El autor de este artículo es Robi, S53WW. La versión original en inglés se puede encontrar en su sitio web: http://lea.hamradio.si/~S53WW/. Ya has podido leer dos excelentes artículos de Robi en este portal (preamplificadores S53WW y XVRT Javornik) - ¡y el tercero también es excelente. ¡Gracias Robi!
1. Algunas palabras sobre el contesting de 2m en la UE
Cada operador serio de 2m concursante debe enfrentarse a esta pregunta - ¿Qué tipo de antena es la mejor para mi QTH de concurso? QTH? La respuesta rápida es presionante - ¡con la mayor ganancia posible! La respuesta es correcta solo para aquellas estaciones que están a más de 800 km de los lugares con mayor actividad. Estos son principalmente DL y OK, luego lugares fuera de Europa central. Sin embargo, si su QTH de concurso tiene varias direcciones que aportan una cantidad considerable de puntos (gran cantidad QSO*QRB), entonces la característica más importante de la antena utilizada es el ancho del lóbulo principal de radiación para -3 dB.
La imagen muestra más o menos un diagrama de radiación común para un QTH de concurso típico en S5 (Alpes en azimut 300°, Montañas de los Balcanes y Mar Adriático en azimut 120 - 180°). A partir de las estadísticas en el lado izquierdo de la imagen, se puede ver que aproximadamente el 60% de los puntos se obtienen de tres direcciones que tienen un ancho de aproximadamente 30° (este programa calcula esta estadística VHFSTAT.EXE from data in EDI format, conversion from EDI to QSO/TST format is possible with VHFLIB.EXE. Según este diagrama, se puede determinar definitivamente que es necesario tener dos sistemas de antena: uno con un ancho de lóbulo de 30° y el otro con un ancho de lóbulo de 75°. En este punto, surge la cuestión de la interferencia de estaciones cercanas cuando se utiliza una antena de lóbulo de 75°. Es importante utilizar un RX con un excelente rango dinámico (que por supuesto excluye los preamplificadores). La implementación de RX casera parece ser la mejor, pero la composición de XVRT+HF RIG con una figura de ruido de alrededor de 2,0 dB también está bien. El ruido total de configuración (atenuación coaxial más ruido RX) no puede ser inferior a 2,0 dB si la ganancia del transversor excede el rango dinámico del receptor (el turbo deluxe XVRT y el súper HF RIG se degradan al rango medio; de lo contrario, son completamente lineales). Amplificador previo - ¡está incluido para ellos!
Una solución común es instalar dos o más sistemas de antena. Para un uso eficiente, el segundo (tercero, etc.) sistema de antena debe tener el mismo rendimiento que el principal (ganancia y potencia similares +/- 3 dB). Si se utilizan más de dos sistemas de antena, la disposición normal es RX/TX (donde la potencia de un TX se divide entre dos antenas y un RX se conmuta entre dos antenas), lo que no es una solución óptima hoy en día. El tiempo para cambiar entre tres o más antenas es demasiado largo y durante ese tiempo podemos escuchar completamente a la persona que llama. Para el uso eficaz de tres o cuatro sistemas de antena (con un segundo operador, por supuesto) se necesitan al menos dos receptores independientes. Si todos los operadores de RX también pueden transmitir, es la solución más óptima, aunque no necesaria.
La ganancia mínima de la antena para el concurso de tropo es de aproximadamente 16 dBi. Esta ganancia se puede lograr con una antena larga yagi (4 lambda), pero su ancho de haz para -3 dB (en el plano E) es menor de 30°. ¿Cómo lograr una cobertura de azimut en un ancho de 50 - 70° y una ganancia superior a 16 dBi? La respuesta es I-stack (sistema vertical) de antenas yagi cortas
2. I-stack de cuatro yagis de 4 elementos con ganancia máxima
Después de una revisión exhaustiva de nuestro concurso QTH (S59DEM/JN75DS) según el diagrama de conexión direccional, decidí construir un sistema vertical de un cuádruple de yagis cortos, que tienen un ancho de lóbulo principal para -3 dB de aproximadamente 50°. Para lograr la ganancia deseada, elegí la versión yagi con máxima ganancia. La ganancia máxima se produce cuando la impedancia de la antena es inferior a 50 ohmios. Con una impedancia de antena fija considerada de 12,5 ohmios, es posible obtener 50 ohmios utilizando un dipolo plegado y un balun de bobina simple. En ese caso, es posible construir una antena que tenga una impedancia de 50 ohmios, una ganancia de 11,3 dBi, un ancho de lóbulo de 50° en el plano E y una longitud de 1600 mm (0,8 lambda). Simulado Y a en el plano H puede ver las características direccionales en las imágenes adjuntas.
