Poslední aktualizace  2022 

IV. Průběhy proudů v anténních zářičích

Dipóly byly instalované s poměrně malou konstatntní roztečí vodičů pro jednotlivá pásma. Rozteč s = 100 mm představuje opravdové minimum, při kterém lze ještě jakž takž ovlivňující se zářiče nastavit v modelech antén i v reálu jejich stříháním. Velká vzájemná vazba způsobí, že určený zářič, např. pro pásmo 18 MHz vybudí značné velikosti proudů i v dalších zářičích a ty rovněž vyzařují:

Při realizaci antény typu FAN dipól vřele doporučuji modelovat programem EZNEC a v systému země Real/High Accuracy co nejpřesněji délky jednotlivých dipólů pro požadovaný rezonanční kmitočet v dané výšce, nikoliv v jiné výšce a stanovit si, jak se kmitočet mění s délkou zářiče. Viz další 2 obrázky:

Příklad ukazoval, že zkrácení ramen o cca 150 mm posune minimum VSWR asi o 120 kHz. Protože dipóly mají vzájemnou vazbu, provedeme kontrolu a "doladění" antény na všech ostatních pásmech. Zde pouze kontrola na pásmu 18 MHz. Vidíme, že změna délky zářiče v malém rozsahu (300 mm) a v pásmu 40m neměla při rozteči s = 100 mm žádný vliv na průběh impedancí zářiče pásma 18 MHz.

V. Praktické poznatky

Přestože je anténa vícepásmová, dominantní vyzařování na konkrétním pásmu zajišťuje jeden konkrétní dipól ve výšce H. Této skutečnosti odpovídají parametry antény, jako je tvar vyzařovacího diagramu, zisk antény a impedance na svorkách antény poblíž pracovního kmitočtu. U antény lze využitím její symetrie výborně potlačit společné zemní proudy. Proto je anténa při příjmu tichá. Umožňovala příjem poměrně slaboučkých signálů v městském QTH.

U antény typu FAN dipól si musíme uvědomit, že impedance dipólu je těžce závislá na výšce instalace. Co vyhovuje na jednom pásmu, nemusí platit na jiném. O impedancích dipólu v závislosti na výšce jsem psal již v minulosti, např.:

http://ok1ufc.nagano.cz/KV_anteny/dipol_prizpusobovani.htm

http://ok1ufc.nagano.cz/KV_anteny/H_Z_dipol_20m.htm

jev je samozřejmě dobře znám a byl v různých publikacích i na Internetu mnohokrát popsán.

Dále si musíme uvědomit, že impedanci dipólu ovlivňuje také vodivost použitého materiálu. Například zářiče z měděného lana budou vykazovat úplně jinou hodnotu impedancí na svorkách, než zářiče z nerezového lana. Měděné lano však mění s časem i s teplotou geometrickou délku. Rovněž platí, že hlavně změna délky nejdelšího dipólu (pro nejnižší pásmo) nám bude ovlivňovat ladění některých nebo všech dalších dipólů.
Aby to nebylo jednoduché, tak platí, že v běžných programech (MMANA, EZNEC), nelze nastavit rozdílný materiál pro jednotlivé vodiče. Nebo to lze jen nepřímo a složitě.
A rázem máme po jednoduchosti antény typu FAN dipól, případně nám sublimuje vize, že do každého dipólu dopravíme vysoký výkon bez přizpůsobovacích obvodů.
Přesto bychom řešení neměli s ohledem na uvedené aspekty vzdát. Právě precizní modelování NEC nám může najít cestu, jak cílů dosáhnout.

Porovnání příjmu s magnetickou smyčkou Hula Loop: signály FT8 jsem dekódoval u FAN dipólu s reporty nepatrně lepšími. S magnetickou smyčkou Hula Loop (s předzesilovačem)  jsem nenašel ve stejném směru žádný signál navíc, který bych s anténou FAN dipól nebyl schopen přijímat.

Abychom využili těch nejlepších vlastností dipólu, kterých lze využít, dbáme na to, aby anténa vždy byla symetrická, tedy, aby ramena pro jedno pásmo měla stejnou délku. Kvůli vzájemnému vlivu zářičů doporučuji anténu instalovat do volného prostoru. Popsaná anténa byla navržena a modelována pro instalaci ve výšce H = 7 m, s využitím 2 podpěr. Jako podpěry mi sloužily vlajkové stožárky, které umožňovaly snést zářiče antény do polohy, ve které bylo možné zkrátit jejich délku na obou koncích stříháním. Při úpravě to zamenalo upravovat délku až osmi vodičů, protože dochází ke vzájemnému ovlivňování. Prakticky to tedy znamenalo po úpravě délky zvihnout anténu do pracovní výšky a měřit impedance na každém pásmu vždy po každém drobném zásahu do délky zářičů.

Poznámky:

1. Anténa v popsaném cvičení byla navržena, modelována a zkonstruována pro výšku H = 7 m. Pokud použijeme jinou výšku instalace H, musíme anténu modelovat pro tu kterou konkrétní výšku. Požadovaný průběh VSWR v závislosti na kmitočtu nastavíme pomocí délek jednotlivých zářičů.
2. Obvykle platí, že s rostoucí výškou H nám bude stoupat rezonanční kmitočet na nejnižším pásmu, tj. na 7 MHz. Např. pro výšku H = 20 m je délka L = 2 x 10200 mm, ve výšce H = 7 metrů byla jen 2 x 9900 mm.
3. S rostoucí výškou H bude ovlivňován také rezonanční kmitočet ostatních zářičů. Nemusí však platit totéž, co u délky zářiče na nejnižší pásmo. Pokud zářič pro nejnižší pásmo prodloužíme a použijeme poměrně těsnou vzájemnou vazbu (v našem případě je S = 100 mm), může dojít k požadavku na zkrácení vodičů dipólů pro vyšší pásma. Pro příklad instalace do výšky H = 20 m zde uvádím tabulku s rozměry pro H=20m. Rozměry si porovnejme s tabulkou pro H=7m. Všimněme si rovněž číselných hodnot, o kolik se zkracují bližší a vzdálenější zářiče (po prodloužení dipólu pro 7 MHz). S klesající vzájemnou vazbou se dipól pro pásmo 12 m zkrátil jen o 2 x 10 mm. Dipól pro pásmo 30 m zůstal nezměněný. Tabulka délek vodičů pro H=20m:

4. Pro ilustraci uvedu též průběh VSWR pro anténu navrženou pro H=20m:

5. Pro práci s EZNEC modelem s výškou instalace H=20m je zde ke stažení EZNEC model.