Home | O anténách |  |  |  | Kontakt
Měření vyzařování antény GAP Titan
Všeobecně První měření vyzařování bylo provedeno na anténě sestavené podle přiloženého návodu. Instalace byla provedena ve výšce protiváhy 2m nad zemí. Měření a srovnávací zkouška antén byla provedena na kmitočtu 14.060 MHz. Jako referenční antény pro srovnání byly použity: horizontální otočný nezkrácený dipól, doladěný do rezonance a čtvrtvlnný vertikál s celkem 32 zakopanými radiály, z nichž pouze 4 byly na daném kmitočtu čtvrtvlnné, 8 delších bylo pro pásmo 30m, dalších 16 pro pásmo 40m a poslední 4 byly pro pásmo 80m. Možnosti měření V daném QTH bylo možno měřit vyzařování pouze na těchto elevačních úhlech: 49°, 34.5°, 19.9° a 5°. Měřené antény byly použity jako vysílací. Měřicí anténa přijímače byla feritová. Jednoduché modely MININEC Pro měření byly použity jednoduché modely každé antény, které se shodovaly s reálnou anténou přibližně v impedanci v místě napájení a v proudu, který tekl hlavním zářičem. Vynálezce George Henf patentoval v US patentu č. US 5592183 několik použitých konstrukčních řešení, které uplatnil při konstrukci antén GAP. Doporučuji prostudovat např. tento odkaz: http://www.google.com/patents/US5592183 ve kterém jsou zajímavé principy zkracování prvků pomocí koaxiálních kabelů popsané. Bohužel, nemám souhlas s publikováním jakékoliv části patentovaného autorského díla, takže nemohu obrázky (je jich na uvedeném webu asi 9) použít a principy řešení na tomto webu publikovat. Principy jednotlivých řešení však z popisu patentu pochopíte a náhledy tam jsou k dispozici. V případě většího zájmu k tématu, jak GAP antény fungují, však mohu zrealizovat např. přednášku s ukázkami na nějakém ham setkání. Vyzařování antén podle modelu Dipól pro pásmo 20m, který je instalovaný ve výšce 20m již má výrazné směrové účinky. Jeho maximum a minimum se může lišit až o 10 dB a vyzařovací diagramy jsou znázorněné modrou čárou (směr maximálního vyzařování) a černou čárou (směr nejmenšího vyzařování k horizontu). Přestože bychom asi v praxi dokázali oželet ztracených 8 dB na vyšších elevačních úhlech, budeme opatrní toto tvrdit o nízkých úhlech. Model MININEC (MMANA) je pro rešení vyzařování podél horizontu značně nepřesný, avšak při srovnávání na nízkých úhlech dává velké diference. A již podle modelu je vidět, že dipól je třeba realizovat jako rotační. Vyzařování vertikálu je znázorněné zelenou čarou. Maximum vyzařování je na elevačním úhlu menším než cca 30°, diagram nemá výrazná minima a model MININEC nám na nejnižších úhlech dává pesimistické hodnoty. Z praxe a zkušeností víme, že vertikál je ještě použitelnou anténou pro DX mezikontinentální provoz, když jsou dobré podmínky. Vyzařování multibanderu GAP Titan se v uvedené konfiguraci příliš neliší od vyzařování vertikálního dipólu. Maximum vyzařování lze očekávat na elevačních úhlech kolem 20°. Vyzařovací diagram pro DX provoz je příznivý. U dipólu bylo před měřením hledáno maximum vyzařování otáčením v azimutu. Očekávání Před měřením jsem očekával, že na elevačních úhlech (nepatrně zaokrouhleno) 50°, 35° a 20° se mi podaří alespoň nějaké diference najít. Očekával jsem, že: 1. nejsilnější signál bude z dipólu na všech úhlech 2. na úhlech 50° a 35° bude nejslabší signál z antény GAP Titan DX 3. na úhlu 20° bude nejslabší signál ze čtvrtvlnného vertikálu 4. na nejnižším úhlu 5° již nerozliším žádné rozdíly Naměřené diference u jednotlivých antén
| Naměřené diference jsou na obrázku vlevo. Směry záření (elevační úhly 50°, 35°, 20° a 5° jsou vyznačené červenými šipkami od středu. Části kruhových oblouků (šedá barva) představují škálu diferencí úrovně přijímaného signálu v dB. Protože byla před měřením provedena ještě poslední kontrola, byl snížen výkon měřicího vysílače o 3 dB a již se nevrátil knoflík na původní hodnotu, je nejsilnější signál právě 3 dB pod kružnicí největšího poloměru. Jednotlivé kružnice odpovídají úrovním 0 dB, -10 dB, -20db, -30dB Černá čára představuje hodnoty, které odpovídají měření dipólu Modrá čára reprezentuje čtvrtvlnný vertikál Červená čára reprezentuje multibander GAP Titan DX v pásmu 20m 1. Na úhlu 50° byl signál z dipólu průměrně o 11.4 dB silnější než z antény GAP Titan a cca o 7 dB silnější, než ze čtvrtvlnného vertikálu. 2. Na úhlu 35° byl signál z dipólu průměrně o 7.3 dB silnější než signál z vertikálu. Rozdíl mezi vertikálem a GAP Titan DX byl již jen 1 dB. 3. Na úhlu 20° byl signál z dipólu již jen o 4.5 dB silnější než signál z antény GAP Titan DX, ale signál ze čtvrtvlnného vertikálu již byl nejslabší. 4. Na úhlu 5° byl signál generovaný anténou GAP Titan DX o 3 dB silnější než signál dipólu. Signál ze čtvrtvlnného vertikálu byl nejslabší.
