Dobré antény
Začínající rádioamatér se jen těžko zorientuje v různých designech antén. Knihy o anténách a internet jsou plné nejrůznějších konstrukcí. Dobrou vodítkem, jakou anténu zvolit, jsou výsledkové listiny, ve kterých je uveden typ antény.
Pokud nekupujeme hotovou anténu, musíme při konstrukci vědět, který rozměr či materiál má podstatný vliv na výsledné vlastnosti antény. Osobně preferuji léty ověřené designy antén nebo antény s přímým napájením koaxiálním kabelem z důvodu:
- každý přizpůsobovací obvod má určité ztráty
- vzhledem k absenci měřicích přístrojů je snazší ladit jednu věc (anténu) než dvě věci (přizpůsobovací člen a anténu)
- antény s impedancí 50 ohm v napájecím bodě jsou širokopásmovější než stejný typ antén s nižší impedancí a přizpůsobovacím obvodem
- antény s impedancí 50 ohm v napájecím bodě jsou mnohem méně citlivé na okolní antény a jiné předměty
- jednodušší konstrukce
- … nevýhodou je však mírně menší zisk a horší F/B (předozadní) poměr
Jednoduché kv antény
Jednoduchou osvědčenou anténou je horizontální polvlnný dipól. Při napájení ve středu bude impedance blízká 50 ohmům. Její hodnota závisí na výšce nad zemí a okolních předmětech (budovách).
Délku polvlnného dipólu vypočítáme: l = 150/f [m;MHz]
V praxi bude délka o něco menší, což využijeme při konečném nastavování antény v daném prostředí (zkracujeme). Konečné izolátory je možné zakoupit, resp. vyrobit ze starého hrubého koaxiálního kabelu s teflonovým dielektrikem. Drát musí být dostatečně pevný, aby vydržel zatížení.
Vzhledem k tomu, že koaxiál je nesymetrický napáječ a polovlnný dipól napájený uprostřed je anténou symetrickou, má být jejich spojení vyřešeno balunem 1:1. Správné zhotovení balunu si vyžaduje vhodný materiál a techniku vinutí – pokud tyto podmínky nebudou splněny, balun nebude plnit správně svou funkci. Můžeme použít i komerčně dostupné baluny, při malém výkonu či přenosné anténě nepoužívat balun (nedoporučuje se).
Na vyšších pásmech můžeme balun nahradit několika závity koaxiálního kabelu těsně pod anténou.
Oblíbenou tvarovou úpravou je dipól ve tvaru invertovaného V-éčka. Vyžaduje jen jeden vysoký úchytný bod a část energie se vyzařuje i s vertikální polarizací, což je výhodné při DX spojeních.
Vícepásmové dipólové antény nabízejí kompromisní možnost práce na více pásmech. Realizují se s trapy (např. W3DZZ), dolaďované tunerem (např. G5RV, Zepelin), několika paralelními zářiči nebo jiným způsobem napájení (FD-4).
Vertikální čtvrtvlnný zářič je výbornou DX anténou. K správné funkci vyžaduje systém protiváh – radiálů. V případě zemních (zakopaných v zemi, či na zem položených) platí, že čím více a čím delší – tím lépe. Skutečně účinný systém tvoří desítky až stovky radiálů. Výhodou je, že radiály jsou nenápadné a nemusí mít rezonanční délku.
Na rozdíl od vyzdvihnutých radiálů, které musí mít rezonanční délku. Jejich výhodou však je, že vysoké účinnosti dosáhneme už s jedním až čtyřmi radiály. Nejlépe se realizují dva radiály, které nejprve bez vertikálního zářiče naladíme do pásma jako dipól nebo invertované V ve nízké výšce (stačí 2 – 3 m nad zemí). Následně doplníme čtvrtvlnný zářič a zkontrolujeme rezonanci a přizpůsobení antény. Od pásma 40 m můžeme s výhodou využít teleskopické tyče ze skleněných vláken, čímž je realizace antény velmi jednoduchá.
Výbornou DX anténou na spodní pásma je invertovaná L Anténa . Je vhodná tam, kde není možné realizovat čtvrtvlnnou anténu s plnou výškou. Popis takové jedno- a vícepásmové (160 m, 80 m a 40 m) antény najdete na www.160m.de.
Materiál: zakoupíte v místních obchodech s elektroinstalací, toroidy Amidon na www.awas.sk nebo www.ges.cz, součásti nebo celé antény i na www.ok5im.com
„Od kterých antén nelze mnoho očekávat?“, je častá otázka. Jsou to především velmi krátké vertikální antény (výška méně než 0,1 vlnové délky v daném pásmu) a různé náhražkové antény, například antény na balkon.
