další info >>>> | O anténách |  |  |  | Kontakt
Vertikální anténa na stožárku
Úvod Přihodilo se vám, že s novou vertikální anténou to prostě nebylo ono? Velice častým důvodem neúspěchu může být u některých vertikálních antén jejich montáž na stožár. A příčinou jev, který se jmenuje vzájemná impedance. O tom, co to je vzájemná impedance, jsem psal zde a zde.
Všimněte si, že vlivem fungování vzájemných impedancí je v kovovém dobře uzemněném stožárku, na který je montován vertikální dipól (na schématu zeleně), vybuzen poměrně značný proud. Úmyslně jsem použil pro pásmo 20m "blbou výšku stožárku", tedy asi 5 metrů, což je lambda/4 a to se nahoře na vysoké impedanci dobře vybudí právě pomocí vpravo popsané montáže. Naším úkolem je dopátrat se, jaký to má vliv na vyzařování. Vyzařovací diagram si snadno namodelujeme, ale neodpustím si zde znovu zopakovat fakt, jak vyzařuje čtvrtvlnný vertikál a jak vyzařuje dlouhý, např. 0.75 lambda vysoký vertikál - obrázky dole: | Na obrázku vlevo je modře nakreslen půlvlnný vertikální dipól. Není až tak podstatné, kde je jeho místo napájení. Aby ten dipól vyzařoval, musí jím protékat proud. Pro náš případ uvažujme, že máme dipól pro pásmo 20 metrů a připevnili jsme ho na svém konci izolovaně ke stožárku (nakreslen zeleně), který je vysoký asi 5m. Stožárek je zabetonován do země a je dobře uzemněn. Pro tento modelový příklad je uvažováno s těmito rozměry: - průměr trubek dipólu i stožárku je 35 mm - osová vzdálenost trubek je 100 mm - výškové překrytí trubek je 30 cm Tedy je to provedeno podobně, jako na této fotografii (můj GAP Titan vertikál):
Čtvrtvlnný vertikál - vyzařování a průběh proudů | Vysoký vertikál (0.75 x lambda) - vyzařování a průběhy proudů
Zopakoval jsem tuto základní věc proto, že o vysokém vertikálu je všeobecně známo, že vyzařuje do nebe a pro DX komunikaci je nepoužitelný. Vyzařování vertikálního dipólu na stožáru
Na obrázku vpravo je uvedeno pro skutečný vertikální dipól (pásmo 20m) celkem pět různých možností instalace: - modrá čára znázorňuje anténu namontovanou jako neuzemněnou, na balkóně, ve výšce 3m; anténa má ideální vyzařovací diagram - zelená čára znázorňuje tutéž anténu namontovanou na uzemněný stožárek, který je vysoký 2 metry a montáž je provedená podle popisu v úvodu - červené čáry znázorňují vyzařování stejné antény na uzemněné stožárky vysoké 3m, 5m a 8 metrů. Všimněte si uzemněných stožárků. Zatímco v h=2 m je to dobré (zelená čára), již ve výšce 3 metry má anténa menší zisk směrem k horizontu (až o 3 dB) a začíná vyrůstat horní lalok. Ve výšce h=5 a h=8 metrů již horní laloky tvoří hlavní směr vyzařování, ale směrem k horizontu to vyzařuje stejně, jako v h=2 metry. |
Vyzařování jiného typu vertikální antény Velice často používanou a dobrou anténou je vertikální OCF anténa, pro jedno pásmo může vypadat, jako anténa vpravo. Taková anténa se často konstruuje tak, že zářič je dlouhý přibližně 3/8 vlnové délky a protiváhy se konstruují dlouhé např. jako 1/8 vlnové délky. Na obrázku si všimněte, že i tato anténa je schopná vybudit ve stožárku celkem slušné proudy a "zabezpečit" jeho vyzařování. Poznámka 1: Dobří výrobci, např. Hy Gain, použili u typů vynikajících vertikálů AV-640 a AV-620 samostatný balun pro transformaci impedancí 1:4 a dobře konstruovaný proudový balun podle W1JR. Balun podle W1JR vypadá takto: U balunu byly uplatněny tyto principy: - má poměrně značnou indukčnost (velký počet závitů, všechny jsou vinuty v jednom směru) - má malou kapacitu mezi symetrickou a nesymetrickou částí, toho je docíleno tím, že po navinutí poloviny vinutí se udělá smyčka zpět a vine se druhá polovina závitů stejným směrem; vstup a výstup jsou na jiném konci feritu (nejsou u sebe) |
Výborné vlastnosti má balun vinutý na mohutné feritové tyči. Dobrý proudový balun je u těchto typů antén nezbytný, tak, jako jsme řešili vyzařování stožárku, je nezbytné řešit také vyzařování napáječe. Často se nám stane, že s jedním proudovým balunem u vysoko instalovaných vertikálů nevystačíme. Poznámka 2: Setkal jsem se s případy, kdy vlivem vzájemných indukčností byly u vertikálních antén těchto typů dobře vybuzen zemnicí drát střešních kovových konstrukcí. Bohužel, takové konstrukce nejsou čtvrtvlnné, ale často se stane, že jsou v násobcích použitých vlnových délek a velice dobře fungují jako zářiče. Zpravidla nám však nepřijímají z požadovaného směru a ani z nízkých úhlů. O to lépe přijímají průmyslová rušení a silné signály evropských stanic. Bohužel, tato vlastnost způsobila, že mnoho hamů vyzkoušelo a zavrhlo vertikální anténu právě kvůli tomu, že se jim zdála hlučná při příjmu a přijímané signály byly proti jiným druhům antén slabé. Domnívám se, že to bylo vlivem popsaného jevu. Poznámka 3: Právě před rokem jsem připravoval k delšímu testování vertikální anténu GAP Titan DX, jejíž princip je odvozen od vertikálního půlvlnného dipólu. Zkoušku jsem musel provést v novém QTH, které je nedaleko rozvodny, nedaleko sídliště, nedaleko vedení vvn 110 kV, nedaleko trakce a anténa je umístěna uvnitř jakéhosi atria zahrad mezi rodinnými domky. Přiznávám, že jsem si nedovolil anténu nainstalovat na žádný stožár. Mám ji vysoko jen asi půl metru nad zemí. Okradl jsem se možná o 2 dB na zisku, ale nedeformoval jsem vyzařování antény. Rovněž jsem věnoval péči napájení, nechtěl jsem, aby mi škodily nežádoucí common mode currents, které mi potečou po napáječi až do staniční země. Výsledkem je, že anténa je tichoučká, pracoval jsem snadno a s maličkým výkonem se stovkama stanic z mnoha kontinentů, udělal si za rok příležitostná spojení (nikoliv v závodech) s více než stovkou Argentinců, stovkou Brazilců, stovkou Japonců a stovkou VK a ZL stanic. Anténu už netestuji, zůstala mi nainstalovaná nízko na původním místě - popis zde. Mám samozřejmě několik lepších vertikálních antén, než je tato, ale u všech bylo třeba řešit vliv stožáru a vliv napáječe. Poznámka 4: V nejbližších dnech budu publikovat popisy (návody) na stavbu dvou jednoduchých, pětipásmových (10, 12, 15, 17, 20m), dobře přizpůsobených antén - štíhlého, asi 8.6 metrů vysokého vertikálu určeného pro montáž do zahrad a jen 5.2 metru vysoké pětipásmové balkónové antény.
© 2015 Míra Šídlo, ok1ufc, datum poslední úpravy: 1. 3. 2015