Anteny SP3L

Anteny SCV

Określenie SCV (Self-Contained Vertically polarized antenna) zostało wprowadzone do terminologii antenowej przez L.B. Cebika, W4RNL. Antena SCV nie wymaga do prawidłowej pracy ani uziemienia w.cz. ani poziomych przeciwwag. Można powiedzieć, że przeciwwagi są wbudowane w samą antenę. Wobec tego antena stanowi komplet - jest samowystarczalna (self-contained). W4RNL przeanalizował sporą liczbę takich anten w serii artykułów na ten temat. Odnośniki do tychże artykułów podano na końcu tej strony. Chciałem pokazać, że oprócz projektów zaprezentowanych przez genialnego L.B. Cebika, są możliwe jeszcze inne anteny tego typu.

Ostrzeżenie: ta strona jest naprawdę baaardzo długa.

Zanim zaczniemy przegląd projektów anten SCV, chciałbym skierować uwagę czytelnika na potencjalne niezrównoważenie prądów w linii zasilającej anteny SCV. Rysunek poniżej pokazuje dwie anteny: zasilaną na końcu antenę Zepp (end-fed Zepp) i antenę C-pole. Obie mają polaryzację pionową i obie pracują bez połączenia z uziemieniem w.cz.. Zatem są to anteny SCV. Jednakże jest między nimi istotna różnica. Zepp ma punkt zasilania umieszczony w strzałce (maksimum) prądu (I_max) a punkt zasilania C-pole jest odsunięty od strzałki.

Jeżeli punkt zasilania nie znajduje się w miejscu strzałki I_max , może być trudno zredukować nierównowagę prądów płynących w linii zasilania anteny. Innymi słowy, może być trudno zredukować prąd w układzie wspólnym (common-mode current) płynący po powierzchni ekranu kabla koncentrycznego. Umieszczenie baluna 1:1 (zwanego również dławikiem common-mode albo izolatorem linii) między punktem zasilania a kablem koncentrycznym nie wystarczy jeśli niezrównoważenie będzie znaczące. W takiej sytuacji trzeba się liczyć z zakłóceniami TVI i/lub napięciem w.cz. na obudowach sprzętu podczas nadawania i/lub znaczącą stratą mocy w balunie/dławiku zainstalowanym w punkcie zasilania anteny. Zbiór projektów SCV tu przedstawiony jest ograniczony tylko do projektów, mających punkt zasilania umieszczony w strzałce prądu I_max. W tak zaprojektowanych antenach o wiele łatwiej jest zapewnić równowagę prądów w linii zasilającej.

Większość z pokazanych tu projektów jest zupełnie nowa. Zostały one zasymulowane ale nie zostały zbudowane i przetestowane. Jak na jednego krótkofalowca jest ich zbyt wiele. Zbudowałem dwie anteny typu SCV i byłem całkowicie usatysfakcjonowany ich osiągami. Wszystkie anteny tu przedstawione maja modele zbudowane z idealnego, bezstratnego przewodnika o średnicy 2 mm. Wszystkie były symulowane w wolnej przestrzeni ponieważ wówczas łatwiej jest porównywać rożne projekty ze sobą. Wszystkie anteny zaprojektowane zostały na pasmo 20 m z częstotliwością rezonansu własnego 14,175 MHz. Oczywiście każdy projekt może zostać w prosty sposób przeskalowany na inną częstotliwość.

Trzeba być świadomym, że projekty tu pokazane nie są gotowymi przepisami na zbudowanie anten. Jednakże zebranie ich w jednym miejscu pozwala na łatwe porównanie ze sobą różnych anten SCV i wybranie tej najbardziej odpowiedniej do danych warunków i potrzeb. Najlepszym sposobem dalszego postępowania po wybraniu anteny jest jej zasymulowanie nad ziemią na zamierzonej wysokości instalacji i z przewodnikami o średnicach i rodzaju materiału takim, jaki zamierza się zastosować w rzeczywistej antenie. Na koniec trzeba też zaprojektować odpowiedni układ dopasowujący do anteny.

