Fázování vertikálů - část první

Potká-li nás v praxi případ, že pro DXování nám zisk a směrovost jednoho vertikálu nestačí a začneme uvažovat o fázování dvou nebo více vertikálů, je vhodné si vyřešit, jak se taková řada bude chovat, jak bude vyzařovat. Na HAM setkáních a na Internetu bylo publikováno několik více či méně úspěšných řešení. Za vynikající práci považuji souhrn přednášek ON4UN, W1MK a ON6WU, které obsahují jak stručný úvod do problematiky, tak popis důležitých a používaných, můžeme říci standardních metod, tak návrh moderního řešení a celou řadu závěrů. Tuto práci doporučuji prostudovat a zdůrazním v úvodu minimálně dvě stránky: č. 2, která obsahuje charakteristiku koaxiálního kabelu jako závislost fázového úhlu a délky a ještě stránku č. 6, která obsahuje pojmy "OPTIMIZED vs. QUADRATURE".

Protože problematika fázování vertikálů je složitější než jiná témata, nikoliv snad technicky, ale zejména mnoha variantami různých řešení, rozhodl jsem se napsat tento úvodní článek, po kterém bude postupně následovat několik dalších, již tématicky zaměřených na konkrétní řešení.

Schéma a úvod

V úvodní části se zaměříme na chování dvou vertikálních antén situovaných blízko sebe. Schéma takové soustavy je následující:

Předpokládejme, tyto skutečnosti: všechny úvahy a experimenty budou prováděny v pásmu 40 metrů a pracovní kmitočet bude 7.050 kHz. Dále předpokládejme, že vertikály samostatně jsou čtvrtvlnné, jsou stejné výšky H1 a H2 a jsou geometricky od sebe vzdálené ve vzdálenosti INT1. Jaká je pro tento účel optimální výška a optimální vzdálenost vertikálů je uvedeno v samostatném článku (zde bude v budoucnosti odkaz, až článek napíšu), teď to není důležité. Stejná výška H1 = H2 je důležitá, pokud požadujeme možnost přepínání směrové charakteristiky této soustavy. U obou fázovaných vertikálů předpokládám stejný zemní systém. Vliv rozdílnosti je opět samostatné téma.

Vyzařování soustavy při napájení ve fázi a v protifázi

Pokud druhý vertikál napájíme ze stejného zdroje signálem o stejné fázi nebo v opačné fázi (posun 180°), změní se podstatně vyzařovací diagramy i impedance na svorkách antény.

Fázový posun a magnituda

Změnou fázového posunu a magnitudy napájecích zdrojů vertikálů lze docílit zajímavé směrovosti vertikálů. Např. fázovým posunutím o 62.3° a snížením magnitudy na 51.5% získáme následující směrovou charakteristiku. Parametry fáze a magnitudy jsou nastaveny tak, aby byl nejlepší F/B na nízkých úhlech.

Jiné, ale nepříliš odlišné nastavení fáze a magnitudy nám dá jinou vyzařovací charakteristiku: