Antenas mágicas de dos elementos para HF – 6, Cápsula de doble haz Delta G3LDO
Honza Bocek OK2BNG nos brindó una ayuda increíble – nos facilitó sus artículos y se encargó de gestionar una nueva sección sobre antenas de dos elementos. Sugirió contactar a Peter Dodd G3LDO y Less Moxon G6XN, quien podría responder a sus preguntas a través del foro. te agradecemos! Contacta con los autores del artículo: Jan Bocek OK2BNG, janbocek@mail.tele2.cz, Jiří Škacha OK1DMU, skachaj@volny.cz
Los sistemas de antenas direccionales KV de dos elementos han atraído el interés de los aficionados a lo largo del último siglo, y este interés probablemente tampoco desaparecerá en el futuro.. Esto se evidencia en muchas conferencias., que se lleva a cabo cada año en el Simposio de Dayton [47]. Como recordatorio, presentamos en la fig.. 1 formas y dimensiones del marco de las antenas KV de dos elementos más utilizadas, que ya han sido descritos en esta serie [48-49].
Sustituciones de símbolos utilizados en el texto: macho lambda – LMBD, omega grande – OH.
HB9CV, Rudolf Baumgartner diseñó un sistema de matriz en fase de superganancia con espaciado de elementos 0,125 LMBD. Ambos elementos son de tamaño completo con una longitud cercana 0,5 LMBD. La ventaja es el diseño totalmente metálico y la posibilidad de conectar cualquier fuente de alimentación [48].
VK2ABQ, Fred Caton trató de minimizar las dimensiones manteniendo las propiedades eléctricas; finalmente llegó a un plan de antena cuadrada 0,25 X 0,25 LMBD. Los radiadores de alambre estaban suspendidos de soportes de bambú., la solución para doblar los extremos de los elementos es importante aquí. Desde un punto de vista mecánico, el sistema fue difícil de construir., porque se manifestaba con menos rigidez “gomosidad” sistemas. La impedancia de entrada era alta [38].
G6XN, Menos Moxon trabajó con Fred VK2ABQ durante varios años y el resultado fue una antena de impedancia de entrada 50 Forma de rectángulo OOHH. Es muy popular en el mundo bajo el nombre Rectangle beam o Moxon beam.. El diseño tubular fue descrito en 3. parte de esta serie [48].
W4RNL, lo que evita múltiples señales transmitidas al mismo tiempo. B. Cebik es uno de los mayores publicistas en el campo de las antenas. Para los experimentadores de antenas, sus páginas se encuentran intrínsecamente entre las favoritas.. Optimizó las antenas Moxon utilizando varios programas de antena., redujo la distancia entre los elementos hasta 0,14 lambda y optimizó la unión crítica entre los extremos de los elementos [39].
G3LDO, Peter Dodd es otro conocido columnista de antena. [51-54]. Dedica una parte considerable de su trabajo al tema de las pequeñas antenas direccionales rotatorias para HF. En un intento por preservar la longitud total de los elementos, utilizó una forma geométrica de los elementos similar a un triángulo., por lo tanto, nombró a la antena Doble Delta – antena DD para abreviar. Logró la reducción de las dimensiones generales de la planta doblando los extremos de los alambres de los elementos hacia el mástil.. La antena se muestra en la fig.. 1. Su versión de alambre más antigua tenía una distancia mutua entre los elementos. 0,3 LMBD, la versión resultante de un mayor desarrollo en un diseño tubular con la extensión de los elementos con conductores de alambre ya tiene dimensiones sustancialmente reducidas – la distancia mutua de los elementos disminuyó a 0,16 LMBD. Como resultado de doblar los extremos de los elementos, la longitud total del elemento es algo mayor, que un dipolo clásico. Peter abandonó el esfuerzo anterior para preservar la impedancia de entrada 50 OH; a la distancia mutua de los elementos 0,16 LMBD logró la impedancia de entrada promedio clásica 28 OH, similar a la mayoría de las antenas yagi.