Anteny SCV podzielone zostały na trzy klasy: SCSV (self-contained slim vertical) smukłe samowystarczalne anteny pionowe, SCDV (self-contained delta vertical) samowystarczalne anteny trójkątne o polaryzacji pionowej i SCRV (self-contained rectangular vertical) samowystarczalne anteny prostokątne o polaryzacji pionowej.

Anteny SCSV - smukłe samowystarczalne anteny pionowe

Aby uczciwie porównać różne anteny SCSV ich wymiary zostały tak dobrane, aby każda z nich zmieściła się w wyimaginowanym walcu o średnicy 18,4 cm. Taka wartość została wybrana ponieważ, pierwsza antena SCSV jaką rzeczywiście zbudowałem i przetestowałem miała właśnie taką średnicę. 18,4 cm to 0,0087 długości fali (mniej niż 1%) dla częstotliwości 14,175 MHz. W tym wymiarze nie ma niczego magicznego i być może zechcecie go zmienić. Ale bądźcie ostrożni. Walec o mniejszej średnicy oznacza, umieszczenie przewodów bliżej siebie. Blisko siebie umieszczone przewody mogą wywoływać niedokładności wyników w symulatorach opartych o silnik NEC-2, a wówczas model nie za bardzo będzie się zgadzał z rzeczywista anteną. Zbyt bliskie rozmieszczenie przewodów może też prowadzić do przebić napięciowych w rzeczywistych antenach. I w końcu zbliżanie do siebie przewodów zwykle obniża impedancję wejściową anteny i zmniejsza jej pasmo pracy. Zatem nie należy posuwać się zbyt daleko w wyszczuplaniu tych anten.

SCSV-1: end-fed Zepp

Ta klasyczna antena składa się z powietrznej linii długiej o długości ćwierci fali (czyli transformatora ćwierćfalowego), połączonego z końcem dipola półfalowego. Zatem całkowita wysokość anteny wynosi ¾ długości fali. Dla częstotliwości 14,175 MHz całkowita wysokość wynosi 15,62 metra. Rysunek poniżej przedstawia widok i wymiary anteny. Proszę zwrócić uwagę, że ten i następne rysunki zostały pokazane dla mocy wejściowej 100 watów stąd takie a nie inne wartości prądów w przewodach anteny.

Impedancja wejściowa anteny jest raczej mała (28 omów) a pasmo dla SWR ≤ 2 nie jest imponujące i wynosi 360 kHz. Natomiast zysk w wolnej przestrzeni w płaszczyźnie XY wynosi około 2.1 dBi co jest właściwie równe zyskowi dipola pionowego zasilanego w środku.

Impedancja wejściowa SCSV-1 może zostać zwiększona (na przykład do 50 omów) przez przesunięcie miejsca zasilania trochę wyżej w transformatorze ćwierćfalowym. Takie rozwiązanie stosowane jest w antenie J-pole, która jest lekko zmodyfikowaną wersją end-fed Zeppa. Niestety ta zmiana nie poprawia szerokości pasma pracy. Przeanalizujmy zatem inne możliwe projekty anten tego typu.

SCSV-2: folded Zepp (pętlowy Zepp)

Jeśli weźmiemy SCSV-1, dodamy obok niego jego kopię i pozwieramy wolne końce tych anten, powstanie nowa antena. Proces jest podobny do przekształcania prostego dipola w dipol pętlowy. Nazwijmy te antenę SCSV-2. Zmiana SCSV-1 na SCSV-2 zwiększa pasmo SWR ≤ 2 z 360 kHz do 420 kHz. Impedancja wejściowa w rezonansie rośnie do 63 omów.

Widok anteny i jej wymiary pokazano poniżej. Proszę zwrócić uwagę, że odstęp między przewodami został zmniejszony do 13 cm aby zmieścić się w walcu o średnicy 18,4 cm.

