HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Nem rezonáns vagy improvizált antennák használata Jánosy János Sebestyén HA5GN
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Sokadjára visszatérő téma! MRC Műszaki Nap 2011: HA5GN: ANTENNA ILLESZTŐK – improvizált, nem rezonáns antennák illesztése kényes, hangolatlan kimenetű tranzisztoros végfokokhoz) http://www.ha5mrc.hu/events/mrcday11/MRC_JJS.pdf Újabb fejlemények: HA5WH olvasta a 2015 júniusi QST-t (nekem is jár, de nem tűnt fel). Teljessé vált a számítási apparátus, tehát minden hasznos és elveszített teljesítményt tudunk konkrétan számolni. Terjednek az ilyen antennák, mert: megjelent az 5MHz NVIS sáv, vannak RKSz gyakorlatok, SOTA aktiválások. Növekedik a rádióamatőröknek engedélyezett frekvenciasávok száma. Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
2
JN97mk25eg
[email protected] HA5GN Rezonáns vagy nem rezonáns? Tévhit: Csak a rezonáns sugároz jól! Ha egy antennának kicsik a veszteségei, lesugározza az energiát, akár rezonáns, akár nem. Nota bene: a rezonáns antennák veszteségeit még nehezebb is leszorítani, a rezonancia áramai ugyanis nagyobbak. Ami miatt szeretjük: Rezisztív, ohmikus a talppontja, könnyebb illeszteni a koaxhoz, kicsi az SWR (veszteséges koaxnál ez fontos!), megszerettük a koax-ot, mert kényelmesen vezethető. Nagyobb nyereségű antenna (quad, yagi, dipólfüggöny stb.) csak rezonáns antennákból rakható össze (a széles sávú log-periodic is rezonáns, a sok elemből 2-3-4 alkot egy rezonáns csoportot). Használhatók, mert keskeny az amatőrsávok sávszélessége: MHz
1.8
3.5
7
10
14
18
21
24
28
50
%
10
8,2
2,8
0,5
2,5
0,6
2,1
0,4
5,9
3,9
Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
3
JN97mk25eg
[email protected] HA5GN Rezonáns vagy nem rezonáns? Keskeny sávjainkból régen csak 5: 80-40-20-15-10 m Jöttek a WARC sávok: még 3 30-17-12 m Jött 160 méter még 1 Jött a 6 méter még 1 Jött a 60 méter még 1 most már 5 helyett 11 sáv És még jöhetnek továbbiak is! Ennyi rezonáns antenna sokunknak elérhetetlen. Jelenleg egy 2 x 41.8 m –es tyúklétrás doublet-et használhatok 11 sávon! Régi, szolgáltatást nem használó rendszerek (katonák, hajózás, légiforgalom) egy antennát használtak 1,5 ... 20 MHz között hangolva (persze nem koax táplálással). Diplomácia: log-periodic antennák (ld. Bem tér a budapesti dunaparton). Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
4
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Egy nagyon használható cikk R. Dean Straw N0BV, retired Technical Editor, ARRL: Don’t Blow Up Your Balun; QST June 2015, pp. 30-36 Versenyen a 40m-re hangolt adóját ráküldte a 10m-es yagira és egy CQ alatt leégette az antenna talppontjában lévő balunt. Elgondolkozott. Ennek köszönhető a cikk, amelyet most ismertetek, mert nagyon jó (tnx HA5WH). Vegyük az alapeseteket. Már sokszor beszéltünk közösmódusú árambalunról (Jim Brown K9YC fényképei):
Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
5
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Alapeset 1.Az antenna jó esetben szimmetrizálva van, de nem mindig teljesen szimmetrikus. 2.Ha az adó nagyfrekisen földelve van, akkor a aszimmetrikus felépítésből adó aszimmetrikus áram közös módusú áramot hoz kétre a tápvonalon (mindegy milyenen). 3.A tápvonal emiatt sugároz és vételkor zavart vesz fel. 4.Ha a föld nagyfrekisen nem megfelelő, az adó a közösmódusú áram és a véges földimpedancia szorzatának megfelelő feszültségre kerül (elkezd adáskor csípni). Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
6
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Megoldás: szigetelt földfüggetlenség
Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
RT ÉK 2006, HA5GN
7
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Már a 2011-es előadásban terveztem:
Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
RT ÉK 2006, HA5GN
8
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
A tavalyi MRC napon már így állt:
Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
9
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Idén végre kész lett: RT ÉK 2016 Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
10
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Számítási apparátus a veszteség meghatározásához 1. Kell az antenna talpponti impedanciája Háromféleképpen lehet meghatározni: Antennatervező program használatával (MMANA-GAL, EZNEC, stb. Itt a NEC2 program alapján) 1. Visszaszámolható a tápvonal aljánál tett mérésből (tápvonal adatai kellenek) 2. Direkt mérésből (ez a legjobb, következő kép) Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
11
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
BlueTooth-os miniVNA
Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
12
JN97mk25eg
[email protected] HA5GN 2. Kellenek a tápvonal tulajdonságai Itt már a TLW (Transmission Line Program for Windows) program működik. Ezt a tápvonalak „svájci bicskájának” hívják. (Forrása: csak az ARRL Antenna Book CD-je). Meg kell adni a koax vagy tyúklétra típusát, vagy ha az nincs meg a program menüjében, akkor a tápvonal adatait mint „User-Defined Transmission Line”: A frekvencia, amelyre az adatok vonatkoznak (14.1 MHz) Csillapítás, db/100 láb, pl. 0,783 „Sebességfaktor”, rövidülési tényező, dimenziótlan, pl. 0,66 R0, az adott frekvencián a karakterisztikus ellenállás, ohm, pl. 50,0 X0, ugyanennek a reaktív része, ohm, pl. -0,33 (ha ez nincs meg, az eddigiek alapján megbecsli) Maximális engedélyezett feszültség, V, pl. 3700 A feltüntetett példa-adatok a Belden gyártmányú RG 213-ra vonatkoznak. Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
