Простейшая антенна (рис.1) известна под названием windom. Резонансная длина этого полуволнового вибратора определяется по формуле

l(м) = 142500 / f(кГц)

Характерным для рассматриваемой антенны является то, что питание происходит по однопроводной линии любой длины, волновое сопротивление этой линии в первую очередь зависит от диаметра провода, а также в некоторой степени определяется окружающей обстановкой (дома, деревья и т. д.).

При использовании провода диаметром около 1,5—2 мм волновое сопротивление линии равно приблизительно 500 Ом. Необходимо подключить линию передачи к вибратору таким образом, чтобы она оказалась согласованной с входным сопротивлением антенны. Точка подключения линии передачи, где входное сопротивление антенны приблизительно 500 Ом, находится на расстоянии
λ/6—λ/7 от конца провода и уточняется экспериментально.

Рис. 1 (кликнуть по картинке для увеличения размера изображения)

Антенна windom в основном применяется как однодиапазонная, но радиолюбителем VS1AA была предложена многодиапазонная антенна windom. Диаметр провода такой антенны меньше диаметра провода линии передачи антенны. Например, если провод из которого сделана антенна, имеет диаметр 2 мм, то линия передачи — 1 мм (отношение диаметров 2 : 1). На рис.2 изображена эта компромиссная антенна windom со всеми необходимыми размерами. Такая антенна может применяться во всех любительских диапазонах, но следует учитывать некоторую неточность согласования.

Многодиапазонная антенна windom в диапазоне 80 м работает как полуволновый вибратор, в диапазоне 40 м — как волновый вибратор, в диапазоне 20 м по длине вибратора умещается 2 длины волны, в диапазоне 15 м — 3 длины волны и в диапазоне 10 м - 4 длины волны. При этом диаграмма направленности изменяется соответственно.


Рис. 2 (кликнуть по картинке для увеличения размера изображения)

Другая разновидность многодиапазонной антенны windom показана на рис.3. У этой антенны линия передачи должна иметь длину от 10 до 15 м, а связь с выходным каскадом осуществляется при помощи П-контура. В диапазоне 80 м эта антенна работает не как антенна windom; однопроводная линия питания в этом случае сама действует как четвертьволновый вибратор, малая протяженность которого в некоторой степени компенсируется удлиняющей емкостью горизонтального вибратора. П-контур дает возможность получить резонанс на рабочей частоте. В диапазоне 80 м такая антенна имеет приблизительно круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. В диапазоне 40 м в горизонтальной плоскости антенна имеет диаграмму направленности в виде восьмерки, как и полуволновая антенна windom.

Высота подвеса антенны windom над идеальной землей должна составлять по крайней мере
λ/2. Линия передачи по крайней мере на расстоянии λ/4 должна находиться перпендикулярно проводу антенны. Точное согласование антенны может быть обеспечено только тогда, когда поиск точки подключения линии передачи к антенне производится на окончательно выбранной высоте подвеса.

Рис.3 (кликнуть по картинке для увеличения размера изображения)

Однопроводная линия питания антенны windom является простейшим видом согласованной линии передачи. Ее волновое сопротивление в большой мере зависит от внешних воздействий и поэтому не может быть точно определено. Поэтому для питания антенны по линиям передачи большой протяженности следует предпочитать двухпроводные линии передачи (например, как здесь); правда, в этом случае согласование линии передачи с антенной может быть достигнуто только для одного из любительских диапазонов.

В настоящее время на многих любительских радиостанциях используется мпогодиапазонная антенна – модифицированный windom. Ее однопроводный фидер (рис.1, 2, 3) порождает ряд проблем. Как пишет «КВ журнал» при неэффективной работе "заземления" на радиостанции (что бывает довольно часто) на корпусе трансивера может появиться высокочастотное напряжение. Это в свою очередь приводит к возбуждению или "подвозбуждению" передающего тракта, к помехам телевизионному приему. Эти недостатки можно устранить.

Для подключения однопроводного фидера полотно антенны разрывается и здесь устанавливается изолятор. В этой точке входное сопротивление антенны на нескольких любительских диапазонах близко к 300 Ом, поэтому питают антенну коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 75 Ом через согласующий трансформатор с коэффициентом трансформации 1:4 (рис.4).

Рис.4 (кликнуть по картинке для увеличения размера изображения)

Согласующий (он же - симметрирующий) трансформатор изготавливают из такого же коаксиального кабеля, что и питающий фидер. Он представляет собой бухту диаметром 10...15 см (некритично), которая содержит 3-4 витка. Распайка центральных проводников и оплеток кабеля этой бухты и питающего кабеля показана рис.5.

Рис.5

Из современных подходов (С.Беленецкий, US5MSQ) нам известно применение согласующего трансформатора 1 : 4 на бинокуляре (использованы ферритовые трубочки от сигнальных кабелей мониторов). Для борьбы с TVI на питающий 75-омный кабель дополнительно надеты по 2 таких же трубочки снизу (со стороны ввода) и вверху кабеля снижения с шагом 2 м (рис.6).

Рис.6 (кликнуть по картинке для увеличения размера изображения)

При эксплуатации этой антенны были получены следующие результаты: 3500...3800 кГц – КСВ < 1,8; 7000...7100 кГц – КСВ < 1,1; 14000...14350 кГц – КСВ < 1,3; 28300...29700 кГц – КСВ < 2,5. На частотах ниже 28300 кГц КСВ возрастал до значения 4 на частоте 28000 кГц. На диапазоне 160 м эта антенна не работает, а на WARC диапазонах - не испытывалась.

Подобную антенну, со «своими» уменьшенными размерами в 70-х годах предложил DL1BU (рис.7). Она работает в диапазонах 40, 20 и 10 м. Ее испытал В.Кононов (UY5VI): КСВ на диапазоне 40 м составляет 1,1, на 20 м – 1,3, на 10 м – 1,8.

Рис.7 (кликнуть по картинке для увеличения размера изображения)

В качестве согласующего и симметрирующего элемента применен трансформатор на кольце ВЧ-50 сечением 2см
². Обмотка I состоит из 15 витков, II – 30 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1 мм.

При применении другого кольца число витков подбирают с помощью КСВ-метра на частоте 28,5 мГц, подключив к обмотке II эквивалент антенны сопротивлением 300 Ом.

Источники:

1. К.Ротхаммель. Антенны. – М., Энергия, 1967, с. 50 – 54.
2. Модифицированный windom. – КВ журнал, 1994, № 2, с. 42.
3. В.Кононов. Простая трехдиапазонная антенна. - Радио, 1971, №5, с. 25.