vertikál GP 1/4 lambda versus dipól ve výšce 1/2 lambda
Než se rozhodnete pořídit vertikální anténu nebo dipól, podívejte se na srovnání vyzařování obou antén
Vyzařovací diagram antény GP 1/4 pro pásmo 14 MHz
anténa umístěna na zemi, zemní radiály 16 ks
anténa umístěna 3 m nad zemi, radiály 4 ks bez elevace
Z diagramů vyplívá – anténa má kruhový vyzařovací diagram v horizontální rovině, příjemný nízký vyzařovací úhel pro DX spojení, s výškou nad zemí se úhel snižuje, mění se impedance, anténě ve výšce 3 m by prospělo snížení konců radiálů směrem k zemi – impedance by vzrostla (zde je uvedeno pro srovnání bez elevace radiálů, aby bylo vidět, co se stane pouhým zvednutím modelu), obvodová kružnice Ga = -0,23 dBi při umístění na reální zemi nebo Ga = 0,13 dBi při umístění 3 m nad reálnou zemí, vyzařovací úhly cca 27 a 19 stupňů
Vyzařovací diagram dipólu pro pásmo 14 MHz
umístění 10 m nad reálnou zemí
Z diagramu vyplívá – anténa má směrové vlastnosti, vyzařovací úhel je nízký, vhodný pro DX spojení, cca 29 stupňů, obvodová kružnice Ga = 6,95 dBi při umístění 10 m nad reálnou zemí
Porovnání obou digramů sesazením do jednoho obrázku GP 1/4 x dipól
dipól ve výšce 10 m, GP 1/4 na reálné zemi
dipól ve výšce 10 m, GP 1/4 3 m nad reálnou zemi
Z obou obrázků je viditelný zisk ve směru u dipólu oproti všesměrovému vyzařovaní antény GP rozdíl v úrovni vyzářené energie je 6,95 – 0,13 = 6,82 dBi ve prospěch dipólu.
Pozor – je třeba si ale uvědomit, že se příklad týká dipólu na jedno pásmo ve výšce 1/2 lambda. Například pokud bude vícepásmový dipól ve výšce 10 m (1/2lambda pro 14 MHz), budou jeho vyzařovací diagramy na jiných pásmech odlišné, zvláště pokud to bude jednoduchý dipól napájený dvojlinkou. Podívejte se na vyzařovací diagramy u rotačních dipólů.
Při rozhodování mezi vertikálem a dipólem je třeba vždy zvažovat účel využití, možnosti montáže a z toho vyplývající vyzařovací diagramy pro konkrétní pásma.
Kdo hledá jednoduchou a zárověň dobře vyzařující anténu na více pásmech, toho by mohl článek inspirovat. Bonusem pak je nevelká prostorová a výšková náročnost. A také je odpovědí na často kladené požadavky zákazníků na anténu do malého prostoru. Anténa je vhodná i na portable nebo závody typu „Field day“.
Inspirací k tomuto článku byla potřeba vyzkoušet možnosti provozu z druhého QTH a hledání jednoduché testovací antény, která obsáhne potřebná pásma. Sestavil jsem si tedy žebříček požadavků:
využitelný pozemek 20×20 m (dále pak je uvedena i varianta 12×12 m)
sice mám k dispozici 20×60 m, ale nechtěl jsem tahat dráty nad dvůr směrem k silnici, ale využít jen oddělenou zahradu
nenápadnost, nenáročnost stavby, minimum úchytných bodů, úměrná výška nad zemí
nepřekážet běžnému provozu zahrady
jedna vícepásmová anténa
použitelnost v závodech na všech pásmech od 3,5 do 28 MHz s dobrým vyzařovacím diagramem bez výrazných minim
nevyžadovat zemní systém nebo protiváhy
Sérií simulačních pokusů, výpočtů a porovnáváním všech možných typů antén a jejich poloh při montáži jsem dospěl k výsledku, že nejlépe toto všechno splňuje anténa typu DELTALOOP napájená dvojlinkou s použitím anténního tuneru. Anténa má tvar horizontálního zhruba rovnostranného trojúhelníku, napájeného ve vrcholu, kde základna je na zadní straně zahrady směrem od domu a je dlouhá 20m. Ramena vedou k domu, kde je třetí úchytný a také napájecí bod.
Simulacemi jsem si ověřil, že rozumná výška bude kolem 8 m nad zemí, což je ideální pro jednoduché provedení úchytných stožárků. Zvedat ji výš, třeba na 10 m, nemá s ohledem na vyzařování smysl.
Pozor, vše níže uvedené se týká pouze horizontálního deltaloopu = horizontální rovnostranný trojúhelník napájený ve vrcholu !!
Vertikální, šikmý, čtvercový, obdélníkový nebo trojúhelníkový loop napájený uprostřed strany se chová jinak !!
Vyzařovací diagramy
pásmo 3,5 MHz
pásmo 7 MHz
pásmo 14 MHz
pásmo 21 MHz
pásmo 28 MHz
Mechanické provedení
Anténa má tvar horizontálního trojúhelníku, kde základna je na zadní straně zahrady směrem od domu a je dlouhá 20 m. Ramena vedou k domu, kde je třetí úchytný a také napájecí bod. Trojúhelník nemusí být přesně rovnostranný, cca 20% odchylka téměř nic nezmění. Také nemusí být přesně horizontální.
