Dobre anteny
Początkujący radioamator ma trudności z orientacją w różnych projektach anten. Książki o antenach i internet są pełne najróżniejszych konstrukcji. Dobrym przewodnikiem w wyborze anteny są wyniki, w których podany jest typ anteny.
Jeśli nie kupujemy gotowej anteny, musimy wiedzieć, które wymiary lub materiały mają istotny wpływ na ostateczne właściwości anteny. Osobiście preferuję sprawdzone przez lata projekty anten lub anteny z bezpośrednim zasilaniem kablem koncentrycznym z powodu:
- każdy obwód dopasowujący ma pewne straty
- ze względu na brak przyrządów pomiarowych łatwiej jest dostroić jedną rzecz (antenę) niż dwie rzeczy (element dopasowujący i antenę)
- anteny o impedancji 50 ohm w punkcie zasilania są szersze pasmowo niż ten sam typ anten o niższej impedancji i obwodzie dopasowującym
- anteny o impedancji 50 ohm w punkcie zasilania są znacznie mniej wrażliwe na otaczające anteny i inne przedmioty
- prostsza konstrukcja
- … jednak wadą jest nieco mniejszy zysk i gorszy stosunek F/B (przód-tył)
Proste anteny KV
Prostą sprawdzoną anteną jest horyzontalny dipol półfalowy. Przy zasilaniu w środku impedancja będzie bliska 50 ohm. Jej wartość zależy od wysokości nad ziemią i otaczających przedmiotów (budynków).
Długość dipola półfalowego obliczamy: l = 150/f [m;MHz]
W praktyce długość będzie nieco mniejsza, co wykorzystamy przy ostatecznym ustawianiu anteny w danym środowisku (skracamy). Izolatory końcowe można kupić lub wykonać ze starego grubego kabla koncentrycznego z teflonowym dielektrykiem. Drut musi być wystarczająco mocny, aby wytrzymać obciążenie.
Biorąc pod uwagę, że kabel koncentryczny jest niesymetrycznym zasilaczem, a dipol półfalowy zasilany w środku jest anteną symetryczną, ich połączenie powinno być rozwiązane za pomocą baluna 1:1. Prawidłowe wykonanie baluna wymaga odpowiednich materiałów i techniki nawijania - jeśli te warunki nie zostaną spełnione, balun nie będzie prawidłowo spełniać swojej funkcji. Możemy również użyć komercyjnie dostępnych balunów, przy małej mocy lub antenie przenośnej nie używać baluna (niezalecane).
Na wyższych pasmach możemy zastąpić balun kilkoma zwojami kabla koncentrycznego tuż pod anteną.
Ulubioną formą jest dipol w kształcie odwróconego V.. Wymaga tylko jednego wysokiego punktu mocowania, a część energii jest wypromieniowywana również w polaryzacji pionowej, co jest korzystne w przypadku połączeń DX.
Wielopasmowe anteny dipolowe oferują kompromisową możliwość pracy na wielu pasmach. Realizowane są z pułapkami (np. W3DZZ), dostrajane tunerem (np. G5RV, Zepelin), wieloma równoległymi radiatorami lub innym sposobem zasilania (FD-4).
Pionowy radiator ćwierćfalowy jest doskonałą anteną DX.. Do prawidłowego funkcjonowania niezbędny jest system przeciwwag – radialnych. W przypadku podziemia (zakopanego w ziemi lub ułożonego na ziemi) im więcej i dłużej – tym lepiej. Prawdziwie skuteczny system składa się z dziesiątek do setek radiali. Zaletą jest to, że promienie są dyskretne i nie muszą mieć długości rezonansowej.
W przeciwieństwie do podniesionych radiali, które muszą mieć długość rezonansową. Ich zaletą jest jednak to, że wysoką wydajność osiągamy już z jednym do czterech radiali. Najłatwiej jest zrealizować dwa radiály, które najpierw bez pionowego radiatora stroimy do pasma jako dipol lub odwrócone V na niskiej wysokości (wystarczą 2 - 3 m nad ziemią). Następnie dodajemy radiator ćwierćfalowy i sprawdzamy rezonans i dopasowanie anteny. Od pasma 40m możemy z powodzeniem wykorzystać teleskopowe pręty z włókna szklanego, co sprawia, że realizacja anteny jest bardzo prosta.
Doskonałą anteną DX na dolne pasma jest odwrócona antena L.. Nadaje się tam, gdzie nie ma możliwości zastosowania anteny ćwierćfalowej o pełnej wysokości. Opis anten jedno- i wielopasmowych (160m, 80m i 40m) znajdziesz na stronie www.160m.de.
Materiał: kupisz w lokalnych sklepach z elektroinstalacją, toroidy Amidon na www.awas.sk lub www.ges.cz, części lub całe anteny również na www.ok5im.com
„Od których anten nie można wiele oczekiwać?“, to częste pytanie. Są to przede wszystkim bardzo krótkie anteny pionowe (wysokość mniej niż 0,1 długości fali w danym paśmie) i różne anteny zastępcze, na przykład anteny balkonowe.
