Prečo treba príjmovú anténu ako Loop On Ground?

Každý, kto niekedy prevádzkoval stanicu v mestskom alebo prímestskom prostredí, pozná ten problém: šumový prah na pásmach 80 a 160 m je natoľko vysoký, že slabé stanice jednoducho zaniknú v pozadí. Príčin je viac — spínacie zdroje počítačov, LED osvetlenie, nabíjačky, solárne invertery, susedské zariadenia. Všetky tieto zdroje rušenia sa šíria do okolia a vaša vysielacia anténa ich zachytáva rovnako ochotne ako užitočné signály.

Riešením nie je väčšia anténa ani vyšší výkon. Riešením je dedikovaná príjmová anténa navrhnutá tak, aby preferenčne zachytávala vzdialené, nízko-uhhlové signály a potláčala lokálne rušenie šíriace sa vertikálnou zložkou poľa. Loop On Ground — skrátene LOG — patrí práve do tejto kategórie. Anténa je zo svojej podstaty pasívna, nevyžaduje napájanie, nevyžaduje montáž vo výške a spolupracuje so zemou ako súčasťou svojej geometrie. Práve vďaka tejto geometrii vykazuje výrazne nižší príjem lokálneho rušenia v porovnaní s bežnou vertikálnou alebo dipólovou anténou používanou na príjem.

Funguje Loop On Ground?

Pôvodný návrh pochádza od Chrisa Mosherera, KK5JY, a je podrobne zdokumentovaný na jeho webovej stránke. Princíp spočíva v tom, že slučka drôtu uložená priamo na zemi — alebo tesne nad ňou — má vertikálnu apertúru prakticky rovnú nule. Prijíma teda predovšetkým horizontálnu zložku elektrického poľa, nie vertikálnu. Lokálne rušenie sa šíri prevažne vertikálnou zložkou, zatiaľ čo vzdialené HF signály prichádzajú pod nízkym uhlom a obsahujú dostatočnú horizontálnu komponentu. Výsledkom je selektivita, ktorá nie je výsledkom smerovania antény v azimute, ale fyziky šírenia rádiovej vlny.

Vlastné skúsenosti z vývoja produktu opisuje výrobca Omni RF Ltd takto:

Šum S9+10 dB na pásme 80 metrov zmizol a nahradili ho čistejšie signály so zlepšením SNR medzi 3 a 6 dB.

Ide o pasívnu anténu bez aktívnych prvkov, preto zisky oproti vysielacej anténe nie sú jej cieľom — cieľom je zlepšenie pomeru signál/šum na pásmach, kde lokálne rušenie degraduje príjem. V praxi to znamená, že slabé stanice, ktoré pri príjme cez vertikálnu anténu zanikajú v šume, sú na LOG čitateľné.

Slučka inštalovaná ako štvorec s napájaním v rohu vykazuje určitú smerovosť v horizontálnej rovine pri nízkych elevačných uhloch. Presný smerový diagram závisí od symetrie inštalácie, vlastností pôdy, frekvencie a okolitých štruktúr. Najlepší výsledok sa dosahuje experimentálnym otáčaním štvorca a porovnávaním SNR na cieľových signáloch.

Z čoho pozostáva anténa Omni RF Loop On Ground?

Omni RF Ltd z Veľkej Británie vyrába systém LOG ako dvojdielnu sadu, pričom transformátor a drôtový element sú dostupné zvlášť alebo spoločne ako kit. Každý komponent je ručne vyrábaný vo vlastnej dielni.

Transformátor

Jadro transformátora je navinuté na originálnych jadrách Fair-Rite smaltovaným medeným drôtom s vlastným prevodovým pomerom, ktorý bol výsledkom šesťmesačného merania a optimalizácie. Oproti pôvodnému návrhu KK5JY používa Omni RF iný typ jadra, ktorý podľa výrobcu prináša nižšie straty a lepší výkon na nižších pásmach. Transformátor je dostupný v troch vyhotoveniach podľa výstupnej impedancie a konektora:

Puzdro je tlačené z materiálu ASA — typom ABS s lepšou odolnosťou voči UV žiareniu — s pocínovanou DPS ošetrenou spájkovateľným konformalným náterom na ochranu pred vlhkosťou. Všetky skrutky a matice sú z nehrdzavejúcej ocele A2. Súčasťou balenia je pozinkovaný oceľový kolík na ukotvenie v mäkkej zemi.

DPS obsahuje prepojky pre budúce rozšírenia — plánované doplnkové moduly zahŕňajú aktívny Predzosilňovač, filter pásmového potlačenia pre AM broadcast a experimentálnu dosku. Tieto moduly v čase písania tohto článku ešte nie sú v predaji.

Drôtový element „Omni Flex“

Element je vyrobený z vlastnej špecifikácie drôtu „Omni Flex“: 22 prameňov čistej medi s celkovým priemerom vodiča 0,75 mm, izolácia z čierneho polyolefínu bez halogénov. Materiál je veľmi flexibilný s prakticky nulovou pamäťou tvaru a pracuje v teplotnom rozsahu −25 až +90 °C. Element je dostupný v dvoch dĺžkach:

Drôt je na intervaloch označený zmršťovacou bužírkou a zakončený lisovanými krimpovacími spojkami M6 s tepelne zmršťovacou ochranou na pripojenie k transformátoru. Súčasťou balenia sú štyri pozinkované oceľové kolíky na ukotvenie rohov v mäkkej zemi.

Distribútori

Omni RF Ltd predáva produkty výhradne cez autorizovaných distribútorov. V súčasnosti sú k dispozícii nasledujúce možnosti:

PileupDX ponúka kompletný kit (transformátor SO239 + element) v dvoch veľkostiach — 18,3 m a 30,5 m. Ceny sú uvedené v USD, EUR a SEK podľa aktuálneho kurzu na stránke predajcu. Transformátor a element sú tiež dostupné jednotlivo priamo na stránke výrobcu omni-rf.com, kde je taktiež aktuálny zoznam distribútorov.

Súhrn

Loop On Ground od Omni RF je dobre premysleným komerčným prevedením overeného princípu, ktorý rádioamatéri úspešne experimentálne overujú od zverejnenia pôvodného návrhu KK5JY. Silnou stránkou produktu nie je ani tak samotná anténna geometria — tú si každý môže postaviť vlastnoručne — ale kvalita prevedenia transformátora: originálne jadrá Fair-Rite, dôsledná optimalizácia prevodového pomeru a mechanické riešenie vhodné pre dlhodobé vonkajšie nasadenie. Systém je zaujímavý predovšetkým pre operátorov na pásmach 160 a 80 m v prostredí so zvýšeným šumovým prahom, pre DX-pedičné nasadenie, kde nie je čas a priestor na stavbu beverage antény, a pre experimentátorov, ktorí chcú mať solídny referenčný bod pre ďalšie porovnávania.

Anténa nie je náhradou za vysielaciu anténu a nie je určená na vysielanie — je to nástroj na zlepšenie príjmu v podmienkach, kde vysielacia anténa ako príjmová nestačí.