OK1HDU (Hamradio, electronics, travelling, photography, ok7u...)
599.cz - Homepage 599.cz - Homepage Memorial OK1WC SOTA - Vrcholy v éteru Optimalizováno pro web... Než něco pošlete dál, přečtěte si ... hoax.cz
     Dnes: 21. 01. 2019    fotogalerie na 599.cz spaceweather.com Bouřky v Česku v novém okně Bouřky v Evropě v novém okně Ionogram Průhonice v novém okně Contest calendar WA7BNM v novém okně RSS summary of the last 7 articles    
O   Hlavní menu
Hlavní stránka

Zajímavé odkazy

Download

Zasílání novinek

O   Seznam rubrik
mínus technika, bastleni
mínus provoz, závody
mínus Od krystalky k SSB
mínus ostatní


time.is in new window


f e e d b a c k

O   Počasí v Holicích
JO70XC


O   VOACAP KV Online

O   VOACAP pro CB
Šíření na CB

PHPRS fórum


<a1>technika, bastleni</a1>

Zpět Dipólová anténa pro KV - polopatě.

Vydáno dne 05. 08. 2012 (26415 přečtení)

Inv_V fiktivní diskuze na fóru:
...
Tonda Lhota: "Řekne mi teda už někdo konečně, jak to doladit? Už mě to přestává bavit"
Franta_OK1: "No, dyť jsem ti to už psal. Vem kombinačky a stříhej to, až budeš mít dobrý PSV"
Tonda Lhota: "Ale Jirka7 přece psal, že stříháním nic nedoladím."
Jirka7: "Já jsem ti psal, že nemáš stříhat ten koax."
Tonda Lhota: "A co teda mám stříhat?"
Jirka7: "No ten drát přece. Tu anténu. Ten drát co máš na konci toho koaxu."
Tonda Lhota: "Tam mám ale dva, tak kterej? Ten co je na prostředku, nebo na tom stínění?
...


Praktický návod, jak začít vysílat na KV, s teoretickým výkladem omezeným na absolutní minimum.

Trochu delší úvod číslo 1 (takový trochu obecnější)

Na internetu lze najít spoustu článků s jakýmsi podtitulkem "pro začátečníky". Vždycky mám pocit že jejich autor se tím tak nějak "sichruje", že když by mu někdo vytknul nějaké chyby nebo nepřesnosti, může odpovědět, že to musí tak být aby tomu ti začátečníci rozuměli. Většinou je z takového článku již na dálku cítit, že sám autor nemá v mnoha věcech jasno. Často takové články píší sami začátečníci, čerství držitelé koncesí, kteří mají potřebu dát světu vědět, že už tu radioamatérskou koncesi konečně mají. A tak se z takového webu dozvíme co jsou to okresní znaky, neúplný seznam Q-kódů, co je to WW lokátor a že se tomu také říká QTH, co znamenají čísla v reportu, případně nějakou tabulku KV bandplánu (která už nebude nikdy později aktualizovaná), případně ještě tabulku kmitočtů FM převáděču. V textu se to jen hemží různými zkratkami, Q-kódy, a hantýrkou, aby bylo jasně, že autor je v obraze.

Z tohoto důvodu jsem hodně dlouho váhal, zda má smysl napsat článek "pro začátečníky", a navíc o něčem tak triviálním, jako je výroba a nastavení dipólové antény. Jenomže: Kdysi jsem popsal vertikál, který používám pro vysílání na dovolených. Stal se z něj jeden z nejčtenějších článků, určitě také díky tomu, že na něj míří přímo odkaz z webu Jirky OK5IM (radio-shop). Tu a tam mi díky tomu přijde dotaz jak udělat nějakou jednoduchou KV anténu.

Vím, že některé zkušenější radioamatéry takové dotazy na celkem známé věci zvedají ze židle. Jenže, když se nad tím zamyslíme, tak kde má takový čerstý držitel koncese hledat informace? Zkoušky byly tak zjednodušeny, že prakticky testují jenom zda umí testovaný číst (psát nic nemusí, jenom označí správné odpovědi) a tak příprava na zkoušky spočívá v podstatě v nabiflování správných odpovědí, bez pochopení jakýchkoli souvislostí. Když mu přijde koncese a koupí si rádio, připojí ho ke své CB anténě a zjistí, že to nějak není ono. Položí dotaz ohledně antény na nějakém fóru (často velmi naivní, a špatně formulovaný) a jako odpověď dostane něco ve smyslu "Najdi si to na googlu, blbče!", nebo "Kup si Rothamela a studuj", případně mu někdo poradí naladit to podle Smithova diagramu (od té doby co Mirek OK2BUH zveřejnil svůj polopatický výklad Smithova diagramu se s odborníky na něj nějak roztrhl pytel). A tak jsem se rozhodl napsat tenhle článek.