Wymaganie pracy na wielu pasmach można rozwiązać anteną wielopasmową na wspólnym boomie. W warunkach domowych jednak najbardziej wykonalną anteną kierunkową jest 2-elementowa Yagi. Materiał jest stosunkowo dostępny, a wykonanie wymaga tylko zwykłych narzędzi – piły, wiertarki, miary, śrubokrętów i zestawu kluczy.
Takie anteny opisał Martin DKZB na: http://www.DK7ZB.fox28.de/start1.htm
Dla pasma 10m można zmodyfikować na 50ohm również 3-elementową yagi z betamatch i boomem 2,4m, którą można stosunkowo tanio kupić. Jej impedancja wynosi około 30 ohmów, a prostą zmianą długości elementów można ją dostosować do odpowiednich PSV. Przez dwa lata używałem tej anteny z doskonałymi wynikami.
Konstrukcyjnie prosta jest również HB9CV, potocznie nazywana „hábéčko”. Doskonały opis genezy tej anteny pojawił się jakiś czas temu na stronie OK2KKW http://www.ok2kkw.com/HB9CV/HB9CV_1969.htm . Opinie na temat HB9CV są jednak różne – niektórzy radioamatorzy mieli z nią problemy. HB9CV jest interesująca przede wszystkim z punktu widzenia wysokiego zysku i dużego stosunku F/B.
moxon beam ma przewagę nad tymi antenami dzięki mniejszym rozmiarom, wymaga jednak przemyślanej konstrukcji mechanicznej. Zwykle sięgają po nią low band contestmani, ponieważ można ją zrealizować jako stałą kierunkową antenę drucianą z elektrycznie przełączanym kierunkiem promieniowania.
spiderbeam jest anteną wielopasmową wieloelementową, która wyróżnia się wieloma dobrymi właściwościami. Ze względu na niską wagę transportową i rozmiary w rozłożonym stanie szybko zyskała popularność w eksploatacji ekspedycyjnej, ale jest to również doskonała antena do warunków domowych. Możliwa jest również domowa konstrukcja, ale jej cena komercyjna nie jest na tyle wysoka, aby opłacało się ją realizować 'na kolanie'.
Pułkowy tribander jest bardzo popularną anteną i w asortymencie ma ją wielu producentów. Realizacja domowa jest bardzo trudna, ponieważ tribander jest elektrycznie i mechanicznie dość skomplikowaną anteną.
Rotatory są drogą sprawą. Zasada jest bardzo prosta: silnik z przekładnią do wolnego obrotu. Problemem jest zdobycie odpowiedniej przekładni. Większe rotatory są wyposażone w elektromagnetyczny hamulec, co stanowi duży problem przy produkcji 'na kolanie'.
Zaskakująco dobre wyniki można osiągnąć z rotatorem AR-300XL. Zaletą są bardzo wysokiej jakości i mocne materiały, z których wykonany jest rotator. Jeśli wyeliminujemy obciążenie pionowe i przesunięcie, rotator poradzi sobie z obracaniem nawet mniejszej anteny KV. Wymaga to użycia dwóch łożysk i dużo myślenia, ale jest to możliwe. Niektóre egzemplarze mają problem z wskazaniem azymutu, najlepiej użyć niezależnej wskazówki obrotu.
Profesjonalne maszty kratownicowe są niedostępne dla początkującego HAM-a. Na płaskim dachu możemy łatwo zrealizować maszt - trójnóg. Konstrukcję przymocujemy do obciążeń, które wykonamy wylewając beton do starych opon. Uwaga na wagę, aby dach to wytrzymał.
Maszt stały o wysokości ok. Łącząc dwie długie rury rusztowania, można uzyskać długość 10 m. Wkopiemy fundamenty w ziemię na głębokość co najmniej 1 m, w którym zainstalujemy pierwszą rurę rusztowania. Po 120 stopniach, około 10 m od podstawy masztu, kopiemy trzy fundamenty pod zakotwienie. Może to sięgać do podłoża, jeśli zamontujemy krótkie rury rusztowania i zamocujemy zakotwienie u góry, nikomu to nie będzie przeszkadzać. Po utwardzeniu fundamentów zadzwoń do znajomych, wykonaj niskie rusztowanie i przygotuj drugą rurę z anteną. We trójkę taki system podnieśliśmy bez żadnych problemów, ale pewnie jeszcze lepiej chodziłby w pięcie.
Budowa masztów jest trudna, lepiej wszystko przeszacować niż potem ocierać łzy. Nie zapomnij o uziemieniu.
