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. |
|
|
|