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Descripción de la antena Doble Delta – Haz DD
La antena ha evolucionado en los últimos veinte años.; a continuación, nos centraremos solo en el diseño de la parte básica de la antena a partir de tuberías de metal de acuerdo con la fig.. 1B, véase también la figura. 3. El larguero y ambos elementos forman “gancho”, similar a las construcciones de otras antenas direccionales. un elemento – emisor – realizamos divididos como un dipolo. Pedro, G3LDO, aunque utiliza ambos elementos indivisos y alimenta el radiador con un shunt, pero no recomendamos esta solución, porque medir y sintonizar el elemento en resonancia puede ser más complicado. Los conductores aislados de cobre están conectados a los extremos de los elementos tubulares., que son tensados por una cuerda no conductora hacia el mástil, siguen aproximadamente el curso de los bordes de la pirámide (a saber, higo. 1un 1b).
Producción de antenas
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Pestaña. 2. Dimensiones aproximadas verificadas experimentalmente de la antena de haz DD, la designación corresponde a la fig.. 3. La longitud total del radiador se basa en LZ = 0,576 LMBD = 173/f, longitud total del reflector LR = 0,5875 LMBD = 176,25/f. Las dimensiones de los elementos de ajuste gamma se dan para R 28 OH.
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El diseño y la fabricación real de la antena incluye una serie de elementos, temas y posibilidades, detallado en partes anteriores de la serie. Por lo tanto, no los repetiremos en el siguiente texto y solo llamaremos la atención sobre algunos momentos específicos..
Pestaña. 3. Valores de impedancia medidos para la antena realizada para la banda. 7 megahercio. Frecuencia dada en kHz, valores R, X y Z se dan en ohmios.
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Primero, ensamblamos el marco básico de la antena en forma de H – a saber, higo. 3. Los elementos están hechos de tubos de AlMg con un diámetro gradualmente decreciente y se insertan entre sí (ver episodios anteriores de la serie). Conectamos los conductores eléctrica y mecánicamente de manera confiable a los extremos de las tuberías, preferiblemente colocando un ojo de soldadura debajo de un tornillo, típicamente M6, tirado en el hilo, cortar en un tapón de metal, fijado al final de la tubería. Desde el punto de vista de la tensión en el conductor, es necesario, de modo que la tensión en el conductor se transfiera tanto al conductor de cobre como al aislamiento.. Los ojos de Grimm funcionarán bien., que sujetan el alambre de cobre y el aislamiento. En caso contrario hay que aligerar los puntos de conexión de los conductores a la tubería con un cable aislante. La parte superior del mástil sobre el plano de las partes tubulares de los elementos está hecha de un tubo de acero de tales dimensiones, para que pueda insertarse libremente en el tubo del mástil principal. También se puede utilizar otro material., por ejemplo AlMg o bambú laminado. Estiraremos la extensión del cable en este tubo. (D una F). En la posición F, los soportes desplegables de goma han demostrado su eficacia, utilizado para la fijación a portacoches. Los propios elementos tubulares de la antena se doblan por la tracción de los cables de extensión estirados hacia el mástil, por lo que, en cuanto a resistencia mecánica y estabilidad, es recomendable utilizar tubos de diámetros mayores. – recomendamos al menos 20 mm. A la venta son tubos con espesor de pared 2 mm. Buena experiencia es con promedios 20/25/30/35 mm, que se puede insertar fácilmente y combinar mecánicamente en una sola unidad. |
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Pestaña. 4. Longitudes de cable de línea de transformación l/4 50/28 ohm (v m). Cable 75 ohm, k = 0,66.
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La antena normalmente se puede alimentar de dos maneras: Una antena con un elemento alimentado dividido según la fig.. 3 tiene impedancia en los bordes de la banda alrededor 28 ohmios – respuesta de frecuencia de impedancia medida para la antena para la banda 40 m se da en la pestaña. 3. Utilizaremos un transformador de impedancia para la fuente de alimentación. – línea vf de longitud eléctrica 1/4 LMBD – a saber, higo. 4. Las longitudes de la sección de transformación para cables de dieléctrico fijo con coeficiente de acortamiento 0,66 se enumeran en la pestaña. 4. Creamos una línea de transformación conectando dos secciones de cable en paralelo. 75 OH, por lo que su impedancia resultante será 37,5 OH. Un extremo de la línea se conectará a los terminales del radiador dividido., un cable coaxial estándar se puede conectar directamente al otro extremo de esta línea 50 OH.
