další info >>>> | O anténách |  |  |  | Kontakt
Vertikál OK1UFC COMPACT 80/40/30 druhé generace (MK2 nebo také Compact 2015 ...)
Upozornění Prototyp níže popsané antény jsem představil na konci února 2015 několika potenciálním zájemcům. Tak jak tomu občas bývá, jediný kus byl prodán a sériová výroba limitované série byla zastavena pro malý zájem. Bohužel, mým zájmem nebylo pokračovat v další sérii osvědčeného vertikálu Compact 80/40/30. Z obchodního hlediska to nepovažuji za dobrou situaci, ale shrnu zde důvody: 1. Compact 80/40/30 se osvědčil, ale má tyto limitující vlastnosti. Byl navržen pro instalaci na zemi a pro práci se zemním systémem radiálů. Byl navržen pro maximální výšku jen cca 7.0 metrů. Tím je daná jeho účinnost a zisk. 2. Compact 80/40/30 MK2 je nová anténa s konstrukční výškou 12m a se systémem pouze nadzemní protiváhy. Má vyšší zisk a lepší příjmové vlastnosti. 3. Zájem je však o anténu, která nebude mít požadavek na nadzemní protiváhu větší, než do vzdálenosti 7.5 metru od paty vertikálu. Rovněž je požadavek, aby anténa byla schopna pracovat jen se systémem zemních (zakopaných radiálů) a v nouzi bez radiálů. Anténa by neměla být vyšší než 9 metrů. Toto vše je realizovatelné. Proto byl vývoj Compact 80/40/30 MK2 zastaven a byla zahájena výroba prototypu Compact 80/40/30 MK3, která bude mít výšku nad zemí maximálně 9 metrů, bude pracovat s jedinou meandrovou protiváhou, jejíž vzdálenost od paty antény bude jen 7.5m, bude schopna pracovat se pouze se zemními radiály. Kvůli rozložení proudu v zářiči pro dosažení potřebného zisku jsem nucen použít na zářiči dvě jednoduché kapacitní zátěže. Na pásmu 80m půjde o L anténu s krátkým horizontálním vodičem.
Všeobecně Vertikál Compact druhé generace vznikl ve verzi MK2 v roce 2014 a je připraven k ročním provozním zkouškám, které proběhnou od jara 2015. Mým záměrem bylo nahrazení antény Compact 80/40/30, která se v DX provozu osvědčila a je popsána zde. Důvod, proč nahrazuji dříve poměrně precizně vyvinutou anténu podobným typem je prostý. Potřebuji anténu ještě účinnější, vyzařující k horizontu a nějaké jednoduché řešení, když i tak zisk na dolních pásmech nestačí. Jak se dále dočtete, v tomto případě jsem sáhl k rozšíření na invertovanou anténu Bobtail Curtain .... Schéma popisované antény je na obrázku vpravo. Vidíte, že anténa je navržena pro výšku nadzemní protiváhy H = 1 až 2 metry. Délky svislých zářičů jsou: - pásmo 30m: H=6.5m - pásmo 40m: H=8.0m - pásmo 80m: H=10m, tomu odpovídá při výšce protiváhy 2m výška vrcholu antény H=12 m |
Princip antény Jedná se o trapovanou anténu s jedinou trapovanou protiváhou. Trapy pro tuto anténu jsou v kompaktním, hermeticky uzavřeném pouzdře a mají nerezové svorky. V pásmu 80 metrů lze anténu instalovat ve dvou variantách, a to jako ryze vertikální anténu nebo jako L anténu s krátkou částí. V mém QTH bude realizována jako L anténa. Z hlediska principu jde o neuzemněnou nesymetrickou anténu, u které je důležitá dobrá izolace od zemních radiálů, pokud pod anténou existují. Proto je nezbytný k napájení antény speciální transformátor. Impedance v místě napájení Anténa je navržena v místě napájení na hodnotu impedance Z=25 Ohmů. Je napájena pomocí speciálního transformátoru v patě antény koaxiálním kabelem o charakteristické impedanci Z=50 Ohm. Ladění antény Anténa se po instalaci v daném QTH ladí zkracováním ladicích vodičů na protiváze. Při ladění ji není nutné sklápět a rovněž není nutné žádnou část antény pracně a složitě dolaďovat. Princip ladění - viz vpravo. Modrý vodič ladí pásmo 30m, rudý vodič 40m a zelený vodič 80m. |
Vyzařování antény Popisovaná anténa má mírné směrové účinky. To je dáno použitím jediné protiváhy. Lze snadno dokázat, že právě s použitím jediné nadzemní protiváhy lze docílit vysoké účinnosti antény. S použitím symetricky rozložených dvou nebo více protivah lze docílit vyrovnané všesměrové charakteristiky, účinnost je však menší.
Přizpůsobení antény Anténa je určena pro provoz na digimódech. Proto je navržena tak, aby měla vynikající přizpůsobení na jediném kmitočtu v pásmu, tj. např. 3.576 MHz, 7.076 MHz, ...Na tomto kmitočtu je VSWR menší než VSWR = 1.3 a pro VSWR = 2 má anténa šířku pásma pouze několik desítek kHz v každém pásmu. Tak nízká šířka pásma je však podmínkou vysoké účinnosti při navržených rozměrech.
