G5RV

O anténách

Kontakt

Informace o G5RV

O anténě G5RV

V radioamatérské praxi jsem se setkal s několika mýty, které se týkají antény G5RV a samozřejmě také s praktickými problémy při přizpůsobování této antény. Pokusil jsem se shrnout skutečnosti do několika bodů, tří obrázků a jedné tabulky, kterou lze stáhnout zde.

Pár slov úvodem

Antén G5RV jsem postavil celou řadu. Ty nejúspěšnější jsem realizoval s napájením žebříčkem, který jsem měl připojen k balunu (1:1) a používal jsem pouze 1m koaxiálního kabelu, který vedl od rádia skrz okenní rám k balunu. U tohoto řešení jsem skutečně vyzkoušel vynikající vlastnosti této antény, mezi které patří zejména její vysoká účinnost v pásmu 80m pro blízká spojení. Rozdíl několika desetin dB v zisku proti půlvlnnému dipólu již nebylo možné prakticky rozeznat, vždy jsem dostával slušné reporty. Toto mi potvrdily rovněž stanice, které tuto anténu používají. Anténu používám rád i v pásmu 40m a 30m.

Autor G5RV experimentoval s anténou napájenou dvoulinkou. Na dobových fotografiích je však zjevně vidět napájení žebříčkem - viz odkaz zde: http://www.dxzone.com/cgi-bin/dir/jump2.cgi?ID=2160

Pár faktů:
1) Anténa G5RV není všepásmová (multiband); je to kompromisní anténa, ne za všech podmínek ji lze snadno přizpůsobit!
2) Určité geometrické konfigurace lze přizpůsobit lépe, jiné obtížně.
3) Snadněji lze přizpůsobit provedení vyrobená z tenkých vodičů nebo z vodičů s horší vodivostí, obtížněji se přizpůsobují provedení z nízkoztrátových napáječů a se zářiči o velkých průřezech. Viz též v kombinaci v dalším bodě. Je to tím, že sériové a paralelní ztrátové rezistence použitých materiálů způsobují vyšší aperiodicitu antény G5RV. G5RV je však anténa rezonanční a ztrátové odpory snižují účinnost antény.
4) Obtížně se přizpůsobují provedení, kde se používá kombinovaného napájení žebříčkem a koaxiálním kabelem s nízkými ztrátami.

A. Z tabulky je zřejmé, že samotný zářič délky 2 x 15.8 metru, situovaný ve výšce 14 m resonuje v pásmu 20 m, má impedanci asi 100 Ohmů a jX je přibližně 0 Ohmů. Zářič této délky je ještě účinný a použitelný v pásmu 80 m, kde proti půlvlnnému dipólu lze očekávat ztrátu jen cca -0.3 dB! Je třeba si uvědomit, že na kmitočtu 3.55 MHz je impedance uvedeného vodiče již jen cca 25 Ohmů s jalovou složkou jX=-405 Ohmů. Na pásmech od 80 m do 10 m má zářič impedance v hodnotách od R=25 (80m) až do R=3600 Ohmů (17m) a jalové složky jsou od jX=-2500 Ohmů (30m) do jX=1132 (40m).

B. Z hodnot impedancí je zřejmé, že anténa je napájená stojatou vlnou a tedy se na její napájení hodí symetrický napáječ - žebříček, který je připojený k symetrickému tuneru nebo k tuneru s balunem.

C. Potíže nastávají, pokud se realizuje žebříček konkrétní délky a dále se pokračuje koaxiálním kabelem. Nedoporučuji tuto kombinaci, přestože se v literatuře uvádí. V tabulce jsem uvedl dvě typické délky, jedna (asi 10.56m) přizpůsobuje dobře v pásmu 20 m, jiná (asi 13.5 m) v pásmu 40 m. V ostatních pásmech (viz tabulka) má anténa velice odlišné impedance od charakteristické impedance koaxiálních kabelů.

Jaký lze udělat závěr? Být velice opatrný v tvrzení, že G5RV nebo Double Zeppelin je anténa typu multiband, pokud musíme realizovat napájení koaxiálním kabelem. Prakticky to znamená, že nastavujeme kompromisní délku žebříčku, se kterou musíme laborovat a vhodnou délku koaxiálního kabelu dle dispozičních možností.

Obr. č. 1 - viz níže - je ilustrační. Jde o anténu se zářičem elektrické délky 2 x 15.8 metru, h= 14 m, s žebříčkem délky 16 metrů a s koaxiálem délky 19 metrů. Jsou vidět průběhy proudů v zářiči, žebříčku a koaxiálu. Průběh v zářiči je typický pro použitou délku a výšku, z průběhu v krátkém žebříčku je vidět, že kmitna napětí je až v koaxiálu, ten má však "nešťastnou" délku a transformuje na nízkou impedanci. Na konektoru koaxiálu je nízká impedance několika Ohmů, velká jalová složka a konektorem tečou velké proudy. Napájení takové antény je ztrátové.

Obrázek č. 2 nám demonstruje, že při prodloužení žebříčku o 3 metry, tj. na 16 m délky nám přizpůsobení neřeší. Žebříček by musel být mnohem delší. Došlo k tomu, že napěťová kmitna je blíže k žebříčku. Koaxiál má však nešťastnou délku (poblíž jedné čtvrtiny vlny) a transformuje impedance směrem dolů. Z průběhu proudů směrem od žebříčku je vidět, že proud roste (impedance klesá) a anténa nepůjde snadno přizpůsobit.

Obrázek č. 3 nám demonstruje, že při prodloužení koaxiálu o cca 10 metrů, nám již začíná na 80 m transformovat impedanci směrem k vyšším hodnotám. Koaxiál by však musel být mnohem delší. (Jeho délka by se přiblížila délce jedné poloviny vlny).

V uvedených případech si musíme uvědomit, že použití koaxiálního napáječe se stojatou vlnou je napájení ztrátové. Výhoda použití nízkoztrátového žebříčku ztrácí smysl, protože ztrát v dielektriku koaxiálního kabelu pracujícího se stojatou vlnou jsme se nezbavili.

73's Věra & Míra, ok1ufc