Trochu delší úvod číslo 2

Podle mého názoru je největší problém takového začátečníka v tom, že vlastně neví co chce, nebo spíš neví co má chtít. Neví na jakém pásmu vlastně vysílat. Do teď byl omezený jenom na jedno pásmo (CB) a najednou tu má 6 standardních KV pásem, k tomu 3 WARC pásma a navíc ještě 6m. (O VKV, UKV, ...atd ani nemluvě). A tak má představu, že potřebuje nějakou absolutně univerzální anténu na všecko, co umí ten jeho nový TRX. A tak se lehce stane, že skočí na špek některému komerčnímu výrobci antén a koupí, za ne zrovna malé peníze, nějaký "univerzální" vertikál. Ostatně, na CB vysílal také na vertikál, tak ho to k němu táhne. Nemá v okolí nikoho, kdo by mu vysvětlil a případně ho i trochu přesvědčil, že mu zatím úplně stačí anténa na jedno, maximálně dvě pásma. Jedno denní, jedno noční. A že na těch dvou KV pásmech může bez problémů udělat se stowatovým transceiverem desítky, nebo i stovky spojení denně se stanicemi z celého světa. Záleží jenom na tom, jak intenzivně se tomu bude věnovat.

Zvykli jsme si, že všecko se dá koupit. Transceiver dneska už staví jenom opravdoví nadšenci a pomalu si zvykáme, že si kupujeme i hotové antény. Jednou jsem někde četl něco v tomhle smyslu: "Co bych se patlal s nějakejma drátovkama. Na to já nemám čas. A vůbec nejsem technickej typ, tak proč bych se o tom něco učil, když mě ta technika nebaví. Já to chci hlavně na pokec, a ne se s něčím bastlit." Je jasné, že dotyčný vůbec nepochopil k čemu to amatérské rádio vlastně je. Je evidentní, že se po nějaké době zklamán vrátí na to svoje CB. Amatérské rádio není koníček pro líné a nedočkavé.




Takže konečně k tomu dipólu.

Půlvlnný dipól napájený uprostřed je ta vůbec nejzákladnější anténa. Velmi snadná na postavení i naladění. Je celkem zarážející, kolik nováčků se snaží postavit a přizpůsobit různé nesymetrické (off-centered), trapované a jinak przněné antény a to základní, nejjednodušší nevyzkouší. A přitom jsou ochotni vydat za ty komerčně nabízené zázraky nemalé peníze i když jde v podstatě o měděný drát nastříhaný na "správné" délky. V tomto článku nedělám rozdíl mezi klasickým (rovným) dipólem a takzvaným invertovaným V. Oboje je elektricky v principu to samé. Jediný rozdíl je, že klasický dipól potřebuje alespoň dvě podpěry (na obou vzdálených koncích), kdežto na inv-V stačí jedna uprostřed. Docela vtipně je inv-V někdy nazývána "dipólem chudého amatéra". Přitom v učinnosti není v podstatě rozpoznatelný rozdíl. Výhoda inv-V je také v tom, že nosná podpěra (stožár, trubka) nese to nejtěžší, tedy balun a připojený koaxiální kabel. Tím se velice zjednoduší mechanická konstrukce, nemusíme použít žádné speciální pevnostní vodiče, protože jejich mechanické napětí stačí mnohem nižší. Většina toho, co bude dále popsáno se tedy týká konstrukce tvaru invertované-V.

     
Klasický dipól
Inv-V on building
inverted V
Klasický rovný dipól Invertované V
na paneláku
Invertované-V
z okna paneláku
     




Balun:

Jednoznačně doporučuji připojit anténu k transceiveru pomocí kaxiálního kabelu přes proudový balun přímo u antény. S žebříčkem, nebo dvojlinkou budou určitě větší problémy; musí se vést v dostatečné vzdálenosti od vodivých předmětů (okapů apod...), funguje také jako anténa, takže přijímá po cestě veškeré rušení a nakonec stejně musíme před vstupem do TRXu nejakou asymetrizaci udělat.

Balun je možné celkem snadno vyrobit, návodů se najde na internetu celá řada. Nejlepší zkušenost mám s pár závity nějaké dvojlinky (třeba dvě žíly odtržené ze silnějšího plochého kabelu) na "dvouděrovém jádře" vyrobeném slepením dvou "cvakacích feritů" (feritová jádra, bez té umělé hmoty, slepená vteřinovým lepidlem). Na pásma 3,5 až 28 MHz je to naprosto bez problémů. Na 1,8MHz je potřeba více závitů a může být problém aby se tam vešly. Komu se nechce balun vyrábět, může si koupit hotový, třeba tady.

I když by anténa vysílala prakticky stejně i bez balunu, rozhodně doporučuji jej použít z důvodu čistšího, nezarušeného příjmu. Dneska už asi stěží najdeme lokalitu, kde by nebyla KV pásma (hlavně ta spodní) zarušená od různých spínaných zdrojů, nabíječek, střídačů a frekvenčních měničů. Pokud nepoužijeme proudový balun (v podstatě tlumení proudu po plášti kabelu), bude kabel po cestě sbírat veškeré rušení (viz obrázek výše uprostřed).

