. Последнее, впрочем, не исключает возможности использования такой антенны для ближних связей.
Антенны с нагрузочным резистором выпускают и некоторые фирмы. Так фирма Barker & Williamson производит антенну АС-1.8-30, которая работает в полосе частот 1,8. 30 МГц и может быть, в принципе, установлена на крыше жилого дома (не башенного типа). Для установки такой антенны (рис. 5) требуется всего одна неметаллическая мачта высотой (1) 10,7 м.
В радиолюбительской литературе (Pat Hawker, "Technical Topics", "Radio Communication", 1996, June, p. 71, 72) идет спор о том, как ее называть: то ли "вертикальные полромба" (VHR – Vertical Half Rhombic), то ли "пирамида с нагрузкой" (Loaded Pyramid). К этому спору можно добавить, что антенна напоминает также и сильно деформированную T2FD. В любом случае она неплохо работает, а как ее называть – вопрос второстепенный.
Кроме мачты (1), для установки антенны нужны еще две стойки (2) высотой 0,9 м. Антенну питают через коаксиальный кабель (10) и широкополосный симметрирующий трансформатор (3) с коэффициентом трансформации 1:9. Излучающая часть антенны – проводники, образующие полуромб (4 и 5).
Нагрузочный резистор (6) имеет сопротивление 450 Ом. Требования к нему по рассеиваемой мощности такие же, как и в антенне T2FD. Замыкающие рамку проводники (7, 8 и 9) образуют противовес для полуромба. Высота подвеса проводника (9) над поверхностью всего 5 см. Надо заметить, что при такой высоте подвеса стойки (2) могут, по-видимому, иметь заметно меньшую высоту. Для всех проводников использован медный провод диаметром 2 мм.
Излишне говорить, что нагрузочный резистор и симметрирующе-согласующий трансформатор должны быть надежно защищены от воздействия атмосферной влаги. Это относится как к антенне T2FD, так и к антенне VHR.
Используя идеи, заложенные в антенне VHR, можно, по-видимому, создать весьма компактное устройство на более узкую полосу рабочих частот (например, 3,5. 30 МГц или 7. 30 МГц) и соответственно меньшее число любительских диапазонов.
piligrim130: T2FD- чисто приемная антенна да и работает она не очень .
Я вижу Вы никогда не сталкивались с этой антенной. Что значит приемная ?
А что же тогда означает принцип взаимности, когда антенна хорошо работающая на прием
точно так же работает на передачу. У меня на крыше стояло 6 антенн в свое время.
Коммутировал вакуумными реле через антенный коммутатор. Оперативно можно
было сравнивать результат. Так вот по сравнению с диполем и GP на 7 Мгц на T2FD
выигрыш был не менее 2 баллов. Проигрывала только направленной ZL на штаты
да и то только на 1 балл.
Значит, у вас так работали диполь и GP. T2FD принципиально хуже диполя. На передачу 50-80 % мощности уходит в нагрузку. На прием при наличии хорошего и малошумящего предусилителя в трансивере ослабление не столь важно, так как в реальности чувствительность ограничится не шумами приемника, а эфирным шумом (тут важнее диаграмма), а на передачу компенсировать можно только увеличением мощности. А ее увеличивать не позволяет многое — от нагрузочного резистора (который на киловатт не так просто сделать), до ограничений лицензии. Да и просто нежелания иметь дома киловаттного "помощника" (кстати, УКВ-гармоники, мешающие ТВ такая антенна будет излучать гораздо лучше, чем полезный сигнал).
Ясь: у вас так работали диполь и GP. T2FD принципиально хуже диполя.
Что у Вас есть из приборов для настройки антенн ? Вопрос не праздный, так как я
в эфире на КВ уже около 40 лет, имею более 400 зарубежных дипломов и если бы
были плохо настроены антенны, то результатов, естественно, не было бы.На передачу
( для справки ) стояло 2 ГУ74Б, так что не так сложно сделать нагрузку. Не собираюсь
агитировать, можете работать хоть через канализацию.
Как минимум, из приборов есть КСВ-метр, встроенный в трансивер. И просто КСВ-метр. Чтобы настроить дельту, этого достаточно, как я думаю, это все-таки не яги. Первый резонанс у нее широкий, особенно если висит низко. Тут только два параметра: длина дельты и коэффициент трансформации трансформатора, который скорее всего не придется менять (за исходное я возьму 1:2).
Что же касается высоких результатов работы в эфире, тут можно вспомнить, что фотограф-профессионал может любой самой плохой камерой сделать потрясающий снимок. Так и тут — все дело в мастерстве оператора. Кроме того, в случае всенаправленной антенны определяющим является эфирный шум в месте установки, а не характеристики самой антенны. На передачу же у Вас как минимум, киловатт, судя по лампам.
