Home | O anténách |  |  |  | Kontakt
Porovnání OMTA (Offset Multiband Trapless Antenna) a čtvrtvlnného vertikálu s nadzemní montáží
Všeobecně Srovnání čtvrtvlnné vertikální antény montované na zemi, realizované bez radiálů, také se systémem radiálů, se kterým bylo možné docílit Rz kolem 15 Ohmů a stejné antény montované ve výškách h=2 a 6 metrů jsem provedl v tomto článku. Alespoň pro pásmo 20 metrů shrnu výsledky: 1. Vertikál montovaný na zemi (h=0 m) měl elevační úhel cca 27° a zisk Ga = - 1.67 dB 2. Vertikál montovaný ve výšce h=2m jako GP se 4 radiály měl elevační úhel cca 22° a zisk Ga = -0.94 dB 3. Vertikál montovaný ve výšce h=6m jako GP se 4 radiály měl elevační úhel cca 15° a zisk Ga = 0.97 dB Z tohoto lze udělat závěr, že vertikál montovaný ve správné výšce h má lepší směrové vlastnosti i lepší zisk vlivem menších ztrát. Je rovněž třeba uvědomit si nebezpečí, které plyne z nedodržení geometrické (tvarové) přesnosti, která se týká montáže radiálů. Zkoumaný vertikál měl radiály montované téměř ideálně a poměrně přesně. Přesto již lze z vyzařovacích diagramů vyčíst vlivy do směrovosti a také to, že u toho konkrétního vertikálu bylo docíleno limitní výšky montáže, kdy se již začal zvedat v pásmu 10 m elevační úhel, který již měl před geometrickými úpravami hodnotu cca 40°. Porovnání OMTA antény se čtvrtvlnými vertikály Původně jsem OMTA anténám nevěnoval příliš mnoho zájmu. Nicméně, mojí pozornost upoutalo poměrně značné rozšíření antén GAP Titan DX, na které jsem slyšel poměrně dobré reference a dále několik publikovaných konstrukcí těchto antén, např: http://www.arrl.org/files/file/Technology/tis/info/pdf/9510032.pdf; bohužel, autorská práva na tento článek má ARRL, kterou jsem nežádal o souhlas s publikováním, tak si zde dovolím uvést pouze odkaz, u kterého jsem ověřil, že teď, kdy píšu tento článek, je fungující. Další z publikovaných materiálů nezaujal pouze mne, ale např. i autory programu MMANA-GAL, kteří dali mezi modely antén velice jednoduché modely firmy Hy-Gain. Tato anténa mě zaujala svým precizním a čistým exaktním návrhem, kde konstruktér dokázal optimalizovat s použitím kapacitních klobouků rozměry, šířku pásma a zisk antény. Musím přiznat, že to je opravdu mistrovská práce. Experimenty pro srovnání jsem prováděl s jednodušší, ale o něco rozměrnější anténou pro jedno pásmo. Popis a foto je zde. Tato anténa se pak stala výchozím bodem pro navrženou pětipásmovou anténu pro pásma od 20 do 10 metrů, jejíž schéma je zde vlevo. Anténa byla srovnána se čtvrtvlnným vertikálem, stejnou anténou, která byla použita pro zkoumání vlivu radiálů, obrázek vpravo: Uvedu důležité podmínky srovnání: - výška montáže pro obě antény byla h = 4.2 metru nad zemí (moje testovací pracoviště č. 2 pro antény ground plane) - výška zářiče pro pásmo 14 MHz u antény OMTA: h = cca 6.5 metru - výška zářiče pro stejné pásmo u čtvrtvlnné antény: h= cca 5.2 metru před doladěním rezonance Matematické modely MMANA antén byly provedené pro stejné okolní podmínky, obě antény byly montovány se všemi vertikálními prvky, anténa GP pouze se 4 radiály pro pásma 20 metrů a 10 metrů. Srovnání vyzařovacích diagramů u obou antén: Výsledek překvapil několik přihlížejících hamů, které jsem s ním seznámil. A sice ve dvou věcech: - rozdíl v zisku ve prospěch antény GP, který byl jen a jen pouhých 0.03 dB - všichni očekávali podstatně větší rozdíl - shoda v elevačních úhlech ve vertikální rovině, v obou případech 17° - rozdíl ve tvaru vyzařovacích diagramů, kde již u antény GP vylézal v při některých azimutech ve výšce h= 4.3 metru horní lalok. Měření byl jsem požádán o měření pomocí zařízení, které používám na měření vyzařovacích diagramů u směrových antén v horizontální rovině. Konečně rozmrzlo, tak bylo rozhodnuto, že se provedou srovnávací měření ve vzdálenosti asi 50 x lambda Tento bod byl volen ani ne tak s ohledem na jeho vzdálenost od měřených antén, ale z toho důvodu, že v této vzdálenosti lze umístnit měřicí vertikál (byl použit Rybakov) tak, aby díky převýšení odpovídal elevačnímu úhlu cca 17°. Měření bylo provedeno tak, že byly vyloučeny rychlé úniky. Nejprve se měřila anténa GP, pak byly demontovány všechny její prvky včetně radiálů a byla měřena OMTA anténa ze stejného stožárku. Výsledek: - úroveň signálu u GP antény: 0 dB - úroveň signálu u OMTA antény bez radiálů: + 0.8 dB Protože jsem předpokládal neměřitelný výsledek, přeci jenom rozdíl cca 0.8 dB byl zřetelný, jednoznačně měřitelný a bylo třeba najít vysvětlení. To bylo prosté a ukázalo se, že se až příliš podobá ztrátě v koaxiálním napáječi vlivem VSWR. Antény se přece jenom lišily velikostí reálné složky impedance v místě napájení. Ztráty odrazem byly kompenzovány tunerem. Po odečtení ztráty vlivem stojaté vlny v napáječi byla diference mezi anténami neznatelná. Závěr Pro vyšší pásma od 20 metrů včetně má smysl realizovat OMTA antény, pokud si nemůžeme dovolit směrovky nebo půlvlnné vertikální dipóly. Tyto antény jsou náročnější na návrh a méně náročné na prostor. Svým ziskem a směrovostí se vyrovnají čtvrtvlnným vertikálním anténám s nadzemními radiály. Všimněte si, že výška porovnávaných antén pro pásmo 20 m byla rozdílná, anténa OMTA měla asi o 1.3 metru vyšší zářič. Ještě lepší vlastnosti má samozřejmě půlvlnný vertikální dipól, který by byl pro uvedené pásmo delší než 10 metrů. Vertikální dipóly používá mnoho hamů i na expedicích. Viz např. tento obrázek: Kéž by všechny expediční stanice měly tak silné signály, jako Jim, ZL7LC, který zde byl toho 19. března opravdu silně, a to v odpoledních hodinách našeho času. Dělal jsem ho na směrovku s elevačním úhlem asi 19° a ziskem Ga = 11 dB, neměl jsem momentálně instalovaný žádný vertikál a velice mě to mrzelo. Fotografie jednoho z prototypů Fotografovaná anténa byla zkonstruována pro pásma 30, 20, 17, 15, 12 metrů. Vyzařováním anténa nijak nezaujala, přece jenom se prvky ovlivňují. Nastavování bylo poměrně pracné díky vzájemné závislosti prvků. Přizpůsobení rovněž nebylo nic moc, VSWR se pohybovalo od 1:2 do 1:3 a anténu bylo třeba dolaďovat tunerem.
73's Míra, ok1ufc
© 2013 - Věra Šídlová a Míra Šídlo, ok1ufc, datum poslední úpravy: 12.01.2014