Провод 41 м, питаемый с конца через двухпроводную линию и простое переключаемое СУ, обеспечивающее в диапазонах 80, 40, 30 и 20 м

Четырехдиапазонный LW
Основным недостатком многодиапазонного длинного провода (long wire, LW) является неудобное согласование с 50 Ом. Нужен тюнер, рассчитанный на большую реактивную мощность, а это это штука непростая и дорогая.
Чтобы не размещать такой тюнер прямо у конца антенны (ведь далеко не всегда удается начать провод из своего окна или балкона), многодиапазонный LW питают через двухпроводную линию подключенную к концу антенного провода (варианты питания LW однопроводной линией снижения всерьез рассматривать не стоит, т.к. такая линия, проходя около дома, излучает и принимает немало помех).

Питающая двухпроводная линия выполняет одновременно две функции:
    Питание антенны от передатчика. Этим заведует дифференциальный (одинаковый по величине, но разный по знаку в обоих проводах) ток линии.
    Противовес для LW, принимающий его ток, и тем замыкающий цепь питания. Это работа синфазного (одинакового по величине и фазе в обоих проводах) ток линии.
Вообще, синфазный ток в линии, это почти всегда плохо. Он приводит к паразитному излучению и приему линии (при наличии такого тока она действует как излучающая часть антенны). А т.к. линия питания почти всегда идет в непосредственной близости от паразитных излучателей помех(импульсные блоки питания, например) и устройств подверженных помехам (телевизоры и проч.)
Поэтому, если мы и вынуждены иметь синфазный ток в линии, то надо постараться сделать его поменьше. А синфазный ток единственного противовеса в точности равен току, втекающему в антенну (это просто одна и та же цепь). Значит, ток питания антенны уменьшать. То есть по закону Ома, стараться сделать входное сопротивление Ra антенны (нашего длинного провода) максимальным. Оно таким будет, если длина провода кратна λ/2.
Радиолюбители это знают. Поэтому много десятков лет используют LW длиной 42 м, отвечающий этому условию на диапазонах от 80 м и выше, успешно питая его по двухпроводной линии с конца, настраивая всю систему хорошим тюнером внизу.

В чем смысл данной статьи? В упрощении тюнера. До сих пор считалось так: мы сделаем LW около полуволны на нужных диапазонах, запитаем его двухпроводной линией произвольной длины с конца, а уж импеданс внизу линии будет каким придется – его согласует на 50 Ом хороший тюнер.
В данной статье рассматривается вопрос оптимизации длины LW и параметров питающей линии так, чтобы внизу линии получились бы удобные для согласования импедансы. А что такое "удобный для согласования импеданс"? На мой взгляд, это тот, у которого R близко к 50 Омам. А имеющуюся реактивность (любую) согласует единственный последовательный элемент. Т.е наш тюнер будет состоять из одной катушки или одного конденсатора.
Конструкция
Антенна, получившаяся в результате такой оптимизации, показана на следующем рисунке:

Конструкция достаточно технологична: полотно растягивается с края крыши на что-нибудь (другой дом, дерево, и т.п.) напротив, а линия длиной 7,5 м опускается к нам на балкон или в окно, где и располагается переключаемый тюнер. Без заметного изменения параметров антенны линия может быть наклонной или горизонтальной.
Входные импедансы в точке подключения тюнера, распределения токов и диаграммы направленности по диапазонам (при высоте подвеса 15 м) приведены на следующих скриншотах:

Посмотрите на импеданс (правый верхний угол скриншотов): активная его активная часть близка к 50 Ом. Согласование по диапазонам осуществляется:
    В диапазоне 80 m последовательной катушкой ~32 мкГн (SSB) - ~40 мкГн (CW). Требуется переключение катушки CW\SSB или вариометр. При фиксированной катушке полоса антенны этом диапазоне составляет около 60 кГц по КСВ < 2.
    В диапазоне 40 m последовательной катушкой ~6 мкГн. Полоса около 200 кГц.
    В диапазоне 30 m последовательной катушкой ~1,5 мкГн. Полоса около 200 кГц.
    В диапазоне 20 m последовательным конденсатором ~27 пФ (отрезок коаксиала ~25 см). Полоса также около 200 кГц, поэтому может иметь смысл небольшой подстроечный конденсатор с большим зазаором.
Последовательный настроечный элемент включается в провод линии соединенный с LW. Оплетка питающего коаксиала подключается к проводу линии, который наверху никуда не подключен. Переключение может быть сделано "крокодиловым переключателем".
Для устранения тока по оплетке питающего коаксиала на него перед тюнером надевают несколько (~10) ферритовых кабельных защелок.
Настройка
Делается отдельно на каждом диапазоне подстройкой соответствующего реактивного элемента. Активная часть входного импеданса антенны меняется намного медленнее, чем реактивная. Поэтому даже в случае заметных отклонений (например, в высоте подвеса, угле наклона LW к горизонту, расположении питающей линии, и .т.п.) последовательная реактивность настроит систему в резонанс с низким КСВ.
Заключение
Да, это антенна далеко не рекордных параметров. Но для радиолюбителей, живущих в многоэтажных домах и не имеющих доступа на крышу (или очень ограниченный, только выйти пару раз, но ничего не поставить, не настроить) она может оказаться разумным выходом, вполне терпимо закрывающем четыре диапазона.