     
Inverted V
balun
insulator
Klasické inv-V Balun
viz. popis v textu
izolátor
viz. popis v textu
     

Vlastní zkušenost:
Když jsem se před časem přestěhoval, používal jsem nouzově invertované-V se středem ve výšce asi 9 metrů připojené přímo na koax. Vše fungovalo bez problémů do chvíle, než jsem si koupil známý spínaný zdroj Alinco. V tu chvíli jsem měl na pásmech spoustu hvizdů a vrčení, a často jsem musel zdroj "odladit" pomocí potenciometru, který má zdroj za tím účelem na předním panelu. Rovněž jsem musel na Vánoce zakázat spolubydlícím zapínat blikající vánočni LED osvětlení stromečku vietnamské výroby, protože mi to naprosto zarušilo veškerá pásma. Když jsem později postavil definitivní antény (prakticky na stejném místě) a použil proudový balun popsaný výše, bylo rázem po rušení. Na potenciometr na zdroji nemusím od té doby sáhnout. Zda je nebo není zapnuto osvětlení stromečku nejsem schopný rozeznat. Samozřejmou podmínkou však je, aby byla vlastní anténa (drátový zářič) dostatečně vzdálena od zdroje rušení.

Ochrana před statikou:

Na prostředním obrázku výše jsou vidět 3 odpory připojené přímo mezi ramena zářiče. Osvědčilo se mi to jako nejjednodušší ochrana před elektrostatickým napětím. Konkrétní hodnota tří odporů zapojených paralelně je cca 10kΩ. (3 x 33kΩ; 0,6W). To je hodnota která prakticky neovlivní PSV (teoreticky 49,8Ω místo 50,0; PSV tedy 1,005). Ztráta výkonu je rovněž zanedbatelná, cca 0,5 W při použití 100W TRXu). Jestliže uzemníme plášť koaxu, máme tím obě ramena galvanicky připojena na zem a statika je bez problémů svedena.

Často je pro tento účel doporučováno použití tlumivky s větší indukčností. To se mi zdá ale moc pracné a navíc s nebezpečím vlastní rezonance tlumivky. Rovněž nějaké jiskřiště mělo možná význam v době elektronek. Při napětí, při kterém dojde k přeskoku na jiskřišti již budou tranzistory v koncovém stupni nebo na vstupu přijímače zcela jistě v tranzistorovém nebi.

Pozor! Ochrana popsaná výše není v žádném případě ochranou proti blesku. Elektrostatický náboj se na neuzemněné anténě může nahromadit nejen za horkých letních dnů ale velmi často také třeba během sněžení (překvapivě nejvíc při velkých mokrých sněhových vločkách). Je jasné, že při bouřce je nutné anténu odpojit a koaxiál nejlépe vyhodit ven.




Materiál na zářič:

Osobně doporučuji zajít do obchodu s elektroistalačním materiálem a koupit měděné lanko s PVC izolací. Ideální průřez 1,0 až 4mm2. (1,5 nebo 2,5mm2 je tak optimum). Internetoví znalci budou možná namítat, že měď se časem natáhne a anténa se rozladí. Nikdy jsem něco podobného nepozoroval. A pokud by se to stalo, není nic jednoduššího, než vodič zase zkrátit. Internetoví znalci budou rovněž namítat, že PVC izolace bude způsobovat ztráty. Nevím, jak moc, nevím, jak to změřit. Myslím ale, že holý měděný drát který brzy po povrchu zoxiduje na tom také nebude nijak valně. Měděné lanko s PVC izolací používám na všechny antény jak doma, tak při vysílání z přechodných QTH. Poměrně dost se zúčastňuji různých závodů, jak v LP (100W) tak QRP (5W) kategoriích s ne zrovna nejhoršími výsledky. Tak to nebude asi tak špatný materiál.
Všechny možné "speciální" vodiče na antény mají jedinou "speciální" vlastnost a tou je vyšší cena. (Stejně jako různé speciální reproduktorové kabely a podobně...)

Izolátory

Pokud stavíme invertované-V, je celkem zbytečné shánět nějaké speciální izolátory typu "vajíčko", natož ty keramické. Jsou poměrně těžké a aby se vodič zářiče moc neprověšoval, museli bychom ho napínat poměrně velikou silou. (To neplatí pro klasický "rovný" dipól, kde budeme muset napínat velkou silou tak jako tak, a stejně se bude hodně prověšovat.)

Izolátory (2 kusy pro jednopásmové inv-V) si vyrobíme z nějakého kousku umělé hmoty, do které vyvrtáme dvě díry. Já používám bílá kulatá plastová víčka na elektroinstalační krabičky do zdi. Nůžkami na plech jedno přestřihnu, upravím tvar a špičatými nůžkami do něj udělám dvě díry. Hotovo. Za 6 roků, co to takhle používám se mi jednou stalo, že takto vyrobený izolátor se v zimě v mrazu, za prudkého větru zlomil. Žádná tragédie, za 20 minut byl vyroben nový, a je tam dodnes.

     
uzel krok 2
uzel krok 3
uzel krok 4
Jak to uvázat..1... ...2... ...3...
     
     
uzel hotovo
spoj 1
spoj 2
...finito! Nebo dočasně... ... i bez izolátoru
     

Čím kotvit.

