Je k něčemu nízká nebo zkrácená LW anténa pro pásmo 80 metrů?

Nízké horizontální LW antény pro pásmo 80 metrů příliš nemiluji, protože jsem je pro daný účel téměř vždy překonal jinými typy antén. Někdy se však najdou důvody, proč do toho jít.

Schémata zkoumaných nízkých LW antén

Kromě antény přizpůsobené automatickým tunerem jsem porovnal tyto tři antény:

1. půlvlnnou nezkrácenou anténu, přizpůsobení paralelním LC obvodem a vazební cívkou pro koaxiál. VSWR = 1
2. půlvlnnou anténu zkrácenou na cca 30 metrů pomocí dvou indukčností, každá měla střed přibližně v 1/6 délky šikmého zářiče
3. čtvrtvlnnou nezkrácenou anténu, délka zářiče je asi 21 metrů

Anténa 1 a 2 byla přizpůsobena pomocí paralelního rezonančního obvodu a vazebního vinutí. Anténa 3 byla přizpůsobena pomocí hairpin match indukčnosti.
 

1	2	3

Jak to vyzařuje?

Nízké půlvlnné antény jsou typické NVIS antény, použitelné pro místní spojení. Čtvrtvlnná anténa má výrazně menší zisk, ale lepší vyzařování směrem k horizontu, na nízkých úhlech až o 10 dB lepší (zelená čára), přičemž zisk půlvlnné antény je cca 7.5 dBi, zisk zkrácené je cca 6 dBi, ale vyzářený přímo nad hlavu (hodí se pro místní spojení), ale zisk čtvrtvlnné v uvedené konfiguraci je jen asi 1.7 dBi, a to za určitých předpokladů:

Přizpůsobení půlvlnných antén pomocí paralelního obvodu

Pravděpodobně každý zná následující schéma s paralelním obvodem. Je všeobecně známo, v literatuře mnohokrát publikováno, že na koncích půlvlnné rezonanční antény je kmitna napětí (maximální napětí při rezonanci) a že v tomto bodě teče do antény minimální proud.

Méně často již mnozí autoři napsali, že pro přenos výkonu do antény proud téci musí a jeho velikost je daná velikostí impedance půlvlnné antény v místě napájení. Proto jsem v tabulce 1 uvedl i velikosti impedancí u nezkrácené a zkrácené antény. Někteří autoři kreslí Fuchsův LC obvod bez té kratičké protiváhy o velikosti např. 0.05 x lambda. Já tam ten camfourek raději kreslím, protože od doby, kdy si pan Fuchs nechal patentovat svou anténu, tak se velikosti RIGů (e tedy i jejich kapacity proti zemi) výrazně zmenšily, ale zase se objevily v napájecích soustavách koaxiální napáječe a ty mají kapacity pláště proti zemi dost značné. Proto ten camfourek kreslím, aby bylo vidět, že ta kapacita na plášť koaxiálu tam prostě je. A schéma kreslím takto. Po plášti kabelu tedy teče do staniční země (nebo někam) maličký proud. Při nevyladěné anténě může být i větší, hi:

Pokud však máme anténu v konfiguraci, kterou jsem popsal (viz úplně první obrázek), nic nám nebrání, abychom k tuneru, k LC obvodu nebo k balunu připojili alespoň jednu nebo více protivah o délce cca 1/4 lambda. Takové čtvrtvlnné úseky mají maličkou impedanci a proud do nich teče velice ochotně. Tak proč si ho pouštět do pláště koaxiálu :-)....Schéma u půlvlnných antén se nám potom změní takto:

A je mnohem menší pravděpodobnost, že nám proud po plášti napájecího koaxiálu (tlustá čára) bude nabývat např. těchto hodnot:

Přizpůsobení čtvrtvlnné antény

Čtvrtvlnná anténa má v uvedené konfiguraci velice malou impedanci. Čtvrtvlnné protiváhy musí být použité vždy! Automatický tuner má indukčnosti vinuté tenkým drátem (např. 1mm) a ztráty takové antény jsou proti jinému způsobu přizpůsobení znatelné. Lepší řešení, pokud potřebujeme pracovat na jediném kmitočtu, je např. pomocí hairpin match indukčnosti, kterou vyrobíme z tlustého drátu nebo z trubky.

Související témata

Na tomto webu jsem uvedl mnoho souvisejících témat, které se týkají:

- společných zemních proudů (common mode currents)
- principů single Zeppelin antény
- principů na konci napájených antén

Závěry Jak jsem uvedl v úvodu, nemám nízké antény LW příliš v lásce. Prosím, v žádném případě toto nezevšeobecňujte na antény LW instalované ve vysoké výšce. Výška hraje zásadní roli a nízko instalované horizontální antény jsou vždy zvláštní a mohou být velice problematické. Popsané šikmé LW antény mají vyzařování podobné INV L anténám. Antény v uvedených konfiguracích jsem zkoušel a cíleně srovnával cca od roku 2014 do podzimu 2015. Mimo spojeních po Evropě jsem s nimi v pohodě dělal spojení na vzdálenost až cca 4000 km a opakovaně jsem otravoval při testech Khalida A41OO, naposledy dneska, tj 09.10.2015. Jeho signály jsou v EU silné, při vysílání JT65 s cca 50 Watty jsem obdržel reporty od -20 dB do cca -10 dB. Zatímco jsem s vertikálem Compact 80/40/30, s vertikálem GAP Titan DX a s vertikálem na laminátovém teleskopu h=12m udělal všechny kontinenty, s LW anténou o výšce h = jen 8 metrů, jsem již mezikontinentální spojení na 80 m tak úspěšně nerealizoval. Co však považuji za důležité zdůraznit, je zkušenost, že anténu výrazně vylepšily čtvrtvlnné protiváhy, i když byla půlvlnná, o tom vlastně hlavně je tento článek.