Charakterystyka promieniowania SCSV-2 jest nieco skoszona. Jednak w płaszczyźnie XY stosunek zysku maksymalnego do minimalnego jest tak mały, że możemy powiedzieć, że charakterystyka jest prawie kołowa.

Ta niewielka asymetria charakterystyki promieniowania może zostać wyeliminowana. Poniżej wyjaśniono, w jaki sposób.

SCSV-3: symmetrized folded Zepp (symetryczny Zepp pętlowy)

Tworząc SCSV-2 zastosowaliśmy dwie tak samo zorientowane anteny SCSV-1. A co się stanie jeśli kopię pierwszej SCSV-1 obrócimy o 180 stopni wokół osi Z? Tak utworzona antena jest pokazana poniżej. Nazwijmy ją SCSV-3.

Uwaga: zwora łącząca końce 5-metrowych ramion przechodzi pomiędzy ramionami o długości 15,44 m.

SCSV-3 ma pośrednie wartości impedancji wejściowej (46 omów) i pasma (390 kHz) gdy porównuje się ją do SCSV-1 i SCSV-2. Ale jest doskonała jeśli chodzi o kształt charakterystyki promieniowania. Jest ona idealnie kolista.

Wszystkie trzy anteny opisane powyżej są raczej wysokie. Sprawdźmy zatem, czy da się pozaginać jakieś elementy anteny, aby ją trochę skrócić.

SCSV-4: folded-stub Zepp (Zepp ze złożonym stroikiem)

Jeśli weźmiemy SCSV-1, złożymy na pół jego transformator ćwierćfalowy (zwany też stroikiem albo stubem) i obrócimy go tak, aby otaczał półfalowy wibrator, otrzymamy SCSV-4. Poniżej pokazano projekt SCSV-4. Ma on wysokość tylko ½ długości fali, a jego pozaginany stub - tylko 1/8 długości fali. Antena jest niższa niż wszystkie poprzednie o 33%, utrzymuje taki sam zysk antenowy i ma znacząco większe pasmo (640 kHz)!

Antena ta została przeze mnie opisana w QST 2020/07 w artykule "A Vertical End-Fed Dipole with a Folded Stub". Poniżej jej fotografia. Antena sprawowała się bardzo dobrze. pomimo niespodziewanej interakcji między wibratorem z masztem wykonanym z włókna szklanego. Wszystko jest opisane w artykule.

Z powodu zniekształcenia perspektywy, górna część anteny wydaje się być krótsza na fotografii niż jest w rzeczywistości.

SCSV-5: partly-folded stub Zepp (Zepp z częściowo złożonym stroikiem)

SCSV-5 różni sie od SCSV-4 tym że jedno z ramion stroika (stuba) nie jest złożone w pół, ale idzie w górę do ¼ długości fali. jak widać na rysunku poniżej. Ta pozornie mała zmiana zwiększa pasmo anteny do budzących respekt 855 kHz. Po przeskalowaniu na pasmo 10 m antena pokryje je całe ze współczynnikiem SWR mniejszym niż 2:1. Charakterystyka promieniowania i zysk antenowy są właściwie równe parametrom dipola zasilonego w środku. Ponieważ teraz jedno z ramion stroika kończy się na wysokości ¼ długości fali, antena wymaga dodatkowego wspornika 5,1 m powyżej podstawy. Jednak tak duże powiększenia pasma pracy może być warte tej komplikacji mechanicznej.

