Anteny - kompromis i dalsze plany

Jesteś tutaj: Home

Anteny

Anteny

Suszarka ogrodowa

Szczegóły: Odsłony: 4974

Suszarka ogrodowa na 6m, czyli jak zrobić antenę Yagi z drutu.

Z myślą o pracy na 6m planowałem zrobić jednoelementową ramkę (kwadrat). Niespodziewanie dla mnie samego, po przeczytaniu korespondencji od kolegi Krzysztofa SQ8Z, wrzuciłem na Mmana-Gal projekt anteny drutowej 4 elementy quad. W wyniku obliczeń i pewnej kompromisowej optymalizacji, powstał szkic roboczy i konstrukcja sznurkiem wiązana.

Postanowiłem wykonać szkielet podtrzymujący druty anteny w formie lekkiej konstrukcji z rurek polipropylenowych stosowanych do wody, natomiast maszt z prawie 6 metrowej żerdki drewnianej. Cała konstrukcja jest lekka i jedna osoba bez problemu sobie z tym radzi. Ze względu na wymiary konstrukcję należy przygotować stawiając "do góry nogami". Należy przy tym uważać, żeby nie poplątać się w sznurki i druty, gdyż wszystko jest wiotkie i poluzowane gdy "stoi na głowie", oraz zwrócić uwagę czy sznurki z drutami nie krzyżują się z niewłaściwej strony - uwierzcie, doświadczyłem tego.

Rurki z tworzywa o długości po 3 metry są wiązane z nakładką 1 metra, co w sumie daje rozpiętość 5 metrów. Po podciągnięciu sznurkami od góry masztu rozpiętość między końcami rurek jest około 3,5 i 3 metry (pierwotnie miały 3 i 2,5 metra na zdjęciu). Reflektor i drugi director są rozpięte bezpośrednio na końcach rurek, natomiast wibrator i pierwszy director między sznurkami prowadzonymi między końcami rurek.

Jakież było moje zdziwienie, gdy usłyszałem nagle stację A92IO. Niestety rezonans anteny wypadł poniżej pasma, a SWR ponad 3 dla 50,0 - 50,2 więc na razie nadawania nie będzie.

Stwierdziłem że trzeba opuścić znacznie rurki z tworzywa przedłużając sznurki podtrzymujące od góry masztu o ok. 40cm (u mnie sznurki od góry do końca rurki po 2,8m), co dało właściwe wymiary między końcami rurek 3 i 3,5m.

Po powiększeniu rozpiętości poprawił się nieco SWR w takim stopniu że można było przystąpić do prób łączności.

Przekonałem się, że zakładki na końcach drutów (pętelki) do których są dowiązane sznurki, przedłużają wymiary elementów i dlatego rezonans mam niżej niż wynikało w wyliczeniach.

Antena ma dość dobre właściwości kierunkowe, co wyszło na próbach dzięki grzeczności kolegów Piotrka SP8VJV i Janka SP9HVV, ale nie jest za ostra kierunkowo. Nie potrzeba korygować kierunku na milimetry, w praktyce wystarczy operować co 45 stopni. W moim przypadku to zaleta, gdyż rotor mam "biegany do anteny i z powrotem".

Tego dnia jeszcze zrobiłem łączności z ON8, F4, ON5, OH8, SE5.

Jak pogoda się poprawi to będę walczył z doprowadzeniem rezonansu tam gdzie trzeba.

Teoretyczne charakterystyki:

Odwrócone L na 160m

Szczegóły: Odsłony: 20568

Poszukiwania sposobu umożliwiającego pracę na paśmie 160m doprowadziło do rozwieszenia 41,5 metra linki miedzianej w izolacji w konfiguracji odwróconego "L", około 7 metrów prawie pionowo i reszta poziomo.

Na zdjęciu powyżej widać poziomą część rozciągniętej anteny.

Teoretyczna charakterystyka anteny po uwzględnieniu przeciwwagi w postaci ogrodzenia z siatki.

Początkowo podłączyłem antenę do TRX'a przez balun 9:1 i 3 metry koncentryka traktując antenę jak typowy Long Wire. Okazało się jednak, że antena stroi się przez skrzynkę antenową bardzo wąsko, a po zwiększeniu mocy nadawania powyżej 50W, transceiver wpadał w pulsowanie mocy - swoistą czkawkę.

