Drátové antény

O anténách

Kontakt

Drátové antény pro krátké vlny - úvod

Způsoby buzení půlvlnných antén

V tomto článku píšu o způsobu buzení půlvlnné drátové antény. Jsem si vědom toho, že jsem si původní článek o tuto část zjednodušil, přestože je tato problematika důležitá. Půlvlnnou anténu lze napájet ve středu. Taková anténa je anténou symetrickou. Napájení této antény, které je poplatné dnešní době, provádí se výhradně přechodem z nesymetrického napáječe (koaxiálu) přes symetrizační člen, který netransformuje impedance (balun 1:1). Schéma takového napájení je na obrázku (koaxiál není kreslen):

Tato anténa se ladí do rezonance zkracováním zářiče tak, aby napájení zůstalo ve středu. Zkracovat se tedy musí na obou koncích. Není to až tak praktické. Lze také použít následující způsob napájení:

Dipól je zkrácený a chybějící délka je nahrazena krátkým symetrickým vedením. Pro symetrizaci se opět použije balun. Víme, že nepatrně zkrácený dipól má téměř stejnou účinnost ve vyzařování, jako dipól nezkrácený. Tento princip je zajímavý a je v původním článku popsán podrobněji včetně znázornění průběhů proudů a napětí. Použil jsem ho např. u rotačních dipólů pro více pásem a docílil jsem vynikajícího přizpůsobení.

V literatuře je popisováno tzv. delta buzení symetrického dipólu:

Na půlvlnném dipólu je možné najít vhodné body, jejichž impedanci lze pomocí tzv. delty přizpůsobit k charakteristické impedanci napáječe. Delta musí mít velice pozvolný přechod, aby nebyla zdrojem nestejnorodosti vedení. Upotřebitelný úhel je např. 75°. Symetrický napáječ, tzv. ladder-line lze však s dobrou účinností provozovat se stojatou vlnou. Praktický význam uplatnění tohoto způsobu napájení jsem nenašel. Uplatnění našla však nesymetrická varianta, tzv. gamma match u smyček, dipólů směrovek a quadů. Pro úplnost bych měl uvést nesymetrické provedení tohoto způsobu napájení, které bylo uplatněné u klasické antény Windom:

Anténa Windom je napájená jedním vodičem. Druhým vodičem je země. Znázornil jsem kapacitu země vůči zářiči. Podrobnosti o Windomce uvádím také zde.

Symetrickým vedením lze budit také skládaný dipól:

Skládaný dipól lze napájet koaxiálním kabelem a balunem s transformačním poměrem 1:4. Skládaný dipól lze také zkrátit a symetrické vedení použít jako impedanční transformátor. Takové řešení jsem popsal např. zde.

Symetrické vedení lze však použít jako impedanční transformátor i u jiných délek dipólů, než délek půlvlnných. Takto vznikla i známá a oblíbená anténa G5RV. Její autor si ji navrhl původně na oblíbené pásmo 20 m jako anténu dlouhou 1.5 x lambda a použil žebříčku k transformaci impedancí tak, aby na více pásmech získal v místě napájení dobré VSWR, které by mu příliš nezvyšovalo ztráty v napáječi:

Tuto anténu modifikovalo mnoho hamů. Každý s nepatrně jiným cílem. A tak vzniklo mnoho modifikovaných variant této antény. Určitými specifickými vlastnostmi se odlišuje modifikace ZS6BKW. Tato modifikace byla optimalizována na vynikající parametr VSWR na mnoha pásmech. To je úžasné, nicméně, nevýhodou jsou geometrické rozměry použitých vodičů. Ale o tom jsem také psal. Často za dobré přizpůsobení zaplatíme množstvím materiálu. Jiné modifikace byly navrženy tak, aby anténa měla minimální ztráty, ale aby ji bylo možné přizpůsobit určitými typy běžných tunerů v místě napájení. Touto cestou jsem se ubíral nejen já, ale také pa0fri a mnoho dalších.

Prosím, nezaměňujme tuto anténu s anténou Double - Zeppelin. Double - Zeppelin bychom měli považovat za jednopásmovou anténní soustavu, která se skládá ze dvou půlvlnných antén napájených na konci jediným symetrickým napáječem, který se používá k transformaci impedancí.

Půlvlnnou anténu lze budit také na konci:

Taková anténa se na konci, tj. v kmitně napětí, napájí symetrickým transformačním vedením, které má malé ztráty i když je na něm stojatá vlna. Alternativa s jiným geometrickým uspořádáním vedení může vypadat např. takto:

Napájení půlvlnných antén na konci pomocí symetrického transformačního vedení je velice důležité. Uvědomme si, že nejde o anténu uzemněnou. Proto kapacitu, kterou jsem u Windomky kreslil proti zemi, kreslím u těchto antén vůči napájecímu vedení. Tyto antény se jmenují Single - Zeppelin. Jsou skvělé do hor, do balónu, prostě všude tam, kde nelze rozvinout symetrickou anténu a kde nelze realizovat uzemnění. Konkrétní variantou provedení je tzv. J anténa.

Napájení, které jsem uvedl na posledních třech obrázcích neumožňuje přímé přizpůsobení k charakteristické impedanci napáječe. V praxi je nutné použít k přizpůsobení anténního tuneru.

Půlvlnné antény, jejichž napájení jsem zde uvedl, dávají nám v praxi srovnatelné výsledky v jejich vyzařování. Úmyslně jsem vynechal nesymetricky napájené půlvlnné antény, tzv. OCF (Off Center Fed) dipóly, ale to je téma na další článek.

Související témata

S anténami, které jsou k napáječi přizpůsobené pomocí čtyřpólů, tj. pomocí PI článku, T článku nebo L článku souvisí řešení ztrát způsobených přizpůsobením. K tomuto tématu jsou na mých stránkách dva články: http://www.sidlo.com/ok1ufc/ztraty_ve_ctyrpolech.htm, http://www.sidlo.com/ok1ufc/ztraty_ve_ctyrpolech_2.htm a některé užitečné pomůcky.

73's Věra & Míra, ok1ufc