Úvaha a měření kolem napájení soustavy dvou antén - pásmo 70 cm

Článek pojednává o vlivu polohy napáječe u soustavy dvou antén yagi. Zdálo by se, že jde o věc banální, dávno, před mnoha léty zvládnutou, vyřešenou. Mám však důvod domnívat se, že tomu tak není. Že není se soustavou něco v pořádku, snadno přehlédnete, a nebo se v lepším případě snažíte nedosažení parametrů, blížících se teoretickým, přisoudit nedokonalému fázování, přestože vám výpočtem vycházejí maličké diference F/B pro poměrně velkou toleranci fázových úhlů. Nezanedbatelnou příčinou u antén yagi je rovina napáječe a jeho konfigurace. Různé situace lze modelovat a rovněž lze měřit vybuzení plášťových proudů na napáječi. A to i za symetrizačním čtvrtvlnným rukávem, pokud ho vůbec použijete.

Příklady

Anténa yagi EF7011, zapojená do soustavy 2 antén. Horizontální polarizace. Napáječ je veden podél ráhna, v rovině kolmé na rovinu ráhna k laminátovému výložníku a potom svisle dolů. Jak nám napáječ změní vyzařování? V následujících diagramech je radiation pattern pro různé vzdálenosti, ve kterých si dovolíte svislou rovinu opustit a zahnout ke slučovacímu zařízení.

Pro obrázky shora dolů platí vzdálenosti: 1.5 metru, 1 metr, 0.5 metru, 0.2 metru a 0.1 metru:

Obrázky asi nemá smysl komentovat. Zahnout s kabelem (vodičem pro napájení předzesilovače, s výložníkem) asi deset čísel pod rovinou prvků a v místě pod čtvrtým prvkem opravdu nemá smysl komentovat. Anténa ztratí zisk právě o 3 dB, takže na zisku nic nezískáte a předozadní poměr si rozvrtáte o 16 dB!! Takže tudy cesta nevede. Jenže on není o moc lepší (v UHF pásmu) ani obyčejný TV výložník na 2 antény yagi. Na F/B ztratíme dalších 6 dB, které pracně naháníme konstrukcí antény tak, aby měla nejmenší šumovou teplotu. A to v případě, pokud jde výložník nějakých 20-30 cm pod rovinou prvků. Rovněž předměty srovnatelné rozměry s polovinou vlny (přes 30 cm), nevhodné elevační rotátory, výložníky, další antény v tomto prostoru prostě vadí. Viz třetí obrázek shora. A zhorší nám F/B o cca 3 dB. Možná si hned nevšimneme, hi ....

Teprve vzdálenosti větší než 1m nám už ovlivňují soustavu minimálně, tj. na F/B o 1 dB. Jenže jeden metr je u antén pro 70 cm šílená vzdálenost!

Šikmý napáječ

Vyzařování antény, která má šikmo vedený napáječ ke slučovacímu zařízení a antény, která používá vhodně umístěných feritových supressorů pro potlačení vybuzení proudů:

Dobře navržená anténa má krásný vyzařovací diagram. Červená čára často odpovídá změřené realitě soustavy.

V článku, kde jsem ukázal úvahu kolem vodorovné rozteče soustavy antén a ověřování výpočtu podle NEC měřením maxim sidelobes a minim mezi nimi, jsem použil soustavu s vertikální polarizací. Antény byly na laminátovém výložníku (dielektrická trubka se sílou stěny asi 5 mm). Kabel byl veden v rovině kolmé na prvky po výložníku a potom po vertikálním laminátovém stožáru. Všechno špatně. Pro optimální vypočtené vzdálenosti pro experimenty jsem vyčerpal mnoho svých sil na to, aby mi způsob napájení neovlivňoval vlastnosti antén.

Vyzařování soustavy antén s vertikální polarizací ovlivňoval svislý stožárek uprostřed mezi anténami.
Je vidět, jak je diagram antény v oblasti sidelobes nesymetrický.

Závěr

Soustava antén nás může pěkně vypéct. Nikoliv přesností fázování, jak se mnozí domnívají, ale různým, často nepříliš definovaným vybuzením různých částí napáječů, konstrukčních dílů stožárku, rotátoru, apod.

Poznámka:

1. Pokud uvažujeme o maličké staničce EME a začínáme na 70 cm, dovolím si doporučit použít jednu anténu yagi, pokud nemáme zkušenosti s napájením soustav.
2. Nebyl jsem tak odvážný, jako MX0CNS, který pro super QRPP QSO použil jen 280 mm krátkou 3 prvkovou yagi anténu, ale zato jsem Big Gun stanice opakovaně a poměrně dlouhou dobu poslouchal a spolehlivě v každé relaci dekódoval na 11 prvkovou ef7011 i na modifikovanou 15 prvkovou Diamond anténu (jen 2.25m a cca 1 kg hmotnosti).