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: 17. 10. 2018    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

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 Drátový trapovaný vertikál ground-plane s laděnými protiváhami

Vydáno dne 20. 01. 2014 (5316 přečtení)

trap_coil Nejsem velkým příznivcem antén, které se musí dolaďovat cívkami a trapy. Mám rád, když anténa sedí v pásmu svými fyzickými rozměry. Jenomže, když jsem se vloni chystal na dovolenou do EA8 (především na tamní SOTA vrcholky), přemýšlel jsem, jakou jednoduchou, alespoň dvoupásmovou krátkovlnnou anténu si s sebou vzít. Jeden z pokusů byl také drátový trapovaný vertikál ground-plane s laděnými protiváhami. V podstatě to samé, co popisuji v tomto článku, ale pro dvě pásma.


Princip trapované dvoupásmové antény je (zjednodušeně) v tom, že zářič pro nižší pásmo rozdělíme na dvě části tak, aby dolní část svou délkou ladila na kmitočtech vyššího pásma. Ta část zářiče, která je blíže napáječi (balunu) tedy ladí svým rozměrem na vyšším požadovaném pásmu, obě části dohromady pak ladí na kmitočtech toho nižšího. Pro "rozpojení" nebo "spojení" těchto dvou částí se použije paralelní rezonanční obvod, který je naladěn na kmitočet vyššího pásma. Ten má v rezonanci vysokou impedanci a pro ten vyšší kmitočet obě části zářiče od sebe oddělí. Pro spodní pásmo není tento obvod v rezonanci a chová se, jako kdyby mezi těmi dvěma vodiči zářiče byla vložena prodlužovací cívka. Tím pádem vyjde celková fyzická délka zářiče pro spodní pásmo o něco menší, než by byla při použití jednopásmové verze.

Anténu jsem zkoušel pro dvojici pásem 20m (14MHz) a 15m (21Mhz). Jako první jsem zkusil QRP verzi. Cívku jsem vyrobil ze dvou slepených toroidních jader (žluté amidony T50-6). Existují obsáhlé studie, praktické testy i teorie, jaký je nejlepší poměr L/C v tom paralelním laděném obvodu. Jde hlavně o to jak dosáhnout slušné PSV i nízké ztráty v co nejširším rozsahu obou pásem. Docela mě zaskočilo, že mi vycházela šířka pásma na obou pásmech docela veliká. Asi bude mít tohle moje řešení dost velké ztráty.

Vycházel jsem z hodnot, které uvádí v tabulce na jeho webu Martin Steyer DK7ZB. Indukčnost jsem zkoušel zvýšit až o 100% a snížit na 50% z hodnot, které on tam uvádí (a úměrně tomu samozřejmě změnit paralelní kapacitu) Udělal jsem sice jenom pár pokusů a nezdálo se mi, že by byly rozdíly nějak zvlášť významné. Samozřejmě bylo vždy nutné doladit minimální PSV délkou vodičů zářiče.

Pro urychlení výpočtů je dobré použít třeba program Mini-Ring-Core-calculator. Kromě výpočtu počtu závitů na toroidech je tam i záložka pro výpočty hodnot rezonančního obvodu. Bohužel, při slepení dvou (i více ) jader si musíme Al pro takto vzniklé jádro sami změřit. (Navineme na jádro pár závitů a potom vypočteme Al=L/n2).

Jelikož jsem neměl kondenzátory na potřebné vysoké napětí, vyráběl jsem je z oboustranně plátovaného cuprextitu (materiál na výrobu plošných spojů). Nejlepší je změřit si kapacitu celé desky, třeba 20x20cm, a z toho si spočítat kapacitu na 1cm2. Potom už jenom vždycky ustřihneme potřebný kousek podle požadované kapacity. Při pokusech je lepší ho ustřihnout o něco větší a potom odstřihováním doladit. Potom se nemusíme zdržovat s ubíráním závitů cívky. Myslím, že elektrická pevnost toho laminátu by měla být dostatečná. Pro trvalou instalaci by asi nebylo špatné ten kondenzátor nalakovat proti vlhkosti a měděné plošky udělat o něco menší, tak aby laminát přečníval a zvětšila se tím povrchová dráha pro elektrický výboj.

     
two-band ground-plane
two-band ground-plane in reality
QRP trap with toroid and PCB capacitor
Princip antény V reálu Pokusný QRP trap
     

Naladění nebyl problém, čekal jsem to pracnější. Použil jsem k tomu anténní analyzátor Mini-VNA. Nejdřív zapojíme všechny 4 protiváhy na balun, jako kdybychom z nich dělali invertované V na dvě pásma. Stříháním je doladíme na nejlepší PSV na obou pásmech. Potom je přepojíme všechny paralelně na jeden symetrický vývod balunu. Na druhý vývod již zapojíme vlastní vertikální zářič. Délkou spodního vertikálního prvku i s připojeným trapem a horním prvkem (předladěným podle výpočtu) naladíme nejnižší PSV horního pásma. Potom délkou horní části zářiče doladíme PSV na spodním pásmu. Pak ještě zkontrolujeme horní pásmo a pokud je trochu mimo, můžeme to dotáhnout délkou radiál (protivah).

       
tuned to both bands
detail 14MHz
detail 21MHz
untuned by rain
Obě pásma naladěna. Detail 14 MHz Detail 21 MHz Rozladěno deštěm
       

Takhle naladěnou anténu jsem asi týden testoval. Dokonce jsem s ní a transceiverem Elecraft K1 udělal i pár DX QRP (5W) QSO v závodě CQ WW DX CW, viz ukázky. Těch spojení jsem udělal mnohem víc, než je v těchto ukázkách, ale jenom tato jsem nahrál. A jelikož jsem si to nikam nezapisoval, tak si dnes již nepamatuji, které bylo na kterém pásmu.




Pak mě napadlo zkusit nahradit tu toroidní cívku válcovou vzduchovou cívkou.

Z cuprextitu jsem vyrobil jakousi kostru, která zároveň slouží jako kondenzátor toho laděného obvodu. V čelech té cívky jsou díry, takže se dá navléknout na laminátový stožár. Čela cívky z jednostranného cuprextitu nemusí být nutně kruhová, já jsem udělal osmiúhelníky (čtverec, kterému jsem ustřihl rohy). Jako spoje mezi čely cívky slouží "kondenzátory" z oboustranného cuprextitu, vždy každou stranou mědi připájené k jednomu čelu cívky. V jejich vnější hraně jsem malým kulatým pilníkem vypiloval drážky, aby se závity cívky nemohly sesunout.

Pokusil jsem se to nakreslit, viz obrázky níže. Nemám žádný program na technické kreslení, tak jsem něco spatlal v programu na editaci fotografií. Snad je z toho alespoň trochu zřejmé, jak je to uděláno.

     
trap of an aire coil and a PCB capacitor
detail of one element of the capacitor (both sides)
one element of capacitor meanwhile without guides for wire
Snad je to z toho jasné jeden prvek kapacity v reálu, zatím bez drážek
     

U tohoto trapu není problém dolaďovat ho zmenšováním indukčnosti. Stačí vždycky trochu zkrátit vodič cívky, odizolovat ho a připájet kamkoliv na měděnou plochu na vnitřní straně čela cívky. Takže třeba i po 1/4 závitu, nebo i méně. Jak se trap umístí na laminátový teleskopický stožárek je snad jasné z fotografií. Naladění antény se provede stejně, jak bylo popsáno výše.

     
tuned
detail of trap on the fibreglass pole
balun
V reálu na laminátovém
stožáru
balun s protiváhami
     

Zásadní nedostatek

Docela nemile jsem byl překvapen, když jednou přes noc zapršelo. Obě verze antén (s toroidem i vzduchovou cívkou) se docela vyrazně rozladily. Kmitočty minima PSV obou pásem se posunuly dolů až o 500kHz. Jakmile vysvitlo sluníčko a trapy oschly, kmitočet se zase rychle vrátil zpátky (na Mini-VNA bylo možné v reálu sledovat, jak to jede zpátky, na původní kmitočty). Asi by pomohlo ten trap zakrýt před deštěm nějakou PET flaškou s uříznutým dnem, navlečenou na stořár a u hrdla řádně zaizolovanou (nezkoušel jsem).

Jarda ok1hdu.



   | Celý článek |      e-mailtisk clánku
 

Zpět (klikni)

O   Novinky
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.

13.02.2016:
Tesla HF CW Contest
Pořadatel zveřejnil oficiální výsledky loňského ročníku Tesla HF CW Contestu (Tesla memorial HF)

O   kalendář
<<  Říjen  >>
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.