Autor tego artykułu to Robi, S53WW. Oryginał w języku angielskim znajdziesz na jego stronie: http://lea.hamradio.si/~S53WW/. Dwa świetne artykuły od Robiego mogliście już przeczytać na tej stronie (przedwzmacniacze S53WW i XVRT Javornik) - a trzeci jest również doskonały. Dziękujemy Robi!
1. Kilka słów o 2m zawodach w UE
Każdy poważny 2m uczestnik zawodów musi odpowiedzieć na to pytanie - jaki typ anteny jest najlepszy dla moich zawodów QTH? Naciska się szybką odpowiedź - z jak największym zyskiem! Odpowiedź jest poprawna tylko dla tych stacji, które są oddalone o 800 km i więcej od lokalizacji o największej aktywności. Są to głównie DL i OK, a następnie lokalizacje poza środkową Europą. Jeśli jednak z Twojego miejsca zawodów wychodzi wiele kierunków, które przynoszą znaczną ilość punktów (duża liczba QSO*QRB), to najważniejszą cechą używanej anteny jest szerokość głównego obszaru promieniowania dla -3 dB.
Rysunek przedstawia dość typowy diagram kierunkowy łączności dla typowego miejsca zawodów w S5 (Alpy w azymucie 300°, Góry Bałkańskie i Morze Adriatyckie w azymucie 120-180°). Z statystyk po lewej stronie rysunku wynika, że około 60% punktów uzyskuje się z trzech kierunków o szerokości około 30° (tę statystykę oblicza program VHFSTAT.EXE z danych w formacie EDI, konwersja z EDI do formatu QSO/TST jest możliwa z VHFLIB.EXE. Na podstawie tego diagramu można definitywnie stwierdzić, że konieczne jest posiadanie dwóch systemów antenowych – jednego o szerokości listka 30° i drugiego o szerokości listka 75°. W tym momencie pojawia się kwestia zakłóceń z pobliskich stacji w przypadku korzystania z anteny płatkowej 75°. Ważne jest, aby używać RX o doskonałym zakresie dynamiki (co oczywiście nie obejmuje przedwzmacniaczy). Najlepszym wydaje się zastosowanie domowego RX, ale kompozycja XVRT+HF RIG o współczynniku szumów na poziomie 2,0 dB też jest OK. Całkowity szum konfiguracji (tłumienie kabla koncentrycznego plus szum RX) nie może być niższy niż 2,0 dB, jeśli wzmocnienie transwertera przekracza zakres dynamiczny odbiornika (turbo deluxe XVRT i super HF RIG są degradowane do średniego zakresu - w przeciwnym razie całkowicie liniowe przedwzmacniacz - jest przeznaczony dla nich!)
Bezprzewodowe odbiorniki są niezbędne do efektywnego wykorzystania trzech lub czterech systemów antenowych (oczywiście z drugim operatorem). Je to najbardziej optymalne rozwiązanie, jeśli wszyscy operatorzy RX mogą również nadawać, chociaż nie jest to konieczne. nezávislé prijímače sú potrebné pre efektívne využitie troch alebo štyroch anténnych systémov (samozrejme s druhým operátorom). Ak všetci RX operátori môžu aj vysielať, je to najoptimálnejšie riešenie, aj keď nie nevyhnutné.
Minimalny zysk anteny dla tropo contest wynosi około 16 dBi. Ten zysk jest osiągalny przez długą Yagi (4 lambda), ale jej szerokość promienia dla -3 dB (w płaszczyźnie E) wynosi mniej niż 30°. Jak osiągnąć pokrycie azymutalne w zakresie 50 - 70° i zysk powyżej 16 dBi? Odpowiedź to stos I (system pionowy) krótkich anten yagi.
2. Stos I czterech anten yagi 4 el. z maksymalnym zyskiem
Po dokładnym przemyśleniu naszego contestowego QTH (S59DEM/JN75DS) według diagramu kierunkowości połączeń postanowiłem postawić pionowy system z kwadratu krótkich yagi, które mają szerokość głównego promienia dla -3 dB około 50°. Aby osiągnąć pożądany zysk, wybrałem wersję yagi z maksymalnym zyskiem. Maksymalny zysk jest przy impedancji anteny poniżej 50 omów. Przy rozważanej stałej impedancji anteny 12,5 omów można uzyskać 50-omową poprzez użycie składanego dipola i prostego baluna cewkowego. W takim przypadku można zbudować antenę, która ma Symulowane I i w płaszczyźnie H charakterystyki kierunkowe można zobaczyć na załączonych obrazkach.
