Home | O anténách |  |  |  | Kontakt
Vertikální anténa COMPACT 80/40/30 OK1UFC pro pásma 80, 40 a 30 metrů
Všeobecně Tato anténa byla navržena v roce 2013. Anténa vznikla jako kompaktní alternativa k rozměrnějšímu vertikálu pro stejná pásma s paralelními zářiči. O něm jsou informace tady. Cíle V roce 2012 a 2013 jsem vyvíjel anténu, která by mi pokryla pásma 80, 40 a 30 metrů. Na vyšší pásma mám směrovku. Na uvedená pásma jsem používal drátové horizontální antény. Nicméně, potřeboval jsem anténu s nízkým vyzařovacím úhlem pro DX provoz, nepříliš rozměrné konstrukce a s účinností větší než antény laděné do rezonance v patě. Vznikly dvě odlišné antény, jedna s paralelními zářiči, vysoká asi 12 metrů a druhá menší (cca 7 metrů), kompaktní a vlastnostmi velice podobná. Srovnání jsem prováděl s vícepásmovým vertikálem Hustler, u kterého mi přeci jenom vadila jeho menší účinnost. Také jsem se potřeboval rozhodnout, zda má smysl realizovat anténu s kapacitním kloboukem, která má lepší všesměrovost, ale vyžaduje robustnější konstrukci nebo zda ještě bude vyhovovat anténa s jedním horizontálním zářičem, tzv. L anténa. O tom pojednávám také v tomto článku zde. Princip antény Aby anténa na uvedených pásmech fungovala o něco lépe, než zmíněný Hustler, uplatnil jsem tyto zásady: Konstruoval anténu, která se montuje na zem a využívá systému radiálů, který má vliv na její účinnost, anténa proto není vhodná k montáži na střechu a není vhodná ani k používání jako systém ground plane. Zářič antény je ve spodní části napájen maximálním proudem, proto v patě nejsou žádné přizpůsobovací indukčnosti, atd. Impedanční přizpůsobení jsou realizována pomocí přizpůsobovacích obvodů ve střední a horní části (80m, 40m), a to tak, že jsou důmyslně voleny hodnoty L a C komponentů a místa napojení v zářičích pro jednotlivá pásma a anténa pracuje v jednotlivých pásmech takto: - anténa pracuje v pásmu 30 m téměř jako plnorozměrný čtvrtvlnný vertikál - anténa pracuje v pásmu 40 m jako zkrácený vertikál, zkrácení je realizováno horizontálním drátovým vodičem - anténa pracuje v pásmu 80 metrů jako zkrácený vertikál Základní vlastnosti antény Zisk a vyzařování V tabulce jsou uvedena maxima vyzařování a zisk v tomto směru. Uvedené hodnoty platí přibližně pro anténu ve výšce H=0m a se 4 zakopanými radiály. Schéma finální antény
| Na schématu NEC (vlevo) je znázorněn a popsán jednoduchý drátěný model antény. Jsou znázorněny horizontální dráty zářičů pro pásmo 80 m a 40 metrů. Pásmo 40 metrů se po montáži ladí na jX=0 délkou tohoto drátu jako první. Teprve po naladění 40m pásma se délkou druhého drátu ladí jX=0 na pracovním kmitočtu 3.550 nebo 3.580 kHz. Vedle ladicích prvků je vidět vertikální díl pro pásmo 30 m. Ten se s ohledem na šířku pásma na kmitočtu kolem 10.12 MHz po montáži antény nedolaďuje. Společný vertikální díl zářiče je znázorněn tlustější čarou. Ladicí díly v tomto článku nepopisuji explicitně. Není to stavební návod, ale námět, jak lze některé věci řešit. Princip trapů je dostatečně znám. Nicméně, jejich návrh, tj. stanovení indukčností, jakosti Q, kapacit a míst, kam jsou tyto prvky připojeny, musí být předmětem samostatného řešení. Výsledkem takového řešení pak jsou hodnoty obvodových prvků, hodnoty vypočtených ztrát a vstupní parametry pro stanovení účinnosti antény. Určitě se této problematice budu v několika dalších článcích věnovat. Opět s cílem vyvrátit mýty, že ztráty vznikají hlavně v trapech, že nejmenší ztráty má L článek v patě antény. Také u této antény jsem si dokázal, že mnohem větší prohřešky nadělám návrhem, který mě