Моделирование Cushcraft R7000

Обнаружив на сайте KF6HI статью "Cushcraft R7000 Vertical Antenna", решил попробовать сделать модель этой антенны в программе MMANA. Напомню, что антенна представляет собой многодиапазоный КВ вертикал с укороченными радиалами. Рабочие диапазоны: 28, 21, 18, 14, 10 и 7 МГц.

За основу были взяты размеры из вышеупомянутой статьи. Параметры трапов подгонялись под физические размеры элементов, хотя полученные соотношения L и C некоторых трапов мне кажутся не оптимальными.

Справа представлен общий вид антенны, как это видно в программе MMANA. В файле модели, который можно скачать здесь, можно найти все размеры.

Вертикальная часть антенны состоит из алюминиевых труб диаметром 32 мм (только нижний элемент длиной 3.475 метра) и 28 мм (все остальные). Семь штук радиалов длиной 1.245 м и диаметром 6 мм. Ёмкостная нагрузка состоит из четырёх элементов длиной 0.457 м диаметром 6 мм.

Точка питания подключена к вертикалу через конденсатор ёмкостью 43 пФ. Входное сопротивление антенны 200 Ом. Для согласования с 50 омным кабелем используется трансформатор 1 : 4. Такое решение используется во многих промышленых многодиапазонных КВ вертикалах, в том числе и в Cushcraft R7000.

Так как с переходом на более низкочастотные диапазоны полоса антенны по приемлемому уровню КСВ всё более сужается, предопочтение при расчёте было отдано CW участкам диапазонов. Может это и очевидно, но отмечу, что сужение полосы на НЧ диапазонах происходит вследствие укорочения физического размера антенны катушками трапов более высокочастотных диапазонов. Например в самом низкочастотном диапазоне 7 МГц "работают" все катушки трапов диапазонов 28, 21, 18, 14 и 10 МГц. Хорошо то, что они примерно равномерно распределены по всей длине антенны, а не сосредоточены в виде одной большой удлинняющей катушки в точке запитки - это повышает эффективность укороченной антенны (в смысле приближает её к полноразмерной, но не выше, Hi).

Ниже представлены скриншоты графиков КСВ и диаграмм излучения в вертикальной плоскости. Расчёты произведены для антенны размещённой на высоте 5 метров над землёй, как в статье упомянутой выше. Однако в интернете встречал рекомендации с оптимальной (для диаграммы напрвленности в вертикальной плоскости) высотой установки 2 ... 2.5 метра.

Так как антенна не является классическим ¼ λ излучателем, а вертикалом со смещённой вниз точкой питания, по своим характеристикам она приближается к вертикальному диполю с прижатыми к горизонту лепестками излучения в вертикальной плоскости. Многие производители специально акцентируют на этом внимание в описании антенн подобного типа, как антенн для DX-связей.

 

Диапазон 28 МГц

В диапазоне 28 МГц не работает ни один трап за исключением, конечно, родного на 28 МГц, отсекающего всю остальную верхушку. Как и ожидалось получается очень широкая полоса, перекрывающая практически весь диапазон.

 

Диапазон 21 МГц

 

 

Диапазон 18 МГц

 

Диапазон 14 МГц

 

Диапазон 10 МГц

 

Диапазон 7 МГц

 

Ссылки:

  1. Cushcraft R7000 Vertical Antenna (kf6hi.net)
  2. Modeling Commercial Amateur Radio Antennas (KP4MD)

 

Любительская радиосвязь: