Delta Loop (или антенна треугольник или простая многодиапазонная антенна или Антенна КВ Дельта). Питание антенны вертикальная Delta Loop

Опрос работающих в эфире радиолюбителей, какие антенны они используют показал, что достаточно высокий процент использует антенну типа Delta Loop ,или «треугольник на 80 метров» по нашему. Меня заинтересовало, откуда такая народная любовь к этой антенне и решил сам изготовить и апробировать её уже с применением эффективных измерительных приборов ZVL и Hewllett Packard . Между двумя промышленными зданиями была размещена проволочная рамка треугольной формы с периметром 85 метров. Старались расположить её так, чтобы стороны не проходили параллельно стенам здания. Питание производилось в углу треугольника. Для начала было измерено входное сопротивление антенны во всём диапазоне. Вот что мы получили:

Как мы видим из численных значений, средним сопротивлением для всех диапазонов можно считать 240-300 Ом. Поэтому был изготовлен балун с коэффициентом трансформации 1:6. У реально изготовленного экземпляра получилась трансформация 1:5.На диаграмме Смита мы видим импеданс на выходе балуна трансформированного сопротивления 300 Ом.

Её можно было бы и подправить, но решил, что и это не плохо, так как разброс сопротивлений самой антенны и так велик. После подключения балуна к антенне можно было наблюдать следующий график КСВ:

Таким образом имеем КСВ в диапазоне:

• 80 метров -1,3-1,5
• 40 метров 1,4-1,7
• 20метров-1,2-1,3
• 17метров-1,9-2
• 15метров- 1,9
• 12 метров-1,4-1,5
• 10метров-1,1-2
• по всему диапазону 28-28,7 МГц

К сожалению, не все минимумы КСВ попадают чётко в любительские диапазоны, но даже при таких значениях эту антенну можно считать весьма универсальной и высокоэффективной благодаря полным размерам. Разумеется, в эфире она себя зарекомендовала с хорошей стороны.

Замкнутые проволочные антенны на КВ широко применяются радиолюбителями всех стран и национальностей. Это связано с их неоспоримыми достоинствами (которые вы несомненно знаете раз читаете эту статью, а если нет то легко найдете их на просторах паутины). Я же хотел поведать свою историю создания антенны Delta Loop, т.к. столкнулся с некоторыми трудностями при ее построении и считаю, что мой опыт может кому-нибудь пригодится.
Сделать антенну Delta Loop своими руками не сложно, как говорил один знакомый, это займет полчаса с двумя перекурами по 15 минут. Начнем с того, что определим диапазоны работы и место подвеса антенны. В мое случае необходим был диапазон 80 м. (3,5 мГц) и соответственно периметр антенны должен быть порядка 80 м. Подвес рассматривался только с балкона (спасибо соседям, живущим на последних этажах — излучение и все такое) под балконом имеется одноэтажное здание на крыше которого можно закрепить два нижних угла антенны. Треугольник как токовой не получался, поэтому правильнее назвать мою антенну «многодиапазонный неправильный параллелепипед».
Ну, начнем подбор материалов. Нам понадобится: 43 метров полевки (двойной), два ВЧ разъема (папа и мама), два ферритовых кольца 300-500 НН, капроновая веревка, 2 клемника и наконец распаичная коробка. Из колечек делаем симметрирующее устройство, а полевку разматываем в 2 бухты одинарного провода рис. 2

Рис. 1


Рис. 2

Полевку соединяем в один длинный провод (так чтобы не запуталась при размотке) как написано в как соединять полевку . А симметрирующее устройство и кейсовую часть разъема устанавливаем в распаичной коробке как показано на рис. 3.


Рис. 3
Ну собственно подготовка закончена, теперь приступаем ко второй стадии установка антенны. Растягиваем наши 86 м. (43 м+43 м) полевки таким образом, чтобы формой вся конструкция максимально напоминала равносторонний треугольник (у меня получилось не очень). Растягиваем это дело при помощи простой капроновой веревки (можно конечно применять изоляторы разного рода, но я просто привязывал веревку к полевке). Примерная схема моей «растяжки» на рис. 4


Рис. 4
Закрепляем на стене дома распаичную коробку с симитрирующим трансформатором в месте запитки антенны Рис. 5. Я запитывал антенну через один из верхний углов параллелепипеда.