Rys.2 - charakterystyka stosowania dwóch 4-el. Yagi o maksymalnym zysku w stosunku do odległości pionowej. Boom jest z profili Al 20x20 mm, elementy z prętów Al o średnicy 5,0 mm są izolowane od boom-u (korekta boom-u wynosi 2,0 mm). Plastikowe uchwyty (wyprodukowane w domu) zostały użyte jako izolatory elementów. Ta technologia okazała się być mechanicznie mało stabilna, więc elementy i izolatory zostały później sklejone z boom-em dwuskładnikowym klejem.
Cienką stroną krótkich Yagi o maksymalnym zysku jest wąska szerokość pasma (144 - 145 dla PSV 1:1,5) i słaby stosunek sygnału do szumu (np. 12,5 dB dla tego projektu). Jednakże, ponieważ nie planuje się używać jednej anteny, a systemu antenowego, problem z stosunkiem sygnał/szum może być skutecznie rozwiązany poprzez odpowiednie ustawienie anten. Zaproponowany system również poprawia PSV (dzięki kompensacji składowej biernej) - PSV 1:1 w całym zakresie 143 - 146 MHz. Poszczególne anteny mogą być od siebie oddalone o lambda/ćwierć długości fali i zasilane w odpowiedniej fazie. W takim przypadku stosunek sygnał/szum wynosi 25-30 dB. Stosowanie pionowe jest pokazane na rysunku 3.
Ryc. 3 – wymiary stosu I czterech 4 el.yaginów. Należy pamiętać, że pionowa separacja anten wynosi co najmniej 2,1 m i może zostać zwiększona do 2,4 m przy wzmocnieniu 0,1 dB/0,1 m. W górnej części szkicu widać miejsca przecięcia masztu z bomem. Anteny górna i dolna są przymocowane do masztu pomiędzy D1 i D2, anteny środkowe są przesunięte o 520 mm do przodu. Z tego powodu kable zasilające anteny środkowe powinny być krótsze o długość elektryczną lambda/4 (tzn. kable powinny mieć długość 520 mm*velocity_factor (340 mm dla kabli z pełnym dielektrykiem PE i 360 mm z litego PTFE).
Dipol (na rys.4) to klasyczny dipol składany o tych samych wymiarach co anteny DJ9BV, ale z długością 900 mmabalun składa się z cewki wykonanej z kabla RG-188/RG-316 (rys.5). Dipol jest bezpośrednio podłączony do belki (rura dipola jest w środku złączona i wiercona na długość 25 mm. Z belką jest zamocowany odpowiednim śrubem.). Ta sama technika jest stosowana także do podłączenia baluna do dipola.
Rys.5 - szczegóły cewkowego baluna: siedmioobwodowa cewka jest nawinięta z 500 mm długiego cienkiego kabla teflonowego (np. RG-188) na plastikową obudowę o średnicy 18 mm (plastikowa rura instalacyjna) z wstępnie wierconymi otworami na odległość 22 mm, które służą do mocowania kabla. Złącze N jest bezpośrednio podłączone do RG-188.
Gotowy balun jest osłonięty elektroinstalacyjną plastikową obudową. Szczegóły dipola z balunem są pokazane TUTAJ. Autorem z anteną na Wydziale Elektrycznym w Lublanie jest TUTAJ.
Ten system antenowy sprawdził się w zawodach (S59DEM/S55A/S53WW) w ciągu ostatnich dwóch lat w porównaniu z jedną anteną 15-elementową DL6WU. Nasz główny system antenowy składa się z dwóch 15-elementowych anten DL6WU ustawionych pionowo. Ma on około 3 dB większe wzmocnienie (4x4 ma dłuższy zasilacz, około 0,5 dB i tylko RG-213 jako kable łączące (z poprzedniego systemu 4x6 el.)).
Robi, S53WW
http://lea.hamradio.si/~S53WW/
Słowacki przekład Viliam, OM0AAO