Závěry ze srovnávacího měření Pro DX provoz bude důležité provést zkoušky antény GAP TITAN DX na nejvzdálenějších mezikontinentálních spojení. Lze očekávat (již mohu potvrdit, ale o praktické zkoušce bude poslední článek), že anténa bude výborně přijímat nejvzdálenější stanice (stanice VK a ZL jsem slyšel hned první den ráno po instalaci) a bude výborná pro spojení do KH, VE, USA, PY, LU, ZS, JA. Rovněž lze předpokládat, že anténa bude tichá a bude potlačovat místní evropské stanice. Rekonstrukce vyzařovacích diagramů z naměřených hodnot
Byl jsem v rozpacích, zda má smysl tuto záležitost publikovat. Nicméně, předchozí obrázek nevypadal jako vyzařovací diagram antény. Rekonstrukce diagramu ze 4 bodů určitě vzbudí úsměv, ale já takové rekonstrukce dělám. Snažím se i pro takto získané body najít alepoň podobnou křivku, která by připomínala diagram. Pro srovnávané antény vypadá křivka z lomených čar (vypočtené body pro úhly po 10°) takto - viz obrázek vpravo. |
Poznámky S anténou jsem potřeboval realizovat další zkoušky a modifikace, které se týkají těchto záležitostí: - náhrady rozměrné protiváhy pro 40 metrů meandrovitou protiváhou - zkoušky v nízké montážní výšce - ověřit provozní vlastnosti antény na DX spojeních Podrobnosti z modifikace a instalace antény pro provozní zkoušky v mém QTH jsou zde. V době zkoušek (březen, duben 2014) byly výborné podmínky šíření vln. A ty podmínky, zdá se mi, stále trvají. Proto považuji za dost zavádějící publikovat deník ze spojení PSK 31 a JT 65. Připravuji však nějaký statistický souhrn z více spojení JT65, ze kterého bude zřejmý rozdíl v reportech od jednotlivých protistanic. Již teď však vím, že u blízkých spojení (EU) jsou signály ze čtvrtvlnného vertikálu silnější, u spojení středně vzdálených (např. USA, ZS, VU), jsou rozdíly neznatelné. Pro spojení na vzdálenosti kolem 10 - 12 tis. km (např. PY, LU) již nás GAP Titan mile překvapí. U QSO na veliké vzdálenosti (VK, ZL jsem však našel několik stanic, jejichž reporty JT65A byly např. -22 až -25) GAP Titan umožňoval ještě spolehlivě realizovat spojení, ale na čtvrtvlnný vertikál jsem často tyto stanice nedekódoval. Proto považuji anténu za vhodnou pro DX provoz. Pouhé letmé orientační srovnání čtvrtvlnných vertikálů a GAP Titanu může být zavádějící, protože méně vzdálené stanice nám budou u čtvrtvlnných vertikálů na S metru rádia ukazovat lepší reporty, hi. Zásadně se neúčastním contestů. Předpokládám však, že při závodech mnoho hamů raději sáhne ke čtvrtvlnnému vertikálu s dobrými radiály, protože se mu budou přijímané signály jevit jako silnější a slabší DX stanice při contestu nebude na vertikál vůbec slyšet. Na internetu jsem někde viděl recenzi z praktického srovnání na různých pásmech a nikoliv při extrémních vzdálenostech. Věřím takové recenzi, čtvrtvlnný vertikál dává v takových případech skutečně až o několik dB silnější signály. Toto srovnání popisuje chování antény na pásmu 20m. Podobně se anténa chová na 17m a 15m. Na 40m a 30m jsem srovnával jen s vertikálem a žádné rozdíly jsem nezjistil. Anténa se chová úplně stejně, jako můj COMPACT 80/40/30. Pásma 12 a 10 metrů jsem neměřil. Praktické zkoušky V současné době se věnuji praktickým zkouškám antény v provozu módem JT65, srovnávám reporty z různých oblastí a občas zkouším provozem PSK-31 za stále stejných podmínek v sestavě: radio Kenwood TS-2000, nastavený výstupní výkon je stále stejný, 20 Wattů, ALC nastaveno na začátek zásahu úrovní