Полевая CCD - антенна для города

Как только эта антенна была опубликована радиолюбителями с позывными W4FD и W4AT в 1987г. http://www.antennex.com, эта антенна заинтересовала радиолюбителей по многим причинам. Первая из них, это малые шумы в промышленных центрах, вторая, - ее широкополосность. Радиолюбителям западных стран об этой антенне было известно еще в 1943году. Между тем, эта антенна нашла первое практическое применение во второй мировой войне. Гирляндоподобные конструкции ССD- антенны были обнаружены Советскими войсками после отступления немецких оккупантов из Украины и Белоруссии. Антенны были смонтированы для оставленных разведчиков-диверсантов и размещались в полостях перекладин огородных плетней, в заборах и даже в камышовых зарослях, как говорят документы, - их были сотни. CCD- антенна, означает "Controlled Current Distribution" (Управляемое распределение тока) и имеет теоретические расчеты с практическим подтверждением по сноске http://www.cqham.ru/ant_ccd.htm
Обычный волновой вибратор Герца имеют распределение тока и напряжения, как указано на рис.1а.

CCD-вибратор дает распределение тока и напряжения по полотну антенны, как указано на рис.1б. Это стало возможным благодаря разделительным конденсаторам. Здесь видно, что ток и напряжение в каждой точке по длине CCD-антенны стремятся к равномерному распределению, т.е. имеет псевдо равномерное распределение по всему полотну антенны, отсюда и ее название.
Если провести аналогию с ЕН - антенной, то мы увидим, что CCD - антенна является ее противоположностью. Полотно ЕН - антенны представляет собой только емкость в виде двух цилиндров, а CCD - антенна представляет из себя равномерно распределенные индуктивности в виде отрезков провода и емкости в виде конденсаторов как диполь Герца. Тем не менее у обоих антенн имеется общее достоинство, - низкая восприимчивость к индустриальным помехам, что делает их привлекательными в условиях городских застроек с индустриальными помехами на уровне до 9 баллов. Распределение тока и напряжения на участках 2 и 4 CCD - антенны, схожи с распределением тока и напряжения в полотне ЕН - антенны, что позволяет предполагать, что волна зарождается в полотне CCD -антенны точно так же, как в ЕН - антенне. В ССD - антенне отсутствует стоячая волна напряжения, что означает отсутствие краевого эффекта и естественно полноценную эффективность при очень низком расположении над землей. При монтаже её на высоте всего один- два метра, и прямолинейном развертывании как обычный диполь, она имеет такую же восьмёрочную диаграмму направленности и достаточно низкий угол излучения. Она выдерживает изгибы на местности, чем очевидно привлекла внимание технический персонал диверсионной разведки 2-й мировой, т.к. позволяла сохранять визуальную скрытность на местности не смотря на ее длину.
Такая конструкция имеет не только достоинства, но как все уникальные антенны, свои недостатки. К ним в первую очередь нужно отнести то, что она должна иметь геометрические размеры соизмеримые с длиной волны, а её полотно, рассечённое большим количеством конденсаторов, что при разворачивании и сворачивании вызывает массу трудностей и неприятностей, связанных с поломкой емкостных изоляторов. Это и является ахиллесовой пятой такой антенны с механической точки зрения.
Тем не менее, антенна радует тем, что более широкополосна, чем диполь Герца, и по этому рассчитывается на самую низкую частоту, где её входное сопротивление составляет порядка 300 Ом, что является прекрасным номиналом для двухпроводной линии. Если приглядеться внимательно к рис.1б, то становится очевидным, то, что токи по всему полотну антенны одинаковы, а значит, питание антенны можно производить в рассечке любой секции. Как уже отмечалось выше, CCD-антенна состоит из LC - отрезков, каждый из которых имеет резонанс на основной частоте и антенна выглядит как большая цепь последовательно включенных LC - контуров. Если взять данные ССD - антенны на диапазон 7 МГц по сноске http://www.cqham.ru/ant_ccd.htm ,то мы увидим, что конденсатор совместно с одной секцией составляет один LC элемент, который имеет резонанс на частоте 7 Мгц.

Приведем пример, где нижняя расчетная частота CCD - антенны 7.0 MHz:
Полная длина - 42.846м.
48 секций из провода ф= 1.024мм.
Длина каждой секции 892.63мм.
Индуктивное сопротивление проводника секции Xl : 58.2306 Ом;
Емкостное сопротивление конденсатора секции Xc :58.2060 Ом;
Компенсация почти точная, Xl= Xc
46 конденсаторов по 390 pF ( точное значение 390.454 pF).
Определим резонанс каждого LC участка антенны:
Xl : 58.2306 Ом, соответствует индуктивности - L =1,32мкГн;
Xc :58.2060 Ом, соответствует емкости - С =391пФ.
Имея LC данные, определим резонанс LC - отрезков по известной формуле:

Для определения индуктивности проводника можно воспользоваться следующей формулой:
(1 дюйм ? 25,4мм.)

Для питания такой антенны коаксиальной линией в 50Ом, необходим широкополосный трансформатор 6:1, а с переходом на более высокие частоты, понадобится антенный тюнер, для компенсации реактивной составляющей (у войсковых станций, он "врожден с рождения").
Данные для изготовления CCD-антенн можно найти по сноскам: http://www.cqham.ru/ant_ccd.htm
http://www.presenceknown.com/ccd/docs/The_CCD_Antenna_Revisited.pdf
http://www.presenceknown.com/ccd/docs/CCD_Improved.pdf

Конструктив антенны.
Слюдяные, конденсаторы с пробивным напряжением 200-250В, смогут выдерживать подводимую мощность не более 1 кВт. Керамические - трубчатые конденсаторы должны иметь надпись с ограничением по кВАр. Допуск конденсаторов по емкости должен быть не более 5%. Допуск длины полотна антенны должен быть не более 1-2%. Для того, чтобы обеспечить разряд статических зарядов в полотне антенны, параллельно каждому конденсатору желательно припаять резистор с номиналом 47-100 кОм (МЛТ-0,5). Самым трудоёмким элементом, является узел крепления конденсатора, он должен иметь механическую прочность на разрыв и удар.
На практике, это лучше осуществлять, закрепив элементы C и R внутри трубки из стекловолокна, которую удобно взять от лыжных палок и после этого заполнить герметизирующим компонентом. Так мы получим изолятор с отверстиями для крепления отрезков антенны с встроенными элементами C и R. Узел крепления фидера или трансформатора, совсем прост и любой радиолюбитель справится с этим без труда.
Примечание: Антенна трудоемкая, имеет длину соизмеримую с длиной волны, но возможность расположить ее непосредственно на кровле ряда зданий одной этажности, подкупает своей скрытностью. То же относится и к сельской местности при размещении ее непосредственно вдоль забора.

73! Piratradio "VECTOR" Ор. Max.

Обсудить статью можно на нашем форуме