Každé lepší železářství nebo hobby prodejna nabízí nějaká pletená lanka. Vyhnul bych se lankům stáčeným, protože se na nich rády tvoří smyčky a je s nimi nepříjemná práce. Ze stejného důvodu je lepší používat raději lanka silnější (3 až 5mm), i když z hlediska pevnosti by určitě stačila i ta nejslabší. Rovněž bych doporučil ta s jádrem, neboť tolik nepruží. Je naprosto zbytečné vyhazovat peníze za nějaká speciální kotevní lana s vysokou pevností, a dalšími speciálními parametry, které stejně nevyužijeme (Mastrant a podobně...). Na kotvení není dobré používat jakýkoliv vodič. Ať už třeba stejný kablík jako na zářič, tak třeba lanko s nějakou ocelovou výztuží. Ovlivňoval by naladění antény. V nouzi se dají použít na kotvení i plastové šňůry na prádlo. Je ale potřeba dát si pozor aby nebyly s ocelovým drátkem.

V případě, že děláme anténu třeba jenom na dočasné použití (portable), není v podstatě ani nutný izolátor. Stačí vodič zářiče a nevodivé kotvící lanko prostě svázat (viz obrázky výše).

Pokud kotvím do země, osvědčily se mi obyčejné hřebíky, lidově nazývané "krováky", oficiálně jde o "hřebík stavební 300mm".

     
dipole SOTA 40m
dipole SOTA 40m
dipole SOTA
Můj "cestovní" dipól Používaný hlavně na SOTA ...
     




Koaxiální kabel.

Jak jsem již napsal, rozhodně bych doporučil napájet anténu koaxiálním kabelem. Kabel můžeme vést v podstatě libovolnou trasou, různými "stoupačkami", světlíky, po půdě a nebo dokonce zemí. To není v žádném případě možné při použití dvojlinky, nebo žebříčku.

Na typu koaxiálního kabelu zase tak moc nezáleží. (stále je řeč o krátkých vlnách, tedy rozsahu asi 2 až 30 MHz). Hlavní je aby nebyly vodiče stínění zoxidované, nedo dokonce pěnové dielektrikum nasáklé vodou. Z toho důvodu bych se vyhnul nějakým kabelům se starých vojenských zásob a jiným second handům, i když i tam můžeme narazit na kvalitní kabely. Pro delší trasy bych také moc nedoporučoval úplně ten nejobyčejnější RG58. Má zbytečně velký útlum a existují lepší kabely v podstatě stejných rozměrů a ani ne o moc dražší.

Pro trvalou istalaci bych spíše dal přednost silnějšímu kabelu, vnější průměr zpravidla 11mm ale může být i víc. Nejde ani tak o parametry elektrické, jako spíše mechanické. Silnější kabel má i silnější vnější izolaci, a nebude tak náchylný na poškození při vlastní instalaci. Není špatné, přivést signál až do hamshacku nějakým silnějším kabelem zakončeným N-konektorem a například poslední 2 metry zpod stolu do TRXu (ant. přepínače) provést slabším 6mm kablíkem.

Pro dočasné použití (portable) ty tenké kabely 5mm nebo 6mm úplně stačí. Pokud jde o výkonové zatížení, neměl by při použití běžného KV TRXu nastat žádný problém. Například při výkonu 100W a 50Ω zátěži vychází efektivní napětí na přizpůsobeném napáječi zhruba 70Voltů a proud necelých 1.5Amp. To jsou hodnoty, které zvládne bez úhony v podstatě jakýkoliv kabel. Pochopitelně, že při hrubém nepřizpůsobení antény mohou být poměry na napáječi podstatně jiné, ale nenapadá mne žádný rozumný důvod něco takového provozovat.



Polopatě trochu počítání

Z Ohmova zákona lze odvodit že:

P=U2 / R

a také, že:

P=I2 x R

    kde:
  • P je výkon [W]
  • U je napětí [V]
  • I je proud [A]
  • R je odpor [Ω]
Pokud oba jednoduché vzorečky výše obrátíme, zjistíme, že:

U=sqrt (P x U), neboli U=√ (P x U)

a také, že:

I=sqrt (P / R), neboli I=√ (P / R)

(výraz sqrt se používá pro druhou odmocninu, pokud to nelze zapsat graficky)

Pokud jde o příjem, tak útlum většiny těchto kabelů je na kmitočtech KV velmi nízký, a tak se s ním až do délky několika desítek metrů prakticky nemusíme zabývat. Internetoví odborníci možná namítnou, že třeba 3dB útlum se již může projevit při příjmu slabých signálů (odhadem 50m kabelu průměru 5mm na pásmu 28MHz by mohl mít až k uvedeným 3dB). Praxe ukazuje, že je to opravdu bezvýznamné. Citlivost dnešních rádií je na KV kmitočtech více než dostatečná, nebál bych se napsat, že až zbytečně vysoká. Vzhledem k šumu na pásmu ale hlavně různému průmyslovému rušení ji nikdy dokonale nevyužijeme. Na spodních pásmech je běžné mít při příjmu zapnutý útlum minimálně 12dB, 18dB nebo i více, takže případný útlum kabelu je zanedbatelný, nebo spíše naopak tím vlastně trochu pomůžeme málo odolnému přijímači. Pokud bychom na horních pásmech (zpravidla od 21MHz výše) výjimečně potřebovali vyšší citlivost, není problém zapnout předzesilovač.