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Pestaña. 5. Las dimensiones de la sección de ajuste gamma según la fig.. 5
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Otra opción es, según la fuente original, alimentar el emisor utilizando la sección gamma. – a saber, higo. 5. Dimensiones para este arreglo enumeradas en la pestaña. 5 se calculan para la conversión 28/50 OH. Vale la pena prestar atención a la solución del condensador de sintonización, que está formado por el conductor interior con el aislamiento PE del cable RG-213 a la izquierda. Este alambre se inserta en un tubo de diámetro interno 8 mm. Medimos la capacitancia entre el conductor y la tubería. 200 pF/m. Al mover el cable en el tubo, cambiamos la capacidad de este capacitor y así podemos compensar el componente reactivo de la impedancia a un valor mínimo.. Al establecer las dimensiones A y L, buscamos la ROE óptima. La tubería debe estar sellada contra la humedad..
Ajustes de antena
Primero afinamos el radiador – un elemento dividido hecho de tuberías con cables conectados. En comparación con las dimensiones de la tabla, primero elegimos la longitud total real de aprox. 10 % más grande, para que tengamos algo de lo que abreviar. Fijamos el elemento en la botavara y lo elevamos a una altura como esta, de modo que los alambres cuelguen libremente verticalmente hacia abajo y sus extremos estén al menos 3 metros sobre el suelo. En los conductores puede, por ejemplo,. marque las marcas de longitud con cinta aislante, para no acortar demasiado los cables en el calor del ajuste. Buscaremos una resonancia como esta., para que la longitud de todo el elemento esté cerca del valor 0,576 LMBD (LMBD corresponde al centro de la banda); la resonancia generalmente se encuentra en la parte superior de la banda o ligeramente por encima de la banda. Un medidor SWR es suficiente para esta medición. Puede que no estemos interesados en el valor absoluto de la ROE por ahora, que puede ser (contra el valor normalizado 50 OH) y alrededor 1,2, pero la posición de su mínimo y el curso de frecuencia.
Después de ajustar el radiador cambiando su longitud, lo verificamos por cálculo, la longitud total parece coincidir con la relación 0,576 LMBD. Más importante (puede ser causado por diferentes diámetros de tubería y un cable de extensión diferente), tenemos que ajustar la fórmula para calcular el reflector también, de modo que la longitud del reflector sea proporcional a la longitud del emisor 0,5875/0,576, de modo que el reflector esté aprox. 2 % más extenso. En la práctica, las marcas de longitud en los extremos de los cables nos servirán bien – marcamos metros enteros y decenas de centímetros para el último metro.
el segundo elemento, reflector indiviso, será por lo tanto aprox. 2 % más largo que el emisor. Fijamos el reflector en la posición correcta en el brazo., deje que los cables de extensión cuelguen libremente de nuevo por ahora, volvemos a subir la antena a la altura y volvemos a medir la ROE. El mínimo será ligeramente inferior en frecuencia., que en el caso del propio radiador, valor de ROE intrínseco (contra los normalizados 50 OH) se deteriorará a aproximadamente 2,3 para 2,5; aunque está bien, porque la unión entre los elementos de la viga ya se está mostrando, haciendo que la impedancia caiga. Si, por el contrario, la SWR seguía siendo relativamente buena, Eso es todo 1,2, Significaría, que el reflector es largo o que la distancia del elemento no es 0,17 LMBD. Quién tiene instrumentos de medición RF1, VA1 o MJF-259B, puede medir Z y X – Ejemplo de medición de haz DD para 40 m está en la pestaña. 2. notemos, que en resonancia de antena el valor de Ra es pequeño y el valor de Xa es muy bajo. Al ajustar las dimensiones de la antena, se puede lograr un componente de reactancia cero, pero es laborioso y solo podemos lograr la puesta a cero de X en una sola frecuencia. en esta fase, cuando todavía no tenemos los cables de extensión conectados definitivamente, por lo tanto, nos conformaremos con valores de X que no excedan 20 OOHH en los bordes de la banda. Los datos son solo indicativos, pero a efectos prácticos este enfoque es más que suficiente.