dovede na horší směrovost než návrhem, ve kterém mám pod kontrolou účinnost a ztráty, byť explicitně neminimalizuji všechny, které znám, ale hlavně ty zásadní. Systém zemních radiálů není na schématu znázorněn. Prototyp byl ověřován se 4 radiály pro pásmo 30 metrů, se 4 radiály pro pásmo 30 metrů a se třemi radiály pro pásmo 80 metrů. Před zkouškou třípásmového prototypu byla ověřována jednopásmová L anténa pro pásmo 80 metrů se stejně vysokým vertikálním zářičem. U této antény byl použit mnohem dokonalejší systém radiálů a v jiné lokalizaci finální systém 3 radiálů, který byl použit u antény COMPACT. K tomuto řešení jsem se rozhodl částečně také z důvodu jisté opatrnosti. Přece jenom mě zajímají antény s nízkou, ale účinnou vertikální částí (kvůli vyzařovacímu diagramu), ale ty budou mít nepříliš vysoký vyzařovací odpor. A tak nezbylo nic jiného, než vyrobit zářič z robustní trubky, včetně sklopného stožárku a měření udělat tam, kde jsou radiály a vodivost země je dostatečně známa. A toto vše porovnat s reálnými podmínkami instalace třípásmové antény a sadou pouze 3 radiálů pro pásmo 80 metrů. A z takto zjištěných parametrů usuzovat o účinnosti. Předpokládané vyzařování jednopásmové antény s nezkráceným horizontálním zářičem, H=7 m: Všimněte si nízkého vyzařovacího úhlu a již částečně omezeného vyzařování směrem vzhůru. Takové vyzařování je typické pro tzv. L antény a právě takovou anténu jsem volil jako elementární anténu pro návrh svého jednoduchého COMPACTu pro provoz na digimódech v pásmech 80/40/30 m. Reálné mechanické provedení prototypu z hliníkových trubek a z běžných plastových dílů je zřejmé z fotografií na konci článku. Uvedený postup ověřování dílčích částí antény, které se podílejí na jejím vyzařování nepovažuji za neobvyklý. Vždy se snažím, abych ztotožnil několik parametrů, které mohu změřit s modelem podle NEC. U této antény jsem potřeboval mít jistotu ve velikosti proudů, které potečou vertikálním zářičem a v hodnotách impedance, kterou naměřím v patě zářiče. Tu však ovlivňují vlastnosti země, zejména radiálů. Tyto parametry ovšem ovlivňují účinnost a celý výsledek antény. Proto jsem navrhl pár důležitých experimentů, které se vyplatily a opět mohu potvrdit, že model podle NEC-2 seděl u reálného COMPACTu pro 3 pásma docela přesně.
Protože se ke zkrácení systémů v pásmu 80 metrů a 40 metrů používá horizontálních vodičů a indukčností, nikoliv symetrického kapacitního klobouku, je u antény patrná deformace diagramu v horizontální rovině: Ve vertikální rovině jsou patrné diagramy, které odpovídají L anténám s krátkou horizontální částí. Vyzařování antény v zobrazení 3D pro pásmo 80m (vlevo) a 30m (vpravo) Impedance a přizpůsobení Anténa byla navržena pro napájení koaxiálním kabelem s vlnovou impedancí 50 Ohmů. V pásmu 30m se jedná o čtvrtvlnný vertikál se zemními radiály, přičemž v horní části zářiče, která je společná pro všechna pásma je ve vhodném místě odebírána energie pro napájení částí systémů pro 40 a 80 metrů. Průběhy VSWR v pásmech 30 m a 40 m jsou: Z průběhů je vidět, že anténa byla navržena tak, aby obě pásma pokrývala s VSWR lepším než 2. V pásmu 80 metrů byl prototyp laděn do části, kde se vysílá digitálními druhy provozu. Průběh VSWR je uveden na dalším diagramu. Anténa byla navržena tak, aby v pásmu 80 metrů měla pro VSWR<2 šířku pásma asi 100 kHz: Účinnost antény Z předchozí popisné části o charakteristikách a vyzařování antény je zřejmé, že velký důraz je kladen na dobrou směrovost antény a přiměřené rozměry (výška cca 7 metrů). Popisovaná anténa je tedy vysoká jen necelou jednu