Еще можно предполагать, что Ваша Т2ФД находилась в лучших условиях по сравнению с остальными антеннами
Кстати, какой длины у Вас была Т2ФД и с каким сопротивлением нагрузки?
Можно, в принципе, из дельты сделать антенну бегущей волны — в дальнем от точки запитки конце поставить нагрузку. Работать будет, видимо, лучше, чем классическая Т2ФД, так как будет охватывать большее пространство.
HOWK- снимаю шляпу ,если не секрет скажите вашь позывной , можно долго спорить о тех или иных антеннах , у всех разные
условия установки .
Висела у меня T2FD, по приему нормально но на передачу с нее меня мало кто слышит .
Хочу лишь сказать что T2FD широкополосна а диполи и штыри как правило резонансны ,возможно выигрышь был за счет оптимальных углов к горизонту или просто было прохождение 
Опять же посотрим статистику – кто что ставит ,T2FD явно не в лидирах да и допостим в каталогах таких фирм как MFJ она позицеонируется как приемная .
Хочу еще заметить что существует похожая антенна типа слопера – наклоный лучь спущеный с металической мачты – работает тоже отлично
piligrim130: или просто было прохождение
Последнее время ( лет 10 ) работаю только в тестах. Возможности установки
антенн были нормальные ( крыша пятиэтажного дома + удобное расположение
соседних 4 – х домов ). Перепробовал различные антенны. В свое время
Георгий Румянцев ( UA1DZ ) обкатывал свои направленные антенны на 7 и 3,5.
Я помогал ему – он мне. Предложил T2FD из расчета ее практической работы на
диапазонах 7 – 28 МГц и места установки. По отзывам W1AB и сравнении антенн
ZL , GP , T2FD , диполь , 5 слоперов с возможностью переключения диаграммы
направленности, VS1AA – в порядке силы сигнала 1 , 5 ( если диаграмма на штаты ),
3 , 4 , 6 , 2. Сравнения проводились в одно время ( переключение антенн коммутатором ).
Настройка антенн с помощью ИЧХ, сейчас такой же прибор на микроконтроллере.
Угол наклона – 20 – 25 градусов. Нагрузочный резистор из МЛТ 2 ( между двумя щечками
по кругу установлены резисторы ) Кабель 75 Ом. Согласование на кольце 100 НН
диаметром не менее 200мм ( трансформатор 1 : 4 ). При настройке КСВ метром
нужно помнить, что кабель обладает трансформирующими свойствами – со всеми
вытекающими последствиями.
73 ! UX4ZV ex UB5ZFB.
Гм. Вот что я Вам скажу из всего этого. Это у Вас была, по-видимому, не совсем Т2ФД. Дело в том, что во-первых, низковат коэффициент трансформации (у классической Т2ФД это 1:9) (а нагрузка тоже была 300 Ом?), а устройство нагрузки таково, что 500 штук МЛТ-2 (в расчете на киловатт) со щечками дадут значительную емкость. В результате получили не полностью апериодическую антенну, а просто с меньшим интервалом изменения входного сопротивления от частоты, чем просто петлевой диполь. Полоса при этом расширилась, а КПД упал, но не так фатально.
Что касается настройки КСВ-метром, все понятно, что он должен находиться в непосредственной близости от антенны.
Ясь: 500 штук МЛТ-2
Не поленитесь глянуть в книжку Беньковского ( нагрузка
порядка 30% от выходной мощности ). Трансформация 1:4.
На 100 ватт нагрузка вообще простая. Конструкция антенны
получена от немца в 1994 году.
Юзаю T2FD длиной 19 метров. 100 ватт SSB держат два параллельных МЛТ-2. По эффективности проигрывает Inverted-V.
Форум про радио — сайт, посвященный обсуждению электроники, компьютеров и смежных тем.
На радиолюбительских форумах время от времени возникают споры вокруг антенны, которая получила название T2FD от полного английского названия — Tilted Terminated Folded Dipole (наклонный петлевой вибратор с резистивной нагрузкой). В радиолюбительской литературе она впервые была описана W1BRK в 1949 году в американском журнале QST и с тех пор практически без изменений кочует из одного радиолюбительского справочника в другой. Причина этому понятна — в конструктивном отношении эта антенна несложная и может быть использована без каких-либо переключений в относительно большой полосе рабочих частот.