SCSV-6: triangle-base partly-folded-stub Zepp (Zepp z częściowo złożonym stroikiem i z trójkątną podstawą)

Główny półfalowy wibrator w SCSV-5 nie jest umieszczony w osi wyimaginowanego walca, w którym mieści się antena. Jeśli uznajecie to za wadę estetyczną lub konstrukcyjną. możecie woleć SCSV-6. To właściwie ta sama antena, ale jej podstawa jest teraz zbudowana na trójkącie równobocznym. Główny wibrator jest w środku trójkąta a reszta przewodów w wierzchołkach trójkąta. Pokazano to na rysunku poniżej. Oprócz niewielkiego zmniejszenia szerokości pasma pracy, osiągi anteny są bardzo podobne do SCSV-5

SCSV-7: folded-stub Zepp with a bent end (Zepp ze złożonym stroikiem i zagiętym wierzchołkiem)

Jeżeli wysokość równa ½ długości fali to wciąż zbyt wiele, istnieje prosty sposób skrócenia anteny. Można zagiąć w dół górną końcówkę głównego wibratora. Jeśli zrobi to się w SCSV-4 otrzymamy antenę skróconą SCSV-7. Im dłuższa zagięta w dół część wibratora, tym niższa cała antena, ale także mniejsza impedancja wejściowa i mniejsza szerokość pasma. Jest to zatem kompromis. Model pokazany poniżej został tak policzony aby uzyskać zmniejszenie impedancji wejściowej z 75 omów do 50 omów. Wysokość anteny zmniejszyła się z 10,3 m do 8,88 m (czyli o 14%) and szerokość pasma - z 640 kHz do 395 kHz (o 38%). Zysk ucierpiał tylko w stopniu marginalnym, o 0,1-0,2 dB.

SCSV-8: bent-end modification of a SCSV-6 (modyfikacja SCSV-6 z zagiętym wierzchołkiem)

Podobną redukcję wysokości można przeprowadzić na SCSV-6. Tym razem górny koniec został zagięty w dół w taki sposób, że niemal dotyka on do końca ramienia stroika (pozostawiono przerwę 10 cm), co widać na rysunku poniżej. Końcówka zagiętego w dół wibratora i końcówka ramienia stroika są na tym samym potencjale, więc nie ma ryzyka przebicia napięciowego między nimi. Wysokość anteny zmalała z 10,32 m do 8, 37 m (o 19%), a pasmo z 805 kHz na 515 kHz (o 36%). Ta antena jest lepsza od SCSV-7 ponieważ jest niższa i ma szersze pasmo.

SCSV-9: Zepp folded in half (Zepp złożony w pół)

Zamiast zaginać elementy stroika, albo wierzchołek, można złożyć w pół całą antenę. Jeśli postąpimy tak z SCSV-1 uzyskamy SCSV-9 pokazaną poniżej. Nowa antena jest nieco wyższa niż 50% SCSV-1, ale mimo to redukcja wymiarów jest znacząca. Wadą anteny utworzonej w ten sposób jest wąskie pasmo - tylko 210 kHz. podstawa anteny ma kształt trójkąta równobocznego o boku 16 cm.

SCSV-10: Zepp folded in half with a doubled wire (Zepp złożony w pół ze zdwojonym przewodem)

Poprzednia antena miała wąskie pasmo. Można to trochę poprawić przez zbocznikowanie głównego radiatora równoległym przewodem. Dwa równoległe przewody zachowują się do pewnego stopnia jak jeden gruby przewód, a wiadomo, że grube przewody pozwalają uzyskać szersze pasmo pracy. Taki "pogrubiony" przewód musi być nieco dłuższy dla uzyskania rezonansu na tej samej częstotliwości. Stosując to podejście możemy przekształcić antenę SCSV-9 w SCSV-10 pokazana poniżej. Zamiast pojedynczego przewodu 8,05 m, ma ona dwa równoległe przewody o długości 8,73 m (wzrost o 8,4 %). Szerokość pasma wzrasta z 210 kHz do 450 kHz (o 114%). Z powodu dodatkowego przewodu, podstawa anteny nie jest już trójkątna, ale kwadratowa.