desetinu délky vlny v pásmu 80 metrů. S účinností proto nelze hazardovat. Anténa je určená k montáži na zemi a se zemními radiály. I v takovém případě je nutné počítat se ztrátami a vyvarovat se parazitních prvků pro přizpůsobení, které umístíme do paty antény. Proti čtvrtvlnnému zářiči má tato anténa v pásmu 80m ztrátu minimálně -2 dBi, prakticky při dobré soustavě radiálů cca - 3 dBi. I tak byla uplatněna snaha protlačit nevysokým svislým zářičem téměř konstantní proud. Průběhy proudů v jednotlivých pásmech jsou znázorněné zde: Zleva doprava jsou proudové charakteristiky pro pásma 80, 40, 30 metrů. Na charakteristice vidíte rovněž vyzařování svislé uzemněné části sklopného stožárku. Pro modelování účinnosti byl použit o něco starší model, nikoliv finální verze prototypové zkoušky. Tento model má také horní část zářiče pro pásmo 30 m horizontální. Finální verze má tuto část vertikální - viz schéma antény. Důvody jsou prosté. V pásmu 30m nepotřebuji NVIS diagram vyzařování. U této nevysoké a robustní antény nepotřebuji také využívat horizontálních vodičů pro její kotvení. Konstrukční provedení Anténa je provedená jako sklopná anténa. Pohled na sklopený zářič: Po sklopení jsou snadno přístupné přizpůsobovací obvody nahoře nad svislým zářičem: Přizpůsobovací obvody jsou zkonstruovány tak, aby bylo možné při případné havárii nahradit celou sadu za nový díl. Sada ladicích dílů je v definovaném pořadí namontována na plastovou trubku. Rovněž lze nahradit samostatně jeden z tří použitých prvků. Na obrázku zcela vlevo je vidět celá sada všech prvků, která byla nainstalována na sklopný zářič. Vedle je vidět tatáž sada samostatně. Na polypropylénové trubce o průměru 50 mm jsou již nasunuty ve správném pořadí všechny prvky (obrázek uprostřed). Naladění takové sady se provádí bez instalované antény a v dílně, např. pomocí VNA. Na obrázku úplně vlevo jsou po individuálním nastavení vidět všechny tři prvky samostatně. Výměna celé sady netrvá dlouho. Po uvolnění závěsů horizontálních drátů se zářič antény jednoduše sklopí. Celá trubka se jednoduše demontuje a vymění za jinou. Je nutné uvolnit pouze tři vodiče (svorky M4) a dvě duplexní svorky, které mechanicky fixují horizontální dráty. Oka jsou vidět na obou fotografiích vlevo. Sklápění stožárku je možné po vyšroubování šroubu M8 (imbus) - viz obrázek níže. Napájení antény je provedeno konektorem SO239, který je ve spodní části zářiče, konektor chrání převlečná matice, na obrázku je vidět propojovací šroub uzemnění a také mechanické poškození trubky zářiče a horní hrany pouzdra po transportu prototypu.... vpravo vedle je detail šroubu, kterým se zajišťuje zářič ve svislé poloze a detail kompozitního izolátoru: Pohled po vztyčení na sklopnou část, pohled vzhůru na vztyčenou anténu a pohled na vztyčenou anténu, zatím bez rozvinutých horizontálních částí (šlo o test průhybů (výkyvů zářiče) v silnějším větru): Další poznámky ke konstrukci Anténa je vyrobena jako samonosná. Nevyžaduje kotvení. Zářič je vyroben z trubky o vnějším průměru 50 mm. Ostatní díly jsou vyrobené z odolného polypropylénu, z komponentů, které se používají na stavbu odpadních potrubí. Jsou použito tyto díly - trubka s přírubou a spojky s gumovým těsněním. Na spojkách byly realizovány všechny pasivní transformační prvky, které se nastavují např. pomocí VNA analyzátoru na dílně. Poté se nasadí na plastovou trubku a provede se jejich propojení a finální kontrola. Na těchto prvcích se při instalaci antény nic nenastavuje. Systém pro pásmo 30 metrů má dostatečnou šířku pásma. Proto se na něm po instalaci antény nic