Poslední
aktualizace 2022
|

|
|
Zemnicí
systémy antén LW |
|
Zemnicí systémy antén Long
Wire
|
I. Zemnicí kolík
Zemnicí kolík je nejjednodušší zemnicí systém antén Long Wire. Funguje
dobře za těchto podmínek:
1. Země je dostatečně vodivá. Dostatečně vodivá znamená, že při měření vf
vodivosti níže popsanou metodou nenaměříme hodnotu vf zemního odporu
vyšší, než 150 až 200 Ohmů. Toto není zpravidla možné v horách, na skále,
apod. Tam musíme použít jiný zemní systém.
2. Impedance antény v místě napájení je dostatečně vysoká. Impedanci lze
upravit délkou anténního zářiče. Vysoké impedance, které má anténa poblíž
půlvlnných násobků obvykle nevyladíme automatickým anténním tunerem. Při
použití kvalitních tunerů (Icom AH-4, Yaesu FC-40) jsem spolehlivě vyladil
impedance o velikosti 2 kiloOhmů (vyzkoušeno do odporové zátěže) i vyšší.
Tedy vyladil jsem antény, jejichž délka se blížila násobku poloviny vlnové
délky.
3. Zemnicí kolík je zhotoven ze vhodného
materiálu, který má ve vlhké zemi stále stejné vlastnosti. Já používám
nerezové tyče ze soupravy na měření uzemnění od Metra Blansko. Lze ho
zapíchnout do hloubky asi 400 až 410 mm.
4. Vodič na propojení tuneru a svorky je z
normálního měděného lana c PVC izolací, opatřeného svorkou na
připojení kolíku a okem na přišroubování na svorku tuneru. Délka
propojovacího kabelu není kritická. Kvůli opakovatelnosti a
reprodukovatelnosti experimentů používám stále stejnou délku kabelu
(asi 750 mm).
5. Při délce zemnicího kabelu cca 750 mm a
délce kolíku přes 400 mm je délka protiváhy těchto prvků v součtu přes
1 metr. Tato délka obvykle stačí k funkci protiváhy u antén, které
mají pracovat na kmitočtech vyšších než 10 MHz. Pro pásma 7 MHz a 3.5
MHz je nedostatečná a při nevodivé zemi je třeba použít umělé
protiváhy z vodičů ležících na zemi.
6. Aby netekly společné zemní proudy do
TCVRu a připojeného PC, používám na koaxiálním napáječi i na napájecím
kabelu tuneru tzv. linkové izolátory.
|
 |
|
 |
|
|
II. Umělá zem - protiváha z radiálů
ležících na zemi
1. Protiváha z vodičů ležících na zemi
funguje při málo vodivé zemi, v písku, na skále i v horách.
2. Pro vyladění tunerem AH-4 jsem obvykle vystačil se třemi až 4
radiály. Nejdelší vodič je vhodný při práci na pásmu 80 m. Nejkratší
vodič používám při práci na pásmu 12 m a 10 m.
3. Vodiče jsou opatřené na jednom konci
kabelovým okem k připojení na zemnicí svorku tuneru.
4. Aby netekly společné zemní proudy do
TCVRu a připojeného PC, používám i s touto umělou zemí na koaxiálním
napáječi i na napájecím kabelu tuneru tzv. linkové izolátory.
5. Popsaný zemní systém používám i s
anténami typu Rybakov (zářič vinutý na laminátovém teleskopu). |
 |
|
|
III. Zemní systém používaný pro
vertikální antény
Zemní systém radiálů, které jsou pod povrchem, se mi u antén LW velice
osvědčil. Pro experimenty mám v zemi zabetonovanou trubku, ke které
mám zatím připojeno asi 16 radiálů. Pouze 2 mají délku asi 20 m, čtyři
mají délku 10 m, čtyři mají délku 7.5 m a zbývající jsou kratších
délek. Na trubku lze instalovat čtvrtvlnný vertikál, ale trubky lze
využít i k montáži tuneru AH-4 a nízké podpěry LW. Vysoká podpěra (10
až 12 m) je ve vhodné vzdálenosti.
|
IV. Které zemní systémy jsou pro LW ty
nejhorší?
Jsou to takové systémy, u kterých nám anténa z důvodu nepotlačených
společných zemních proudů pochytá nejrůznější průmyslová rušení a
stane se nepoužitelnou pro příjem slabých signálů. Jde o tyto systémy:
1. Uzemnění bleskosvodů a uzemnění rozvodných sítí.
Důsledek - viz
informace na této stránce.