Рис. 5

Ну собственно теперь третья стадия настройка. Настраиваем антенну путем уменьшения общего периметра антенны. Я настраивал при помощи измерителя АЧХ х1-47 и направленного ответвителя (спасибо Володе «Обручу»). Но можно изготовить простейший измеритель напряженности поля и настраивать по максимальному наводимому току на измерительной антенне. Процесс такой настройки описан в стать как настроить антенну без сложных измерительных приборов. А сейчас вернемся к результатам настройки. В общем то считаю достаточным просто предоставить Вам получившиеся графики. Смотрим рис 6 и рис. 7.


Рис. 6


Рис. 7

Вот такая конструкция у меня получилась. Работой антенны доволен, различий с Delta Loop правильной формы пока не заметил (была пока с соседями не поругался). В общем удачной Вам постройки и дальних QSO.
RK3DBU 73!

9 thoughts on “Delta Loop (или антенна треугольник или простая многодиапазонная антенна или Антенна КВ Дельта) ”

1. Юрий,UB6AFC

   Мучаюсь с аналогичной антеной,вот уже почти год.Конечно не каждый день,но если посчитать,-то месяца два из года.Начитался в интернете о отличных результатах работы Дельты 80м диапазона.Бьюсь с ней и так и сяк,но достичь желаемого КСВ,так и не могу.Выполнил из толстого полевика П-268 в одну жилу.Провод крепкий,легкий и сравнительно дешевый.Но я первоначально неучел его коэффицыэнт укорочения!Ведь он имеет отличное от меди сопротивление!Да и изоляцыя помоему вносит кое какие коррективы.Построил равносторонний треугольник в частном секторе мачта одна -15м.Угол получился примерно 45,как и было рекомендовано.Кабель 28метров,РК-50 Подольский 10мм по наруже,потом по ходу урезал до 27м20см.Полевик с имеющихся 86м,укоротился на 79м50см.Резонанс получил на 3,680Мгц.КСВ 1,8 сопротивление 86ом.Соорудил четвертьволновый трансформатор из кабеля 75ом длиной 13,90м.Резонанс 3,730 КСВ-1,56 сопротивление 51ом,реактивка+ 32.И что делать дальше?Не знаю.Отвечают,слышу вроде неплохо,по хорошему прохождению!Может кто поможет?Кто то уже прошел такое?Буду очень признателен.Юрий,UB6AFC/73!!!

2. RK3DBU Post author

   Приветствую UB6AFC!
   Многие всю жизнь мучаются с антенной и не получают желаемого результата, так что год это цветочки 🙂
   По мне, так описанный Вами результат вполне неплох, КСВ 1.8 для многодиапазонной КВ антенны это норм.
   Как следующий шаг, я бы попробовал заменить четверть волновой трансформатор на симметрирующий на ферритовых колечках, мне такое решение понравилось больше!
   Удачи Вам!

3. Кулдыбек

   Антенну вертикальный Delta loop лучше запитывать с нижнего угла используя 1/4 волновую двухпроводную линию как советует EW8AU. При этом проще согласовать с кабелем РК-50 или РК-75 любой длины.Поляризация вертикальная,также присутствует излучение в горизонтальной плоскости. Первоначально антенну надо настроить на частоту резонанса с помощью линии (кабеля РК-50/75)кратной полволны с Ку. А потом только включать двухпроводную линию.Точку включения кабеля искать передвигая кабель по двухпроводной линии по КСВ-минимум.При таком соглосовании очень легко добиться КСВ-1.Это проще чем использовать всякие трансформаторы или искать где же находиться R.вх. антенны под R.кабеля питания.Проверено на практике. Антенна прекрасно работает.Всем удачи и 73! БЕК. UN7TX.