Entonces tenemos la antena con cables que cuelgan libremente hacia abajo sintonizados aproximadamente, los madrugadores pueden incluso hacer su primer QSO. El siguiente paso es ajustar la antena a su estado final, es decir, con conductores firmemente sujetos al mástil según la fig.. 3. La forma de la antena permite una doble disposición: La extensión de cable se puede fijar hacia arriba por encima de la pluma en la parte extendida del mástil, o hacia abajo hacia el mástil. La primera variante simplifica el tema de girar la antena., porque encima del plano de la pluma ya podemos usar una tubería más débil; en el segundo caso, la tubería debe ser más fuerte.
Primero, tensamos los cables de extensión de los emisores con los cables y, por el momento, giramos los extremos de los cables reflectores en una bola., para que el reflector no afecte la medida. Nuevamente, medimos la resonancia del radiador y ajustamos la longitud de sus cables para que, de modo que la frecuencia de resonancia esté ligeramente por encima de la banda. Luego estiramos los cables del reflector hasta el mástil y verificamos la frecuencia de resonancia de todo el sistema., que ya debería estar en la banda deseada. En la antena para 40 m fue publicado por ejemplo. longitud del radiador 24,5 m y la frecuencia de resonancia fue 7150 kHz. La longitud del reflector era entonces 1,02 veces mayor, entonces 24.5×1,02 =25,0 metros.
Ejemplo de experimento para 40 m pásmo
De un Delta Loop desarmado para 15 me quedé 4 piezas de elementos trapezoidales con un diámetro decreciente de 35 sobre 16 mm, cada uno con una longitud 5,1 metro. Los extremos de los tubos de menor diámetro tenían un orificio roscado M6 para conectar la cuerda de alambre del Delta Loop original. Para la nueva viga DD en 40 m estos tubos se usaron sin modificaciones (más tarde se mostró durante un vendaval, que en estas dimensiones hay tuberías 16 mm en el límite de usabilidad, los extremos de los elementos doblados ligeramente en el punto de debilidad). Dos de estos tubos se unieron de forma aislada a una placa de material aislante. (radiador dividido), los otros dos en la placa de aluminio (reflector indiviso). Con cuatro abrazaderas adicionales, ambos elementos así creados se unieron en su centro al brazo de la antena OWA para la banda. 15 metro. Para los primeros intentos, se eligió la longitud de los cables de extensión. 6,4 metro. La antena fue levantada 3 metros sobre el suelo; resonaba ligeramente por debajo de la banda y tenía impedancia 24 OH. Para la antena OWA original, el mástil sobre el rotador se extendió por 8 metros para anclar una botavara larga 15 antena m. Por lo tanto, se optó por fijar los extremos de los cables de extensión de la viga DD hacia arriba.. Después de fijar los conductores en la parte superior al mástil, la resonancia en comparación con los conductores que cuelgan libremente hacia abajo cambió en aprox. 300 kHz hacia frecuencias más altas, sobre 7,35 megahercio. Por lo tanto, fue necesario extender la longitud de cada cable del radiador para 7,17 m y la longitud de cada conductor reflector na 7,4 metro. La longitud total del radiador era entonces 24,54 m y la longitud del reflector 25,0 metro. Se conectó una línea de transformación LMBD/4 al radiador (longitud 7 metro), hecho de dos cables paralelos 75 OOHH con dieléctrico fijo y coeficiente de acortamiento 0,66, como se indica en la figura. 5. El cable se ha retorcido en forma de bobina y, por lo tanto, forma un estrangulador vf. Las uniones de los cables deben realizarse con cuidado y tratarse con cinta vulcanizante contra la humedad.. La altura final de la antena es 20 metros sobre el suelo, la parte superior de los cables de extensión están a una altura de aprox. 28 m y la altura media de la antena es LMBD/2.
