další info >>>> | Obsah |  |  |  |
Fázování vertikálů - část první
Všeobecně Potká-li nás v praxi případ, že pro DXování nám zisk a směrovost jednoho vertikálu nestačí a začneme uvažovat o fázování dvou nebo více vertikálů, je vhodné si vyřešit, jak se taková řada bude chovat, jak bude vyzařovat. Na HAM setkáních a na Internetu bylo publikováno několik více či méně úspěšných řešení. Za vynikající práci považuji souhrn přednášek ON4UN, W1MK a ON6WU, které obsahují jak stručný úvod do problematiky, tak popis důležitých a používaných, můžeme říci standardních metod, tak návrh moderního řešení a celou řadu závěrů. Tuto práci doporučuji prostudovat a zdůrazním v úvodu minimálně dvě stránky: č. 2, která obsahuje charakteristiku koaxiálního kabelu jako závislost fázového úhlu a délky a ještě stránku č. 6, která obsahuje pojmy "OPTIMIZED vs. QUADRATURE". Protože problematika fázování vertikálů je složitější než jiná témata, nikoliv snad technicky, ale zejména mnoha variantami různých řešení, rozhodl jsem se napsat tento úvodní článek, po kterém bude postupně následovat několik dalších, již tématicky zaměřených na konkrétní řešení. Schéma a úvod V úvodní části se zaměříme na chování dvou vertikálních antén situovaných blízko sebe. Schéma takové soustavy je následující: Předpokládejme, tyto skutečnosti: všechny úvahy a experimenty budou prováděny v pásmu 40 metrů a pracovní kmitočet bude 7.050 kHz. Dále předpokládejme, že vertikály samostatně jsou čtvrtvlnné, jsou stejné výšky H1 a H2 a jsou geometricky od sebe vzdálené ve vzdálenosti INT1. Jaká je pro tento účel optimální výška a optimální vzdálenost vertikálů je uvedeno v samostatném článku (zde bude v budoucnosti odkaz, až článek napíšu), teď to není důležité. Stejná výška H1 = H2 je důležitá, pokud požadujeme možnost přepínání směrové charakteristiky této soustavy. U obou fázovaných vertikálů předpokládám stejný zemní systém. Vliv rozdílnosti je opět samostatné téma. Vyzařování soustavy při napájení ve fázi a v protifázi Pokud druhý vertikál napájíme ze stejného zdroje signálem o stejné fázi nebo v opačné fázi (posun 180°), změní se podstatně vyzařovací diagramy i impedance na svorkách antény. Fázový posun a magnituda Změnou fázového posunu a magnitudy napájecích zdrojů vertikálů lze docílit zajímavé směrovosti vertikálů. Např. fázovým posunutím o 62.3° a snížením magnitudy na 51.5% získáme následující směrovou charakteristiku. Parametry fáze a magnitudy jsou nastaveny tak, aby byl nejlepší F/B na nízkých úhlech. Jiné, ale nepříliš odlišné nastavení fáze a magnitudy nám dá jinou vyzařovací charakteristiku:
Na obrázku vpravo si všimněte, co jsme nastavením, kterému odpovídá druhý diagram, udělali - viz obrázek vpravo. Vyzařování zeleným lalokem jsme podstatně omezili, viz zelená šipka, ale zhoršilo se vyzařování červeným lalokem, viz červená šipka. Důležitý závěr je, že nepatrné změny fázového úhlu a magnitudy dělají veliké změny ve vyzařovacích diagramech naší soustavy. |
Výsledky obou optimalizací ještě uvedu pro názornost v jediném diagramu. Vyzařování v zadním směru se liší, v hlavním laloku je téměř stejné. Možná, že právě nyní, pokud jste si nepřečetli o metodách fázování podle K2BT (Gehrke), Christmana nebo W7EL (Lewallen), začínáte uvažovat o tom, jak bude vypadat fázovací zařízení. Fázovací zařízení mění pouze fázi zdroje, nikoliv magnitudu Pokud budeme soustavu "fázovat" jen změnou fáze, docílíme: a) o téměř 1 dB horšího zisku v hlavním směru vyzařování b) o téměř 10 dB horšího F/B, viz oba zadní laloky Právě tuto skutečnost si začali uvědomovat pánové, které jsem citoval v úvodu a věnovali veliké úsilí návrhu a vývoje nástrojům pro návrh fázovacího zařízení, návrhu zařízení, které umožňuje nastavit fázový úhel i magnitudu a praktické konstrukci a nastavení takového zařízení. Další možnosti Vyzařovací diagramy, kterých docílí soustava přesným nastavením fázového posunu a magnitudy proudů zdrojů, obdržíme také minimálně pomocí těchto metod: a) dovolíme rozdílnou výšku vertikálů soustavy - popis zde b) dovolíme fázování pomocí reaktance v patě vertikálu - popis zde c) provedeme fázování centrálním fázovacím obvodem - popis řešení ok1ufc zde d) budeme brát v potaz věci, které mají vliv na výsledek fázování (směrovost) soustavy Závěr Porozumění metodám fázování považuji za velice důležité. Stejně tak považuji za důležité zvládnout teoretické řešení jen numerickými metodami, které nám umožňuje např. program MMANA. Pokud srovnáme vyzařování stejného vertikálu nad perfektní zemí a stejnou reálnou zemí, jako u soustavy, obdržíme tento výsledek:
© 2015 Míra Šídlo, ok1ufc, datum poslední úpravy: 27.12.2015