SCSV-11: multi-fold loop (poskładana pętla)

Wszystkie dotychczasowe anteny SCSV były wyższe niż 8 metrów. Zatem czas na coś krótszego. SCSV-11 ma tylko 7,23 m wysokości. A przy tym ma całkiem akceptowalną szerokość pasma - 415 kHz. Jak widać poniżej, antena jest złożoną kilkukrotnie pętlą. SCSV-11 ma sześciokątna podstawę, a ponieważ antena mieści się w walcu o średnicy 18,4 cm, bok sześciokąta wynosi 9,2 cm. Zysk anteny jest nieco poniżej dipola (-0.15 ... -0.25 dBd) co jest zrozumiałe, biorąc pod uwagę, że antena ma wysokość 0,34 długości fali. W wolnej przestrzeni impedancja wejściowa anteny wynosi 48 omów.

SCSV-12: multi-fold loop with a drop wire (poskładana pętla ze zwisającym przewodem)

Poprzednia antenę można jeszcze bardziej skrócić jeśli dodamy zwisający przewód pomiędzy najdłuższymi wibratorami. Zwis pomiędzy wibratorami o długościach 6,44 m działa jak zagięty koniec w SCSV-7 lub SCSV-8. Antenę pokazano na rysunku poniżej. Wysokość SCSV-12 to zaledwie 6,44 m, zatem nic dziwnego, że jej zysk jest o 0,35 dB mniejszy niż zysk dipola. Impedancja wejściowa zmalałą, tak samo jak szerokość pasma (295 kHz). Jeśli jednak wziąć pod uwagę redukcję wysokości, wciąż można tę antenę uznać za ciekawą propozycję. Zwłaszcza wtedy, gdy nasz transceiver wyposażony jest we wbudowany tuner antenowy. Trochę większy SWR na krańcach pasma może być akceptowalną ceną za sporą redukcję wysokości.

SCSV-13: vertical with a folded back counterpoise (pionowa antena z zagiętą przeciwwagą)

To najprawdopodobniej najprostszy SCSV, wymagający najkrótszego przewodu. Antenę można uznać za transformator ćwierćfalowy wykonany z linii powietrznej, w którym jedno ramię zostało zgięte z powrotem w dół. Podstawa anteny ma kształt trójkąta równobocznego o długości boku 16 cm. Antena jest pokazana poniżej. Antena jest bardzo prosta, ale ma wąskie pasmo pracy i bardzo małą impedancję wejściową.

SCSV-14: vertical with two folded back counterpoises (pionowa antena z zagiętymi przeciwwagami)

Jeśli weźmiemy ćwierćfalowy GP z dwoma przeciwwagami, zagniemy je w górę, a następnie z powrotem w dół, stworzymy SCSV-14 (rysunek poniżej). Główny wibrator trzeba będzie nieco wydłużyć do 6,52 m. Taka antena ma szersze pasmo niż SCSV-13, ale jej impedancja wejściowa 9,2 oma jest nadal niska, co utrudnia dopasowanie do niej.

SCSV-15: vertical with folded up counterpoise loop (antena pionowa z zagiętą pętlową przeciwwagą)

Weźmy znów ćwierćfalowy GP z dwoma przeciwwagami, i złóżmy przeciwwagi w pół. Końcówki przeciwwag są na tym samym potencjale, zatem połączmy je ze sobą. Uzyskaliśmy coś co nazywam antenę pionową z pętlową przeciwwagą. Przesuńmy teraz punkt zasilania anteny z dołu wibratora na początek pętli. Interesującą obserwacją jest to, że takie przesunięcie w ogóle nie zmienia rozkładu prądu w.cz. w antenie - patrz rysunek poniżej. Ale teraz impedancja wejściowa anteny jest czterokrotnie większa niż przedtem. Ta sztuczka nie zadziałałaby gdybyśmy wcześniej nie utworzyli pętli z przeciwwag.

Gdy już mamy antenę jak wyżej, możemy ją przekształcać dalej, aż otrzymamy SCSV. W tym celu, skręcamy pętle przeciwwag o 180 stopni wokół osi Y (co wywoła skrzyżowanie przewodów poniżej głównego wibratora). Następnie zaginamy końce skręconej pętli w górę, aż do chwili gdy staną się one równoległe do głównego wibratora. Końcowy wygląd anteny pokazano poniżej. Proszę zwrócić uwagę, że pomiędzy krzyżującymi się przewodami poniżej wibratora jest przerwa powietrzna. Przewody zaznaczone kolorem ciemnoniebieskim są niżej niż przewody zaznaczone na żółto. I tylko przewody zaznaczone na żółto łączą się z dołem wibratora. Antena ma niemal identyczne parametry jak SCSV-14, ale jej impedancja wejściowa jest cztery razy większa.

