Der Autor dieses Artikels ist Robi, S53WW. Das Original in Englisch finden Sie auf seiner Website: http://lea.hamradio.si/~S53WW/. Sie konnten bereits zwei großartige Artikel von Robi auf dieser Website lesen (Vorverstärker S53WW und XVRT Javornik) – und auch der dritte ist ausgezeichnet. Danke Robi!
1. Ein paar Worte zum 2m-Contesting in der EU
Jeder ernsthafte 2m Wettbewerber muss diese Frage stellen - welche Art von Antenne ist am besten für meine Wettbewerbs- QTH? Die Antwort drängt sich auf - mit möglichst großem Gewinn! Die Antwort ist nur für Stationen richtig, die 800 km oder mehr von den Standorten mit der größten Aktivität entfernt sind. Dies sind hauptsächlich DL und OK, dann Standorte außerhalb Mitteleuropas. Wenn jedoch von Ihrem Wettbewerbs-QTH aus mehrere Richtungen kommen, die eine erhebliche Anzahl von Punkten bringen (große Anzahl QSO*QRB), dann ist die wichtigste Eigenschaft der verwendeten Antenne die Breite des Hauptstrahlungslappens für -3 dB.
Das Bild zeigt mehr oder weniger das übliche Richtdiagramm für Verbindungen von typischen Contest-QTHs in S5 (Alpen bei Azimut 300°, Balkanberge und Adriatisches Meer bei Azimut 120 - 180°). Aus den Statistiken auf der linken Seite des Bildes geht hervor, dass etwa 60% der Punkte aus drei Richtungen stammen, die eine Breite von etwa 30° haben (diese Statistik wird vom Programm VHFSTAT.EXE aus Daten im EDI-Format, die Konvertierung von EDI in QSO/TST-Format ist möglich mit VHFLIB.EXE. Anhand dieses Diagramms kann eindeutig festgestellt werden, dass zwei Antennensysteme erforderlich sind – eines mit einer Keulenbreite von 30° und das andere mit einer Keulenbreite von 75°. An dieser Stelle stellt sich bei Verwendung einer 75°-Keulenantenne die Frage nach Störungen durch nahegelegene Stationen. Es ist wichtig, einen RX mit ausgezeichnetem Dynamikbereich zu verwenden (wobei Vorverstärker natürlich ausgenommen sind). Der Einsatz von selbstgebautem RX scheint am besten zu sein, aber die Zusammensetzung von XVRT+HF RIG mit einer Rauschzahl von etwa 2,0 dB ist auch in Ordnung. Das gesamte Setup-Rauschen (Koax-Dämpfung plus RX-Rauschen) darf nicht unter 2,0 dB liegen, wenn die Transverterverstärkung den Dynamikbereich des Empfängers überschreitet (Turbo Deluxe XVRT und Super HF RIG werden auf den mittleren Bereich herabgestuft – ansonsten völlig linear). Vorverstärker - ist für sie vorgesehen!
Das übliche Verfahren besteht darin, zwei oder mehr Antennensysteme zu installieren. Für eine effiziente Nutzung muss das zweite (dritte usw.) Antennensystem die gleiche Leistung wie das Hauptsystem haben (ähnlicher Gewinn und Leistung +/- 3 dB). Wenn mehr als zwei Antennensysteme verwendet werden, ist die normale RX/TX-Anordnung (wobei die Leistung eines TX zwischen zwei Antennen aufgeteilt wird und ein RX zwischen zwei Antennen umgeschaltet wird) nicht mehr die optimale Lösung. Die Umschaltzeit zwischen drei oder mehr Antennen ist zu lang, und in dieser Zeit kann der Anruf vollständig verloren gehen.Unabhängige Empfänger sind erforderlich, um drei oder vier Antennensysteme effektiv zu nutzen (natürlich mit einem zweiten Betreiber). Wenn alle RX-Betreiber auch senden können, ist dies die optimalste Lösung, auch wenn es nicht unbedingt erforderlich ist.
Mindestgewinn der Antenne für Tropo-Wettbewerb beträgt ca. 16 dBi. Dieser Gewinn wird mit einer langen Yagi-Antenne (4 Lambda), aber ihre Hauptkeulenbreite für -3 dB (in der E-Ebene) beträgt weniger als 30°. Wie erreichen Sie eine Azimutabdeckung von 50-70° und einen Gewinn von über 16 dBi? Die Antwort ist I-Stack (vertikales System) kurzer Yagi-Antennen.