Požadavek práce na více pásmech je řešitelný vícepásmovou anténou na společném boomu. V domácích podmínkách je však nejrealizovatelnější směrovou anténou je 2-elementová yagi. Materiál je relativně dostupný a zhotovení vyžaduje jen běžné nástroje – pilku, vrtačku, měřicí pásmo, šroubováky a sadu klíčů.
Takové antény popsal Martin DKZB na: http://www.DK7ZB.fox28.de/start1.htm
Pro pásmo 10m je možné modifikovat na 50ohm i 3-elementovou yagi s betamatch a boomem 2,4m, kterou lze poměrně levně koupit. Její impedance je asi 30 ohmů a jednoduchou úpravou délek prvků ji lze přizpůsobit na vyhovující PSV. Dva roky jsem tuto anténu používal s vynikajícími výsledky.
Konstrukčně jednoduchá je i HB9CV, lidově nazývaná “hábéčko”. Výborný popis genézy této antény se před časem objevil na webu OK2KKW http://www.ok2kkw.com/HB9CV/HB9CV_1969.htm . Názory na HB9CV jsou však různé – někteří rádioamatéři s ní měli problémy. HB9CV je zajímavá zejména z hlediska vysokého zisku a velkého F/B poměru.
Moxonova anténa má oproti týmto anténam výhodu v menších rozmeroch, vyžaduje si však premyslenú mechanickú konštrukciu. Skôr po nej siahnu low band contestmani, nakoľko je ju možné realizovať ako fixnú drôtovú smerovku s elektricky prepínateľným smerom vyžarovania.
Spiderbeam je viacpásmovou viacprvkovou anténou, pričom vyniká množstvom dobrých vlastností. Vzhľadom k nízkej transportnej váhe a rozmerom v rozobranom stave si ihneď našla obľubu pri expedičnej prevádzke, ale je to výborná anténa aj do domácich podmienok. Domáca konštrukcia je tiež možná, ale jej komerčná cena nie je až tak vysoká, aby sa ju vyplatilo realizovať „na kolene“.
Trapovaný tribander je veľmi populárna Anténa a v sortimente ju má zaradených množstvo výrobcov. Domáca realizácia je veľmi náročná, nakoľko tribander je elektricky aj mechanicky pomerne zložitá anténa.
Rotátory sú drahou záležitosťou. Princíp je pritom veľmi jednoduchý: motor s prevodom do pomala. PROblematické je práve zadováženie vhodnej prevodovky. Väčšie rotátory sú doplnené o elektromagnetickú brzdu, čo je pri výrobe “na kolene” veľký PROblém.
Prekvapivo dobré výsledky sa dajú dosiahnuť s rotátorom AR-300XL. Výhodou sú veľmi kvalitné a pevné materiály, z ktorých je rotátor zhotovený. Ak eliminujEME vertikálne zaťaženie a vyosenie, rotátor zvládne otáčať aj menšiu KV anténu. Vyžaduje si to použitie dvoch ložísk a veľa uvažovania, ale ide to. Niektoré kusy majú problém s indikáciou azimutu, ideálne je použiť nezávislú indikáciu natočenia.
Profi priehradové stožiare sú pre začínajúceho HAM-a nedostupné. Na plochej streche môžeme jednoducho realizovať stožiar – trojnožku. Konštrukciu uchytíme na Záťaže, ktoré zhotovíme naliatím betónu do starých pneumatík. Pozor na váhu, aby to strecha vydržala.
Pevný stožiar s výškou cca. 10m je možné urobiť spojením dvoch dlhých lešenárskych rúr. Do zeme vykopeme základy do hĺbky minimálne 1m, do ktorých osadíme prvú lešenársku rúru. Po 120-stupňoch asi 10m od päty stožiara vykopeme trojicu základov na kotvenie. To môže ísť ku zemi, ak osadíme krátke lešenárske rúrky a kotvenie uchytíme hore, nebude nikomu zavadzať. Po vytuhnutí základov zavolajte kamarátov, spravte nízke lešenie a nachystajte druhú rúru s anténou. My sme takýto systém dvíhali traja bez problémov, v pätici by to však išlo zrejmeešte lepšie.
Stavba stožiarov je náročná vec, lepšie je všetko predimenzovať ako potom utierať slzy. Nezabudnite na uzemnenie.