Teoretyczne wyliczenia na symulacji w Mmana-Gal wskazywały, że impedancja anteny ma niską wartość około 6Ω i rezonans poniżej pasma. Wykonałem transformator na rdzeniu z telewizyjnego trafa wysokiego napięcia -> fotografia poniżej.

Nadajnik przestał mieć "czkawkę" lecz nadal z użyciem skrzynki antenowej antena stroiła się bardzo ostro i wąsko.

Było to koło 2010 roku i nie posiadałem miernika antenowego więc poradziłem sobie inaczej.

Zmontowałem układ prostego mostka pomiarowego w formie "pajęczynki". Jako źródło sygnału generatora użyłem TRXa ustawionego na minimalną moc. Tak prymitywny układ pozwolił ustalić składową rezystancji anteny na około 100Ω. Przerobiłem transformator na układ autotransformatora (unun) o przekładni impedancji 2:1, co polepszyło SWR w szerszym zakresie, jednak zgodnie z teoretycznymi wyliczeniami rezonans leżał poniżej pasma 160m. Dla przeciągnięcia rezonansu włączyłem w obwód anteny pojemność szeregową w postaci kondensatora zmiennego.

Tak wykonany układ dopasowania pozwolił uzyskać wręcz idealne dopasowanie w ponad połowie pasma 160m co umożliwiło pracę bez skrzynki antenowej.

Podsumowanie:

Indywidualna konstrukcja będąca czymś pośrednim między LW, inverted L czy sloperem z prostym jednak skutecznym dopasowaniem. Antena nie jest rewelacyjna, jednak pozwala na prowadzenie łączności na paśmie 160m. Umożliwiła przeprowadzenie łączności ze stacjami Europy. Tego typu konstrukcję nie należy traktować krytycznie (mam specyficzną przeciwwagę), tylko wieszać tak, jak pozwalają warunki terenowo-wsporcze, a dopasowanie trzeba dobrać za każdym razem indywidualnie.

Przedstawiłem tu metodykę postępowania jaką zastosowałem. Uważam, że eksperyment zakończył się pozytywnie.

Sznurki od bielizny

Szczegóły: Odsłony: 12348

Moje anteny, czyli "rozwieszanie sznurków od bielizny".

Anteny, które lepiej działają niż wyglądają.

Informacje o moich próbach antenowych nie pretendują do "pracy dyplomowej".

W opisach często stosuję skróty myślowe - proszę nie czepiać się.

Z czasem w niektórych artykułach dokonuję zmian, w ślad za znajdowanymi wyjaśnieniami czemu coś nie działało, działało źle, lub inaczej niż wynikało to z teoretycznych wyliczeń.

Jeśli opisane tu doświadczenia komuś pomogą to będzie znaczyło, że serwis spełnił swoją rolę i mój czas poświęcony przy komputerze na spisanie tych treści nie poszedł na marne.

Jeśli nie będzie przydatny, znaczy to że jest kolejnym nikomu nie potrzebnym serwisem w internecie zaspokajającym jedynie grafomańskie ambicje twórcy.

Nasz kraj bardzo "kocha hobbystów", a szczególnie radioamatorów.

Nasz kraj zupełnie bezinteresownie "wspiera" nas w wysiłkach stawiania anten, żeby uprawiać nasze hobby.

W moim byłym stałym QTH w Dukli (kamienica komunalna zabytkowa) możliwość zamontowania jakiejś sensownej konstrukcji antenowej stała się trudna. Kamienica była otoczona z jednej strony drogą krajową (Rzeszów-Barwinek na Słowację), z drugiej ulicą, z trzeciej rzeczką (Dukiełka) za którą jest kolejna ulica i z czwartej parkingami po obu stronach Dukiełki. Sąsiedzi nieświadomie wytwarzają sporo szumu radiowego, w samej Dukli działają co najmniej trzy sieci Wi-Fi, a dodatkowo zamontowano tuż obok budynku sygnalizację drogową wytwarzającą spory jazgot radiowy.

Gdy zaczynałem moją przygodę z krótkofalarstwem, nie było sieci Wi-Fi, "komórki" były tylko na węgiel i rowery, wszelkie zasilacze były na transformatorach, a do rozwieszenia anteny nie potrzeba było żadnych pozwoleń. Nad dachem na niewysokim maszcie miałem wtedy podwójny inverter V na dwa pasma 80m i 20m.