Длинный провод 20,5 м, питаемый с конца через СУ, обеспечивающее согласование одновременно в двух диапазонах

Двухдиапазонный LW

Простой LW, питаемый с конца - весьма распространенная антенна. Во многих случаях LW удобнее симметричного диполя, т.к. не надо тянуть питающий кабель в середину полотна антенны, нагружая его механически и делая антенну гораздо более видимой для антеннофобных соседей. LW в этом отношении не отличается от обычных проводов, в изобилии идущих между крышами.

Но питание LW с конца требует заземления (не может нагрузка для электрического тока иметь только один вывод), в которое обязан втекать точно такой же ток, как и в антенну.

Если сопротивление этого заземления на используемых диапазонах мало (например по паре резонансных четвертьволновых радиалов или отдельно стоящая металлическая заземленная мачта), то длина LW может быть любой: его импеданс приведет к 50-ти омам СУ, а величина тока в землю будет неважна, т.к. заземление хорошее.

Но на высоте (откуда начинается LW) хорошее заземление - это большая редкость. Как правило, наоборот, ВЧ заземление около начала LW плохое или очень плохое: железки конструкции дома, ограждение балкона и т.п. Даже если и есть место куда положить радиалы, то полноразмерные четвертьволновые не помещаются, можно только очень короткие.

При плохом ВЧ заземлении свободы в выборе длины LW совсем нет. Мы обязаны обеспечить минимальный ток, втекающий в нашу плохую землю (минимальный ток она всё же примет). Следовательно, входное сопротивление LW должно быть максимальным. Этому соответствует длина LW, кратная полуволне.

Высокое входное сопротивление полуволновового LW требует резонансного СУ. Получается антенна, хорошая всем, кроме одного: резонансное СУ в виде простейшего контура работает в одном диапазоне. Поэтому антенна становится однодиапазонной или СУ надо переключать.

В данной статье рассматривается двухрезонансное СУ, согласующее высокий импеданс LW длиной 20,5 м одновременно в двух диапазонах 7 МГц (LW полуволновый) и 14 МГц (LW волновой). Схема этого СУ показана на следующем рисунке:

Принцип работы двухдиапазонного СУ состоит в следующем:

1. В диапазоне 7 МГц работает двухзвенное Г-образное СУ из L1+L2 и С2. С1 влияет мало (хотя, конечно, влияет).
2. В диапазоне 14 МГц работает тоже двухзвенное Г-образное СУ из L1 и С1. Большая индуктивность L2 включена последовательно с высоким входным импедансом антенны, поэтому влияние L2 в этом диапазоне не очень велико. Относительно небольшая емкость С1 включена параллельно высокому импедансу антенны, поэтому ее влияние ощутимо, но не фатально.

Схема СУ не слишком сложна на вид, но непроста в настройке: все 4 величины влияют сразу на обоих диапазонах. Правда, по-разному влияют (L1, C1 больше на 14 МГц, L2C2 больше на 7 МГц), но всё равно настройка непроста. Особенно если иметь в виду, что из-за местного окружения и конкретного расположения антенны импеданс вашего LW будет отличаться от ожидаемого. Впрочем, данное СУ справится и с достаточно большими отклонениями в импедансах LW, но с настройкой придется повозиться. Сильно упрощает дело панорамный измеритель КСВ/импеданса, который показывает степень согласования сразу в обоих диапазонах.

В результате настройки вы должны получить что-то близкое к двум следующим рисункам:

При добротности катушек 250 (это довольно средние катушки) потери, вносимые СУ, не превышают 0,2 дБ на 7 МГц и 0,4 дБ на 14 МГц.

Использовать оплетку кабеля в качестве ВЧ заземлениея нежелательно. Лучше положить пару коротких (по 1... 2 м) противовесов, а питающим кабелем сделать развязывающий дроссель (с десяток витков в бухту или на большой феррит) в точке питания.

Если совсем нет никакой возможности сделать\использовать отдельное ВЧ заземление, то придется вместо него использовать внешнюю сторону оплетки. Развязывающий дроссель (точнее пару таких дросселей, один за другим, в данном случае индуктивности\развязки одного дросселя не хватит) в этом случае делается не в точке питания, а отступив пару метров вниз по кабелю. Весьма желательно, чтобы эта пара метров кабеля не лежала бы на крыше\балконе, а висела бы в воздухе, как излучающая часть антенны.

Если прямое подключение оплетки кабеля к антенне (точнее, к ее ВЧ заземлению) нежелательно (а это имеет смысл, чтобы не пускать ВЧ ток с антенны на внешнюю сторону оплетки кабеля, т.е. не собирать и не излучать ею помехи), то схему СУ может быть модифицирована для питания через катушку связи, как показано на следующем рисунке (длина LW в данном варианте чуть больше: 20,6 м):

Катушка связи L3 содержит вчетверо меньше витков, чем L1 и намотана посередине и поверх L1 с зазором около 2 мм.

Правда, в этом случае связи точного согласования мне не удалось добиться: КСВ на резонансах в обоих диапазонах был 1,4. То ли мне не хватило терпения при настройке, то ли из-за влияния индуктивности катушки связи L3 меньшего КСВ при данном СУ нельзя достичь.