Имеющийся резистивный элемент в излучателе (он-то как раз и обеспечивает её широкополосность) антенна будет работать на каждом из любительских диапазонов, которые попадают в её рабочую полосу частот, несколько хуже соответствующих классических однодиапазонных полуволновых вибраторов. Но объективные сравнительные характеристики T2FD и диполя в радиолюбительской литературе отсутствуют, поэтому и затруднено принятие осознанного решения — использовать или нет такую антенну в конкретных условиях? Оправдываются ли некоторые потери в КПД простотой реализации многодиапазонной работы?
Компьютерное моделирование и сравнение полученных результатов позволяют получить объективные данные, которые можно использовать при оценке реальных характеристик антенн.
Информацию по этому вопросу, касающуюся антенн T2FD и TFD (T2FD в горизонтальном исполнении), даёт появившаяся недавно статья технического редактора журнала QST Джоэла Хал- ласа (W1ZR) в сентябрьском QST 2010 года. Приведённые в ней данные позволяют принять осознанное решение тем, кого заинтересует эта антенна.
Исходный вариант антенны T2FD изображен выше, на рис. 1.
В зависимости от предпочтительной полосы рабочих частот W1BRK предложил два варианта её исполнения, различающиеся размерами петлевого вибратора и высотой установки правого (рис. 1) его конца.
Для полосы частот 3,5-17 МГц он рекомендует L=28,5 м, W=0,86 м и Н=17,1 м,
для полосы частот 7-35 МГц рекомендует L=14,3 м, W=0,46 м и Н=9,8 м.
Даже для низкочастотного варианта этой антенны её размеры представляются приемлемыми для ограниченных условий, с которыми сталкиваются на практике многие радиолюбители.
Запитывают такую антенну двухпроводной линией с волновым сопротивлением 600 Ом, а в более поздних вариантах, появившихся в радиолюбительской литературе, — коаксиальной линией через широкополосный трансформатор. Мощность, которую должен рассеивать безындукционный резистор R1, — примерно треть от выходной мощности передатчика (при работе CW и SSB).
Зависимость КСВ в полосе частот 3-30Мгц
На рис. 2 приведена зависимость КСВ в полосе частот 3-30 МГц для низкочастотного варианта антенны. В большинстве любительских диапазонов КСВ не превышает комфортного значения 2, что соответствует максимум 11% потерь из-за неполного согласования (как и у любой другой антенны с таким КСВ).
Диаграммы направленности для диапазона 7 МГц в горизонтальной плоскости антенны TFD
На рис. 3 приведены для диапазона 7 МГц диаграммы направленности в горизонтальной плоскости антенны TFD (на базе низкочастотного варианта антенны T2FD) и запитываемого в центре полуволнового диполя (CFD, синяя). Высота установки обеих антенн над средней «землёй» одинаковая. Максимум излучения для них в этом случае соответствует углу 34° в вертикальной плоскости. Видно, что разница в диаграммах между двумя антеннами в направлении главного лепестка чуть меньше 4 дБ. Не так уж много и, естественно, не в пользу TFD.
Диаграммы направленности при работе на диапазоне 14 МГц
На рис. 4 для этих же антенн приведены диаграммы направленности при работе на диапазоне 14 МГц. Поскольку частота повысилась вдвое, диаграммы у обеих антенн стали многолепестковыми, и в них появились довольно глубокие минимумы. Это явление известно (хотя о нём часто забывают) и присуще всем многодиапазонным антеннам, работающим на гармониках (Windom, LW и аналогичным). Для этого диапазона разница в диаграммах в направлении главного лепестка чуть больше — почти 6 дБ. Максимум излучения для обеих антенн в этом случае соответствует углу 17° в вертикальной плоскости.
В таблице 1 выше приведены значения интенсивности поля антенн в дБи (т. е. по отношению к изотропному излучателю) для четырёх вариантов установки антенн — две наклонные или две горизонтальные. Данные относятся к максимуму главного лепестка диаграммы направленности и к низкочастотному варианту антенны. Из неё видно, что разница между двумя антеннами лежит в пределах 3-6 дБ на диапазоне 7 МГц и выше, и только на низкочастотном крае рабочей полосы — на диапазоне 3,5 МГц — она достигает примерно 9 дБ. Конечно, потери мощности 6 дБ — это уже заметная величина. Но следует помнить, что подобный КПД могут иметь и GP при плохой «земле», и «антенна Фукса» с питанием через кабельный шлейф, но и некоторые другие антенны…
Иными словами, радиолюбитель сам должен решать на основании объективных данных, являются ли подобные потери допустимыми в его конкретных условиях и оправдывают ли они простоту конструкции выбранной многодиапазонной антенны.