nenastavuje. Systém pro pásmo 40 metrů se nastavuje do rezonance úpravou délky horizontálního drátu. Nastavení lze provádět v širokém rozsahu a není s ohledem na šířku pásma až tak kritické. Po montáži se tento systém nastavuje jako první v pořadí. Systém pro pásmo 80 metrů se nastavuje jako druhý. Při tomto pořadí nastavování již nedochází k ovlivňování naladění v pásmu 40 metrů. Ladění je však poměrně kritické vzhledem k poměrně úzké šířce pásma a nutnosti přesného naladění. Naladění v žádném případě neobsáhne celé pásmo 80 metrů. Pro provoz v SSB části jsem anténu doladil anténním tunerem. Odpovědi na dotazy z mailů 1. Zda byla anténa vyzkoušena bez radiálů? Odpověď: ANO, a to na pásmech 40m a 30 metrů. Musel jsem zkoušet mimo své QTH, protože mám u všech zabetonovaných trubek v zemi nějaké radiály nebo jsou poblíž. Anténa byla vyzkoušena na louce s nepříliš vysokou trávou. Nosný sloupek byl zabetonován do hloubky cca 70 cm. Díra do země byla vyvrtána zemním vrtákem o průměru asi 10 cm. Do díry byl usazen nosný sloup vertikálu. Betonování bylo provedeno pomocí jednoho pytlíku rychletuhnoucí betonové směsi na plotové sloupky od firmy Weber. Prý se má pata sloupku zasypat a zalít vodou a po cca 2 hodinách zatížit. Tak odvážný jsem nebyl, patu jsem postupně zasypal po vrstvách, směs upěchoval dřevěným špalíkem a zalil jsem každou vrstvu. Do díry "padnul" jeden pytlík směsi. Odvahu zatížit jsem našel až po 24 hodinách. Provedl jsem měření a praktické vyzkoušení. Na konci cca 20 metrového koaxiálu, který byl poblíž antény zahrabán do rýhy vytvořené rýčem, dlouhé asi 5 metrů a pak ležel volně na trávě, jsem naměřil tyto analyzátorem AA-200 tyto průběhy: Z obrázků je vidět, že na obou pásmech byla rezonance nad požadovaným kmitočtem. Praktické zkoušky jsem dělal na kmitočtech 10.139 kHz a 7.076 kHz v módech JT65 a také PSK31/63/125 na kmitočtech 10.140 kHz a 7.035 kHz. Anténu jsem již z těchto hodnot nedolaďoval, mému TCVRu TS-2000 toto nepřizpůsobení nevadí...Dne 5.října bylo možné odpoledne pracovat se stanicemi z Chile, Argentiny a Brazílie a se stanicemi ZS. Ráno (cca 4.00z) se stanicemi UA0 (z východu), USA a KL7 (ze severozápadu), ale byly již slyšet bohužel také blízké stanice (SV, F, EA) ... 2. Jak se chová anténa bez horizontální části pro 80 metrů? Odpověď: Horizontální část pro 80 m nemá praktický vliv na ostatní 2 pásma. Anténu jen pro tato 2 pásma lze udělat s jednoduššími LC členy a není třeba natahovat pro pásmo 7 MHz horizontální drát, ale použít krátkou prodlužovací trubkou (nepatrně delší než pro 30 metrů).
| Prototyp již měl namontované pro tento experiment v horní části dva kompozitní izolátory - viz obrázek vlevo (červeně zakroužkováno), ke kterým lze přimontovat druhý vertikální konec zářiče pro pásmo 7 MHz. Bohužel, z důvodů nepříznivého počasí (déšť) byla tato zkouška přerušena, na fotografii je jen vertikální nástavec pro 30 metrů. Pokračovat budu někdy jindy... Poznámka: Na stanovišti bez radiálů jsem také s ohledem na déšť nic nenastavoval. Anténa byla přemístěna nastavená. Pouze jsem demontoval drát pro 80 metrů a to mi rovněž posunulo rezonanci nepatrně nahoru na obou vyšších pásmech, na 40 m je rezonance až někde na 7.150 kHz ... Nicméně, když jsem nastavoval pásmo 40 metrů ve svém QTH, nechal jsem si horizontální dráty o něco delší. Na 40 metrech anténa rezonovala asi na 6.800 kHz a drát bylo třeba zkrátit asi o půl metru (podle modelu). Ruka mi při tom také trochu ujela a od toho okamžiku mám rezonanci také o něco výše, ujelo to někam na 7.100 kHz, přestože SSB už delší dobu nejezdím.