Napájení antény je dvojlinkou 450 Ohmů. Zvoleno to je úmyslně s ohledem na minimalizaci ztrát v napaječi při vícepásmovém provozu. V dvojlince ztratíme jen několik wattů (cca 4 W ze 100 W při délce dvojlinky 10 m). Nechceme přece „provařit“ desítky wattů v koaxu způsobené ztrátami nepřizpůsobením. Délka dvojlinky je ideálně od napájecího bodu antény k tuneru.
Pokud anténu připojujete k nesymetrickému anténnímu tuneru, je nutné mezi tuner a dvojlinku zapojit balun 1:1. Koaxiální kabel mezi balunem a tunerem by měl být co nejkratší (řádově metr) a kvalitní (RG-213, RF-400 apod.). V případě použití symetrického tuneru se dvojlinka připojuje přímo na svorky tuneru.
Pokud stavíme anténu jen na otestování, postačí ji zhotovit z běžného anténního lanka, ale pokud má vydržet dlouhodobě a nepronášet se, je nutné ji udělat z lanka s nosnou nerezovou duší – anténní lanko CU-HS. Klasické měděné lanko se časem natahuje a to i když je předepnuté (tečení mědi). Rohové izolátory – vajíčka jsou jen nasazené na lanko, nejsou fixované svorkami, anténa si tak najde pomocí posouvání v izolátorech optimální polohu. Přápadně lze izolátory zafixovat lanovou svorkou, pokud chcete nastavit pevný rozměr stran. Uchycení antény je v rozích zahrady, kde postavíme hliníkové stožárky o výšce 8 m vyrobené například z hliníkových trubek průměru 50/2 délky 4,5 m a 45/2 délky 4 m (nebo 4,5 m v případě, že se stožárek bude zabetonovávat), horní trubka je zasunutá 40 cm. Trubky mohou být uchyceny k plotovým sloupkům či jiným vhodným předmětům nebo zabetonované. Není je třeba nijak kotvit. Třetím úchytným bodem může být štít domu nebo třetí stožárek. Na vrch stožárků přijde buď kladka nebo stačí ocelové zinkované oko se závitem M6 uchyceným do trubky. Vhodné je dát na vrch horní trubky plastovou záslepku a nezapomenout vyvrtat odvodňovací otvor, pokud přijde trubka zabetonovat. Pro uchycení antény ke sloupkům vyhovuje kotevní lano Mastrant P-3 mm.
DELTALOOP MINI
pro pásma 7 – 28 MHz
Kdo má prostor menší nebo chce mít třeba „plnější“ vyzařovací diagram na pásmu 28 MHz, může natáhnout obdobný DELTALOOP do prostoru například 12×12 m, což se vejde i do zahrádkářské kolonie a přesto budete schopni kompromisně pracovat i na pásmu 3,5 MHz (nutný velký rozsah ladění anténního tuneru). Optimální vlastnosti má na pásmech 7-28 MHz. Pro montáž stačí dva sloupky do rohů a uchycení s napájením ve štítu chatky. Takovou anténu jde většinou postavit i na dovolené mezi stromy.
Vyzařovací diagramy
pásmo 3,5 MHz
pásmo 7 MHz
pásmo 14 MHz
pásmo 21 MHz
pásmo 28 MHz
Znovu opakuji – vše výše uvedené se týká pouze horizontálního deltaloopu = horizontální rovnostranný trojúhelník napájený ve vrcholu !!
Vertikální, šikmý, čtvercový, obdélníkový nebo trojúhelníkový loop napájený uprostřed strany se chová jinak !!
Touto anténou byl splněn požadavek dobrého vyzařovacího diagramu na všech potřebných pásmech a malá náročnost na prostor, uchycení, výšku nad zemí a nepotřeba řešit jakýkoliv zemní systém. Ve vyzařování nejsou žádná výrazná minima (kromě pásma 28 MHz).
Takto konfigurovaná Deltaloop anténa v některých ohledech vyzařováním převyšuje rozšířené a oblíbené vícepásmové antény typu G5RV a jejich modifikace, taktéž vertikální antény ať již rezonanční nebo nerezonanční (např. Rybakov). Je také srovnatelná nebo převyšuje v určitých směrech fixní jednopásmové nebo vícepásmové (FAN) dipóly. To vše samozřejmě při porovnání s umístěním antén v rozumné výšce, tedy kolem 10 m nad zemí. Pokud by byl třeba dipól na 7 MHz umístěn ve 20 m nad zemí, bude na tomto pásmu jistě lepší. A samozřejmě směrové antény jsou také „jiná liga“, ale také jiné pořizovací náklady a montážní souvislosti.
Z vyzařovacích diagramů je také patrné, že natočením trojúhelníku, zvolením napájecího vrcholu nebo velikosti trojúhelníku lze měnit vyzařovací diagram a anténu tím případně uzpůsobit požadavkům.
Popsaná anténa je ideální pro toho, kdo nemá moc prostoru či možnosti stavby stožárů se směrovkami, ale chce si slušně zavysílat na více pásmech. Stačí odpoledne pár hodin práce na zahradě a večer jste QRV.
