Multi-dipol nazywany też dipolem wachlarzowym (ang. Fan Dipole) jest anteną składającą się z pewnej liczby dipoli o wspólnym punkcie zasilania. W niektórych wersjach ramiona dipoli rozchodzą się od siebie nawzajem (stąd określenie wachlarz w nazwie), ale czasami są one poprowadzone równolegle do siebie. Tu zajmuję się tą drugą wersją. Dlatego bardziej odpowiednia wydaje mi się nazwa multi-dipol niż dipol wachlarzowy. Rozważam tu wersję 5-pasmową na pasma od 10 do 20 metrów.
Kiedy symuluje się multi-dipol, nietrudno zauważyć, że jego pasmo pracy silnie zależy od odstępu między poszczególnymi dipolami. Im mniejsze odstępy, tym węższe pasmo pracy. Satysfakcjonujące wyniki otrzymuje się przy odstępie rzędu 0,3 m. Ale to oznacza, że odstęp między dipolem na pasmo 20 m, a dipolem na pasmo 10 m musiał by być równy 4 x 0,3 = 1,2 m. Taka antena wyglądałaby raczej niezgrabnie, więc większość projektów pokazywanych w Internecie ma znacznie mniejsze odstępy.
Na szczęście istnieje stosunkowo prosty trik, pozwalający zwiększyć pasmo pracy multi-dipola o małych odstępach. Pasmo zwiększy się, jeśli zastosujemy rozdzielony punkt zasilania SFP (SFP = split feed point) .
Porównajmy klasyczny multi-dipol z pojedynczym punktem zasilania i odstępami między przewodami 0,1 m tak jak poniżej...
... z multi-dipolem SFP pokazanym niżej.
Poszczególne dipole są zasilane od góry i od dołu jak widać na powyższym rysunku. Do połączenia ze sobą dwóch punktów zasilania potrzebna jest linia długa o impedancji falowej 100 omów. Taką linię łatwo jest wykonać z dwóch odcinków kabla koncentrycznego o impedancji falowej 50 omów.
Ekrany kabli są połączone ze sobą na obu końcach, a ich żyły wewnętrzne tworzą symetryczną linię długą o impedancji dwa razy większej od impedancji pojedynczego kabla, czyli 100 omów. W symulacjach przyjęto zastosowanie kabla o współczynniku skrócenia VF=0,66. Może to być popularny RG58.
Wykres poniżej przedstawia SWR klasycznego multi-dipola i multi-dipola SFP.
Różnica w szerokości pasma na zakresie 10 m jest uderzająca!
Te symulacje były przeprowadzone w wolnej przestrzeni. Dodatkowo wykonałem symulację multi-dipola SFP na wysokości 10 m nad ziemią. Poniżej porównanie przebiegu SWR w wolnej przestrzeni i na wysokości 10 m.
Różnica jest niewielka.
Multi-dipol SFP jest trochę dłuższy niż dipol półfalowy, zatem jego zysk jest o ułamek decybela większy. Impedancja wejściowa multi-dipola SFP jest bliska 450 omów, zatem do jego dopasowania do kabla koncentrycznego potrzebny jest balun 9:1. Alternatywnie, można zasilić antenę kablem okienkowym o impedancji 450 omów, a balun umieścić w pobliżu nadajnika.
Kliknij tutaj, aby pobrać zestaw modeli tej anteny.
Uwaga: wykresy SWR otrzymałem stosując silnik NEC-5, dlatego w modelach znajduje się między innymi plik SFP_multi-dipole_NEC-5.inp. Dodatkowo stworzyłem pliki nadające się do symulacji w symulatorach używających silnik NEC-2: 4nec2, EZNEC i AutoEZ+EZNEC. Wyniki przy zastosowaniu silnika NEC-2 różnią się tylko nieznacznie. Nie tworzyłem modelu dla MMANA-GAL, ponieważ ten symulator nie wspiera linii długich.