modulátoru (MIC Gain). A děkuji protistanicím, pokud mi pošlou seriózní zprávu, jako např. Michael, VE3NOO: Hello Mira, Two screen shots of your signal on the waterfall with your new Gap Titan antenna. Pleasure to meet today on the waterfall ... -- 73 Michael VE3NOO screen shoty jsou zde: Inu, když jsou dobré podmínky, DX spojení se dělají snadno. Při příjmu jsem s tak maličkou anténou doslova nadšen, přesto se přesvědčuji, že i signály u protistanic jsou snadno čitelné. Michael má však dobrou anténu i rádio (SDR Flex 3000). Obdržel jsem několik mailů s přáníčkem, abych popsal alespoň první subjektivní dojmy dříve, než uveřejním nějaký zpracovaný souhrn. Anténka mě mile překvapila. Protože jsem anténu instaloval velice nízko, očekával jsem sice, že vyzařovací diagramy budou bez nepříjemných minim, jako při anténách na střeše, ale očekával jsem také vyšší úhly na pásmu 10m a nízkou účinnost a mizerné reporty protistanic. Nic z toho se pravděpodobně nenaplnilo, anténa mě mile překvapila a za týden provozu jsem udělal spojení, která prokazují slušné vlastnosti antény. Uvádím kus deníčku z eqsl pro pásma 10m a 15m při mém sporadickém vysílání: Přestože nebyly podmínky 12.4.2014 a 13.4.2014 nic moc, opět jsem ověřil, že při dobré směrovosti lze i s maličkým výkonem dělat zajímavá QSO a obdržíte dobré reporty. 20 Wattů skrz asi 25 metrů koaxiálu H155 stačilo spolehlivě na všechny Japonce, které jsem na 15m pásmu slyšel. Ještě uvedu dojmy z pásma 80 metrů. Občas jsem se tam podíval večer. I když jsem neslyšel žádnou OK stanici, ale myslím, že tam byly, tak se mi dobře dělaly stanice vzdálenější (alespoň několik stovek až 1000 km), ale slyšel jsem i stanice z Kazachstánu. Na ty však 20 Wattů nestačilo, vždy byly ruské a ukrajinské stanice úspěšnější, hi. Deníček s potvrzenými QSO z několika málo pokusů je tady: S ohledem na to, že vrchol antény je jen 8 metrů nad zemí, považuji to i v pásmu 80 metrů za dobrou hračku, která zaujme. Pro pásmo 80 metrů je již anténa příliš malá, ale je to použitelný kompromis, když nic jiného nemáme. Naladěnou ji mám na kmitočet, kde se vysílá PSK31 a udělal jsem tam mnoho hezkých spojení, zatím jen z okrajů Evropy, ale i s QRP stanicemi. Nejlepší DX na 80 metrech byla stanice V51B, spojení jsem realizoval provozem JT65 s 60 Watty dne 19.6.2014 ve 22:17. Nejvzdálenější stanice, které jsem opakovaně a vícekrát na pásmu 80 metrů slyšel, jsou ZL1CC a ZL4LV. Pásmo 80 m náhodně zkouším, obvykle ve všední dny době od 20 do 23 hodin UTC. Stanic je tam slyšet hodně, běžně lze v mém QTH s anténou GAP a TRXem s 60 Watty dělat spojení cca od 500 až 1000 km do nějakých 4000 - 5000 km a vzdálenější stanice se mi zdají přece jenom vzácnější. Typické příklady: 9A2TN - signály extrémně silné, report - 02 se staženým výkonem, spojení je typické pro vzdálenost, kde jsem vypozoroval maximum vyzařování. Se zvyšující vzdáleností na 80 metrech postupně slábne. Např. 17.07.2014 jsem dělal A61BK s reportem -08 a A41OO s reportem -21 dB a vzdálenější stanice jsem toho dne již neslyšel. Khalida, a41oo, jsem otravoval ještě pár dní po sobě na dalších dvou nejnižších pásmech (mimo 80m také 40 a 30 m), a to kvůli srovnání příjmu s jiným vertikálem - viz tabulka nahoře. Na 40 a 30 metrech jsem ho slyšel silně a rovněž jsem obdržel hezké reporty. Pro místní spojení se GAP Titan DX opravdu nehodí, ani nejsilnější OK stanice téměř nikdy neslyším. Pro spojení s protinožci zkouším anténu na pásmu 