Na podstawie projektu SCSV-15 zbudowałem rzeczywistą antenę. Poniżej jest jej zdjęcie.

Przed jej zbudowaniem, powtórzyłem symulację anteny, ale tym razem nie w wolnej przestrzeni, ale 1,5 m ponad ziemią. Spowodowało to wzrost impedancji wejściowej anteny do około 50 omów i zwiększyło pasmo dla SWR=2 do 490 kHz. Kiedy zmieniłem średnicę głównego wibratora na bliższą rurkom aluminiowym jakie zamierzałem wykorzystać do jego budowy, zauważyłem, że dokładność modelu w symulatorach opartych o NEC-2 (4nec2 i EZNEC) pogorszyła się. Jest to dobrze znany problem w silniku NEC-2 związany z symulowaniem równoległych przewodów o różnych średnicach umieszczonych niedaleko od siebie.

Wykonałem symulacje SCSV-15 także w programie MMANA-GAL, który korzysta z silnika MININEC. Wymiary anteny na pasmo 20 m uzyskane w tym programie znacznie odbiegały od tych uzyskanych w symulatorach opartych o NEC-2. Kiedy zbudowałem rzeczywistą antenę, okazało się, że wyniki MMANA-GAL były prawidłowe. Ostatecznie, główny wibrator ma 6,8 m wysokości, a pętla przeciwwag kończy się na wysokości 2,55 nad podstawą anteny.

Rzeczywista antena osiągnęła szerokość pasma 550 kHz dla SWR=2 przy pomiarze na końcu krótkiego (2 m) kabla koncentrycznego. Antena jest zasilana przez balun 1:1. W porównaniu z wielopasmowym GP działa nieznacznie lepiej. Jej sygnał jest zwykle nieco silniejszy przy odbiorze na odległych odbiornikach WebSDR. Różnica jest niewielka, ale główną zaletą SCSV nie jest zwiększony zysk, ale niewielka ilość potrzebnego miejsca do instalacji.

Artykuł opisujący tę antenę ukazał się w wydaniu 2020/11 brytyjskiego magazynu RadCom. W artykule antena nazywa się "A vertical with upright folded back counterpoises". Tak, wiem. Okropna nazwa, ale nie wymyśliłem niczego lepszego.

SCSV-15: vertical with folded up counterpoise loop Mk.2 (antena pionowa z zagiętą pętlową przeciwwagą wersja 2)

Jakiś rok po zbudowaniu SCSV-15 przyszedł mi do głowy pomysł jak tę antenę lekko uprościć. W tej wersji nie mamy krzyżujących się przewodów poniżej głównego radiatora jak w SCSV-15. Uważam, że to nieco upraszcza konstrukcję. Osiągi anteny pozostały właściwie bez zmian, co widać na poniższym rysunku.

Tak jak poprzednio, punkt zasilania anteny nie znajduje się w dolnej części głównego radiatora, lecz na początku pętlowej przeciwwagi.

Anteny SCDV - samowystarczalne anteny trójkątne o polaryzacji pionowej

Anteny należące do tej grupy jak wskazuje nazwa maja kształt trójkątny. Pominę tu klasyczne delty wykonane z przewodu o pełnej długości fali. Trudno dodać cokolwiek ciekawego po tym jak lata temu tym tematem zajął się W4RNL. Zamiast tego, skoncentruję się na nowym pomyśle, który pojawił się podczas prac nad smukłymi SCSV. Początkowo odrzuciłem anteny trójkątne oparte o ten pomysł jako wymagające zbyt dużo miejsca w poziomie, ale potem doszedłem do wniosku, że one też mogą znaleźć zastosowanie. Wprawdzie nie zajmują w poziomie tak mało miejsca jak SCSV, ale za to są niższe, co może być pożądane w niektórych zastosowaniach. Zatem zaczynamy.