Proste anteny VHF
Zabierać się za VHF konkursowania z antenami takimi jak ¼, ½, Slim-Jim i podobnymi to czysty nonsens. Najczęściej używane są cztery rodzaje anten: yagi, quad,Quagi i paraboliczne.
Anteny Yagi są popularne ze względu na dobre parametry elektryczne i prostą konstrukcję mechaniczną. Dzięki tej właściwości mogą być realizowane jako rozbieralne, co umożliwia transport na tymczasowe stanowisko.
Tutaj również działa modna fala - bardzo popularne są Yagi DK7ZB, które zdobywają popularność kosztem starszych F9FT, DL6WU, DJ9BV, PA0MS, Y23RD i innych. Przy przestrzeganiu procedury budowy anteny działają doskonale. Najtrudniejsze jest wykonanie dopasowania DK7ZB z kabli koncentrycznych. Na rynku jest wiele kabli, które nie są do tego celu najlepiej dopasowane, warto przejść się po kilku sklepach i znaleźć najlepszy pod względem lutowalności i elastyczności. Wersje 50 i 28 ohm anten DK7ZB są odpowiednie również dla początkujących, unikaj anten 12,5 ohm - są bardzo ostre i krytyczne dla otoczenia.
quady mimo wyjątkowych właściwości elektrycznych nie rozprzestrzeniły się zbytnio. Jest to spowodowane ich złożonością mechaniczną. Sprawdzoną anteną jest DL7KM „ósemka, podwójny quad”. Antena jest dość szerokopasmowa, ma impedancję około 50 ohm i zysk 7-8dBd. Na 2m w swoim czasie ulubiony był 7-elementowy quad według GW4CQT.
quagi jest hybrydową anteną, która powstaje z połączenia elementów z yagi (dyrektorów) i quadu (emiter i reflektor). Zaletą jest większy zysk niż w przypadku yagi o tej samej długości oraz wyższa impedancja w punkcie zasilania przy tylko nieco bardziej skomplikowanej konstrukcji mechanicznej czystej yagi. Taką antenę używał na przykład W5UN http://web.wt.net/~w5un/w5unqu97.htm
W wyższych pasmach VHF dominują anteny paraboliczne.. Tworzenie wieloelementowego yagi z takim samym wzmocnieniem jak parabola wymaga bardzo dużej dokładności. W przypadku zastosowania anteny fabrycznej lub o przekroju parabolicznym (np. SAT, WIFI) wystarczy wykonać odpowiedni naświetlacz i ustawić antenę. Sprawdzone naświetlacze to konstrukcje wg DB6NT, DL4MEA i inne.
Biorąc pod uwagę znacznie mniejszą wagę, wymiarami i oporem wiatru anteny VKV mniej obciążają maszt i rotator. Mniejsze anteny można obracać ręcznie, co jest bardzo operacyjne.
Ponieważ charakterystyka promieniowania (zwłaszcza dłuższych) anten VKV jest węższa, warto poświęcić czas na dokładne ustawienie azymutu. Wpływ otaczających przedmiotów, takich jak maszt, może spowodować, że oś mechaniczna anteny nie będzie się zgadzać. W tym celu można wykorzystać sygnały z pasma, boje lub inne stacje i skalibrować obrót anteny.
Kable i złącza współosiowe muszą być perfekcyjne. Wiele początkujących amatorów VKV lekceważy ten fakt, mówiąc "przecież to działa". Niewłaściwy jest kabel współosiowy RG-58. Jeśli potrzebujesz cienkiego kabla, na przykład ze względu na wagę, inspiruj się kablami współosiowymi używanymi w technologii WIFI. Złącza preferuj dłuższe wersje, które lepiej chwytają napięcie kabla. Lepiej kupić wysokiej jakości złącze za sto pięćdziesiąt koron niż pięć marnych po trzydzieści…
Wiele z wymienionych anten znajdziesz również tutaj – na www.CQ.sk.
Słowniczek
impedancja w punkcie zasilania – jest to impedancja na promienniku anteny bez jakiejkolwiek sieci dopasowującej
półfalowy dipol – prosta antena rezonansowa balun – impedancyjny transformator, który dodatkowo zapewnia przejście między obciążeniem symetrycznym a niesymetrycznym
trap – człon LC włączany do anteny w celu elektrycznego wydłużenia lub skrócenia elementu, co pozwala osiągnąć rezonans
tuner – człon dostrajający antenę, który zapewnia przetwarzanie impedancji
tribander – antena zdolna do pracy na trzech pasmach
rotator – urządzenie do obracania anteny
boom – nośna część anteny, do której przymocowane są poszczególne elementy
kratownicowy maszt – maszt w kształcie stożka, bardzo mocny
Slim-Jim – prosta antena VKV
Match – obwód dopasowujący anteny
Charakterystyka promieniowania anteny – zazwyczaj graficzne przedstawienie kierunkowego rozkładu wyemitowanej energii przez antenę
Następnym razem: jak ułatwić sobie contesting