4. Кулдыбек

   Всем добрый день.Простой вариант согласование однодиапазонной вертикальной антенны Delta loop предложил EW8AU с помощью двухпроводной четвертволновой лилии.При этом не надо искать где же находиться R.вх.антенны,чтобы подогнать под сопротивление кабеля.Первоначально надо настроить антенну на нужную частоту,а потом включить двухпроводную линию и искать точку согласования с кабелем передвигая кабель по линии.Простой способ соглосования и всегда можно добиться точного соглосования антенны с кабелем РК-50 или РК-75. Запитка антенны с нижнего угла.Не надо морочить голову всякими трансформаторами и т.д. Высота подвеса антенны не играет роли так как соглосование можно подкорректировать.Работает с вертикальной поляризацией,также имеет небольшое излучение с горизонтальной поляризацией.Проверено на практике.Всем удачи.73! БЕК.UN7TX

Квадрат, питаемый снизу (картинка 1), по сути представляет собой два изогнутых диполя, расположенных один над другим. Такой квадрат имеет усиление около 1.25 dBd, то есть, относительно диполя. Аналогично одному диполю, квадрат имеет горизонтальную поляризацию. Антенна является направленной и излучает перпендикулярно плоскости, в которой расположен квадрат. Входной сопротивление квадрата составляет около 117 Ом, и потому требует согласования с 50-и омным кабелем. Если запитать квадрат сбоку (картинка 2), он будет представлять собой два вертикальных диполя, и, соответственно, иметь вертикальную поляризацию.

Дельта, питаемая снизу (картинка 3), представляет собой не более, чем искривленный вариант первой антенны. Поэтому антенна также имеет горизонтальную поляризацию. Дельту проще построить, чем квадрат, поскольку ей нужна всего одна мачта. Но и усиление такой антенны чуть меньше, около 1.17 dBd. Дельта обладает входным сопротивлением около 106 Ом. Антенну можно запитать не только снизу, но и сверху (картинка 4), ее свойства от этого не сильно меняются. Перевернутая дельта (картинка 5) также обладает примерно теми же свойствами.

Как получить дельту с вертикальной поляризацией? Для этого нужно взять место запитки, при котором антенна имеет горизонтальную поляризацию, отсчитать в сторону λ/4, и запитать антенну в этом месте (картинка 6). Также допускается питать антенну и в ближайший угол, ее свойства от этого не сильно поменяются.

На иллюстрации приведены квадраты со стороной λ/4 и правильные треугольники со стороной λ/3. Однако антенну допускается вытягивать. Так на практике нередко используют прямоугольники с соотношением длин сторон от 2:1 до 3:1. Как правило, рамочные антенны располагают вертикально, но также допускается расположение под углом к земле, немного отличным от прямого. Помимо прочего, это позволяет уменьшить высоту мачты.

Горизонтально поляризованные дельты и квадраты должны быть расположены высоко (высота порядка λ/2) относительно земли, чтобы иметь небольшой угол излучения. Иначе антенна излучает в зенит, и с ее помощью возможны радиосвязи только на близкие расстояния. Рамочной антенне с вертикальной поляризацией достаточно быть поднятой от земли на пару метров (0.05 длины волны), при этом она пригодна для проведения дальних радиосвязей.

До сих пор речь шла о рамочных антенных, рассчитанных на один диапазон. Многодиапазонные рамочные антенны строят либо вкладывая одну рамку в другую и объединяя их места запитки (аналогично fan dipole), либо используя в месте запитки антенный тюнер. Последний способ проще и допускает использование укороченной антенны. Минусы подхода — нужен тюнер, а также не очень понятно, какой будет поляризация на «второстепенных» диапазонах.

При очередной реорганизации антенного хозяйства решил использовать «дельту» 80-метрового диапазона для работы в эфире на нескольких диапазонах. Однако проверка показала, что это далеко не лучшее решение. Так, например, в 40-метровом диапазоне резонанс антенны был на частоте около 7200 кГц, а в 20-метровом - около 14500 кГц. Пришлось несколько поменять планы и рассмотреть возможность использования данной антенны хотя бы в двух диапазонах. Суть идеи не нова: следует применить в антенне удлиняющие катушки, установив их так, чтобы они оказались вблизи пучности тока для одного диапазона и вблизи пучности напряжения для другого.

