Fan dipól patří mezi nejoblíbenější vícepásmové KV antény mezi radioamatéry. Jeho popularita vychází z jednoduché konstrukce, nízkých nákladů a velmi dobrých provozních vlastností. Na rozdíl od jiných vícepásmových antén nevyužívá laděné trapy, ale několik samostatných dipólů připojených k jednomu napájecímu bodu.
Pro radioamatéra, který chce pokrýt více KV pásem bez použití anténního tuneru nebo složitého přepínání antén, představuje fan dipól zajímavé řešení. Při správném návrhu dokáže spolehlivě pracovat na více amatérských pásmech s parametry srovnatelnými s jednopásmovými dipóly.
V článku se dočtete
Princip činnosti
Název „fan dipól“ vznikl podle uspořádání řidičů, které při pohledu zboku připomínají otevřený vějíř. V jednom napájecím bodě je připojeno několik dipólů různých délek určených pro jednotlivá pásma.
Každý dipól je naladěn na konkrétní pásmo. Při vysílání nebo příjmu se energie přirozeně rozděluje tak, že dominantně pracuje ta větev, která je na dané frekvenci rezonanční. Ostatní vodiče mají vysokou impedanci a na provozu se podílejí pouze minimálně.
Nejjednodušší fan dipól může být určen například pro pásma 40 ma 20m. Rozšířené konstrukce často pokrývají pásma 80 m, 40 m, 20 m, 15 ma 10 m pomocí jediného koaxiálního napájení.
Výhody oproti trapovaným anténám
Nejčastější alternativou k fan dipólu jsou trapované dipóly. V nich se používají rezonanční trapy tvořené kombinací cívky a kondenzátoru. Trap na jedné frekvenci elektricky odděluje část zářiče a umožňuje provoz na více pásmech.
Fan dipól se však obejde bez jakýchkoli trapů. To přináší několik významných výhod.
První výhodou jsou nižší ztráty. Každý trap obsahuje reálné součástky s konečným činitelem jakosti Q. Při vyšších výkonech vznikají ztráty a část energie se přeměňuje na teplo. Fan dipól využívá pouze vodiče, takže dodatečné ztráty jsou minimální.
Druhou výhodou je širší pracovní šířka pásma. Trapované antény bývají na některých pásmech poměrně úzkopásmové, zatímco fan dipól se chová podobně jako klasický rezonanční dipól.
Třetí výhodou je vyšší spolehlivost. Pasti jsou vystaveny povětrnostním podmínkám a mechanickému namáhání. U fan dipólu takový prvek zcela chybí.
Důležitým faktorem je také jednodušší stavba. Radioamatér nepotřebuje navrhovat ani ladit rezonanční pasti. Stačí připravit jednotlivé dipóly správných délek a postupně je doladit na požadovaná pásma.
Konstrukce fan dipólu
Základ tvoří středový Izolátor s připojením koaxiálního kabelu. K tomuto bodu jsou paralelně připojeny jednotlivé dipóly určené pro různá pásma.
Nejdelší dipól je určen pro nejnižší pracovní frekvenci. Ostatní dipóly jsou postupně kratší. Vodiče se od sebe roztahují pomocí distančních prvků z plastu nebo sklolaminátu.
Vzájemný rozestup řidičů bývá zpravidla několik desítek centimetrů. Příliš malá vzdálenost může způsobit silnější vzájemné ovlivňování a komplikovanější ladění.
Při stavbě se nejčastěji používají měděné nebo měděné lankové vodiče s UV odolnou izolací. Mechanické namáhání je podobné jako u klasického dipólu.
Ladění antény
Ladění fan dipólu je o něco náročnější než u jednopásmového dipólu. Jednotlivé vodiče se navzájem ovlivňují a změna délky jedné větve může mírně ovlivnit rezonanci ostatních pásem.
Délka jednotlivých zářičů je menší o činitel zkrácení vodiče a vliv země (parazitní kapacita). Použijete-li drát s PVC izolací, počítejte se zářiči kratšími o 4 až 7%.
Doporučuje se začít nejnižším pásmem a následně pokračovat směrem k vyšším frekvencím. Po každé úpravě je vhodné přeměřit všechna pásma pomocí anténního analyzátoru.
Po několika iteracích lze dosáhnout velmi dobrého přizpůsobení na všech požadovaných pásmech.
Napájení a balun
Stejně jako u klasického dipólu se doporučuje použití proudového balunu 1:1. Jeho úkolem je omezit společný proud tekoucí po opletení koaxiálního kabelu.
Bez balunu může být vyzařování koaxiálního vedení významné, což vede k deformaci vyzařovacího diagramu a nestabilním měřením PSV.
Při výkonech do několika stovek wattů se osvědčily feritové proudové baluny s jádry typu 31 nebo 43.
Praktické výsledky
Mnohá publikovaná měření ukazují, že dobře navržený fan dipól dosahuje parametrů velmi blízkých samostatným jednopásmovým dipólům. Zisk i vyzařovací diagram zůstávají prakticky nezměněny.
Výhodou je možnost pokrýt více pásem bez potřeby anténního přepínače nebo samostatných napáječů. Radioamatér tak získává univerzální KV anténu při relativně malých nákladech.
V praxi se fan dipóly často používají ve stálých domácích instalacích, při polních dnech i při QRP provozu. Velmi oblíbené jsou konfigurace pro pásma 80/40/20/15/10 m nebo 40/20/15/10 m.
Omezení fan dipólu
Největší nevýhodou je potřeba dostatečného prostoru. Počet vodičů roste s počtem pásem a anténa se stává mechanicky složitější a těžší. V některých lokalitách proto může být praktičtější použít trapovaný dipól nebo vertikální anténu.
Při velkém počtu pásem je třeba věnovat více času ladění, neboť jednotlivé zářiče se navzájem ovlivňují.
Závěr
Fan dipól představuje jedno z nejlepších řešení pro radioamatéra, který chce provozovat více KV pásem pomocí jediné antény. Ve srovnání s trapovanými konstrukcemi nabízí nižší ztráty, jednodušší konstrukci a vysokou spolehlivost.
Přestože vyžaduje více prostoru a trpělivosti při ladění, výsledkem je efektivní vícepásmová anténa schopná poskytovat parametry velmi blízké samostatným rezonančním dipólům. Právě proto zůstává fan dipól jednou z nejoblíbenějších domácích konstrukcí mezi radioamatéry na celém světě.
Video
Video ukazuje praktickou stavbu vícepásmového fan dipólu včetně mechanického řešení rozpěrek a procesu ladění jednotlivých pásem.