SCDV-1: delta with overlapping wires - type 1 (delta z zachodzącymi na siebie przewodami typ 1)

Jest to przerwana delta, w której wolne końce zachodzą na siebie wzdłuż podstawy trójkąta. Rysunek poniżej pokazuje widok, wymiary, rozkład prądu i podstawowe parametry anteny. Jak widać, miejsce zasilania znajduje się w strzałce prądu.

Choć SCDV-1 promieniuje z polaryzacja pionową, jej charakterystyka jest bardziej owalna niż kołowa w płaszczyźnie XY. Antena ma największy zysk prostopadle do powierzchni trójkąta, czyli wzdłuż osi X. Zysk w kierunku prostopadłym jest o 1,7 dB niższy. Nie nazwałbym jednak tej anteny dwukierunkową, a raczej niedoskonale dookólną.

Do zbudowanie tej anteny potrzeba więcej przewodu niż jedna długość fali (o ok. 15%). Generalnie anteny z zachodzącymi na siebie przewodami potrzebują trochę więcej przewodu. Niemniej są one i tak bardziej kompaktowe niż pełnowymiarowe pętle zamknięte. Antena SCDV-1 zajmuje znacznie mniej miejsca niż GP z dwoma przeciwwagami zaprojektowany na tę sama częstotliwość i jest tylko nieco wyższa.

Impedancja wejściowa anteny jest trochę niewygodna do dopasowania ale zapewne zmieni się nieco jeśli zasymulujemy antenę nad ziemią. Jej szerokość pasma 550 kHz dla SWR=2 jest więcej niż tylko akceptowalna.

SCDV-2: delta with overlapping wires - type 2 (delta z zachodzącymi na siebie przewodami typ 2)

Jeśli skrócimy podstawę trójkąta i zagniemy w górę końce zachodzących na siebie przewodów, otrzymamy SCDV-2 pokazaną poniżej. Wymiary zostały dobrane tak, aby punkt zasilania nadal znajdował się w strzałce prądu, ale teraz impedancja anteny wynosi 50 omów. Krótki (20 cm) poziomy odcinek przewodu na szczycie anteny został dodany w celu uniknięcia problemu z pogorszeniem dokładności symulatora opartego o silnik NEC-2. Problem ten powstaje kiedy łączy się przewody pod ostrym kątem. W rzeczywistej antenie oba boki trójkąta mogą spotkać się w jednym punkcie na szczycie pod ostrym kątem.

Zmniejszenie impedancji wejściowej zwykle idzie w parze ze zmniejszeniem pasma. I tak też jest w tym przypadku. Bezwzględna szerokość pasma spadła z 550 kHz do 445 kHz. Mimo to, jest to to parametr całkiem akceptowalny. Ponieważ boki trójkąta są teraz bliżej siebie, charakterystyka promieniowania anteny stała się prawie kołowa z różnicą zaledwie 0,3 dB między maksymalnym a minimalnym zyskiem w płaszczyźnie XY. Krótsza podstawa delty pozwala zmieścić antenę w miejscach o ograniczonej dostępności, a stosunkowo niewielki odstęp między przewodami podstawy (10 cm) upraszcza konstrukcję mechaniczną.

SCDV-3: delta formed from a twisted loop (delta uformowana ze skręconej pętli)

Jeśli przyjrzeć się poprzedniej antenie, można zauważyć, że oba końce przewodu anteny znajdują się na tym samym potencjale w.cz. ponieważ są w istocie rzeczy końcami przewodu o jednej długości fali. Zatem, dlaczego by ich nie połączyć ze sobą? SCDV-3 powstała właśnie w taki sposób - patrz rysunek poniżej. Wymiary tak utworzonej anteny jak też jej osiągi są bardzo zbliżone do poprzedniej.

