Vyzařování antén Yagi směrem k horizontu

Tento článek je určen hamům-naprostým začátečníkům. Článek nepopisuje nic nového, objevného, ani neznámého. Doporučuji současně přečíst základní články, které pojednávají o vlivu země na vlastnosti základních antén - dipólu a vertikálu. Pro tuto úvahu jsem zvolil 3 prvkovou nezkrácenou anténu yagi navrženou pro pásmo 20m, instalovanou do výšky rovněž 20m (tj. 1 x wl). Pokud je anténa instalovaná horizontálně, vyzařuje takto:

Diagram je vypočten pro kmitočet 14.076 MHz a anténa byla optimalizována na nejlepší F/B při zachování rezonance na uvedeném kmitočtu pro impedanci na svorkách Z = 25 + j0

Poznámka: V praxi se pro reálné modelování antén používají v SW tři základní metody - výpočet vyzařování momentovou metodou, který se stanoví jako výpočet vyzařování reálné antény a jejího fiktivního odrazu nad zemí, která je definována dielektrickou konstantou a vodivostí (materiálové konstanty). Pro praxi jsou všechny tři metody uznávány za dostatečně přesné.

V SW lze snadno provádět pootáčení antény kolem její libovolné osy. V našem případě jsem střed otáčení zvolil do místa závěsu ráhna ke stožáru a s anténou jsem otáčel v elevaci. Na dalších obrázcích jsou vidět vyzařovací charakteristiky při elevačních úhlech (zleva) 15°, 30°, 45° a na posledním obrázku je vše v jednom diagramu:

Obdobně můžeme otáčet s anténou do záporných elevačních úhlů (budeme s anténou "zářit do země"):

Pro krátkovlnnou praxi je důležité všimnout si skutečnosti, že když s anténou otáčíme, vždy se nám snižuje vyzařování v základním (hlavním) laloku a roste nám vyzařování v horních lalocích a zhoršuje se F/B. To je logické, anténu jsme přece optimalizovali na nejlepší F/B při elevaci = 0°. Pokud zvyšujeme elevaci antény, klesá nám sice (ale jen málo) úhel maximálního vyzařování, ale klesá také intenzita pole. Anténa otočená do elevačního úhlu tedy nevyzařuje lépe směrem k horizontu. Otáčíme-li s anténou do záporných elevačních úhlů, klesá nám vyzařování směrem k horizontu a navíc nám roste hodnota úhlu s maximálním vyzařováním v hlavním laloku.

Poznámka: Viděl jsem v literatuře směrové antény pro pásma 40m a 80m, které byly realizované jen s jedním stožárem. Na konstrukci z nosných lan, která směřovala šikmo k zemi, byly vytvořené z drátů další prvky antény. Anténa tedy jakoby vyzařovala k zemi. Modelováním jsme si však ukázali, že to tak není. Anténa se chovala jako směrová a její konstruktér si pochvaloval dosažené výsledky. Přestože jsem takovou anténu nerealizoval, ale modeloval jsem si její vlastnosti, nemám důvod nevěřit tvrzení, že to dobře funguje.