Internetoví odborníci určitě namítnou, že z pohledu vysílače jsou 3dB nepřijatelné. Je to přece 1/2 výkonu. Ano, pokud si člověk představí že vysílá pouze 50W místo možných 100W, není to pro někoho dobrý pocit. Je však potřeba mít stále na mysli, že jde POUZE o 3dB. Tedy POUZE 1/2 stupně S. (1 stupeň S, tedy papříklad rozdíl mezi S9 a S8 je definován jako rozdíl v síle signálu 6dB). Polopaticky: Aby se náš signál u protistanice snížil o 1S stupeň, tedy o 6dB, museli bychom snížit vysílaný výkon na pouhou 1/4 původního výkonu (tedy 25W místo 100W).

Jediný problém s vyšším útlumem kabelu může být při ladění (zkracování) antény. Při použití málo citlivého PSV-metru může být výchylka odražené vlny tak malá, že nepoznáme minimum (na její absolutní hodnotě zase tolik nezáleží). V tom případě nám nezbývá, než ladit anténu s vyšším výkonem z TRXu. Místo uváděných 10W prostě použijeme 50W, nebo i plný výkon TXu, nebo si pořídíme citlivější PSV-metr. Při použití anténního analyzátoru to bude bez problémů, ty mají citlivost dostatečnou.

Občas bývá diskutována možnost použití 75Ω kabelu místo 50Ω. Z elektrického hlediska není rozdíl moc významný, představuje teoretické nepřizpůsobení, tedy PSV 1.5. (Mimochodem, je hodně naivní domnívat se, že ten náš dipól nebo Inv-V má v místě napájení přesně 50Ω). Na druhou stranu, pokud kupuji kabel nový, není důvod kupovat jiný než 50Ω. A pokud bych chtěl použít nějaký starší, který mi tu zbyl například z instalace televizního rozvodu, tak ty televizní mívají většinou jiné vnější průměry a bude velký problém napasovat ho na nějaký běžně používaný konektor.

Konektory

Jestliže jsem napsal, že na typu koaxiálního kabelu zase tak moc nezáleží, tak o konektorech si myslím přesný opak. (Teď jde ale o to že musíme použít takový kabel, který svými rozměry bude pasovat s použitými konektory). Na většině KV transceiverů bývá jako hlavní VF konektor zásuvka typu SO239 do které se připojuje zástrčka PL259 (neboli takzvaný UHF konektor běžně nazývaný PL). Jde asi o to nejhorší (samozřejmě pro výrobce nejlevnější) řešení. Nejde ani tak o to, že tento konektor nemá přesně definovanou impedanci (na KV se nám ten 1.5cm v podstatě nijak neprojeví), ale o často poměrně nejasný, pracný a ve výsledku nespolehlivý způsob montáže zástrčky na kabel. Jde hlavně o ty levné atrapy konektorů, které se běžně vyskytují v prodeji v cenách okolo 25Kč. Pokud již tedy musíme použít (na straně TRXu) PL konektor, jednoznačně bych doporučil nějakou kvalitnější krimpovací verzi (obvykle v ceně tak 100 až 150Kč).

Osobně mám ve svém domácím hamshacku kabely ukončeny pod stolem konektorem typu N (krimpovací) a zbytek, asi 2 metry pak slabším 5mm kablíkem až k TRXu s krimpovacím PL konektorem.

Připojení kabelu k balunu u antény je výhodné také provést pomocí konektoru. Je samozřejmě možné přivést kabel až do krabice s balunem napevno, ale v případě opravy, nebo výměny čehokoliv je připojení přes konektor "operativnější". Pokud si balun vyrábíme sami, nebo máme při koupi možnost zvolit si typ konektoru (zásuvky na krabičce s balunem), rozhodně bych doporučil typ N a zástrčku na kabel opět krimpovací. Výhoda konektoru N je mimo jiné v tom, že sešroubovaný pár (zásuvka-zástrčka, samec-samice, male-female,...) je sám o sobě vodotěsný, a další izolace navrchu už je vlastně jen "pro sichr". Takovou vodotěsnost u PL konektoru dosáhneme jen stěží.

     
Konektor N, kabel 5mm
Konektor N, kabel 5mm
N šroubovací 11mm
N krimpovací 5mm kabel .. N šroubovací 11mm kabel
     

     
Konektor PL, kabel 5mm
Konektor PL, kabel 5mm
Konektor PL, kabel 11mm
PL krimpovací, kabel 5mm .. PL krimpovací, kabel 11mm
     

Na některých QRP transceiverech bývají použity BNC konektory. Jejich výhoda je, že jsou malé a rychle se připojí a odpojí. Mám namontován BNC konektor na mém "cestovním" balunu, který používám na SOTA výletech, viz fotky. Pro trvalou instalci bych to ale nedoporučoval.