20m obvykle ráno. Některé stanice mají na webu on-line log a tak si mohu porovnat reporty s jinými stanicemi. Dnešní sobotu (19.4.2014) jsem si u VK7XX stál se svými 20 Watty takto: a na pásmu byly i jiné hezké stanice, např. VK3HBF, KH6FT. Zkoušel jsem jen JT65, protože na PSK byl rámus z nějakého závodu ... Vyhodnocení praktických srovnávacích zkoušek Na velikonoční pondělí, dne 21.4.2014 jsem přestal příjem z antén srovnávat, protože to bylo přece jenom neobyčejně náročné a rozdíly tak nepatrné, že o ničem nevypovídaly. Ponechal jsem pouze zapnutý PSK reporter při provozu JT65 a při použití komunikačního programu WSJT-X. V níže uvedených tabulkách jsou uvedena sledovaná měření příjmů ze čtyř oblastí - z Evropy, ze Severní Ameriky, z Japonska a z oblasti Austrálie, Oceánie a Nového Zélandu. Srovnávané antény jsou: čtvrtvlnný vertikál Compact 80/40/30 pro pásmo 40 m a anténa GAP Titan DX s meandrovitou protiváhou, montovaná nízko nad zemí (spodní konec maximálně 40 cm nad zemí). V pásmech 20 a 15 metrů bylo provedeno srovnání se čtvrtvlnnými vertikály (nekrácené) a s C-pole anténou. Srovnáváno bylo takto: 1. Program WSJT-X byl nastaven (úroveň) tak, aby dobře a hlavně stejně dekódoval slabé signály. 2. Byla nalezena slabá stanice z jedné ze čtyř sledovaných oblastí. Za slabou stanici byla považována stanice s reportem horším než -20 dB 3. Byl proveden srovnávací příjem z jednotlivých antén a bylo zaznamenáno, zda signál byl s danou anténou dekódován. Slovně lze říci, že u EU stanic byl počet dekódovaných slabých stanic se čtvrtvlnným vertikálem vyšší, u stanic z NA a JA nebyl zjištěn zásadní rozdíl a u stanic z VK a ZL bylo na GAP Titan DX dekódováno za přibližně stejných podmínek nevýznamně více stanic. Při srovnání antény GAP Titan DX a antén C-Pole byly rozdíly ještě méně výrazné. Snad bych měl zmínit ještě subjektivní dojem z provozu s evropskými stanicemi. Vertikál Compact 80/40/30 je na 40 metrech nepatrně zkrácený kapacitní zátěží, kterou tvoří horizontální vodič natažený přímo. Takový vodič vyzařuje a samozřejmě přijímá dobře blízké stanice. Pokud nalezneme takovou blízkou stanici na vertikálu Compact a její signál je na hranici čitelnosti, pak takovou stanici spolehlivě s anténou GAP Titan nedekódujeme. Pokud budeme přijímat velké množství stanic z EU a budeme si zaznamenávat sílu signálu, zjistíme, že vertikál má proti GAP Titan o 6 až 10 dB silnější signály. Přestává to však platit u stanic z NA i Asie, kde jsem již rozdíly v síle signálu velice obtížně rozlišoval. Stejně tak výrazně ubylo stanic, které by byly jednou anténou dekódovatelné a druhou nikoliv. O anténě GAP Titan se v diskuzích na Internetu dočtete, že to je anténa tichá. Myslím, že to je tím, že blízké signály jsou silně potlačené a jednoduše je neslyšíme. Na pásmu 40 metrů jsem nemohl dokázat srovnáváním už vůbec žádné rozdíly, protože můj GAP Titan DX byl instalován extrémně nízko a vyzařování se od vertikálu pravděpodobně nijak nelišilo. Mohu pouze předpokládat, že při dalším srovnávacím měření (při montáži GAP Titan DX do výšky alespoň 3 m) vyzařovací úhel klesne. Současně také vzroste zisk z odhadnutých 0,5 dBi na cca 3 dBi. Obdobné závěry bych mohl udělat i z vysílání JT-65 s výkonem 20 Wattů a z porovnání slyšitelnosti pomocí PSK reporteru. Za stejných podmínek byly rozdíly v signálech nevýznamné. Další dojem ze srovnávacích zkoušek - mnohem jednodušší pro mě bylo srovnávání drátové antény a vertikálu. Rozdíly