Расчетная точка установки катушек - на расстоянии около 21 м от точки питания антенны. Однако я использовал имеющиеся в моем распоряжении катушки по 3,5 мкГн от фильтров-пробок прежней антенны, поэтому точки установки катушек пришлось немного сместить. Диаметр катушек - 5 см, число витков - 9, длина намотки - 5 см, диаметр провода - 2,0 мм.

Последовательность настройки двухдиапазонной антенны заключается в следующем. Сначала изменением длины вибратора антенна настраивается на необходимую резонансную частоту в 80-метровом диапазоне. При проведении этой операции следует стремиться к тому, чтобы отрезки полотна до катушек имели одинаковую длину. Затем настраиваем антенну в 40-метровом диапазоне изменением индуктивности катушек. Если после этого произойдет смещение резонансной частоты в диапазоне 80 м, то указанные операции придется повторить.

В авторском варианте настройка проводилась всего лишь раз. Резонансная частота в диапазоне 80 м - 3565 кГц (любители SSB могут, конечно же, настроить антенну «повыше», в SSB-участок). На частоте 3500 кГц КСВ составил 1,3; в середине диапазона -1,0; на частоте 3700 кГц - 1,5. Резонансная частота в 40-метровом диапазоне - 7040 кГц, в полосе частот 7000 - 7100 кГц КСВ=1,0.

Таким же образом можно настроить антенну в диапазонах 80 и 20 м, или 80 и 10 м, или 40 и 20 м, или 40 и 10 м, или 20 и 10 м.

Волновое сопротивление применяемого кабеля - 75 Ом. Антенна настраивалась с помощью КСВ-метра, однако проверка антенноскопом, показала практическое совпадение точек резонанса.

Применение симметрирования я посчитал необязательным, ввиду того что ненаправленная антенна излучает во все стороны, и по этой причине дополнительное симметрирование практически ничего не дает (при условии хорошего КСВ).

Высота подвеса антенны составляет 20 м в точке питания, а остальные 2 угла находятся на высоте примерно 7 м.

Необходимо заметить, что в авторском варианте внутри «треугольника» расположена «beam»-антенна, и указанные выше характеристики «треугольника» получаются в том случае, когда у «beam»-антенны отсоединяется один провод. В противном случае полоса пропускания «треугольника» уменьшается, и приходится использовать согласующее устройство.

Моя «beam» антенна - это модернизированный вариант G4ZU. Диаграмма направленности переключается в четырех направлениях, однако для этого используются лишь 2 реле. Применяется активное питание с помощью коаксиального кабеля и воздушной линии.

При желании все же можно использовать «дельту» на нескольких диапазонах. Но как? Ведь даже подключение антенны через настроенную линию передачи не решает всех проблем. Так, например, выяснилось, что настроенная линия передачи для 80-метрового диапазона не может быть использована в диапазоне 40 м и, тем более, на «двадцатке». Вот пример реального измерения резонансов конкретного отрезка кабеля по диапазонам: 1815, 3654, 7297 и 14756 кГц. Как видим, резонансы в любительских диапазонах совершенно однозначно «уходят вверх». Происходит это, очевидно, по той же причине, что и уход резонансов по диапазонам при использовании одного полотна антенны на нескольких диапазонах.

Четко представлять задачу - уже полдела. Выйти из создавшегося положения можно, например, таким образом: между согласующим устройством и настроенной линией передачи следует установить экранированную коробку (рис. ниже)


с переключателем для подключения дополнительных отрезков кабеля (рис. ниже)

Экранированную коробку соединяем с оплеткой кабеля только в одном месте - либо на входе, либо на выходе устройства. На высокочастотных диапазонах можно при необходимости исключить полуволновый повторитель низкочастотного диапазона и подключать подобранные отрезки кабеля для достижения резонанса.