Výška nad zemí, vrcholový úhel, tvar zářiče.

Existuje teoretická závislost vertikálního vyzařovacího úhlu na výšce antény nad zemí. Kdo chce může si to nasimulovat třeba v programu MMana. Před časem jsem si pro zajímavost vytvořil takovou animaci pro invertované V na pásmo 80m (3.5MHz).

Ve většině případů ale jsme, bohužel, výškově značně omezeni, takže zvláště pro spodní pásma bych se držel jednoduché zásady: "Čím výš, tím líp." Existují různé teorie o výhodnosti "N-vis antén" (pádlovek) pro spojení na krátké vzdálenosti. Je ale potřeba si uvědomit, že například na pásmu 80m (3,5MHz) se teprve při výšce okolo 20m začíná nějak projevovat směrový účinek dipólu. Takže vlastně všechno co je méně je prostě nízko.

Pokud se týká vrcholového úhlu zářiče (úhel který svírají ramena invertovaného V), opět existují různé teorie. Prakticky jsme však opět omezeni prostorem svého pozemku, nebo velikostí střechy paneláku. Takže opět jednoduchá zásada: Čím dál od paty stožáru to ukotvíme, tedy, čím větší úhel, tím lépe. Asi jako takové praktické minimum se uvádí 90 stupňů (tedy každé rameno cca 45 st od svislice). Pokud však není dostatek prostoru, musíme se smířit s tím co je.

Oba parametry, tedy výška nad zemí a vrcholový úhel spolu souvisí, vzájemně se ovlivňují. (Předpokládám konstantní vzdálenost kotev zářiče od paty stožáru.) Moje zkušenost je, že vždy je lepší výš nad zemí a (bohužel) ostřejší úhel mezi rameny, než naopak. Samozřejmě, nesmí to jít do extrému.

     
2xV
zalomeny dipol
dipol 160m nouzově
Možná varianta dvoupásmového
dipólu pro 80m/40m (půdorys)
80m - 160m Nouzové (ale stále funkční)
natažení dipólu na 160m (1.8MHz)
     

Nikde také není psáno, že ramena zářiče musejí být v přímce. Pokud jsou do tvaru V (myšleno v půdorysném pohledu), dostaneme teoreticky dokonce všesměrovější vyzařovací diagram (více kulatější brambora). Samozřejmě ani tady se nesmí jít do extrému, neboť úhel svíraný rameny zářiče má vliv, kromě jiných parametrů, i na impedanci v bodě napájení.

Ale co s tím, když je tak málo místa, že se nám tam celý zářič nevejde? Je tu ještě možnost jeho zalomení, třeba i vícenásobného. Trochu se to tím zkomplikuje, budeme potřebovat více kotvících bodů. Také účinnost antény se tím trochu sníží. Nebude to ale nijak dramatické, výsledek bude určitě nesrovnatelně lepší, než třeba použití nějakého extrémně krátkého zářiče s šílenou prodlužovací cívkou, jak to někteří ze zoufalství dělají, o podobně provedeném vertikálu nebo dokonce nějakých EH nebo miniaturních MLA anténách ani nemluvě.

Vlastní zkušenost
Na obrázku výše (uprostřed) je ukázka jak jsem kdysi stávající invertované-V na 80m doplnil na obou koncích dalšími přibližně 20m kusy vodiče a tím anténu přeladil na 160m. Oba přidané úseky byly pouze ve výšce přibližně 3m nad zemí. Z důvodu nedostatku prostoru byly nataženy kolmo ke stávajícímu zářiči. Bez problémů jsem se tím zúčasňoval jak vnitrostátních tak mezinárodních závodů. Pouze bylo poněkud nepohodlné jít to v noci ven "přepnout" na druhé pásmo, zvláště v zimním období.

Vícepásmové Invertované-V

Jednotlivé zářiče Inv-V na různá pásma , která jsou v harmonickém poměru (klasická pásma 160m, 80m, 40m, 20m, 15m, 10m) můžeme připojit paralelně k jednomu napáječi (balunu) a tím vytvořit velice snadno vícepásmovou antému. Někdy se takové anténě říká "deštníkový dipól", protože jednotlivé zářiče připomínají dráty deštníku. Přitom se naladění zářičů pro jednotlivá pásma prakticky neovlivňuje a nebo jen velice nepatrně. Nejlepší je začít ladit od nejnižšího pásma. Nesmíme však do této soustavy zapojit žádný zářič z WARC pásem. Ten by nám tam nadělal paseku.

     
multiband dipole
půdorys deštníkového dipólu
pro 160m, 80m, 40m, a 20m
     

Vlastní zkušenost:
Kdysi jsem do výše popsané naladěné soustavy invertovaných V na klasická pásma 80m až 10m zapojil zářič na pásmo 30m (10,1MHz). Tento nově připojený zářič jsem nemohl žádným způsobem doladit do rezonance (nemohl jsem se dostat pod PSV cca 2,5) a navíc se mi značně rozladila sousední pásma 40m (7MHz) a 20m (14MHz). Nezbylo mi, než ho zase odpojit, a anténu pro 30m postavit o kousek vedle a přivést k ní vlastní napáječ.




