Home | O anténách |  |  |  | Kontakt
PA0FRI - jak je to s impedancemi a přizpůsobením
Všeobecně O anténě PA0FRI jsem již psal zde. Tenkrát jsem netušil, jaký zájem o tuto anténu bude. A také jsem netušil, na jaké otázky budu odpovídat a s jakými mýty se setkám. Některé věci znovu zopakuji. Anténa PA0FRI je velice zdařilou modifikací antény G5RV. Anténa G5RV je jednou z nejrozšířenějších antén. Také o ní píši zde a rovněž to byla první anténa napájená žebříčkem PCV-570-84, kterou jsem v této konstrukci uvedl na trh v e-shopu. Jde o jednoduchou vícepásmovou anténu. A tady jsem se setkal s prvními mýty: 1. anténa je všepásmová (all band): toto je pouze částečná pravda; anténu lze vyladit jednoduchým LC článkem na všech pásmech, ale berte v potaz také její vyzařovací diagramy. 2. anténa G5RV je určena k používání bez tuneru: toto je rovněž částečná pravda. Podle konkrétní montáže a s ohledem na rozměry, se nám to obvykle podaří jen na jednom pásmu. 3. anténa G5RV se přizpůsobuje ke koaxiálnímu napáječi pomocí balunu s poměrem 1:9: toto je největší nesmysl, který byl publikován a byl jsem na to upozorněn. Skutečnost je taková, že anténa G5RV nebo PA0FRI nebo jiná její modifikace (kterým se často říká také doublet) je napájená symetrickým napáječem se stojatou vlnou. Nikoliv postupnou vlnou. Tento nesmysl, největší pí*ovina, kterou jsem kdy slyšel nebo četl, vznikla od úvahy, že některé konstrukce G5RV byly napájeny symetrickou dvoulinkou o charakteristické impedanci (vlnovém odporu) 450 Ohmů. Z tohoto si někteří diletanti, co o anténách opravdu nic nevědí, odvodili, že nejlepší transformace je balunem 1:9 na vlnový odpor koaxiálního kabelu se Z=50 Ohmů. Autor G5RV se snažil vyrobit jednoduchou a vícepásmovou anténu, kterou půjde připojit ke kabelu 50 Ohmů. Předpokládal, že na kabelu bude mít rovněž stojaté vlnění. Jeho cílem bylo, aby anténa šla snadno přizpůsobit tunerem u vysílače. To se mu podařilo. Další optimalizace provedl ZS6BKW, který napájel anténu speciálním žebříčkem. G5RV používal TV dvoulinku (alespoň se o tom psalo v literatuře) o vlnovém odporu 300 Ohmů a kabel připojoval přímo. Nicméně, na dobových fotografiích je vidět použití žebříčku-viz: http://www.dxzone.com/cgi-bin/dir/jump2.cgi?ID=2160. ZS6BKW používal žebříček. Moje konstrukce G5RV, stejně tak konstrukce PA0FRI jsou rovněž konstrukce se žebříčkem. Důvod je prostý - minimalizace ztrát na napáječi se stojatou vlnou. O konstrukci drátových antén čtěte také zde. 4. Půlvlnné symetrické antény jsou účinnější: toto je nesmysl. Hovoříme o tzv. základní (fundamental) harmonické. Půlvlnná anténa má v pásmu 80m délku kolem 40m. Anténa dlouhá jen 31m (G5RV) je jen asi o 0.3 dB horší v některém směru vyzařovacího diagramu. Samozřejmě, o něco kratší nebo delší symetrické antény mohou vyzařovat jinak, než půlvlnné. Ale na mém webu jsem publikoval velké množství různých vyzařovacích diagramů, každý si může udělat svůj názor. Na účinnosti se rovněž podílejí ztráty přizpůsobením (tzv. match loss). Tyto ztráty bychom měli brát v potaz. Lze dokázat, že transformační čtyřpól (T článek, PI článek, L článek) transformuje beze ztrát pouze pokud můžeme zanedbat ztráty v indukčnostech a kapacitách. To ovšem nelze. Obvykle nelze zanedbat ztrátu v indukčnosti. Pak z jednoduchých a známých čtyřpólů transformuje s nejmenšími ztrátami L článek. Ale o tom velice hezky psal a problematiku popularizoval Mirek, ok2buh. 5. Anténa G5RV se obtížně přizpůsobuje tunerem, proto se musí dát mezi symetrické vedení a TRX alespoň 10 metrů koaxiálu: toto je nesmysl. Chybu hledejte někde jinde. Koaxiál se stojatou vlnou nám značně zvyšuje ztráty! 6. Nejlepší je anténa Double-Zeppelin, je to celovlnný dipól: toto je pravda pouze částečně. Double-Zepp je vynikající anténa, ale zapomeňte na jakýkoliv koaxiál pro průchod zdí. Tato anténa nám dá své, pokud bude mít na konci napájecího žebříčku symetrický tuner. A podobných mýtů jsem slyšel celou řadu ...Kde je pravda? Anténa G5RV je jednoduchá anténa, která je vícepásmová. Pokud ji napájíme žebříčkem, použijeme dobrý balun 1:1 a tuner propojíme s balunem krátkým koaxiálním kabelem, pak si vyřešíme celou řadu problémů. Budeme moci pracovat na mnoha, možná na všech pásmech od 80 metrů do 10 metrů. Budeme mít vyřešen průchod zdí. Budeme mít anténu, která má dobrou účinnost. Skvělé. Jaký je důvod