2. I-Stack-Quartett 4 el. Yagi mit maximalem Gewinn
Nach einer gründlichen Durchsicht unseres Contest-QTH (S59DEM/JN75DS) anhand des Richtungsanschlussplans habe ich mich entschieden, ein vertikales System aus einem Quad von kurzen Yagis zu bauen, die eine Hauptkeulenbreite für -3 dB von etwa 50° haben. Um den gewünschten Gewinn zu erzielen, habe ich mich für die Yagi-Version mit maximalem Gewinn entschieden. Der maximale Gewinn liegt vor, wenn die Antennenimpedanz unter 50 Ohm liegt. Bei einer angenommenen festen Antennenimpedanz von 12,5 Ohm ist es möglich, durch Verwendung eines gefalteten Dipols und eines einfachen Spulenbaluns 50 Ohm zu erhalten. In diesem Fall ist es möglich, eine Antenne mit einer Impedanz von 50 Ohm, einem Gewinn von 11,3 dBi, einer Keulenbreite von 50° in der E-Ebene und einer Länge von 1600 mm (0,8 Lambda) zu bauen. Simuliert Und in der H-Ebene Richtcharakteristik kann auf den beigefügten Bildern eingesehen werden.
Abb.2 - Charakteristik des Stapelns von zwei 4-el. Yagis mit maximaler Gewinn gegen vertikale Entfernung. Boom ist aus Al-Profil 20x20 mm, Elemente aus Al-Rohr mit einem Durchmesser von 5,0 mm sind vom Boom isoliert (Boom-Korrektur beträgt 2,0 mm). Kunststoffhalterungen (hausgemacht) wurden als Elementisolatoren verwendet. Diese Technologie erwies sich als mechanisch wenig stabil, weshalb die Elemente und Isolatoren später mit einem zweikomponentigen Klebstoff am Boom verklebt wurden.
Der Schattenaspekt von kurzen Yagis mit maximalem Gewinn ist die schmale Bandbreite (144 - 145 für PSV 1:1,5) und schlechtes Front-zu-Back-Verhältnis (zum Beispiel 12,5 dB für dieses Design). Da jedoch nicht beabsichtigt ist, eine einzelne Antenne, sondern ein Antennensystem zu verwenden, kann das Problem mit dem F/B-Verhältnis effektiv durch geeignetes Stapeln gelöst werden. Das vorgeschlagene System verbessert auch das PSV (durch Kompensation der Blindkomponente) - PSV 1:1 im gesamten Bereich von 143 - 146 MHz. Die einzelnen Antennen können horizontal im Abstand von Lambda/4 sein und in der richtigen Phase gespeist werden. In diesem Fall beträgt das F/B-Verhältnis 25 bis 30 dB. Vertikales Stapeln ist in Abbildung 3 dargestellt.
Abb. 3 – Abmessungen des I-Stapels von vier 4 El.yagins. Beachten Sie, dass der vertikale Abstand der Antennen mindestens 2,1 m beträgt und mit einem Verstärkungsschritt von 0,1 dB/0,1 m auf 2,4 m erhöht werden kann. Im oberen Teil der Skizze sind die Positionen zu erkennen, an denen sich der Mast mit dem Ausleger kreuzt. Die obere und untere Antenne werden zwischen D1 und D2 am Mast befestigt, die mittlere Antenne wird um 520 mm nach vorne versetzt. Aus diesem Grund sollten die Kabel, die die mittleren Antennen versorgen, um die elektrische Länge Lambda/4 kürzer sein (d. h. die Kabel sollten eine Länge von 520 mm*Geschwindigkeitsfaktor haben (340 mm für Kabel mit massivem PE-Dielektrikum und 360 mm massives PTFE).
Der Dipol (in Abb. 4) ist ein klassischer gefalteter Dipol mit den gleichen Abmessungen wie die DJ9BV-Antennen, aber mit einer Länge von 900 mmaBalun wird durch eine Spule aus RG-188/RG-316 Kabel (Abb. 5) gebildet. Der Dipol ist direkt am Boom befestigt (das Dipolrohr ist in der Mitte um 25 mm abgeschert und gebohrt. Es ist mit einer geeigneten Schraube am Boom befestigt). Die gleiche Technik wird auch für die Verbindung des Baluns mit dem Dipol verwendet.
Abb. 5 - Detail des Spulenbaluns: Eine siebenwindige Spule ist aus einem 500 mm langen dünnen Teflonkabel (z. B. RG-188) auf einen Kunststoffkern mit einem Durchmesser von 18 mm (Kunststoffrohr für Hausinstallationen) gewickelt, mit vorgebohrten Löchern im Abstand von 22 mm zur Fixierung des Kabels. Der N-Stecker ist direkt an RG-188 angeschlossen.
Fertiger Balun wird in einem elektroinstallationsplastikgehäuse abgedeckt. Ein Detail des Dipols mit Balun ist dargestellt TU. Der Autor mit der Antenne an der Fakultät für Elektroingenieurwesen in Ljubljana ist TU.
Dieses Antennensystem hat sich in den Wettbewerben (S59DEM/S55A/S53WW) in den letzten zwei Jahren im Vergleich zu einer 15-el. DL6WU bewährt. Unser Hauptantennensystem besteht aus zwei vertikal gestapelten 15-el. DL6WU. Es hat etwa 3 dB mehr Gewinn (4×4 hat einen längeren Speisekabel, ca. 0,5 dB und nur RG-213 als Stapelkabel (aus dem alten 4×6-el-System)).
Robi, S53WW
http://lea.hamradio.si/~S53WW/
Slowakische Übersetzung von Viliam, OM0AAO