SCDV-4-75: delta formed from a twisted loop with a bottom drop wire - 75 ohms version (delta uformowana ze skręconej pętli ze zwisającym przewodem u dołu - wersja 75-omowa)

Dalsza modyfikacja anteny jest pokazana na rysunku poniżej. Jest to antena SCDV-4-75. Środek poziomego przewodu w SCDV-3 został przeciągnięty w dół i zamocowany pomiędzy przewodami podstawy. Dodatkowy krótki przewód (10 cm) dodano w celu dostrajania anteny jak to pokazano szczegółowiej na kolejnym rysunku. Dzięki takiemu rozwiązaniu antenę można zestroić zmieniając długość przewodu na spodzie anteny. Oznaczenie "75" wzięło się stąd, że impedancja wejściowa anteny jest zbliżona do 75 omów. Warto zauważyć, że uzyskano istotne poszerzenie pasma. Nastąpiło to dlatego, że przeciwne strzałki napięcia (występujące w minimach prądu) zostały odsunięte od siebie.

SCDV-4-50: delta formed from a twisted loop with a bottom drop wire – 50 ohms version (delta uformowana ze skręconej pętli ze zwisającym przewodem u dołu - wersja 50-omowa)

Jeśli jeszcze bardziej skrócimy podstawę delty - do zaledwie 1,4 m zredukujemy impedancję wejściową anteny do 50 omów. Tak powstała antena SCDV-4-50 jest pokazana poniżej. Naturalnie, szerokość pasma trochę musiała ucierpieć, ale 435 kHz nie jest wcale złym wynikiem. Charakterystyka promieniowania SCDV-4-50 jest niemal idealnie kołowa z zaledwie 0,1 dB różnicą między maksymalny a minimalnym zyskiem w płaszczyźnie XY. Odcinek przewodu trymującego (10 cm) pozostał tam, gdzie był.

Anteny SCRV - samowystarczalne anteny prostokątne o polaryzacji pionowej

Każda samowystarczalna delta opisana powyżej może w prosty sposób zostać przekształcona w samowystarczalny prostokąt (SCRV). Charakterystyki promieniowania anten prostokątnych są mniej dookólne, tzn. są bardziej owalne niż okrągłe w płaszczyźnie XY, ale za to anteny SCRV są niższe niż SCDV. Może to być zaletą w niektórych sytuacjach. Rysunki poniżej pokazują SCRV-1 do SCRV-4 w kolejności odpowiadającej porządkowi SCDV. Najniższą antena jest SCRV-1, ale jej szerokość pasma nie jest imponująca. Na szczęście kolejne anteny są bardziej szerokopasmowe.

SCRV-1

SCRV-2

SCRV-3

SCRV-4-75

SCRV-4-50

Porównanie różnych projektów anten SCV

Na tej stronie przedstawiono 26 projektów anten SCV. W poniższej tablicy porównano ich parametry.

Podsumowanie

Anteny SCV pracują bez połączenia z ziemią w.cz. i bez płaszczyzny masy utworzonej przez poziome przeciwwagi. Może to być ważną zaletą w lokalizacjach gdzie niemożliwe lub niepraktyczne jest zakopywanie w ziemi przewodów uziemiających, czy instalowanie długich przeciwwag. Wydaje się zatem, że warto było zbadać temat anten SCV i rozszerzyć ich gamę w stosunku do tych opisanych wcześniej przez L. B. Cebika.

Współczesne symulatory anten pozwalają zaprojektować antenę z punktem zasilania umieszczonym w strzałce prądu. I choć to dodatkowy wysiłek i czas poświęcony na symulacje, takie umieszczenie punktu zasilania ogranicza ryzyko pojawienia się niepożądanych zjawisk związanych z prądem w układzie wspólnym płynącym po powierzchni ekranu kabla koncentrycznego zasilającego antenę. Gorąco polecam takie podejście.