Hrubý výpočet délky zářiče.

Obecně je celková délka zářiče dipólu rovna 1/2 vlnové délky (vlnová délka=lambda=λ). Tedy délka celého zářiče, to znamená obou ramen dohromady. Protože ho napájíme uprostřed, bude každé rameno dlouhé 1/4 lambda (λ/4).

Vlnovou délku v metrech vypočítáme jako poměr rychlosti světla (v metrech za sekundu) a kmitočtu (v Hz = Herz). Jedná se o vlnovou délku ve vakuu, abych byl o něco přesnější. Skutečná délka reálného vodiče v našem reálném prostředí bude o něco kratší, což nám však vůbec nevadí. Zkrátit vodič je jednodušší, než do prodlužovat.

tedy:

λ=C/f

    kde:
  • λ je vlnová délka v metrech
  • C je rychlost světla ve vakuu (konstanta 299 792 458m/s, zaokrouhleno 3x108m/s)
  • f je kmitočet v Hz (Herz=cyklů za sekundu)
Pro praktický výpočet tedy:

λ=3x108/f

Příklad pro kmitočet 7.1 MHz (7.1x106); čísla v exponenciálním tvaru:

λ= 3x108/7.1x106= 42.25 [m]

polopaticky:

λ=300 000 000/7 100 000=42.25 [m]

Když toto číslo vydělíme čtyřmi, dostaneme výchozí délku jednoho ramene dipólu, kterou budeme zkracováním ladit.

42.25/4=10.56 [m]

Občas se objevují nějak upravené vzorečky, do kterých se nedosazují hodnoty v základních jednotkách (ale například kmitočet rovnou v MHz, a pod). Nemám tyto "vzorečky pro idioty" rád. Často z nich není jasné, jak se k výsledku došlo, různé konstanty jsou již pokrácené nebo znásobené a případného zájemce to nenutí pochopit princip výpočtu. Ze stejného důvodu tu neuvádím ani žádný javascript. Každý má na svém počítači nějakou kalkulačku, zpravidla dodanou s operačním systémem se kterou není problém výše uvedený triviální výpočet provést.




Naladění antény

Podle výpočtu v předchozím odstavci ustřihneme dva kusy vodiče, připojíme je k balunu a pomocí kotvících lanek (případně přes izolátor) je napneme přesně tak, jak bude konečné umístění antény. Anténa musí být při nastavování v takové výšce a s takovým sklopením ramen, jak předpokládáme její finální podobu.

Naladění s pomocí vysílače a PSV-metru.

Regulací na transceiveru stáhneme výkon zhruba na 10W. Výstup z transceiveru připojíme na vstup PSV-metru a koaxiální svod od antény připojíme na jeho výstup. TRX přepneme na CW a zkusíme zaklíčovat na různých kmitočtech. Podle předpisů nesmí TRX vysílat VF výkon během změny kmitočtu. Přeloženo do lidské řeči nesmíme zaklíčovat a se zaklíčovaným TRXem přelaďovat po pásmu. Drtivá většina stanic to nedodržuje. Některé novější transceivery to neumožňují. Jakmile je zaklíčujeme, nelze kolečkem ladění měnit kmitočet.

Můžeme zkusit zavysílat postupně od spodního konce pásma, dejme tomu každých 25 kHz a poznamenat si PSV na každém kmitočtu. Z toho uvidíme, kterým směrem se PSV snižuje. Je velmi pravděpodobné, že na začátku bude PSV nejnižší na spodním konci pásma, ale i tam bude stále ještě docela vysoké. Je to tím, že jsou ramena zářiče příliš dlouhá a anténa tedy ladí "pod pásmem" (někde ještě níž, než je spodní konec pásma). Musíme je tedy zkrátit. Odvážeme obě kotvící lanka, sundáme izolátor a ucvakneme kousek vodiče, na obou ramenech stejně. Na spodních pásmech dejme tomu 50cm, na horních pásmech musíme být opatrnější. Znova nainstalujeme izolátory a vodiče zářiče napneme do předpokládané finální podoby.

Znova zavysíláme na několika kmitočtech, jako v předchozím případě, a jednotlivé hodnoty PSV si poznamenáme. Pokud bude minimální hodnota stále na spodním konci pásma ale bude stále ještě vysoká (každopádně by ale měla být lepší než při prvním měření), opakujeme předchozí postup (odvázat, ucvaknout, přivázat, zavysílat, změřit).