3. Jaký je elektrický princip antény? Odpověď: Čtvrtvlnný vertikál prodlužovaný pomocí pasivních prvků. V patě vertikálu nejsou kvůli ztrátám žádné přizpůsobovací prvky. Společný vertikální zářič je vyroben z AL trubky o průměru 50 mm. K oddělení jednotlivých systémů slouží trapy - LC obvody, ovšem navržené nepatrně jinak, než se to dělalo. Nejsou napájeny, tak, jak bývalo v dosavadní praxi zvykem, v místě nejvyšší impedance zářiče sousedního vyššího pásma, ale z reálné odbočky takového zářiče. Obvodové parametry RLC byly stanoveny výpočtem. Mimo tento trap je použita ještě prodlužovací indukčnost. Při výpočtu bylo počítáno s jejími ztrátami i vlastní kapacitou. Takže tzv. trap je sice o něco složitější, ale s určitými výhodami. Schéma pro výpočet účinnosti (ztrát) vypadá (princip - dvoupásmová anténa) takto: Směrová charakteristika s mojí sítí radiálů nebyla měřena, nemám čím. Srovnávací měření byla provedena v jednom vzdáleném bodě na pásmech 30m a 40m s nezkracovanými čtvrtvlnnými vertikály. Úvaha vycházela z toho, že zemní systém má v obou případech stejné ztráty. Proto lze z rozdílu ve vyzařování usuzovat na účinnost LC transformačních prvků a na vady ve směrovosti. Přesné výsledky budu publikovat jinde. Plánuji ještě celou řadu měření a jednu teoretickou práci, pomocí kterých chci dokázat, že s použitím několika vhodně volených nástrojů, jako jsou odbočky na zářičích, vhodně volené poměry L/C a vhodné, např. kaskádní řazení trapů a indukčností, vede k minimalizaci ztrát. V takovém případě protéká základním dílem zářiče (50mm rourou) poměrně konstantní proud téměř v celé délce na všech pásmech. Tento díl tedy vyzařuje (a podílí se na vyzařování) účinněji, než stejně dlouhý díl nezkrácené antény. A současně je takto navržené nastavení stabilní, proveditelné již v dílně. Při instalaci se nastavuje s minimem prvků, a to vždy po snadném sklopení antény. Co k tomu dodat? Ano, anténa je zkrácená, tedy kompromisní, vhodná pro amatéra, který má pozemek, ale prakticky nemůže realizovat např. 20 metrový vertikál pro 3.5 MHz. Ale je jen nepatrně horší než čtvrtvlnné vertikály a za porovnání rovněž stojí srovnání směrovosti a vyzařovacích úhlů s anténou s paralelními zářiči. 4. Bylo provedeno srovnání s anténou s paralelními zářiči? Odpověď: Bylo provedeno srovnání na 2 pásmech - 40m a 30m. Laickým názorem jsem očekával, že se možná v uvedených konfiguracích projeví diference na obou pásmech. Tj. v pásmu 30 m jsem očekával zvýšení elevačního úhlu u antény s paralelními zářiči a v pásmu 40 metrů jsem očekával zvýšení účinnosti u nezkráceného zářiče. Bohužel, ani jednu z uvedených věcí se mi nepodařilo prokázat. a) Pokud se v pásmu zvýší vlivem paralelního dalšího prvku úhel laloku o 2° (při šířce laloku přes 40°) a budeme-li řešit matematicky ztrátu ve vyzařování na hodnotě elevačního úhlu kolem 3°, pak u obou antén bude pokles kolem -10°dB proti maximálnímu vyzařování, hodnoty se budou lišit v desetinách dB a taková analýza opravdu nikam nepovede. Tady si slibuji, že snad relevantní výsledky mi může dát NEC-4 engine, ale zatím nemám. Praktická zkouška pomocí vzdáleného přijímače také nic neprokázala. Navíc, únik signálu měl mnohem větší výkyvy než to, co bych chtěl prokázat. Smířil jsem se tedy s tím, že antény jsou si v pásmu 30 m rovnocenné, a toto bylo navíc dáno stejnou sítí zakopaných radiálů. b) V pásmu 40 m jsem, díky rozdílnosti výšky zářičů (10m a 7m) očekával znatelnou diferenci. Tu lze zjistit modelováním. Jenže si pouze ověříte, že malé (chcete-li akceptovatelné, přípustné) zkrácení zářiče, a za takové se považuje zkrácení o cca 30%, vám udělá pokles v desetinách dB. To je dané tím, že anténu na konci zářiče, kde je napěťová kmitna, stejně zatížíte kapacitou, tj. kloboukem, kloboukem s indukčností nebo horizontálním zářičem. Takové opatření vám způsobí to, že proud, který teče skrz důležitou, celistvou část nad zemí, bude mít rovnoměrnou hodnotu a dokonce bude méně klesat, než u antény nezkrácené (teoretici tohle vědí a když si definovali tzv. elementární dipól, tak ho geometricky zkracovali a na koncích zatěžovali kapacitou, aby mohli při výpočtech uvažovat s konstantním proudem; profesionální praktici to také znají a proto konstruují antény zkrácené a zakončené kapacitním kloboukem). A díky tomuto principu je tedy pokles vyzařování v žádaném směru jen o desetiny dB. Ovšem, klesá šířka pásma, což ovšem na 7 MHz nevadí, na 3.5 MHz však ano. Takže při praktickém měření a při provozním srovnávání jsem na tom byl stejně, jako v předchozím bodě. Rozdíly ve vyzařování jsem neprokázal. Možná bych měl k tomuto bodu udělat závěry. Osobně preferuji antény, které mají v elektromagnetické zóně pouze to, co má vyzařovat a trpím to, co příliš neovlivňuje vyzařování a musí tam být z hlediska konstrukčního. Také jsem si ověřil, že to, co má vyzařovat, je dobré vyrobit z pořádné celistvé roury a pak to nemá chybu. A nakonec jsem musel udělat ještě rozhodnutí obchodní. O vertikály s paralelními zářiči projevili zájem dva hamové. Nabídl jsem jim jako alternativu menší anténu Compact se srovnatelnými parametry a finální rozhodnutí si musí udělat sami. Anténa s paralelními zářiči byla vyvinuta a v prototypu vyrobena jako robustní a samonosná. Z obchodní nabídky však bude stažena, protože ji nepovažuji za lepší. Je jen mnohem větší. Stručný závěr Opět mě překvapila snadnost, s jakou jsem dělal na digimódech spojení na 30m a 40m pásmu, a to s anténou bez radiálů. Vím samozřejmě, jakou účinnost ta anténa mohla mít, nicméně, ve směrovosti určitě obstojí pro DX. Protože se jedná o jednoduchou anténu, téměř všechny její parametry, které jsem mohl ověřit, odpovídají jejímu modelu podle NEC. Pokud mě slyšíte digi (PSK, JT65, Olivia) na 80/40/30 metrech, tak právě tuto anténu ověřuji. A docela jsem nadšen. V několika nedávných mailech (konec listopadu 2013) jsem byl požádán o názor, "jak anténa poslouchá". Na to je těžké odpovědět, ale budu předpokládat, že stanice FK8HG je považována za DX. Tato stanice je slyšet téměř každý den večer kolem 18:00 UTC a volá ji poměrně dost evropských stanic. Takže jsem si na ni dneska (po čertíčkách a Mikuláši večer 5.12.2013) počkal, abych mohl publikovat snímky obrazovky. Takto to vypadalo před vysíláním FK8HG: EU stanice byly slyšet s reporty kolem -10, ty nejbližší -25 (DL5MK) a čas byl 18:14 až 18:18 a to by se mohl FK8HG objevit. Jeho výzvu jsem viděl až v 18:26. Všimněte si také, že HB9OAB nám zeslábl z -06 na -20 dB: Počkáme, až dekóduje nějakou EU stanici. Je o něho zájem, určitě ho volá několik stanic, protože dává 3x po sobě výzvu. V 18:33 mu dává stanice HA0ML report R-06. Blízkou maďarskou stanici dekóduji s reportem -26dB, FK8HG -16 až -19 ... Není k tomu co dodat. Jde o jednoduchý vertikál na zemi a podle toho také vyzařuje. Nejsou slyšet blízké stanice, obtěžují vás stanice středně vzdálené, to odpovídá šíření vln a maximálnímu vyzařování v elevaci 27° až 28°, ale slyšíte i DX stanici. Pokud se potřebujete dovolat, tak už to nepůjde tak jednoduše s QRP, ale 50 - 100 Watty uděláte hezké DX ze všech kontinentů i na 40 metrech bez směrovky. Spojení, na kterém jsem toto demonstroval, bylo první. Pak FK8HG dá někdo do clusteru, začnou ho volat stanice bez hlavy a paty i v době, kdy vysílá, FK8HG dá po pár neúspěšných relacích QRT ... Dneska to bylo jinak, na kmitočtu začaly vysílat dvě stanice, myslím, že to bylo pár minut poté, co slovenská stanice dávala report. Protože kaledonskou stanici neslyší každý a podobná situace se opakuje podobně každý den, domnívám se, že na 40m jezdí hodně stanic jen s nějakými NVIS anténami nebo náhražkovými anténami, které jim září do nebe. Jinak by přes DX stanici nevysílali. Každý den jsem FK8 spolehlivě a v nepříliš dobrém QTH (kolem domy a stromy) slyšel, proto se domnívám, že nejde sice o žádnou zázračnou anténu, ale slušný vertikál, který není jen NVIS anténou. A když tam nebyl FK8.., byly tam různé australské stanice, ale každý den tam byl