Experiencia operacional
Se usó un dipolo para comparar 10 metros sobre el suelo, dipolo oblicuo z 18 estoy mirando al oeste, Haz Moxon fijo en dirección E-W 10 m sobre el suelo y altura vertical 30 metro. Opiniones sobre la situación en la zona 40 m y la experiencia se resumen en la sección de la serie sobre Viga rectangular para 40 metro [48]. Realmente es una zona mágica.. Con DD-beam, experimentarás experiencias completamente diferentes aquí, de lo que estás acostumbrado. Señal de giro para 40 m no es tan natural, como. para la banda 21 megahercio. Definitivamente experimentará acumulaciones muy pronto, y no solo de las partes periféricas de la UE, que es bastante común, pero tal vez incluso una hora de duración de JA, y eso es una gran experiencia. tu pensaras, que estas en el carro 15 metro.
Por ejemplo durante un QSO muy largo en la banda 7 MHz OK2BNG con JA2DPC, Setsuko preguntó detalladamente sobre las dimensiones de la antena, porque bajo la marca N8YL y A35PC solía 40 haz de m Moxonův. Ella solo conocía a los ancianos., versión cableada de DD beam. Ella envió una carta larga, en el que ella pedía fotos. Sam actualmente está usando un dipolo giratorio en 40 metro.
Pero también es necesario admitir, que al comparar, los dB adicionales a menudo no se escuchaban y las diferencias entre antenas a menudo pueden entenderse como subjetivas. Los resultados de la comparación dependen de varios factores., p.ej. sobre las condiciones de propagación que producen una señal en diferentes ángulos de incidencia, antenas de estaciones opuestas y en su IQ. En todos los casos, sin embargo, el DD-beam es una señal de giro, mostrando distinta radiación direccional. Si leemos, por ejemplo. estación a un dipolo oblicuo por fuerza S5, es decir, al nivel de ruido 40 banda m, luego, después de redirigir el haz DD, la señal es aproximadamente o 1 Con mejor y por lo tanto más legible y la comunicación es posible. Aunque la ganancia de esta antena en comparación con un dipolo es sólo 3-4 dBd, no es apropiado subestimarlo. La principal ventaja es la presencia de un lóbulo de radiación inferior., que simplemente no existe en absoluto con otras máquinas de alambre. La diferencia en las señales puede entonces estar alrededor 20 dB y eso ya significa, que escuchamos o llamamos estaciones, que simplemente no conocemos cuando usamos el cable. Y ahí radica la ventaja de incluso una señal de giro de dos elementos subóptima en comparación con un cable recto., que no muestra exactamente una radiación direccional significativa.
La antena descrita es estructuralmente más simple que haz hexagonal, descrito en la última parte de la serie (sin embargo, sus ventajas son nuevamente el atractivo valor de la impedancia de entrada 50 OOHH y ganancias ligeramente mejores). Se puede hacer un DD-beam en uno o dos fines de semana con solo equipo básico de taller, sin más ayuda y con un poco de suerte..
Entonces, ¿cuál es la fuerza de esta antena?? Veamos de nuevo la figura. 1 y veremos, eso en dimensiones y luego en resistencia a la radiación. DD-beam con dimensiones correspondientes a una antena clásica en 15 m es funcional en la banda 40 metro. Es increíble, pero cuando la antena OWA pro estaba terminada y funcionando bien 21 MHz utilizados como base de diseño para el haz DD para la banda 7 megahercio, era blanco y negro. Listo antena DD para 15 m tiene dimensiones correspondientes a una antena clásica para la banda 6 metro.
Otros tipos de antenas de dos elementos tienen parámetros eléctricos y de radiación aproximadamente similares.. Desde un punto de vista teórico, hay por supuesto mucho espacio para varias discusiones., pero la práctica tiende a ser más misericordiosa. Un modelo de dos elementos seguirá siendo un modelo de dos elementos, aunque los sistemas escalonados (HB9CV) o “detención” sistemas (G6XN) tienen sus ventajas. Al final, los requisitos previos comunes son principalmente un diseño mecánico sólido y la posibilidad de llevar la antena al espacio de alguna manera..