Pokud máme štěstí, bude minimální hodnota již někde v amatérském pásmu. Poznáme to tak, že se PSV bude při přelaďování na obě strany zvyšovat. Pravděpodobně nebude PSV úplně ideální, ale to není podstatné. Můžeme očekávat, že naměříme něco okolo 1.5 až 1.7. Pokud naměříme méně, nebo dokonce 1.0 máme buď velký útlum kabelu, který nám zdánlivě PSV vylepšuje (lze očekávat při dlouhém kabelu a spíše na horních pásmech), nebo máme "hodný" PSV-metr, který ukazuje lepší hodnoty, než je pravda. Teď už stačí zářič dostříhat přesně na kmitočet, který preferujeme. Prostě po malých kouscích zkracujeme oba vodiče zářiče, až máme minimální PSV přesně tam kde chceme. Pro urychlení si můžeme pomoci jednoduchým výpočtem.

Vycházíme z nepřímé úměry závislosti kmitočtu na délce vodiče.

f1/f2=lx/l1 [Hz;Hz;m;m]

po triviální úpravě dostaneme:

lx=(l1 x f1)/f2

    kde:
  • f1 původní rezonanční kmitočet (kmitočet s nejnižším PSV)
  • f2 požadovaný rezonanční kmitočet (předpokládaný střed naší největší aktivity na pásmu)
  • lx výsledná délka zářiče po naladění na požadovaný kmitočet
  • l1 původní rezonanční kmitočet
    příklad pro pásmo 7MHz (40m)
  • f1=7.025MHz
  • f2=7.100MHz
  • l1=10.3m (λ/4);

lx=(10.3 x 7.025) / 7.100=10.19 [m]

I tak je ale potřeba být při zkracování opatrný. Při malé výšce antény nad zemí je vliv zkracování vodiče větší, než vychází výpočtem.

Použití analyzátoru s grafickým zobrazením.

Anténních analyzátorů existuje dneska spousta typů od různých výrobců. Předpokládám, že pokud si někdo takovou věc koupí, má určitě jasno v tom jak se to používá, řádně si prostudoval uživatelský manuál a naučil se s tím měřit. Podle mého názoru mají obrovskou výhodu analyzátory s grafickým zobrazením hodnot. Jejich typickým představitelem je například miniVNA, který prodává firma WiMo. Nemá vlastní zobrazovací jednotku, ale používá pro zobrazení a veškeré ovládání program spuštěný na PC připojeném přes USB port nebo Bluetooth. Výhoda grafického zobrazení je v tom, že okamžitě vidíme, kde anténa ladí a jak se projeví jakýkoliv zásah (zkrácení ramene zářiče). Můžeme si nejprve nastavit širší rozsah rozmítání generátoru (i mimo amatérská pásma) a po hrubém doladění do pásma zúžit rozsah rozmítání a anténu přesně nastavit.

     
Inv_V zeširoka
Inv_V zblízka
Zobrazení zeširoka
rozsah 3,0-5,0 MHz
Detailní zobrazení
rozsah 3,4-3,8 MHz
     

Pro ladění dipólu, nebo invertovaného V není nějaký anténní analyzátor s grafickým zobrazením nutný. Pokud ho však použijeme, hodně nám usnadní nastavení. Můžeme například experimentovat s více zářiči v jednom pásmu a nastavením jejich vzdálenosti zkusit zvětšit šířku pásma s přijatelným PSV. Nebo si můžeme velice rychle ověřit, že paralelním spojením zářičů z různých pásem, která jsou harmonickým násobkem se naladění jednotlivých pásem prakticky neovlivní.




Je nutné mít PSV bezpodmínečně 1,0?

Měl bych mít délku koax. kabelu v nějakém vztahu k vlnové délce?

Četl jsem, že to mohu doladit kusem kabelu jiné jmenovité impedance

Proč .....?

Na tyto a některé další otázky snad dojde zase někdy příště. Už tak vychází článek příliš dlouhý.

Jarda, ok1hdu



   | Celý článek |      e-mailtisk clánku
 

Zpět (klikni)

O   Novinky
05.12.2018:
Update fotoalba
Do fotoalba jsem přidal pár fotografií ze:
Slovinska (jaro 2018)
a ze:
Suchého Vrchu (zima 2005/2006).

24.11.2017:
Update na webu DXFC
Dneska jsem updatoval info na webu DXFC

24.11.2017:
Update fotoalba
Do fotoalba jsem přidal fotky z letošní dovolené v Tureckém Oludeniz.

23.09.2016:
Finální výsledky RSGB IOTA Contestu 2016
Pořadatel IOTA contestu zveřejnil výsledky letošního kola závodu.

11.08.2016:
Výsledky MMC HF 2016
Pořadatel závodu Marconi Memorial Contest HF vydal konečné výsledky letošního (2016) kola závodu. K dispozici jsou rovněž přijaté deníky a statistiky.

O   kalendář
<<  Leden  >>
PoÚtStČtSoNe
 1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31    

O   Radary ČHMU

O   Statistika
Návštěvy od 18.5.2015


Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce.
Na této stránce použité názvy programových produktů, firem apod. mohou být ochrannými známkami
nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.