měnit anténu G5RV za jinou? Pokud nám vše funguje, tak žádný. Pokud nám nějaké pásmo zlobí, změna se vyplatí. Máme opět mnoho možností. Pustit se cestou vlastní optimalizace. Je to jednoduchý inženýring a potřebné nástroje najdeme na Internetu zadarmo. Nebo se podívat, jakou cestou šli další hamové. A o tom je také tento článek. Optimalizace podle PA0FRI Optimalizace podle PA0FRI je zdařilou optimalizací. Frits odvedl dobrou práci a jeho anténa má rozměry 2 x 17m a žebříček je dlouhý 10m. Anténu této konstrukce jsem uvedl na trh, v e-shopu se objevila v roce 2012. Hamové byli zpočátku nedůvěřiví, nyní bych řekl, že je tato anténa oblíbená více než G5RV se žebříčkem. Proč ta nedůvěra? V prvním článku jsem nezveřejnil všechny informace. Také jsem zveřejnil Fritsovo (PA0FRI) hezký a jednoduchý tuner. Díky popularizaci Mirka OK2BUH mnoho hamů vědělo, že L článek má nejmenší ztráty a je nejlepší. Ale také mnoho hamů zjistilo, že s L článkem, který si vyrobili, svou anténu nevyladí na pásmech, kde potřebují. A tak jsem odpovídal na dotazy, jak je to s laděním antény PA0FRI. Čtěte dále. Ladění antény PA0FRI s jednoduchým L článkem Anténa PA0FRI lze vyladit s L článkem na všech pásmech od 80metrů do 10 metrů. Samozřejmě, bude záležet na konkrétní instalaci, výšce antény, zemi, atd. Z následujících obrázků uvidíte, že anténu PA0FRI jsem vyladil L článkem stejného typu, jehož schéma a hodnoty pro kmitočet 3 750 kHz uvádím zde: Schéma budeme číst zleva. Anténa PA0FRI měla na kmitočtu 3 750 kHz reálnou složku R=21.6 Ohmu a jalovou jX=252 Ohmů. K charakteristické impedanci koaxiálu Z=50 Ohmů byla přizpůsobena L článkem s kapacitou C=276 pF a indukčností L= 16.2 mikroH. Toto schéma ladění platilo pro anténu instalovanou jako INV V, kde střed antény byl vytažen kladkou do výše h=11m a konce zářiče byly ve výšce asi 4.5 metru. Žebříček byl dlouhý přesně 10 metrů a byl realizován symetrickým vedením PCV-570-84. Na jiných pásmech a kmitočtech byl použit stejný typ L článku. To znamená, že nebylo třeba přepínat na žádném pásmu kapacitu před nebo za indukčnost. Velikosti R, jX a potřebných kapacit a indukčností uvádím pro všechna pásma v tabulce zde: Žlutě jsem zvýraznil nejmenší potřebné hodnoty kapacit kondenzátoru (12.2 pF) a nejmenší hodnotu indukčnosti rolleru (0.79 mikroH). Červeně jsem zvýraznil maximální hodnoty indukčnosti a kapacity (16.1 mikroH a 472 pF). Na pásmech od 80 metrů do 40 metrů jde tato anténa vyladit s L článkem jednoduché konstrukce a stejného typu s kondenzátorem 500 pF a rollerem 20 mikroH. Toto tvrzení lze dokázat i jinak. Já se odvolám na hezký článek Mirka, OK2BUH v A RADIO 04/2010 (Praktická elektronika), kde Mirek píše o symetrických anténních tunerech. Ukradl jsem mu tam jeden obrázek na straně 30, který zobrazuje, jakou oblast ladění (Smith diagram) nám obsáhne jednoduchý L článek stejného typu bez přepínání: To, co je uvedeno na obrázku, je pravda. Jednoduchým L článkem uladíme bez přepínání právě jednu polovinu plochy Smithova diagramu. Takže ještě zbývá dodat, jak vypadá přizpůsobení naší PA0FRI ve Smithově diagramu. Diagramy pro všechna pásma jsou níže. Čtverečkem je označen DP1 (datapoint1 s impedancí antény na daném kmitočtu), černými kružnicemi pak přizpůsobení L článkem, TP3 je vždy uprostřed diagramu, kde VSWR=1: přizpůsobení L článkem na kmitočtu 3 550 kHz (L, C= 12 mikroH, 472 pF) přizpůsobení L článkem na kmitočtu 3 750 kHz (L, C= 16 mikroH, 277 pF) přizpůsobení L článkem na kmitočtu 7 080 kHz (L, C= 3.4 mikroH, 16 pF) přizpůsobení L článkem na kmitočtu 10 120 kHz ((L, C= 6.3 mikroH, 59.5 pF) přizpůsobení L článkem na kmitočtu 14 050 kHz (L, C= 1.97 mikroH, 93.7 pF) přizpůsobení L článkem na kmitočtu 18 120 kHz (L, C= 2.49 mikroH, 12.2 pF) přizpůsobení L článkem na kmitočtu 21 050 kHz (L, C= 1.86 mikroH, 44 pF) přizpůsobení L článkem na kmitočtu 24 940 kHz (L, C= 0.79 mikroH, 66.4 pF) přizpůsobení L článkem na kmitočtu 28 200 kHz (L, C= 2.14 mikroH, 13.5 pF) Závěr Anténa PA0FRI je zdařilou a úspěšnou vícepásmovou modifikací známé drátové antény G5RV. Je napájena žebříčkem se stojatou vlnou. Přizpůsobení k vysílači lze dělat pomocí L článku (nebo automatického tuneru). Pro symetrizaci je třeba použít dobrý balun (1:1)
73's Věra & Míra, ok1ufc
Návrat nahoru
© 2011 - Věra Šídlová a Míra Šídlo, ok1ufc, datum poslední úpravy: 12.01.2014