Fig.2 - característica de apilamiento de dos 4 el.yagi con ganancia máxima versus distancia vertical. El boom es de perfil de Al 20x20 mm, los elementos de Al de 5,0 mm de diámetro están aislados del boom (la corrección del boom es de 2,0 mm). Se utilizaron soportes de plástico (hechos en casa) como aisladores de los elementos. Esta tecnología resultó ser mecánicamente poco estable, por lo que los elementos y aisladores fueron posteriormente pegados al boom con adhesivo de dos componentes.
La desventaja de las antenas yagi cortas con ganancia máxima es su estrecho ancho de banda (144 - 145 para VSWR la relación adelante/atrás (por ejemplo, 12,5 dB para este diseño). Sin embargo, dado que no se pretende utilizar una sola antena, sino un sistema de antenas, el problema de la relación frontal/trasera puede resolverse eficazmente mediante un apilamiento adecuado. El sistema propuesto también mejora el VSWR (gracias a la compensación de la componente reactiva) - VSWR 1:1 en todo el rango de 143 - 146 MHz. Las antenas individuales pueden estar separadas horizontalmente por lambda/4 y alimentadas en fase correcta. En ese caso, la relación frontal/trasera es de 25 a 30 dB. El apilamiento vertical se muestra en la figura 3.
Fig. 3 – dimensiones de la pila I de cuatro 4 el.yagins. Tenga en cuenta que la separación vertical de las antenas es de un mínimo de 2,1 m y se puede aumentar a 2,4 m con un incremento de ganancia de 0,1 dB/0,1 m. En la parte superior del croquis se pueden observar las posiciones en las que el mástil se cruza con la botavara. Las antenas superior e inferior se fijan al mástil entre D1 y D2, las antenas intermedias se mueven 520 mm hacia adelante. Por esta razón, los cables que alimentan las antenas intermedias deben ser más cortos en la longitud eléctrica lambda/4 (es decir, los cables deben tener una longitud de 520 mm*velocity_factor (340 mm para cables con dieléctrico de PE sólido y 360 mm de PTFE sólido).
El dipolo (en la fig. 4) es un dipolo plegado clásico con las mismas dimensiones que las antenas DJ9BV, pero con una longitud de 900 mmabalun está formado por una bobina de cable RG-188/RG-316 (fig. 5). El dipolo está conectado directamente al boom (el tubo del dipolo está estampado y perforado en el centro a lo largo de 25 mm. Se fija al boom con un tornillo adecuado.). La misma técnica se utiliza para conectar el balun al dipolo.
Fig. 5 - detalle del balun de bobina: la bobina de siete vueltas está enrollada con un cable de teflón delgado de 500 mm de largo (por ejemplo, RG-188) en un cuerpo de plástico con un diámetro de 18 mm (tubo de plástico para instalaciones domésticas) con agujeros preperforados a una distancia de 22 mm, que se utilizan para fijar el cable. El conector N está directamente conectado al RG-188.
Balun terminado está cubierto con una caja de plástico de instalación eléctrica. Se muestra el detalle del dipolo con el balun TU. El autor con la antena en la Facultad de Ingeniería Eléctrica de Liubliana es TU.
Este sistema de antena ha demostrado su valía en concursos (S59DEM/S55A/S53WW) en los últimos dos años en comparación con una 15 el. DL6WU. Nuestro sistema de antena principal consta de dos 15 el. DL6WU apilados verticalmente. Tiene aproximadamente 3 dB más de ganancia (4×4 tiene un alimentador más largo, aproximadamente 0,5 dB y solo RG-213 como cables de apilamiento (del antiguo sistema 4×6 el.)).
Robi, S53WW
http://lea.hamradio.si/~S53WW/
Traducción eslovaca de Viliam, OM0AAO