Home O anténách       Kontakt

      
 
  Vyzařování vertikální antény s radiály ve výšce H

Všeobecně

Tímto článkem reaguji pouze na několik málo dotazů, které se týkaly zisku vertikální čtvrtvlnné antény, která je umístěna ve výšce H. Tyto dotazy byly vyvolané některými právě publikovanými články v českém jazyce. Dotazů bylo několik. V jednom případě šlo o objednávku na posouzení a modelování instalované vertikální antény pro tři pásma (10, 15 a 20 metrů).

Schéma antény

Použitá anténa byla vyrobena ze tří paralelně zapojených čtvrtvlnných zářičů. Její schéma vypadá takto:

Na schématu jsou znázorněné proudy při buzení na kmitočtu 10.120 MHz. Mimochodem, je hezky vidět, jak je vybuzen proudem i nejdelší zářič pro pásmo 20m. Vlastnosti a vyzařování antény jsou vidět v tomto diagramu:

Všimněte si následujících důležitých detailů:
1. diagramy na všech pásmech si jsou velice podobné
2. zisk Ga se pohybuje od -1.33 dB (28 MHz) do -1.67 dB (14 MHz)
3. elevační úhel se pohybuje od 27° (14 MHz) do 29° (28 MHz)
Pokud jste pozorně četli moje předchozí články o vertikálech, tak již víte, že to je způsobené paralelně zapojenými zářiči. Na pásmu 28 MHz vyzařuje samozřejmě i zářič pro 14 MHz a zvedá nám vyzařovací diagram na pásmu 10 metrů. To je nevýhoda těchto antén.

Jak se chová anténa ve výšce 6 metrů nad zemí? Je zvýšení zisku mýtem nebo skutečností?

Pro srovnání vyzařování bylo použito nejprve toto schéma:

K anténě ve výšce h=6 metrů byly připojeny pro pásmo 20 metrů 4 radiály, které byly téměř vodorovné a pod nimi byly 4 radiály ve tvaru "fan", tj. šikmé, ale dostatečně vzdálené. Vyzařování je vidět z tohoto diagramu:

Co se nám to s anténou stalo? Opět si všimněte detailů:
1. Zisk Ga proti předchozímu schématu, kdy anténa byla instalovaná na zemi se nám zvýšil. Na obou pásmech o více než 2.6 dB! To je dobrý začátek.
2. Vyzařovací diagram na pásmu 10 metrů již tak hezký není. Maximum je pod úhlem větším než 40°. Spodní lalok ještě v této konfiguraci nezanikl, ale pozor na to.

Jak se chová tato anténa ve výšce h=2 metry?

1. ve výšce 2m se zisk Ga proti montáži na zemi zvýší asi o 1.1 dB v pásmu 20 metrů a asi o 2.65 dB v pásmu 10 metrů. Vidíte, že zvýšení zisku, pokud je anténa montována s radiály nad zemí, není mýtem, ale skutečností.
2. ve výšce 2 metry nad zemí se snížily elevační úhly maximálního vyzařování na cca 21 až 22 stupňů. To je také pro DX provoz pozitivním přínosem a nikoliv mýtem.

Proto pro názornost uvedu ještě srovnání vyzařovacích diagramů (jen 20 metrů) pro h=0 a h=2m a pro h=0 a h=6m (spodní obrázek).

Závěry k finální instalaci

Finální instalace nebyla dokončena, anténa měla realizovány pouze 4 radiály pro pásmo 20 metrů a 4 fan radiály pod nimi pro pásmo 10 metrů. V uvedené instalaci jsem byl schopen pouze přesně zaměřit závěsné body radiálů a udělat model. Podle tohoto modelu by měla anténa vyzařovat nějak takto:

V dané montáži a výšce se již začínají u antény nebezpečně zvedat horní laloky. Anténa by však stále ještě měla vyhovovat pro DX provoz.

Závěr a můj názor na vertikální antény

Z výsledků uvedených NEC modelů konkrétní antény je zřejmé, že rozdíl v zisku Ga mezi anténou montovanou jako ground plane a anténou se zemními radiály může být více než 2.5 dB ve prospěch antény ground plane. Tento rozdíl v zisku není mýtem. Z výsledků je rovněž zřejmé, že pokud se pro takovou anténu rozhodneme, je nezbytné provést pečlivě její modelování v NEC programu, a to vždy se všemi zářiči a všemi radiály. Vyloučíme tím dvě nebezpečí, která hrozí. Konkrétně zvětšení vyzařovacího úhlu při nevhodně navržených vertikálních zářičích a zvýšení vyzařování do horních laloků vlivem ne zcela přesné nebo vhodné konstrukce radiálů. Právě radiály ovlivňují vyzařování velice zásadně. U zde popsané antény byly radiály namontovány poměrně přesně, téměř tak, jak mají být (symetricky a téměř v ideálních místech zavěšení. Přesto si všimněte, k jakým deformacím diagramů došlo. Ty deformace, jak vidíte, často převyšují pracně nadzemní montáží získaných 2.6 dB! Jedním z častých mýtů, se kterým jsem se v radioamatérské praxi setkal, je nedůsledné rozlišování o tom, zda mizerné vlastnosti antény jsou způsobené její mizernou účinností nebo její mizernou směrovostí. Protože oba dva uvedené pojmy patří k několika základním charakteristikám, kterými se popisují antény, odkazuji zde na úvodní článek k anténám o těch nejzákladnějších základech zde. O tom, jaký mohou mít radiály na čtvrtvlnný vertikál vliv píšu také v tomto článku - zde.

 

73's  Míra, ok1ufc


© 2011 - Věra Šídlová a Míra Šídlo, ok1ufc, datum poslední úpravy: 12.01.2014