2. Protiváhy tvořené koaxiálními napájči, pokud nelze technickými
prostředky zhotovit takové linkové izolátory, které dostatečně oddělí
úsek napáječe, který tvoří protiváhu antény od úseku napáječe, po
kterém se již společné zemní proudy nesmí šířit (úseky spojené se
staniční zemí TCVRu).
3. Staniční země transceiverů. Obvykle jsou v hamovně nebo v blízkosti
různých rozvodů nebo jsou od rozvodů nedostatečně vysokofrekvenčně
oddělené. Společné zemní proudy obvykle znemožní příjem slabých
signálů.
Poznámky:
1. Pokud nemáme zkušenosti s potlačováním společných zemních proudů, s
jejich měřením, s alespoň s hrubým odhadem hodnot zemních odporů, se
stanovením bodu, ve kterém lze umístnit vyzařovací odpor antény a s
orientačním výpočtem účinnosti antény, raději volíme anténu, která
pracuje na principu antény izolované od země (symetrické dipóly,
smyčky).
2. Zdánlivě jednoduchou LW anténu nám může velice snadno zkomplikovat
a samozřejmě znehodnotit nedobrý zemní systém antény a nedobrá izolace
společných zemních proudů. |
|
V. Měření zemních systémů pro LW a
vertikály
|
Pro nejrůznější experimentální práci jsem
potřeboval znát alespoň přibližně velikost vysokofrekvenčního zemního
odporu u zemního systému antén. Abych mohl alespoň přibližně stanovit
tento parametr, zhotovil jsem si sadu 3 čtvrtvlnných vertikálních
zářičů pro pásma 40 m, 30 m a 17 m. Zářiče jsem přidělal na trubku s
více připojenými radiály (cca 16 kusů) a nastavil jsem si jX= 0 délkou
zářičů. Pokud jdu měřit vf zem neznámých vlastností, použiji tyto
zářiče a provedu měření v okolí pracovního kmitočtu s každým
vertikálem. Vertikál má na mém zemním systému impedanci asi 45 Ohmů
(zaokrouhluji při zjišťování zemní vf vodivosti na 40 kvůli výpočtům z
hlavy).
Protože teoretická hodnota může být kolem 36 Ohmů (vyzařovací odpor
při nulové hodnotě zemního odporu), usuzuji, že můj
systém radiálů má zemní odpor asi 10 Ohmů. Pokud připojím vertikální
zářič k jinému zemnímu systému, naměřím samozřejmě jiné hodnoty. Horší
zemní systémy budou mít vyšší hodnoty zemních vf odporů. Níže
uvádím dva příklady hodnot vf zemního systému (pásmo 7 MHz, obrázek
vlevo - zjištěna hodnota asi 100 Ohmů, vpravo asi 150 Ohmů). Jev lze
samozřejmě dobře modelovat v programech NEC. |
|
 |
 |
|
Poznámky:
1. Protože očekáváme vf zemní odpor nedokonalých zemních systémů v
hodnotách desítek až stovek Ohmů, vybavujeme některé typy vertikálních
antén (Rybakov) baluny se vzestupným transformačním poměrem, např. 1:4
2. Protože víme, že antény LW mají v bodě
napájení zpravidla vysoké impedance, používáme u některých tunerů
vzestupný transformační balun na jejich výstupu.
3. Na svorkách antény naměříme (např.
analyzátorem) vstupní impedanci antény Zin = Rin + jXin . Rin reprezentuje
vyzařování dvěmi základními způsoby - vyzařování elektromagnetickým polem
a tepelné vyzařování ztrátovými odpory antény.
4. Vyzařovací odpor antény je fiktivní
veličinou. Skutečné i modelované antény však fungují tak, jako kdyby
takový odpor skutečně existoval. Polopaticky řečeno to znamená, že
vyzařovaná energie se rovná energii, která by se spotřebovala ve
vyzařovacím odporu.
O vyzařovacím odporu jsem napsal tento článek.
Nejčastější chybou amatérů bývá, že nesprávně stanoví bod, ve kterém
stanovují na anténě vyzařovací odpor. Ne vždy jde o odpor na svorkách
antény (podmínky jsou v článku uvedené). Závěry z měření mohou vést k
chybným úvahám při stanovení účinnosti navrhované antény.
|
|
TU 73, Mira, ok1ufc |