Po okresie mojej krótkofalarskiej nieaktywności zastałem zupełnie "nowy świat". Robiłem czasem krótkie wypady radiowe najczęściej na Wzgórze 534 niedaleko Dukli, rozwieszałem też czasem antenę na jakieś pasmo w moim QRL-u w Krośnie. Ostatnio zacząłem korzystać z grzecznościowej możliwości rozpięcia instalacji antenowej u znajomych w miejscowości Kunowa.

Na wstępie jednak, żeby nie komplikować życia gospodarzom trzeba było nakreślić pewne założenia dotyczące zakresu swobody i ograniczeń dla instalacji antenowych:

Instalacja musi być szybko rozbieralna (więc lekka),
bez kotw na odciągi i odciągów przebiegających od gruntu do wysokości człowieka,
bez drutów pod nogami (na powierzchni ziemi),
bez wkopywania (układania) drutów w ziemi (np. przeciwwagi).
Można wykorzystać przestrzeń powyżej głowy
i naturalne elementy otoczenia jako zaczepy odciągów - drzewa, budynki, ogrodzenia.

Po spisaniu i przeczytaniu punktów tych założeń i ograniczeń nie wyglądało to już tak różowo i dawało spore ograniczenia. Złośliwy powiedział by - "Masz możliwość latać z podciętymi skrzydłami. Ciekawe czy się uniesiesz?". Domyślna tymczasowość instalacji sugerowała rozwieszanie raczej prymitywnych i prowizorycznych anten, i w tym kierunku poszła moja wyobraźnia.

Mogłem przystąpić do radosnej twórczości rozplątywania sznurków i drutów podczas wieszania, plączących się - taka ich natura - spontanicznie z jakąś gałęzią, drzewem, siatką ogrodzenia, a jak już nie mają z czym to same ze sobą.

Dalej opisy moich eksperymentów antenowych oraz subiektywne opinie na temat ich działania.

1. Antena "Parasol" - 80-40-20m - od początku udana, chociaż kompromisowa

2. Antena "Pajęczyna" - 20-15-10m od początku kapryśna i bardzo kompromisowa

3. Delta loop V 20m - bardzo udana

4. Delta loop V 15m - bardzo udana

5. Inverted V na 80 i 40m

6. Dipol skośny na 6m

7. Pałka UKF

8. Zespół Anten UKF na rotorze

9. Antena odwrócone L na 40m - udana chociaż dość specyficzna

10. Antena odwrócone L na 160m - próby udane

11. Antena kierunkowa na pasmo 6m - suszarka ogrodowa - dalsze próby odłożone do przyszłego sezonu.

Antena "Parasol"

Szczegóły: Odsłony: 25607

Żeby szybko wyjść w "eter" na początek skorzystałem z gotowych i odmierzonych posiadanych do pracy terenowej dipoli, tworząc anteny wielopasmowe-wielodipolowe ze wspólnym zasilaniem, czyli anteny ze sznurka od bielizny i nie tylko.

Więc do dzieła...

λ=c/f

gdzie:

λ-długość fali [m],

c-prędkość światła [3 x 10⁸ m/s],

f- częstotliwość [Hz]

Wykorzystując ten wzór do praktycznych zastosowań otrzymamy (pomijam przekształcenia):

L=k/f

gdzie:

L - długość dipola półfalowego [m]

f - częstotliwość [MHz]

k - współczynnik rozchodzenia w materiale /dzielony na pół dla dipola

Między sznurkami do wieszania bielizny znalazła się linka stalowa, więc przewodząca, powleczona plastikiem - według opisu wytrzymująca 200kg.

Z praktycznych pomiarów wyliczyłem współczynnik dla stali ze sznurka do bielizny:

Wartość "k" dla materiału
linka miedziana	linka stalowa (do bielizny)
143	133

Łatwo zatem wyliczyć potrzebne nam wymiary w zależności od zastosowanego materiału.

Napotkamy jeszcze inne czynniki, których wzór nie uwzględnia, takie jak wysokość zawieszenia, obiekty przewodzące w okolicy jak dachy, słupy, drzewa, siatki ogrodzeniowe, inne anteny itp. i dlatego mimo najdokładniejszych obliczeń, po zawieszeniu tego rodzaju antenę należy jeszcze praktycznie dostroić.