byly snadno rozlišitelné. Minima se dala jednoduše najít a snadno prokázat. Při srovnávání obdobně vyzařujících antén, jako je např. C-type a vertikální dipól si jen ověříme, že vyzařují obdobně. Sledování šíření vln pomocí PSK reportéru je také zajímavé. Zpravidla tím odhalíme vlivy budov, plotů a rezonujících předmětů ve svém QTH. Pokud nemáme nic jiného na měření vyzařovacích diagramů, velice nám tato věc pomůže. Další plány 1. V období zkoušek jsem úmyslně volal stanice, se kterými jsem měl spojení dříve (směrovka a příhradový stožár) a pečlivě zaznamenával reporty. Totéž pravděpodobně zopakuji ještě jednou, poté, co GAP Titan DX nainstaluji na sklopný stožárek do výšky cca 3 metry nad zem. Protože se určitě budou lišit podmínky i výsledky, nebudu srovnání publikovat, jen zmíním subjektivní dojmy. 2. Zajímalo by mě srovnání s dobrým vertikálem, který pracuje na principu OCF dipólu a který má délku kolem 3/8 lambda. Vertikály délky 3/8 lambda se konstruují tak, že napájecí bod se volí tak, aby v něm byla reálná složka impedance přibližně 200 Ohmů. Značnou jalovou složku je nutné kompenzovat (podobně, jako u 5/8 lambda), a to indukčností nebo vhodně provedeným vedením. V místě napájení se obvykle použijí dva baluny. Jeden pro transformaci reálné složky impedance 200/50 Ohmů, druhý proudový, pro potlačení plášťových proudů na koaxiálu. Vhodný je Maxwellův balun nebo jeho provedení na toroidu. Továrně vyráběný vertikál, který využívá uvedeného principu a je dobře navržen je vertikál AV-640 od firmy Hy-Gain. Proč mě takové srovnání zajímá? Jde (AV-640) o samonosný (self supporting) vertikál. To o GAP Titan DX nelze říci. U GAP Titan DX doporučuji kotvení, i když je instalován nízko nad zemí. Kotvení nemusí být vysoko (už vůbec ne poblíž centrálního izolátoru). Kotvící lanka, která jsou mnohem níž již tlumí dostatečně vibrace a vrcholek antény má mnohem menší výkyv. Dokonce kotvení jen do dvou bodů, a to v nesprávném směru vůči poryvům větru je příznivé, protože kotvenému bodu nedovolí výkyv "na druhou stranu" a celkový výkyv vrcholu je výrazně menší. Nedoporučuji provozovat nekotvený GAP Titan DX ve větru. Je třeba kotvit nebo si zhotovit sklopný stožárek, modifikovat C protiváhu, v silnějším větru nevysílat a GAP sklápět. Podle NEC modelů nepředpokládám, že naměřím nějaké zásadní rozdíly. Rovněž AV-640 je navržena jako anténa s nízkým vyzařovacím úhlem, která v rozumných výškách nad terénem (lze jít do několika metrů) bud fungovat pro DX spojení a určitě jí nebude možné upřít zisk cca 3 dBi (při zemi jen kolem 0.5 dBi). Praktické zkušenosti s AV-640 zatím nemám, ale mluvil jsem s několika DX stanicemi, které jsou na pásmech aktivní, mají výsledky a mají zkušenosti se směrovkami. Naposledy jsem kontaktoval Miloše, OK1CT, který jezdí JT-65 a další digimódy. V podstatě mi potvrdil, že ze směrovky přesedlal na AV-640 a spokojeně takto DXuje minimálně 3 roky. AV-640 mi určitě stojí za vyzkoušení. 