slyšet touto dobou někdo od protinožců ... Počátkem roku 2014 jsem se rozhodl pokračovat v dalších experimentech s touto anténou. Provedl jsem srovnání s anténou C-POLE na pásmu 30 metrů. Protože anténa C-POLE je velice zajímavá, popisuji ji samostatně zde. Také připravuji srovnání s vertikálem GAP Titan, který jsem pořídil jako referenční anténu pro zkoušky širokopásmových vertikálů. Anténa C-POLE vyzařuje nádherně s nízkým úhlem: Pro experiment jsem měl spodní vodič asi 1m nad zemí. Anténa byla z drátu s výjimkou horizontálních vodičů, které byly z hliníku.Nosníkem antény byl laminátový prut: Rozdíly mezi anténou COMPACT s radiály a C-POLE jsem obtížně rozlišoval. Rozdíly mezi anténou COMPACT na stanovišti bez radiálů a mezi anténou C-POLE byly zjistitelné. C-POLE anténa byla lepší (bylo to v provozu rozlišitelné). Vertikální dipóly vyzařují přeci jenom s nižším úhlem a to je pro mě výzva ke konstrukci nízké vertikální antény s kapacitní zátěží alespoň pro pásma 80 a 40 metrů. Předpokládám, že bych použil osvědčené prvky z antény COMPACT. Schéma by mohlo vypadat nějak takto: Anténa by byla určená k montáži ve výšce kolem 1 metru na sklopné stožárky, případně na garáže s plochou střechou o výšce do 3 až 4 metrů. Anténa nevyžaduje žádných radiálů. V pásmu 40m by možná vyzařovala s nižším úhlem, než vertikál COMPACT 80/40/30. V pásmu 80 metrů neočekávám, že zjistím rozlišitelný rozdíl. Všechny díly prototypu mám vyrobené. Fotografie a výsledky zveřejním na jaře po několika experimentech. O výrobě v limitované sérii neuvažuji. Jak jsem zde uvedl, na trhu existuje mnoho vynikajících vertikálních antén s nízkým vyzařovacím úhlem. Konkrétně pro pásma 80/40 m bude mít obdobné parametry Cushcraft MA-8040V (neměl jsem ho, pouze jsem si ho modeloval ke své zemi s radiály). Proto si myslím, že v době, kdy jsou dostupné technologie Cushcraft či GAP (GAP Voyager, Titan či nejmenší Eagle), nemá smysl vyrábět komerčně anténu obdobných parametrů. Další zkoušky Od výroby prvních prototypů a také od napsání tohoto článku uplynul nějaký čas. Jsem velice vděčný Jardovi, OK1SCJ, který mohl věnovat čas instalaci jednoho z prototypů a jeho praktickým zkouškám. Potvrdil mi mé zkušenosti, ale nemá smysl tlumočit jeho zprávu. Jarda provedl montáž ve svém QTH nedaleko Prahy. Jedná se o chatu a vertikál byl nainstalován v blízkosti chaty na zemi. Tedy v podmínkách, pro které byl navržen. A toto mi napsal (uvádím se souhlasem Jardy doslova). "Ahoj Míro ještě jednou chci poděkovat za darování protypu. Pokud by se ti to k něčemu hodilo tak posílám pár postřehů, které jsem za polední týdny získal. Instalaci jsem udělal podobně jako ty s tím, že v zemi mám díru hlubokou 85 cm a průměr kolem 20 cm. Horizontální drát pro 40m mám šikmo zatím nebyla možnost ho natáhnout vodorovně. Připojení k TCVR mám realizované pomocí RG-58MIL délky 10m. Nemám tam žádný proudový balun či naklapávací ferity. Samotná instalace na sloupek byla rychlá a dělal jsem ji po západu slunce, takže manželka mi musela svítit baterkou, abych na to viděl, hi. Z fotky je vidět jak vypadá instalace. Na začátek jsem schválně neinstaloval zemní radiály, aby bylo vidět jak prakticky funguje bez nich (a musím konstatovat, že je to fakt síla v pozitivním slova smyslu). K samotnému provozu musím říct, že jsem VELMI nadšen. Ta anténa se ti skutečně povedla. Poměr cena výkon je rozhodně mnohonásobně vyšší než u Titana. Můj subjektivní dojem vychází i z porovnání s GAP Titan, na kterém u šváry občas provozuji svoji radiostanici (má stejné QTH, asi 600 m od mého). Docela mě překvapilo to jak je možné dělat současně DX spojení i lokální. Minulý víkend jsem udělal spojení s OK4AZ (Praha a moje QTH jsou Horoměřice). Spojení po Evropě jsou bez problémů. Mám dost spojení i s Asijskou části Ruska díky Sochi diplomu. U DX posílám výčet zajímavých spojení - jedu převážně DIGI s homemade adaptérem pro ICOM 746. Japonsko JA1OTT zatím spojení na nejdelší vzdálenost 10 171 km Jižní Korea DS4AOV