Что такое GP и зачем делать его многодиапазонным
Ground Plane (GP) — это вертикальный четвертьволновый излучатель с противовесом из радиалов. Классический однодиапазонный GP прост как гвоздь: вертикальная труба длиной λ/4λ/4 и 3–4 радиала той же длины, отогнутые вниз под 45°. Входное сопротивление при этом близко к 50 Ом, и антенна напрямую согласуется с коаксиальным кабелем.
Проблема одна: на каждом диапазоне нужна своя длина. Если хочется работать на 20, 15 и 10 метрах — три отдельные антенны это и дорого, и мачты не напасёшься. Поэтому радиолюбители придумали с десяток способов сделать один вертикал на несколько диапазонов.
Ниже — четыре самых рабочих варианта: от простейшего проволочного до «труба с согласующим устройством».
Вариант 1: параллельные вибраторы на одном изоляторе (самый простой)
Суть: на одной мачте крепятся несколько вертикальных излучателей разной длины, соединённых снизу в общей точке питания. Радиалы — тоже по комплекту на каждый диапазон, или один общий набор (с компромиссом по согласованию). Никаких катушек и конденсаторов — только провод и изоляторы.
Диапазоны: 20, 17, 15, 12, 10 метров.
Размеры излучателей (формула L=234/fМГцL=234/fМГц футов, или L=71,3/fМГцL=71,3/fМГц метров):
| Диапазон | Частота, МГц | Длина излучателя | Длина радиала (+5%) |
| 20 м | 14,2 | 5,03 м | 5,28 м |
| 17 м | 18,1 | 3,94 м | 4,14 м |
| 15 м | 21,2 | 3,37 м | 3,54 м |
| 12 м | 24,9 | 2,86 м | 3,01 м |
| 10 м | 28,6 | 2,49 м | 2,62 м |
Конструкция:
- Мачта — деревянный брус 2×2 или стеклопластиковая труба (обязательно диэлектрик!).
- Излучатели — медный провод #12–#14 (≈2–2,5 мм), закреплены вдоль мачты на TV-клеммниках или изоляторах.
- Все излучатели соединяются внизу в одну точку — к центральной жиле кабеля.
- Радиалы — от 2 до 4 на каждый диапазон, соединены в общей точке — к оплетке кабеля.
- Кабель: RG-58 при мощности до 500 Вт и длине до 15 м, RG-8/X или RG-213 при больших мощности и длине.
Плюсы: дёшево, просто, не нужны катушки и переключатели. Минусы: взаимное влияние вибраторов (при добавлении нового резонанс соседей сдвигается на 1–7% — нужно подстраивать длину), радиалы превращаются в «паутину» при 5 диапазонах.
Лайфхак: самый длинный излучатель (20 м) располагай напротив самого короткого (10 м), чтобы при необходимости загнуть конец 20-метрового провода на противоположную сторону мачты.
Вариант 2: секционная (linked) GP для полевой работы
Суть: один вертикальный провод и три радиала, каждый разбит на секции разъёмными контактами. Подключаешь или отключаешь секции — получаешь нужный диапазон. Никаких ловушек, катушек и потерь в них.
Диапазоны: 20, 17, 15, 12, 10 метров.
Размеры секций (по данным VK6YSF, экспериментально подстроенные):
| Диапазон | Доп. секция излучателя | Доп. секция радиала |
| 10 м | 2270 мм | 2950 мм |
| 12 м | +360 мм | +420 мм |
| 15 м | +520 мм | +615 мм |
| 17 м | +510 мм | +610 мм |
| 20 м | +1030 мм | +1345 мм |
Полная длина излучателя на 20 м — сумма всех секций: 2270 + 360 + 520 + 510 + 1030 = 4690 мм. Радиал: 2950 + 420 + 615 + 610 + 1345 = 5940 мм.
Конструкция:
- Провод: гибкий многожильный ПВХ-изолированный 0,75 мм².
- Стыки секций — обжимные клеммы типа «мама-папа» (spade lugs), изоляция — термоусадка.
- Мачта — 7-метровая стеклопластиковая удочка.
- Балун 1:1 (Guanella) в основании — подавляет токи на оплётке кабеля.
- Радиалы — 3 шт., под 120°, концы на высоте 1–2 м от земли.
Настройка: при малой высоте основания (1,5 м) резонанс смещается вниз — приходится укорачивать излучатель на 5–10% от расчётного. Поднимешь до 2,5 м — резонанс вернётся ближе к расчётному.
Плюсы: минимальные потери (нет катушек), быстро разворачивается, легко перестроить. Минусы: нужно физически переключать секции (не удалённо), узкая полоса на 10 м.
Вариант 3: GP с удлиняющей катушкой и отводами (укороченный многодиапазонный)
Суть: короткий штырь (1,5–2 м) с катушкой в основании, которая удлиняет его до резонанса на низкочастотном диапазоне. Переключение между диапазонами — отводами от катушки, закорачивающими её часть.
Диапазоны: 40, 30, 20 метров (возможно расширение).
Конструкция (по данным R1BKW / Voron):
- Штырь — телескопический, 1,5 м.
- Катушка: каркас — 40-мм канализационная труба (фактический Ø 45 мм), провод 0,5 мм², намотка соединяет штырь и «землю».
- Питание: центральная жила кабеля — к отводу от катушки (положение подбирается опытным путём, обычно 2-й виток снизу).
- Противовесы: 2 провода по 10 м.
- На 40 м — вся катушка работает. На 30 м — закорачивается верхняя часть (отвод). На 20 м — другой отвод, ещё короче.