3. Asi by stálo provést srovnání s trapovaným all band vertikálem, např. R7 (Cushcraft). Srovnávací experimenty ale nejsou pro mne úplně levnou záležitostí, minimálně je nutné pořídit anténu, ale ponechat si i tu předchozí, kdyby náhodou experiment nedopadl dobře, hi. Takže určitě nebudu toto srovnání realizovat letos. Předpokládám však, že významný rozdíl s největší pravděpodobností neprokážu. Poznámky Vertikální všepásmové antény typu GAP nebo AV-640 však považuji za dobré vybavení moderní a minimalizované stanice pro DX provoz na krátkovlnných pásmech. Lze docílit toho, že vám na stole leží pouze dva přístroje, TRX a notebook, pod stolem případně jen napájecí zdroje. Od rádia vede pouze jeden jediný anténní napáječ (tenký koaxiál) k samonosné anténě montované nízko nad zemí. I když nezávodím, tak se s tímto minimálním vybavením "od krbu" dovolám spolehlivě na všechny kontinenty ...a to určitě stojí za to tyhle jednoduché a hezké věci nezatracovat. GAP Titan také nepotřebuje anténní tuner na žádném pásmu. Odpovědi na několik dotazů mailem 1. Zda považuji GAP Titan DX za dobrou anténu? Ano, považuji ji za velice zdařilou. Za zdařilou považuji i AV-640, na jejíž zkoušku se těším. 2. Zda skutečně považuji anténu GAP Titan DX za anténu vhodnou pro DX provoz. Ano, mohu potvrdit, že díky vyzařování na nízkém úhlu lze s anténou bez problémů pracovat v módech PSK nebo JT65 snadno se stanicemi ze všech kontinentů. 3. Zda má smysl provádět zkoušky a testování antén v rozsahu, který jsem prováděl? Moje odpověď: Provádět podobné zkoušky nemá smysl, protože existují jednodušší metody. Továrně vyráběné antény prošly u dobrých výrobců mnoha testy a mnoha úpravami. Jak antény GAP, tak antény AV-640 jsou antény vyzkoušené, prověřené mnoha instalacemi a pokud se při montáži nedopustíte nějakého omylu, obdržíte anténu zpravidla přizpůsobenou, vyzařující tam, kam má nebo jak výrobce uvádí. Osobně jsem přesvědčen, že investice do takové antény se vám určitě vrátí v podobě mnoha hezkých DX spojení a radosti z práce na všech pásmech. Před volbou vhodné antény se však vyplatí přemýšlet o principu té které antény i o jejím vyzařování. Pro utvoření představy zpravidla ani nemusíte detailně modelovat všepásmovou anténu, pracně měřit a model upravovat tak, aby odpovídal skutečnosti v hodnotách proudů, impedancí a vyzařování. Představu o vyzařování získáte už i z těch nejjednodušíích modelů. Pro rychlou orientaci před rozhodnutím o typu antény takové modelování doporučuji každému. Pro ilustraci zde uvedu tento obrázek: Křivky modrých antén patří zkrácenému vertikálnímu dipólu, který vyzařuje podobně, jako GAP anténa na pásmu 20 metrů. Všimněte si, že tmavěmodrá čára má vyšší laloky potlačené o více než 10 db a odpovídá výšce spodního konce antény h= 3m. Světlá modrá čára má zjevné horní laloky, které jsou potlačené mnohem méně, než o 10 dB (jen asi o 7 dB). Dále si všimněte, že antény podél horizontu vyzařují prakticky stejně. Křivky červených antén patří horizontálnímu drátovému modelu dipólu pro stejné pásmo. Tmavší červená křivka patří dipólu nízko zavěšenému (h=7 m) a světlejší odpovídá vysoko zavěšenému dipólu (h=40m). Všimněte si, že nízko zavěšený dipól vyzařuje směrem k horizontu o více než 20 db méně, než vertikální dipól. Ale vyzařuje dobře na vysokých úhlech. Jde tedy o typickou NVIS anténu. Ze statistik probíhajících spojení např. na pásmu 20m během dne zjistíte, kolik stanic takto mezi sebou místně komunikuje a DX stanice prakticky neslyší. Všimněte si, že vysoko zavěšený dipól vyzařuje na nízkých úhlech (podle obrázku cca 8°) přibližně stejně, jako vertikál. Tuto skutečnost si můžete ověřit např. pomocí PSK reportéru. Všimněte si, že vysoko zavěšený dipól má mnoho postranních laloků. Mezi nimi jsou výrazná minima. Taková minima vám mohou způsobit, že spojení s určitou destinací (úhel odrazu odpovídá vzdálenosti mezi stanicemi) prostě dekódovat nebudete. Snad teď tušíte, že takové chování