další info >>>> | O anténách |  |  |  | Kontakt
Přizpůsobení vertikálu pomocí tzv. hairpin match systému
Všeobecně Na tento způsob přizpůsobení a hlavně nezbytnou teorii se mě dnes zeptal jeden z čtenářů mého webu a já jsem zjistil svůj velký dluh k tak prosté, ale dobré věci.
Historie O historii tohoto přizpůsobení, přiznám se bez mučení, jsem příliš nepátral. Proto, budiž mi odpuštěno, uvedu alespoň jeden zdroj z časopisu Amatérské rádio z roku 1964, str. 301. OK1AGI tam velice poutavým a hezkým způsobem popsal konstrukci své antény typu GP pro pásmo 40 metrů. Doporučuji si tento článek sehnat a přečíst. Je v něm publikován úplný návod na provedení indukčností hairpin matche pro vertikály a také způsob nastavování, který je poplatný době před 50 léty. Dovolím si z tohoto zdroje citovat alespoň schéma antény ok1agi: |
Současnost Moderní článek o tom, jak se dělá hairpin pro vertikály, najdete třeba zde: http://www.dj0ip.de/vertical-antennas/hairpin-match/ Minimum teorie Na obrázku antény ok1agi si všimněte důležitých geometrických rozměrů radiálů a zářiče. Radiály jsou čtvrtvlnné, dlouhé cca 10.4m, ale pokud je autor dělal z elektroinstalačního vodiče s PVC izolací, budou elektricky ještě o něco delší. Zářič je udělaný z trubky. Autor uvádí průměr 10 až 20 mm. Já takové vertikály dělám z trubek až o průměru 50 nebo 60 mm. To není důležité. Důležitá je délka zářiče. Ta je jen 8.5 až 9.5 metru (nikoliv čtvrtina vlny, ta je 10.3m). Nebudu vás unavovat modelováním takové antény, abych vám dokázal, že zářič je kratší než čtvrtina vlny a ani vám nebudu dokazovat, že impedance takového vertikálu je v patě menší než 50 Ohmů a s jalovou složkou např. jX = - 30 Ohmů. Impedance je tedy např. 30 - j35 Ohmů. K pochopení principu hairpin match vystačíme s jednoduchým řešením přizpůsobení ve Smithově diagramu. Nakreslil jsem do něho impedanci našeho vertikálu, celkovou indukčnost hairpin matche (součet obou indukčností - viz Smith) a odbočku pro napáječ, kde je Z = 50 Ohmů. Princip spočívá v tom, že zářič musí být skutečně kratší (aby jX bylo záporné a ve správné oblasti Smithova diagramu. Sériovou indukčností 225 nH dotáhneme kapacitní charakter zářiče do bodu TP2 a indukčností proti zemi (1.4 mikroH) tuto impedanci přizpůsobíme. Hairpin match má opravdu maličké ztráty. Nechal jsem na vás, abyste si sami zkusili ve Smithově diagramu namalovat Q křivku a ztráty si stanovit. Není to však nutné, v tomto případě jsou match loss ztráty opravdu maličké. Proto si raději udělejte jinou domácí úlohu. Namodelujte si hodně zkrácený vertikál, např. pro pásmo 80m nebo 160 metrů a pokuste se vyřešit hairpin match přizpůsobení včetně ztrát. Řešení domácí úlohy
Vertikál vysoký 12m má v pásmu 160m velice nízkou impedanci s obrovskou jalovou složkou. Konkrétně je Z = 2 - j580. Hairpin match lze samozřejmě udělat a anténu přizpůsobit. V sérii se zářičem bude indukčnost o velikosti asi 50.4 mikroH a proti zemi bude indukčnost jen cca 900 nH. Vše vidíte ve Smithově diagramu vpravo. A rozsvítil jsem tam i Q kružnici, do které se nám obvodové prvky hairpin "vejdou". Q = cca 30. Ztráty takového přizpůsobení (match loss) už malé opravdu nebudou a na indukčnosti se rozptýlí více než 10% výkonu na teplo. Nebudu konstatovat, že s tím nic nenaděláme. V hairpin matchi opravdu ne, ale zvážíme jiný způsob zkrácení našeho vertikálu. Např. kapacitním kloboukem na špici zářiče, uděláme L anténu, indukčnost přestěhujeme z části pod kapacitní klobouk, prostě "přestěhujeme" nízkou impedanci v patě k hodnotám bližším předchozímu příkladu (anténa pro 40m). |
Závěr Teorie hairpin match přizpůsobení je skutečně takto jednoduchá. Přizpůsobení se pro vertikály používá už dlouho a úspěšně. Předpokladem je dostat impedanci zářiče do oblasti Smithova diagramu tam, kam je třeba. Na obrázku vpravo je "dlouhý" vertikál pro pásmo 80m. Jeho Z = 20 + j5 Zářič se v takovém případě zkracuje kapacitou - viz Smith vpravo. Kapacita je cca 1.5 nF a hairpin indukčnost má asi 1.8 mikroH. Pokud bychom místo indukčnosti použili pahýl z koaxiálu (na konci zkratovaný), posloužil by podobně jako indukčnost hairpin. Pahýl by byl dlouhý asi 0.1 x lambda, což s ohledem na součinitel zkrácení u plného PE dielektrika koaxu odpovídá délce něco přes 6 metrů. |
© 2014 Míra Šídlo, ok1ufc, datum poslední úpravy: 2.6.2015