Известно, что при ионосферном прохождении радиоволны отражаются от ионосферы под разными углами. Для их пространственной селекции или подавления помех на той же частоте, что и полезный сигнал порой недостаточно азимутальной селекции. В таких случаях более эффективными будут антенны с регулируемой диаграммой направленности в вертикальной плоскости, так называемые ортогонально управляемые антенны. Одной из таких антенн является Дельта K9AY, предложенная им в 1999 году для борьбы с помехами на 160- метровом диапазоне. Она имела кардиоидную диаграмму в азимутальных направлениях (на рисунке ниже показана ее азимутальная диаграмма при угле к горизонту 45 градусов).
Тони Приди (G3LNP) предложил усовершенствованный вариант этой антенны, которую можно использовать от 1,8 до 10 МГц. Как и у прототипа, она имеет кардиоидную азимутальную диаграмму, а вот угол минимума диаграммы в вертикальной плоскости можно регулировать реально от 20 до 80 градусов, тем самым, отстраиваясь от мешающих сигналов или помех, приходящих под углами, отличными от полезного сигнала.
На рисунках ниже для примера показаны диаграммы в вертикальной плоскости синтезированной программно антенны K9AY на частоте 5,3 МГц с минимумом при 30 и 60 градусах к горизонту соответственно. Эффект перестройки «нуля» в диаграмме был достигнут автором благодаря введению в полотно петлевой Дельта антенны комплексного сопротивления R±jX.
Далее на рисунке ниже показано влияние такого сопротивления на положение «нуля» в вертикальной диаграмме.
А на следующем рисунке представлен эскиз предложенной автором ортогонально управляемой антенны (OS antenna — orthogonally steered antenna).
Роль перестраиваемого комплексного сопротивления играет последовательный контур с воздушным КПЕ, перестраиваемый вблизи рабочей резонансной частоты, а сопротивление 25 Ом характеризует качество заземления антенны, которое в свою очередь определяет глубину «нуля» в диаграмме.
Схема антенны показана на следующем рисунке.
С помощью двух трансформаторов 5:2 вносится соответствующее активное и реактивное сопротивление от последовательного контура и отводится принятый сигнал на вход приемника.
Двухполюсным переключателем меняется положение «нуля» в диаграмме на 180 градусов. При достаточной чувствительности приемника, предусилитель может и не понадобиться, но надо учитывать, что «усиление» этой антенны от -28,6 дБи на 1,8 МГц до -6,4 дБи на 10 МГц. Трансформаторы намотаны на бинокулярных ферритовых сердечниках, первичная обмотка 5 витков, а вторичная 2, при этом первичную обмотку надо мотать с шагом, чтобы ее межвитковая емкость была не более 5 пФ.
Катушка последовательного контура с индуктивностью 30 мкГн состоит из 32 витков провода диаметром 0,5 мм на каркасе диаметром 32 мм (автор использовал футляр от 35-мм фотопленки). Отводы сделаны от 13, 16, 19 и 23 витков, считая от заземленного конца. При этом с помощью переключателя перекрываются диапазоны 160, 80, 60, 40 и 30 метров, а в положении «Broadband» контур закорачивается и доступен широкополосный прием. Потенциометр 220 Ом — безиндуктивный.
На рисунке ниже показан узел питания и поворота (используется стандартное поворотное устройство для ТВ антенн).
Мачта может быть как металлическая, так и диэлектрическая, например, бамбуковая. Под антенной на небольшой глубине зарыто заземление, состоящее из медной квадратной пластины 3×3 фута с припаянными к углам радиальными медными прутками по 4 фута каждый. Порядок работы с антенной следующий. Вначале при положении ротора R около 75 Ом и в положении «Broadband» настраиваются на станцию с помехой и вращая антенну пытаются уменьшить уровень помехи. Затем, установив переключатель на соответствующий рабочей частоте диапазон, и вращая ротор КПЕ и R, добиваются максимального подавления сигнала помехи. Переключая двухполюсный переключатель, убеждаются в эффективности подавления помехи и при необходимости «подворачивают» антенну для более глубокого подавления. В ходе эксплуатации и экспериментов с OS антенной автором было получено максимальное подавление сигналов помехи более 60 дБ при условии, что сигнал помехи «приходил» под другим углом к горизонту относительно полезного сигнала.
«QST» N10/ 2010, с.30-33