Необходимо заметить, что настраивать линию передачи следует вместе с переключателем дополнительных отрезков, потому что внутренняя распайка проводов имеет свою реактивность.

При работе в эфире я использую простое, но оригинальное согласующее устройство (рис. ниже).

Фактически это дополнительный перестраиваемый П-контур. Для выбора требуемой индуктивности катушки используются тумблеры типа МТС-1, рассчитанные на максимальный ток 6 А, которые надежно выдерживают мощность 250 Вт, подаваемую на согласующее устройство. Способ включения понятен из рисунка. Оригинальность конструкции состоит в том, что, комбинируя включение тумблеров, можно получить любое количество витков и, соответственно, любую требуемую индуктивность. Так, включив тумблер SA1 (в исходном положении ис
пользуются нормально замкнутые контакты), получаем 1 виток, тумблер SA2 - 2 витка, тумблеры SA1 и SA2 - 3 витка, тумблер SA3 - 4 витка, тумблеры SA3 и SA1 - 5 витков и т.д. Таким образом, легко получаем 31 позицию переключений, что трудно достижимо с многопозиционным переключателем (во всяком случае, лично я не держал в руках переключателя больше чем на 11 положений). Налицо и другое преимущество «тумблерного вариометра»: каждый из тумблеров замыкает не всю катушку, а только часть ее витков. По-видимому, благодаря этому маленькие изящные тумблеры выдержат и большую мощность. И еще: «повитковое» переключение позволяет получать КСВ = 1,0 на всех диапазонах.

Катушка индуктивности намотана проводом 01,5 мм с шагом 1,5 мм (первоначально наматывалась в два провода) на каркасе 06 см и содержит 31 виток.
Данное согласующее устройство настраивается вплоть до 20-метрового диапазона (в катушке используется 1 виток), однако при работе на других, более высокочастотных, диапазонах целесообразно повысить добротность катушки, образованной первыми витками. Например, выполнить первые 3 - 5 витков из трубки сечением 5-6 мм. При затруднениях с поиском трубки можно пойти другим путем - намотать эти 3 - 5 витков несколькими сложенными вместе проводами. Так, например, длина окружности 6-миллиметровой трубки (высокочастотный ток, как известно, течет в тонком поверхностном слое проводника) составляет 18,84 мм, а общая сложенная длина окружности 4-х сложенных вместе 1,5-миллиметровых проводов - также 18,84 мм! Получается прекрасный аналог плоской шины, которую еще надо поискать.

Конденсаторы переменной емкости - «обыкновенные», 2×495 пФ (от ламповых радиоприемников), потому что предполагается использовать СУ при преобразовании сопротивлений не более чем в 4 раза. Согласующее устройство настраивается только один раз. На первоначальном этапе настройки, если нет уверенности в надежной работе выходного каскада при возможном высоком КСВ, следует подавать на согласующее устройство небольшую мощность. Позже можно будет настраиваться при полной мощности. У меня получились следующие данные катушки: в диапазоне 20 м - используется 1 виток, в диапазоне 40 м - 3 витка, в диапазоне 80 м - 6 витков, в диапазоне 160 м - 10 витков, т.е. используются первые 4 тумблера. Сначала роторы конденсаторов переменной емкости устанавливают в среднее положение, а затем подстраиваются до достижения КСВ=1,0. Эти данные справедливы для нагрузки 75 Ом, и они будут отличаться для нагрузки, имеющей другое сопротивление.

В дальнейшем при работе в эфире используется составленная таблица положений по диапазонам (при необходимости - в нескольких точках конкретного диапазона). После этого «манипуляции» с согласующим устройством превращаются в приятное занятие.

Обращаю внимание радиолюбителей, которые раньше не использовали согласующее устрой- ctbq, на то, что перед его настройкой необходимо установить ручки настройки используемого усилителя мощности в положение, соответствующее нагрузке с КСВ равным 1,0.

Я использую это согласующее устройство всегда - даже тогда, когда входное сопротивление антенны составляет 75 Ом. Данное согласующее устройство фактически является ФНЧ и дополнительно ослабляет внеполосные излучения передатчика.