antény není o její účinnosti, ale o její směrovosti. Uvedený obrázek jsem zařadil pro ilustraci principů. Všimněte si, že jsem při modelování obou principiálně odlišných antén použil jen základní modely antén, nejjednodušší program s MININEC a nastavil jsem "perfect ground". Perfect ground nastavuji vždy, když srovnávám vyzařování antén směrem k horizontu a hledám vyšší laloky ve vyzařování. Pro první představu o vyzařování principielně odlišně konfigurovaných antén to v praxi naprosto stačí a skutečnost si každý může pomocí nějakého skimmeru ověřit. Také mi přišel mailem jeden názor, že stejně nejlepší vertikál je směrovka. Já samozřejmě musím souhlasit, hi. Věnoval jsem se konstrukci mnoha směrových antén. Pokud hovoříme o směrové anténě typu yagi, s horizontální polarizací, proto dobrá dvouprvková směrovka má na 20 m zisk větší než 10 dB a F/B např. 17 dB. Jenže má také maximum vyzařování až ve 30°, pokud je anténa instalována ve výšce h = 8 m, což odpovídá střeše mého domu, který je vidět na fotografiích. Pro ilustraci uvedu ještě vyzařovací diagram: Všimněte si, že na střeše mého domu bych místní signály z EU slyšel na směrovku o více než 10 dB silněji. Na nízkých úhlech, které jsou vhodné pro DX komunikaci jsou však signály o 10 dB slabší. Takže DX spojení slyšet nebudete a pokud bude hodně stanic z EU používat nízko instalované antény, budete mít dojem, že podmínky nejsou dobré. Situace při instalaci ve výšce 20m:
Pro takovou výšku montáže platí, že dobrá 2 prvková yagi s roztečí prvků 1.44m (tak to má např. SteppIR) vám dá na elevačním úhlu kolem 10° o 6 dB silnější signály. To může být při DX komunikaci rozhodující. Na úhlu 30° bude mít ostré minimum, stejně jako vertikál a na vyšších úhlech vám dá signály o 20 dB silnější. Pokud budete pracovat v módu JT-65, mohou vám již signály silných stanic z EU nepříjemně regulovat řízení zisku běžného RX a budete se rozhodovat o pořízení SDR s vysokou odolností nebo špičkového TCVRu nebo budete hledat cestu, jak zúžit šířku pásma kvůli regulaci AGC. A to jenom proto, abyste potlačili ty nepříjemné blízé a silné stanice. Vertikál s nízkým úhlem vám je však bude potlačovat z principu svého vyzařování, pokud si ho nedáte vysoko a nebudou se uplatňovat ty vysoké laloky. GAP Titan na 20 m vyzařuje s nízkými laloky, pokud je instalován v h = 3m, měřeno od spodního konce. Potom jsou laloky potlačené o 20 dB! a DX stanice slyšíte a dekódujete celkem snadno, a to i na rádiu, jehož odolnost a prahová citlivost není nic moc, tedy na průměrném "krámu", jako je můj Kenwood TS-2000. Bohužel, prahovou citlivost si od posledního měření nepamatuji, vím jen, že byla horší než u mého Icomu 706 MK2. Ten jsem měřil po osazení úzkého CW filtru pomocí generátoru Rohde Schwarz a zjistil jsem, že můj IC-706MK2 detekuje spolehlivě signál na úrovní -142 dB a o takovém signálu však neměl Kenwood TS-2000 ani potuchy. |
Takže, jak tvrdím, směrové antény nezatracuji, konstruuji je, ale určitě jsem opatrný, abych paušálně tvrdil, že nejlepší vertikál je směrovka. A to je také důvod, proč jsem v nedávné minulosti kontaktoval několik hamů, které slyším na pásmech dělat DX spojení na vertikály a kteří mají současně zkušenost se směrovou anténou. A pro mě to byl rovněž důvod v průběhu posledních 2 let častěji navazovat DX spojení právě se vzdálenými DX stanicemi, které pracovaly s dobrými vertikály a dosahovaly trvale zajímavých výsledků. Rád zde uvedu značky takových