Ошибка в расчёте плеч коллинеарной антенны всего на пару сантиметров смещает рабочую частоту и ухудшает КСВ, поэтому перед нарезкой элементов стоит перепроверить формулы с учётом коэффициента укорочения конкретного материала. Коллинеарная антенна — это несколько дипольных элементов, расположенных на одной оси и питаемых синфазно, что даёт заметный прирост усиления относительно простого полуволнового вибратора. Ниже разберём, как выполнить расчёт такой антенны для радиолюбительских диапазонов, из каких этапов состоит конструирование и как избежать типичных ошибок при настройке.

Важно понимать: точные размеры зависят не только от частоты, но и от диаметра проводника, способа изоляции секций и конструкции согласующего узла. Формулы дают отправную точку, а окончательная подгонка выполняется по приборам — КСВ-метру или антенному анализатору.

Принцип работы коллинеарной антенны

Коллинеарная конструкция объединяет несколько полуволновых отрезков, расположенных последовательно вдоль вертикальной оси. Чтобы токи в излучающих секциях совпадали по фазе, между ними включают фазосдвигающие элементы: четвертьволновые шлейфы, катушки индуктивности или отрезки линии. В результате диаграмма направленности «прижимается» к горизонту, а усиление растёт с увеличением числа секций.

Практический смысл такой: излучение, которое у одиночного диполя уходит под высокими углами, здесь концентрируется в горизонтальной плоскости. Для связи с наземными корреспондентами и репитерами это именно то, что нужно. Однако с ростом числа секций увеличиваются требования к точности изготовления — фазовые ошибки накапливаются и «съедают» выигрыш.

  • 📡 Две секции — умеренный прирост усиления и простая конструкция для начинающих.
  • 📡 Три-четыре секции — заметное усиление, но критичность к точности размеров возрастает.
  • 📡 Более четырёх секций — практическая отдача растёт медленно, а настройка усложняется.

Базовые формулы расчёта

Отправная величина любого расчёта — длина волны: λ = 300 / f, где f — частота в мегагерцах, результат в метрах. Для частоты 145 МГц длина волны составляет примерно 2,07 м, половина волны — около 1,03 м. Для 433 МГц половина волны — примерно 0,35 м.

Реальный проводник короче свободнопространственной полуволны из-за коэффициента укорочения, который зависит от отношения диаметра проводника к длине волны. Для тонкой проволоки он близок к 0,95, для толстых трубок — может опускаться к 0,9 и ниже. Поэтому физическая длина полуволновой секции считается как λ/2 × k, где k — коэффициент укорочения. Точное значение для вашего материала лучше уточнять по справочным графикам или определять экспериментально на одиночном диполе.

💡

Начните с изготовления и измерения одного полуволнового диполя из вашего материала — так вы экспериментально определите реальный коэффициент укорочения и повысите точность всего расчёта.