Przykładowe wymiary na poszczególne pasma w tabeli poniżej: .

Dipol 0,5 λ - długość ramion
f [MHz]	λ [m]	dla miedzi [m]	dla stali "sznurek" [m]
3,500	85,71	20,43	19,00
3,650	82,19	19,59	18,22
3,700	81,08	19,32	17,97
3,800	78,95	18,82	17,50
7,000	42,86	10,21	9,50
7,050	42,55	10,14	9,43
7,100	42,25	10,07	9,37
14,000	21,43	5,11	4,75
14,150	21,20	5,05	4,70
14,200	21,13	5,04	4,68
14,300	20,98	5,00	4,65

Koncepcja w praktyce udana, choć mocno kompromisowa - Trzy dipole zasilane wspólnym fiderem 50Ω czyli 6 ramion "parasola", na pierwszym planie obrazka poniżej. Zawieszona po środku na wysokości ok. 6 metrów nad ziemią, a poszczególne ramiona schodzą pod różnymi, ale małymi kątami w dół przedłużone linkami izolacyjnymi przywiązanymi do drzew i drzewek. Ramiona dipoli na pasma 80 i 40 metrów są wykonane z linki do bielizny - stalowej zalanej tworzywem, ramiona na pasmo 20 metrów to linka miedziana 2,5mm² w izolacji.

Konstrukcja ta powstała w zasadzie od końca, czyli najpierw zrobiona praktycznie, a później sprawdzona na symulacji w programie MMANA-GALL.

Poniższe charakterystyki są wynikiem teoretycznych wyliczeń w MMANA-GALL.

W rzeczywistości SWR-y na poszczególnych pasmach są lepsze niż te wyliczone teoretycznie. Obliczenia miały posłużyć głównie do zobrazowania charakterystyk na poszczególnych pasmach.

Charakterystyka dla pasma 80 metrów.

Charakterystyki dla pasma 80 metrów - 3D.

Charakterystyka dla pasma 40 metrów jest bardzo zbliżona do 80 m.

Dla pasma 20 metrów występuje już pewna kierunkowość.

Jak widać na załączonych przykładach, antena na wszystkich trzech pasmach promieniuje "w sufit". Nie przeszkodziło to jednak by udało się zrobić QSO z ZL, CO na 20 metrach, czy 5B, EI, EA8 na 80 metrach.

Jedno z ramion na 80 metrów krzyżuje się z linią elektryczną doprowadzoną do budynku, co może tłumaczyć dość wysoki poziom szumów i zakłóceń energetycznych. Planuję to sprawdzić po przeniesieniu anteny w inne miejsce bardziej oddalone od linii energetycznych.

Podsumowanie: Antena ta jako kompromis dla trzech pasm na raz jest do przyjęcia.

Dopisek - zmiany:

Parasol został zdjęty i posłużył w innym miejscu do rozwieszenia i nvertera V na 80 i 40m.

"Pajęczyna"

Szczegóły: Odsłony: 24622

"Pajęczyna" czyli moje zmagania z materią

Żeby szybko zaistnieć na wyższych pasmach KF powieliłem wcześniejszy pomysł anteny wielodipolowej.

Kolejna antena wielodipolowa została rozpięta w płaszczyźnie pionowej jak pajęczyna. W przeciwieństwie do poprzedniej anteny wielodipolowej 80-40-20m "parasol", która zadziałała od razu bez problemów, antena "pajęczyna" 17-15-12-10m od początku była kapryśna. Każdy dipol oddzielnie działał prawidłowo, a po połączeniu razem parametry oszalały. Rezonanse poprzesuwały się, a swr wywindował w górę.

Praktycznie całotygodniowe próby pogodzenia drutów ze sobą, przez strojenie - wydłużanie i skracanie - par ramion zakończyły się fiaskiem.

Ostatecznie po kilkudziesięciu próbach dwóch miesiącach przemyśleń i miesiącu symulacji na programie MMANA-GALL zostały druty na 20-15-10m., ale ramiona na 20m są prawie prostopadle do płaszczyzny pozostałych ramion. Pasmo 15m w tym przypadku nie stroi się za dobrze.