La antena DD se enseña a todos los experimentadores., que por diversas razones no compran antenas comerciales, pero permite la construcción de aquellos también, en el que por diversas razones “normal” las dimensiones simplemente no encajan. Por ejemplo, un indicador de dirección para una banda 20 m es tan grande como un cuartel; La antena DD es cuatro veces más pequeña. Y eso ya vale la pena el experimento..
Qué decir al final de la serie.?
Un total de seis artículos de nuestra serie se dedicaron a antenas direccionales simples para bandas KV.. Las principales razones y nuestros argumentos internos para ello., que nos tomamos el tiempo, energía y trabajo, asociado con la concentración, comprobando información esencial y finalmente escribiendo para interesados y lectores, se basan en dos afirmaciones básicas:
1. Incluso la antena direccional más simple, especialmente si es giratorio y se coloca a una altura adecuada, abre nuevos horizontes para la operación de aficionados y mueve la estación a una categoría técnica y operativa completamente diferente. Pone a disposición el área del mundo de la comunicación, a menudo no está disponible cuando se utilizan antenas improvisadas o manipuladas de otra manera, especialmente “de alguna manera cortar cables largos”, trae experiencias previamente desconocidas y conexiones con estaciones, que de otro modo no habría sucedido.
2. Complicado, pesado, dimensional, sistemas de antenas direccionales optimizados y fabricados profesionalmente que requieren mástiles masivos, poderosos rotadores, gran terreno, inspección y mantenimiento intensivos, seguro (recuerda las tormentas de este año) ápodo. también pueden tener muy buenos parámetros eléctricos y de comunicación cuando se colocan adecuadamente; pero suelen tener también un precio adecuado. Sin embargo, también tienen los requisitos previos para ascender en el ranking de estaciones., que no abundan en dichas posibilidades o que derivan satisfacción de ello, cuando está equipado con una antena direccional de fabricación propia. Sistemas direccionales modernos de dos elementos, especialmente en un diseño con dimensiones convenientemente reducidas, para ello ofrecen ricas e interesantes posibilidades, Especialmente hoy, cuando ya no es un gran problema jugar con modelos de computadora o medir parámetros eléctricos relativamente delicados con analizadores de antena generalmente disponibles. No se pretendía descartar las antenas de alambre. Para LBDXing, son difíciles de superar cuando se colocan lo suficientemente alto. Muestran lóbulos radiantes., que puede iluminar la Tierra de BY a KW6 mejor, que el haz DD. Pero eso sería sobre algo completamente diferente..
Al final, tal vez solo un modesto deseo.: Está despejado, que hay operadores equipados con una gran cantidad de conocimientos, rica experiencia y ricas posibilidades de implementación o uso de sistemas de antena de alto rendimiento. Para ti, la información de la serie puede no haber sido muy interesante.. Pero también hay muchos otros, qué partes individuales podrían ser una fuente de inspiración, proporcionar temas para la búsqueda de la información necesaria y fomentar la determinación de hacer algo para mejorar su equipo para que, para aplicarse mejor en bandas de aficionados. Creer, que la tranquilidad sobre los problemas dominados realmente vale la pena todo el esfuerzo. Te deseamos la mejor de las suertes, exito y satisfaccion para todos.
Literatura
[47] www.cebik.com/FDIM, Dayton 2002
]48] Jan Bocek, Jiří Škach, Antenas direccionales mágicas de dos elementos para KV – 3, FUERA 3/2002
[49] Jan Bocek, Jiří Škach, Antenas direccionales mágicas de dos elementos para KV – 4, FUERA 3/2002
[50] http://www.cebik.com
[51] Pedro Dodd,G3LDO, Antenas Wire Beam y la evolución de G3LDO Double-D, RadCom, 6/7 – 1980
[52] Pedro Dodd,G3LDO, Mayor evolución de la antena G3LDO Double-D, RadCom, 4/1990
[53] Pedro Dodd, G3LDO, La guía de experimentadores de antenas, RSGB 1991,1996
[54] Pedro Dodd, G3LDO, Antenas de jardín, RSGB 2000, 2002
[55] Pedro Dodd, G3LDO, Revisión de la antena mini-haz MQ2, Práctico Inalámbrico, 8/1999