Параметры:
- КСВ на 40 м: < 2 (полоса по КСВ=2 всего ~50 кГц — узко!).
- КСВ на 30 м: < 2.
- КСВ на 20 м: ~2 (можно улучшить, сдвинув нижний отвод).
- Усиление: на 20 м минус 3–5 дБи, на 40 м минус 8–12 дБи относительно полноразмерного штыря.
Плюсы: сверхкомпактная, помещается в рюкзак, работает на 40 м. Минусы: большие потери (на 40 м «съедается» до 90% мощности в катушке), очень узкая полоса на низких диапазонах, нужен тюнер или точная настройка.
Вариант 4: трубчатый GP с согласующим устройством (стационарный, «серьёзный»)
Суть: жёсткая вертикальная труба фиксированной длины (~10,4 м), а согласование на каждый диапазон делается отдельным набором катушек и конденсаторов в переключаемом СУ в основании.
Диапазоны: 40, 30, 20, 17 метров.
Конструкция (по RA1OHX / R7AA):
- Штырь: дюралюминиевые трубы Ø 55/45 мм, общая длина 10 385 мм.
- Радиалы: 16 шт. (по 4 на каждый диапазон), приподняты на 2 м над крышей.
- СУ: алюминиевый корпус 330×200×130 мм, переключение — вакуумными реле В1В (8 шт.) по витой паре.
Элементы СУ по диапазонам:
| Диапазон | Катушка | Конденсатор | КСВ в резонансе |
| 40 м (7,05 МГц) | 3 витка | 300 пФ | 1,0 |
| 30 м (10,11 МГц) | 8 витков | 118 пФ | 1,0 |
| 20 м (14,10 МГц) | 5,3 витка | 112 пФ | 1,1 |
| 17 м (18,20 МГц) | 8,5 витков | 22 пФ | 1,1 |
Катушки: бескаркасные, Ø 40 мм, провод ПЭВ Ø 1,8–2,0 мм, шаг 3–5 мм. Конденсаторы К15У-1. Для стока статики — резистор 150–250 кОм между штырём и «землёй».
Плюсы: жёсткая, ветроустойчивая, отличный КСВ на всех диапазонах. Минусы: нужны вакуумные реле (дорого), сложное СУ, стационарная установка.
Вариант 5: GP с кабельным трансформатором (без переключений, VMA-7)
Суть: центральный трубчатый вибратор на 20 м, вокруг него — параллельные проволочные вибраторы на 10–17 м. Согласование — четвертьволновый отрезок кабеля 75 Ом, который трансформирует сопротивление сразу на нескольких диапазонах. На 40 м — катушка с ёмкостной нагрузкой. Никаких переключателей — всё работает одновременно.
Диапазоны: 10, 12, 15, 17, 20, 30, 40 метров (версия VMA-7c).
Ключевые размеры:
- Центральный вибратор: Ø 30 мм, высота 6,8–7,2 м + ёмкостная нагрузка 0,98 м.
- Проволочные вибраторы: ПВ17 — 3750 мм, ПВ15 — 3300 мм, ПВ12 — 2850 мм.
- Противовес: труба Ø 30 мм, длина 5,2 м (2×2,6 м) — резонанс на 10 м.
- Кабель-трансформатор: РК-75, физическая длина ~3,15 м (электрическая 0,25λ на 20 м).
- Катушка на 40 м: 35 витков на каркасе Ø 26 мм, провод 0,75 мм².
- Ёмкостная нагрузка на 40 м: телескоп из трубок Ø 16…6 мм, длина 2,2–2,4 м.
КСВ: на 10–20 м — не хуже 1,3; на 40 м — 1,1–1,5.
Плюсы: нет переключений, всё в одном флаконе, промышленная надёжность. Минусы: сложная конструкция, много элементов, требует точной настройки каждого вибратора.
Сравнение всех вариантов
| Параметр | Параллельные вибраторы | Секционная (linked) | С катушкой | Труба + СУ | VMA-7 (кабель-трансф.) |
| Диапазоны | 20–10 м | 20–10 м | 40–20 м | 40–17 м | 40–10 м |
| Переключение | Не нужно | Ручное (секции) | Ручное (отводы) | Дистанционное (реле) | Не нужно |
| Усиление | Норм. | Норм. | Низкое (−5…−12 дБи) | Норм. | Норм. |
| Сложность | Низкая | Низкая | Средняя | Высокая | Высокая |
| Стоимость | Минимальная | Минимальная | Низкая | Высокая | Средняя |
| Установка | Мачта/крыша | Поле/дача | Поход/балкон | Крыша/мачта | Крыша/мачта |
Практические советы по установке
- Противовес — критичен. Без радиалов GP работает плохо, даже если КСВ хороший (КСВ не показатель эффективности). Минимум — 3 радиала на диапазон, приподнятые на 1–2 м. Идеально — 16–32 радиала на земле.
- Высота основания. Чем выше основание GP над землёй, тем меньше потери в земле и ниже угол излучения. 2–3 м — уже хорошо.
- Угол наклона радиалов. 45° вниз — стандарт для согласования с 50 Ом. Горизонтально — входное сопротивление падает до 30–35 Ом.
- Грозозащита. Обязательно: заземление мачты, разрядник на кабеле, отключение антенны перед грозой.
- Статика. Между штырём и землёй поставь резистор 150–250 кОм — стекает накопленный статический заряд.
- Настройка. Анализатор антенн (MFJ-259B, NanoVNA) — мастхэв. Без него — только на слух по КСВ-метру, что долго и неточно.