13
JN97mk25eg
[email protected] HA5GN 3. Kellenek az aktuális tápvonal adatai Itt már az adott konstrukció az érdekes, és csak egy adat kell: a tápvonal hossza láb-ban vagy méterben. Vegyük a következő példát: Legyen a megadott táblázat antennája, 66 láb (19.8 méter) hosszú 40mes inverted V, 7.1 MHz-en rezonál, középpontja 50 láb (15 m) magasan, a talaj dielektrikus állandója 13, vezetőképesség 0,005 S/m, ebből a talpponti inpedanciája 14.1 MHz-en (program által számítva). 5287 –j*1310 ohm. A tápvonal hossza most (és minden további variációban) 100 láb, tehát 30 méter. Az első esetben ez a tápvonal legyen egy 600 ohmos tyúklétra. Megadva a fenti adatokat, az alábbi eredményekre jutunk: Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
14
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Ehhez hangoló kell, de előbb nézzük a tápvonal működését (graph): Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
15
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
És most a hangoló legyen egy L-C aluláteresztő szűrő: Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
16
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Az eredmények a következőek: Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
17
HA5GN
Nem rezonáns antennák -
JN97mk25eg
MRC Műszaki Nap 2015
[email protected]
18
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Az eredmények összefoglalva:
Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
19
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Balun veszteség: a rátekert koax vesztesége, nincs aszimmetria, ferrit veszteség nulla (teflon koax vesztesége majd duplája az RG-213-nak). Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
20
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected] Alul a tápvonal TELJES HOSSZ vesztesége (hossz szorozva egységnyi hosszra mért csillapítás). Baloldalt: az SWR okozta PLUSZ csillapítás (hozzáadandó a tápvonal teljes csillapításához)
Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
Rothammel: Antennakönyv, MK 1975 21
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Hangoló a koax felső végén, vezérlő kábellel vagy magán a koaxon keresztül vezérelve. A koax-on végig JÓ az állóhullámarány. Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
22
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
A 7 MHz-es Inverted V szokásos felépítése, az antenna talppontjában „choke balun”-nal szimmetrizálva. Az antennára 1500 W-ból 124 W jut! Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
23
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
De hát ez derült ki már a 2011-es előadásból is! Csak akkor még konkrét számok nélkül, mérésekből. Akkori ábra:
2x 10,05m dipól (7.15MHz), 9,1m magasan Kábel: RG 58/U, veszteség eléri a 10,5 dB -t Veszteség áramhasban kicsi (7 és 21 MHz), feszültséghasban táplálva nagyon rossz az SWR. A kábel is rossz …
Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
24
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
De hát ez derült ki már a 2011-es előadásból is! Jobb koax-al már kicsit jobb, de csak kicsit:
2x 10,05m dipól (7.15MHz), 9,1m magasan Kábel: RG 213/U, veszteség már csak (?) 7,5 dB Veszteség áramhasban kicsi (7 és 21 MHz), feszültséghasban táplálva ugyanaz a rossz SWR. A kábel lett egy kicsit jobb … Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
25
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Kéthuzalos (tyúklétra, macskalétra) tápvonalak
Méterenként Friedrichshafen-ben kb. 1 euró Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
26
JN97mk25eg
[email protected] HA5GN Hogyan lehet praktikusan használni?
Kitelepülésre, SOTA-ra gyakorlatilag ugyanúgy, mint a koax-ot (kell egy szigetelt hangoló, mint az ARRL Handbook vagy HA5GN hangolója). Használható gyári hangoló is, ha kiszigeteljük, és ha a betáp koax-a és a vezérlőkábele fojtózott, nagyfrekvenciásan szigetelt.
Adó és hangoló közötti vezérlőkábel is legyen fojtózott! Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
27
JN97mk25eg
[email protected] HA5GN Fix állomás esetén a jó módszer: 1. Antennától tetőig tyúklétra 2. Eresz alá, padlásra kihelyezett automata „remote” hangoló 3. Onnan az adóig már koaxal tovább (ha a hangoló nerm szimmetrikus, akkor fojtó a koaxra és vezérlő kábelre)
http://www.sgcworld.com/Publications/Downloads/ClassicMultiband.pdf Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
28
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Kitelepüléshez még HA8DH Lóri kitűnő (rezonáns) antennája: 3.5 7 14 MHz
Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
29
HA5GN
JN97mk25eg
[email protected]
Kitelepüléshez még HA8DH Lóri kitűnő (rezonáns) antennája:
Köszönöm a figyelmet. Kérdések? Nem rezonáns antennák -
MRC Műszaki Nap 2015
30