Když zisk vertikálu nestačí ... V případě, kdy se snažíte o spojení s důležitou expedicí a máte obavu, že vaše signály budou ve spektru emitovaného sajrajtu snažících se stanic nedetekovatelné či slaboučké, nabízí tato anténa možnost rozšířit ji na pásmech 30m a 40m na dvou nebo tříprvkový invertovaný bobtail curtain (INV BC). Vlastnosti antény bobtail curtain jsem popsal na více stránkách. Stručný popis, princip a vyzařování je popsané např. zde. Tak konstruovaná anténa je však nepraktická pro rozšiřování vertikálu. Víc se nám hodí tzv. INV BC. Vyzařování INV BC jsem popsal zde. Jak jsem v tomto odstavci uvedl, neuvažuji o trvalé instalaci INV BC a rozšiřující prvky budou instalované jen když to bude třeba. A to s využitím účelově instalovaných pomocných laminátových stožárků se zemními vruty. Pro tento účel jsem ověřil možnost využití zkrácených pomocných stožárků ve vzdálenosti o něco větší, než je polovina vlnové délky (1/2 wl). Výsledek je překvapující a o podrobnosti z DX provozu se podělím od jara 2015. INV BC, který vznikne rozšířením Compact 2015 vyzařuje takto: Rozšířením se získají asi 3 dB na zisku v maximálním směru vyzařování a téměř 10 dB v požadovaném směru, ale směrem k horizontu na nízkých úhlech. Pomocí experimentů, které plánuji od jara 2015, chci prokázat, že obdobně jako na vyšších pásmech, tak i na pásmech pod 10 MHz nám na anténu nedopadá většina signálů pod vysokým úhlem. Předpokládám, že mnoho použitelných signálů bude dopadat pod nízkými úhly. Ověřovat budu pomocí JT9 (nebo JT65). Článek o souvisejícím tématu, letošních experimentech a svůj závěr jsem popsal tady. A mám pro tuto hypotézu vážný důvod. S pomocí neúčinného, příliš zkráceného vertikálu GAP Titan DX jsem se sice nedovolal ke kamarádovi, který má QTH asi 15 km od mého, prostě jsem ho neslyšel. Zato jsem ve stejný okamžik mohl pracovat se stanicemi z Ukrajiny, Kazachstánu, ale také z JA, Indonésie a udělal jsem několik spojení s VK a ZL. A to na anténu, která má transformaci vyrobenou z nepříliš tlustého koaxiálu a s použitím slídového kondenzátoru o kapacitě kolem 3 nF. Prostě, ať jsem počítal, jak jsem počítal, dobré účinnosti jsem se kvůli ztrátám nedopočítal. A přesto to vyzařovalo tak, že jsem to nepřekonal ani obrovskou a precizní MLA anténou s vakuovým kondenzátorem. Proto prostě tuším, že i pro DXování na spodních pásmech musí být mým cílem vyzařovat efektivně pod nízkým úhlem směrem k horizontu. Schéma rozšíření na dvou nebo tříprvkový INV BC uvádím zde:
| Původní vertikál je nakreslen modrou barvou. Anténu můžeme rozšířit na dvouprvkovou INV BC (přidáme jeden svislý element, třeba červený) nebo na tříprvkovou INV BC (přidáme oba svislé elementy). Maximum vyzařování má anténa ve směru kolmém na směr fázovacích vodorovných vodičů. Feritový napájecí člen má vyvedené různé svorky. Každá slouží k jinému účelu. Na jednu se připojuje jediná protiváha s dolaďovacími vodiči. Na další dvě svorky se připojují dvě protiváhy nebo meandrovité dvojité protiváhy, pokud vyžadujeme extrémní všesměrovost. Poslední dvě svorky slouží k připojení vedení BC expandérů (rozšíření vertikálu na typ antény INV BC 2 nebo INV BC 3 el.
Rozšiřovat anténu na směrový INV BC se čtyřmi prvky nemá žádný praktický význam. Zisk v hlavním směru vyzařování se nezvyšuje, naopak, nepříjemně se snižuje. Předozadní poměr F/B je horší než u vertikálu s jedním radiálem. Vyzařovací diagram je poměrně široký, je to fakt nepoužitelné, přestože lze tuto anténu dobře přizpůsobit.
Závěr Jak vidíte, důvody k rekonstrukci nebo výměně antény jsem si snadno našel i snadno zdůvodnil. Na spodních pásmech vertikály nemají opravdu zisku nazbyt a s účinností to bývá všelijaké. Proto jsem uplatnil tyto principy. Šel jsem s výškou nahoru. Zkonstruoval jsem si trapy s malou indukčností, které mi budou zkracovat pásmo 40m a 80 metrů jen nevýznamně. Použil jsem kvůli účinnosti jen jedinou protiváhu a počítal s jejím směrovým účinkem. Anténu jsem zkonstruoval jako důsledně "neuzemněnou" a použil jsem speciální transformátor, který ji od země dobře izoluje a zamezuje plášťovým proudům.
© 2014 Míra Šídlo, ok1ufc, datum poslední úpravy: 17. 11. 2014