stanic, od protinožců např. Jim ZL1LC (nebo jeho expedice ZL7LC) a z českých stanic např. Miloše, OK1CT (vertikál AV-640), protože se za své DX výsledky (a ani ham spirit) rozhodně nemusí stydět. Praxe a zkušenost po desítkách dalších spojení Těšil jsem se z toho, že anténa byla vždy bezprostředně naladěná do všech pásem od 10m do 80m. Nikde se nemusí nic přepínat a ani se nemusí nic ladit. Na všech pásmech byly aktivity. A tak jsem si vybíral vzdálenější stanice, které také používají vertikály. První zkušenost je, že tam bylo takových stanic dost. Druhá dobrá zkušenost byla s provozem JT9, kterým jsem byl na přeplněných pásmech doslova unesen. A třetí zkušenost mám s tím, že na přeplněných segmentech pásma mi dobře posloužil můj Icom 7200, kterým jsem po měření na vertikálu opět nahradil původní rádio, které leželo na stole. Důvodem bylo QRM. Překvapilo mě, jaký humus dokázaly vyprodukovat RTTY stanice např. při ARI contestu. Několik kHz silné parazitní spektrum s čárami vzdálenými od sebe necelých 50 Hz převyšovalo slaboučké signály v JT65/JT9 segmentech. Některé stanice se snažily i při provozu JT65 překonat hladinu rušení zvýšeným výkonem a jejich přemodulování způsobilo, že signály mi SW dekódoval mnohonásobně. Takže v tomto QRM jsem se těšil nejenom z toho, že alespoň vertikál přijímal jen to, co na něho dopadalo pod nízkým úhlem, ale rádio IC-7200 jsem často řídil přes USB interface pomocí PBT filtrů a notch filtru na mnohem užší šířku pásma než obvykle a tím získal vynikající citlivost u slabých signálů. A dělal další desítky hezkých spojení. Mezi stanicemi, které pracovaly s vertikály, bylo mnoho stanic vybavených SDR rádii a DX spojení se jim dařila. Tak si alespoň jedním QSL za takové spojení ozdobím tuto stránku. Srovnání na pásmu 80 m Použití antény v pásmu 80 metrů jsem považoval pro DX činnost za žert. Nicméně, srovnávací zkoušky na 80m mě připravily o mnoho večerů v době od 20 do 22, ale někdy i do 00 UTC. Po prvním zjištění, že neudělám pravděpodobně ani jednu OK stanici, jsem byl doslova zvědav, co lze na tuto minianténu udělat: 1. spojení byl Kazachstán 2. další spojení byla EA, G, LY, SM, UA 3. potom jsem zjistil, že A41, A61 také jdou na první zavolání 4. potom jsem zjistil, že střední i jižní Afrika, Brazilie a USA také jde na 80 udělat 5. potom přišly první ZL a VK a Thajsko, ale moje signály již byly slaboučké (takže jsem přiložil na výkonu, cca na 200 Wattů)
Měl-li bych nějak charakterizovat GAP Titan DX na 80 metrech, asi bych napsal toto - vyzařovací diagram se mi jeví v pořádku, typický pro vertikály, tedy nízký vyzařovací úhel. Pravděpodobně velmi nízký. Za nejdůležitější považuji srovnání na nejvzdálenějších destinacích. Přestože jsem stanice velmi dobře slyšel, obtížně jsem se dovolával. Proti mé anténě BIG ok1ufc 80/40/30 (bude popsána, jedná se o vertikál pro pásma 80/40/30 metrů s meandrovitými nadzemními radiály, efektivní výška prototypu byla 14m/80m band, 10m/40m band, 7m/30m band), jsem potřeboval pro realizaci spojení i záznam na psk reporteru ve VK asi o 6 dB větší výkon vysílače. Tedy konkrétně, do BIG ok1ufc jsem cpal maximálně 50 W a do GAP Titan 200 až 220 W. Vyzařování obou antén bych si dovolil publikovat na obrázku vpravo. Myslím, že na nízké účinnosti GAP Titan DX v pásmu 80 m se podílí match loss ztráty. Pahýlu z koaxiálního kabelu a slídovému kondenzátoru je již lepší se vyhnout. |
© 2014 - Věra Šídlová a Míra Šídlo, ok1ufc, datum: 22.04.2014