Brazílie PY2TX U.A.E A61DD Bahrain A91IGS USA WF8E CANADA VC3S (opakovaně během 14 dnů) Uruguay CX1FU GUATEMALA TG9AHM GUADELOUPE FG1JS DOMINICAN REPUBLIC HI8CSS (s tímto HAMem mám už dvě spojení, takže žádná náhoda) Aruba P40JH Angola D2QR Antigua Barbuda V21ZG Když jsem se díval do PSK reporteru tak jsem byl slyšet v podstatě všude včetně Antarktidy. Tento víkend jsem přidal drát pro 80m a u 40m se mi trošku posunulo minimum SWR dolů na 6.982 Mhz, ale tuner to v pohodě doladí (až budu příště sundavat anténu tak střihnu trochu drát na 40m). A pak jsem ještě připojil jeden radiál co jsi mi dal - volně pohozený na zemi ve směru horizntálního 40m drátu. Už mám připravený CYA kabel s průřezem 2,5 mm2 (bohužel nemám větší průměr), takže příští víkend zvednu počet zemních radiálů. Tady se chci poradit jakou délku by jsi navrhoval u zemního radiálu. Mám tam dát vždy 4-8 ks po 1/4 délky na každé pásmo nebo více 20m? Počítám, že bych je časem zakopal tak 30cm pod zem. Pak bych se zeptal ještě na jednu věc ohledně připojení drátu pro 80m. Když jsem ho přidělával tak se mi povolila trochu spodní matka na tom šroubu co je v té plastové trubce pro připojení drátu na 80. Zatím to drží, ale kdybych to chtěl dotáhnou zevnitř té plastové trubky, jde to nějak jednoduše rozebratm abych to dotáhl ? V příloze přikládám průběh SWR z MiniVNA po připojení drátu na 80m a jednoho radiálu. Až pak budeš připravovat tu objednávku pro mě, tak mi dej vědět, protože ještě si vezmu navíc balun pro Rybakova. 73! Jarda" a ještě pár obrázků od Jardy, průběhy VSWR měřené miniVNA a několik QSL. Jardo, děkuji: Několik slov na závěr S Jardou jsem se dříve osobně neznal. Protože měl zájem o anténu, kterou jsem dosud sériově nevyráběl, měl jsem jedinou možnost - nabídnout mu jeden z prototypů, který nebyl ani hezký a ani zpracovaný ve finální dílenské podobě. Anténu jsme v jednom z mých QTH zdemontovali a Jarda si ji odvezl. S instalací si musel poradit sám, bez jakéhokoliv manuálu. Bylo mi jasné, že ho velice láká rovněž montáž a zkouška bez radiálů, kdy anténa musí mít opravdu mizernou účinnost. Byl jsem samozřejmě zvědavý, protože Jarda měl jednak s čím měřit, jednak s čím srovnávat a také má vhodné rádio pro praktické zkoušky i odhodlání testovat na digimódech. I jeho QTH se mi líbilo, protože to je chatička, vedle které stojí vertikál s nepříliš dlouhým napáječem. Pro praktickou zkoušku ideální podmínky. Jardovi se dařilo dělat DX stanice i spojení na blízké vzdálenosti. Toto se nám zadaří jen s anténou, která přijatelně vysílá na nízkém úhlu, ale má potlačená ostrá minima ve vertikálním vyzařovacím diagramu, včetně minima v ose vertikálu. O to se nám u uvedené antény stará horizontální část ve všech pásmech. Přestože je pro pásmo 30m navržen pouze vertikální zářič, použité obvody mají nízké Q a propouštějí definovanou energii také do horizontálních částí pro 40m a 80m, které vyzařují, byť s přiměřeně redukovaným výkonem. Pásma 40m a 80m vyzařují jak zkrácenou vertikální částí, tak horizontálními zářiči. Jsem však nepatrně neklidný z Jardovo i mých srovnávání s anténou GAP Titan. Ta vyzařuje mohutně na nízkém úhlu. To je pro DX spojení opravdu super. Ta anténa je vynikající, což zde rád potvrzuji. Za nízkým úhlem jsem se samozřejmě při konstrukci některých antén honil i já. Mrazí mě však ze zjištění, že určitě podmínkou nutnou pro DX provoz je vyzařování na nízkých úhlech, ale podmínkou pro dobrou provozní úspěšnost je taková konstrukce antény, která nemá ošklivá minima ve vyzařovacím diagramu. Nějak věřím tomu, že jsem smolař a žádaná stanice bude zrovna vysílat z takového směru, kde bude minimum na mé anténě. Toto je moje zkušenost a mám o to větší odhodlání mít zvládnuté vyzařování antény, znát potřebné úhly pro ionosférické šíření a s ohledem na tyto parametry konstruovat anténu. Opět to není o ztrátách, o účinnosti a ani o zisku antény.
73's Míra, ok1ufc
© 2011 - Věra Šídlová a Míra Šídlo, ok1ufc, datum poslední úpravy: 18.03.2014