Všeobecně

Celovlnné horizontální smyčky jsou mezi radioamatéry velice oblíbené antény. Obvykle se vyznačují těmito vlastnostmi:

1. Tvar smyčky: trojúhelník, čtverec, nepříliš úzký obdélník, mnohoúhelník ...
2. Provedení: anténa izolovaná od země, která pro svou činnost nepotřebuje uzemnění.
3. Anténa symetrická, pro připojení koaxiálního napáječe se používá balun. Balun s vhodným transformačním poměrem lze použít pro impedanční přizpůsobení.
4. Výška instalace: obvykle anténa pracuje ve výškách od lambda/8 (pro 80m H=10m, lokální spojení), ale pracuje také ve výškách několika desétek metrů (mezi paneláky).

Co nefunguje:

1. Smyčku lze vyladit na více pásmech, ale vyzařování na vyšších pásmech se k ničemu nehodí.
2. Nefungují úzké smyčky.
3. Nízko instalované smyčky mají vysoké ztráty (malý zisk).

Co stojí za vyzkoušení?

Za vyzkoušení stojí nízká výška instalace smyčky. Důvodem může být  digitální provoz (FT8) na pásmu 80m, ale nemáme možnost instalovat půlvlnný dipól nebo G5RV v potřebné výšce.

Popis instalace

Provedl jsem instalaci těsně nad plotem. Anténa kopíruje plot pozemku. Nosičem anténního vodiče byly tenké laminátové tyče připevněné ke sloupkům plotu.
Výška zářiče nad zemí: cca od 1.8 m do 2.4 m (tedy nízko, s vysokými ztrátami).
Použitý anténní vodič: Cu lanko 0.5 mm²
Délka zářiče: cca 96.46 metrů, tedy více než délka vlny (lambda = 83.7 m), zářič byl elektricky zkrácen kondenzátorem.
Na obrázku jsou souřadnice rohů antény. Ve výšce 4m je anténní box s baluny a přizpůsobovacími prvky:

Napájení a přizpůsobení Celovlnné smyčky instalované ve vyšších výškách mají obvykle impedanci v místě napájení od 100 do 150 ohmů. Pro přímé připojení koaxiálního napáječe lze použít balun s transformačním poměrem 1:2 až 1:4, s ohledem na změřenou impedanci v místě napájení. S klesající výškou jsem naměřil i nižší impedance na svorkách. Nicméně, pro uvedený pokus jsem použil extrémně nízkou výšku instalace a tenoučké Cu lanko. Modelované a naměřené impedance se pohybovaly, díky ztrátám mezi 150 až 200 Ohmy. Protože smyčka kopírovala ploty pozemku, vyšla její délka vyšší, než je vlnová délka. Proto jsem ke zkrácení antény použil otočný kondenzátor, který je v boxu s baluny. Kapacita kondenzátoru: Cmax = 150 pF Balun 1:4 (napěťový) transformuje impedanci smyčky na Z = 50 Ohmů. Balun 1:1 (proudový, W1JR) slouží k omezení společných zemních proudů . Oba baluny jsou obvyklé konstrukce, navinuté na feritových toroidech. Průběhy impedancí - viz obrázek dole.

Vyzařování antény

Anténu jsem konstruoval jako jednoduchou anténu určenou pro místní a blízké digitální FT8 spojení na pásmu 80m. Pro vzdálená spojení používám i v pásmu 80 metrů zkrácený vertikál. Vypočtený vyzařovací diagram antény:

Z diagramu vidíme, že popsaná anténa nejvíc vyzařuje kolmo vzhůru, což jsem pro večerní místní spojení na 80m potřeboval. Ve vodorovné rovině je diagram vzdáleného pole téměř kruhový, cca o 3 dB zploštělý. Maximální vyzařování teoreticky je ve směru úhlopříčky, jejíž jeden roh tvoří box s baluny. Druhý roh mi směřuje na jihovýchod.

Co mě překvapilo, byla skutečnost, že jsem očekával mnohem větší ztrátu takto realizované nízké smyčky. Předpokládal jsem, že docílím malého zisku antény, který by odpovídal krátké šikmé T2FD anténě. Zisk této smyčky byl však o téměř 10 dB větší. Zisk antény odhaduji na základě výsledků EZNEC kolem - 6 dBi pro elevační úhel 30°.

 

Modelování antény Celovlnné smyčky lze se slušnými výsledky modelovat pomocí SW EZNEC. Použijeme nastavení - viz obrázek vpravo důležité je: Ground Type: Real/High Accuracy Ladicí kondenzátor je ve stejném vodiči, jako zdroj napájení: Souřadnice vodičů - viz obrázek dole. Celovlnné smyčky jsou opravdu jednoduché jednopásmové antény, které jsou schopné pracovat na jednom pásmu ve velkém rozmezí instalovaných výšek. Po napáječi se nám obvykle nešíří plášťové proudy, antény bývají při příjmu tiché. Impedanční přizpůsobení celovlnných smyček bývá snadné.