Jednoduché vkv antény
Púšťať sa na vkv do contestovania s anténami ako ¼, ½, Slim-Jim a podobnými je číry nezmysel. Najpoužívanejšími sú štyri druhy antén: yagi, quad,Quagi a paraboly.
yagi antény sú populárne pre dobré elektrické parametre a jednoduchú mechanickú konštrukciu. Vďaka tejto vlastnosti sa dajú realizovať ako rozoberateľné, čo umožňuje transport na prechodné stanovište.
Aj tu funguje módna vlna – veľmi populárne sú yagi DK7ZB, ktoré sa presadzujú na úkor starších F9FT, DL6WU, DJ9BV, PA0MS, Y23RD a iných. Pri dodržaní konštrukčného postupu antény pracujú vynikajúco. Najnáročnejšie je zhotovenie DK7ZB matchu z koaxiálnych káblov. Na trhu je množstvo káblov, ktoré nie sú na tento účel práve najvhodnejšie, oplatí sa prejsť aj pár obchodov a nájsť najlepší z hľadiska spájkovateľnosti a ohybnosti. Verzie 50 a 28 ohm DK7ZB antén sú vhodné aj pre začiatočníkov, po 12,5 ohmových veľmi nesiahajte – sú veľmi ostré a kritické na okolité PROstredie.
quady sa napriek vyniakjúcim elektrickým vlasnostiam veľmi nerozšírili. Je to dané ich mechanickou zložitosťou. Osvedčenou anténou je DL7KM “osmička, dvojitý quad”. anténa je pomerne širokopásmová, má impedanciu okolo 50 ohmov a zisk 7-8dBd. Na 2m bol svojho času obľúbený 7-elementový quad podľa GW4CQT.
quagi je hybridnou anténou, ktorá vznikne kombináciou prvkov z yagi (direktorov) a quadu (žiarič a reflektor). Výhodou je väčší zisk ako pri yagi rovnakej dĺžky a vyššia impedancia v napájacom bode pri len mierne zložitejšej mechanickej konštrukcii čistej yagi. Takúto anténu používal napríklad W5UN http://web.wt.net/~w5un/w5unqu97.htm
Vyšším vkv pásmam dominujú parabolické antény. Vyrobit víceprvkovou yagi se stejným ziskem jako parabolu je velmi náročné na přesnost. V případě použití tovární paraboly, nebo parabolické sekce (např. SAT, WIFI) stačí vyrobit vhodný ozařovač a nastavit anténu. Osvědčené ozařovače jsou konstrukce podle DB6NT, DL4MEA a další.
Vzhledem k mnohem menší váze, rozměrům a váze či odporu větru VKV antény méně zatěžují stožár i rotátor. Menší antény lze otáčet i ručně, což je velmi operativní.
Jelikož vyzařovací charakteristika (zejména delších) VKV antén je užší, vyplatí se věnovat i čas přesnému nastavení azimutu. Vlivem okolních předmětů, například i stožáru, totiž mechanická osa antény nemusí souhlasit. K tomuto účelu je možné využít přímo signály z pásma, majáky či jiné protistanice a natáčení antény skalibrovat.
Koaxiální kabely a konektory musí být dokonaléKoaxiální kabely a konektory musí být perfektní. Mnoho začínajících VKV amatérů tuto skutečnost podceňuje slovy “vždyť to chodí”. Nevhodný je koaxiální kabel RG-58. Pokud potřebujete tenký kabel, například kvůli váze, inspirujte se koaxiály používanými v technologii WIFI. Z konektorů preferujte raději delší verze, které lépe zachycují tah kabelu. Raději kupte kvalitní konektor za stopadesát korun než pět mizerných za třicet…
Množství z uvedených antén najdete i zde – na www.CQ.sk.
Glosář
impedance v napájecím bodě – je to impedance na zářiči antény bez jakéhokoli přizpůsobovacího obvodu
půlvlnný dipól – jednoduchá rezonanční anténa balun – impedanční transformátor, který navíc zajišťuje přechod mezi symetrickou a nesymetrickou zátěží
trap – LC člen zařazovaný do antény za účelem elektrického prodloužení nebo zkrácení prvku, čím se dosáhne rezonance
tuner – anténní dolaďovací člen, který zajišťuje impedanční převod
tribander – anténa schopná pracovat na třech pásmech
rotátor – zařízení na otáčení antény
boom – nosná část antény, na kterou se uchycují jednotlivé prvky
příhradový stožár – stožár ve tvaru jehlanu, velmi pevný
Slim-Jim – jednoduchá VKV anténa
Match – anténní přizpůsobovací obvod
Vyzařovací charakteristika antény – většinou grafické znázornění směrového rozložení vyzařované energie anténou
Příště: jak si ulehčit contesting