Poslední aktualizace  2022 

II. Schéma antény

Podstatu výpočtu jsem vysvětlil v předchozím článku na jednoduché čtvercové anténě - zde. V EZNEC je model kruhové smyčky složitější. Ten můj měl 61 vodičů, lze ho stáhnout zde. V okně  Wires najdete samozřejmě nástroje, které vám vygenerují potřebný tvar zářiče. Schéma Mag Loop 2 EZENEC je zde:

III. Průběh impedancí

Anténa byla doladěna do rezonance kapacitou (viz tabulka Loads) o hodnotě asi 31.5 pF.  Průběh VSWR v okolí pracovního bodu vypadá takto:

IV. Vyzařování laděné magnetické smyčky kruhové Mag Loop 2 

 

V. Porovnání vyzařovacích diagramů kruhové laděné smyčky, čtvercové laděné smyčky a dipólu 1. Dipól pracuje ve výšce H = 12 m. 2. Magnetické smyčky pracují ve výškách H = 9 m. VI. Závěr 1.  Kruhová magnetická smyčka má nepatrně vyšší zisk (cca 1-2 dB) v porovnání se čtvercovou smyčkou. 2. Kruhová magnetická smyčka je vždy háklivá na jakýkoliv sériový ztrátový odpor Rs ve svém obvodě. Je jedno, zda jde o odpor způsobený hrubým povrchem smyčky, tenkou smyčkou, materiálem smyčky nebo sériovými odpory ladicího kondenzátoru (vodiče, pájecí očka, dlouhé vodivé spoje elektrod, atd. I tak, smyčka vyrobená z měděných trubek a kvalitních kondenzátorů má zisk proti reálnému půlvlnnému dipólu asi o 10 dB horší. 3. Magnetická smyčka laděná, bez ohledu na tvar (čtverec, kruh) nemá optimální vyzařovací diagram ve svislé rovině. Jedná se o anténu kompromisní, která nám může umožnit pracovat v pásmu krátkých vln, pokud nemáme jinou možnost.

VII. Dodatky

1. Přeladitelnost kruhové smyčky přes více KV pásem

Horní kmitočet smyčky je dán minimální kapacitou ladicího kondenzátoru. Pro C _min = 3 pF nám vyjde hypotetický kmitočet nejvyššího pásma 28 MHz. Aby byla anténa přizpůsobená, musíme významně snížit transformační poměr Tr. V uvedeném příkladě až na 1:16. Prakticky to znamená, že při vícepásmových anténách Mag Loop musíme vyřešit přepínání odboček na transformátoru Tr. Nebo si najít jiný způsob přizpůsobení smyčky ke koaxiálnímu vedení.

Dolní kmitočet je dán maximální kapacitou ladicího kondenzátoru C. Pro tento příklad je C _max = 68 pF. Aby byla anténa přizpůsobená, vyžaduje vysoký transformační poměr Tr, který je N1/N2 cca 32 (1:1024):

Laděná magnetická kruhová smyčka nám při určitých rozměrech umožní naladění na několika sousedících pásmech.

2. Polarizace

Polarizaci magnetické smyčky volíme s ohledem na provoz (místní/DX), který uvažujeme. Všechny parametry lze snadno v EZNEC modelovat. Pokud provedeme otočení smyčky, ale neměníme její výšku, vyjdou nám obvykle téměř shodné výsledky s průběhem VSWR:

Vyzařovací diagramy jsou velice rozdílné od instalace vertikální:

Schéma horizontální magnetické smyčky:

3. Závěr

Při horizontální instalaci ve stejné výšce H=9 m má kruhová laděná magnetická smyčka příznivý vyzařovací úhel (cca 28°), všesměrový vyzařovací diagram (jako vertikální antény) a celkem slušný teoretický zisk (asi 4,7 dBi). Teoretické hodnoty obtížně dosáhneme, ale praktické hodnoty zisku o cca 3 dB nižšího lze dosáhnot s dobrými kondenzátory.
 

Mag Loop 2	Vertikál 1/4 lambda (jen 4 radiály v zemi)
Srovnání vyzařování (vzdálené pole) Mag Loop a čtvrtvlnného vertikálu 1. Výška Mag Loop je H = 9 m. 2. Vertikál výšky 0.25 lambda je nad zemí (v zemi jsou jen 4 radiály). V malých diagramech s průběhem VSWR vidíme vlevo nahoře uzounkou charakteristiku Mag Loop, pro VSWR < 10 je šířka menší, než 40 kHz. Vpravo nahoře je široká charakteristika vertikálu. Pozor na stupnici s frekvencí. Šířka pásma pro VSWR < 10 je mimo rozsah a nelze ani okótovat. Pro VSWR < 3 je šířka pásma větší než 1.5 MHz. Pokud si "nezazdíme" ztráty Mag Loop vysokým Rs (to poznáme podle velké šířky pásma Mag Loop), měli bychom očekávat u Mag Loop vyšší získ mež u vertikálu. Vpravo jsou vyzařovací charakteristiky obou antén ve vertikální rovině. Obě antény mají přibližně stejný vyzařovací úhel. Mag Loop vyniká ve srovnání s nízkým vertikálem s pouze 4 radiály podstatně vyšším ziskem, ale při malé šířce pásma.
Zajímavé je porovnat vyzařování Mag Loop pro malé výšky instalace antény. Smyčka o průměru 1000 mm má přibližně stejný zisk jako čtvrtvlnný vertikál, pokud je instalovaná ve výšce H = cca 0,25 lambda. Vpravo v diagramu je porovnáno vyzařování vertikálu vysokého asi 5 metrů s Mag Loop, jehož střed je ve výšce asi 3 metry nad zemí (max výška asi 3500 mm). Při tak nízké výšce už Mag Loop nevyzařuje pod nízkým úhlem (vyzařovací úhel je téměř 45°). Vyzařovací úhel Mag Loop klesá se vzrůstající výškou montáže. Tak nízko instalovaná Mag Loop se už na DX provoz nehodí.
Mag Loop ve výškách instalace 0.5 lambda se stává anténou s vyzařováním a ziskem vhodným pro DX provoz. Poznámka: Vícepásmovou anténu, která pracuje na uvedeném principu, vyrábí firma MFJ Enterprises, Inc. Jedná se o kompromisně vyřešenou laděnou magnetickou smyčkovou anténu. Použitý materiál smyčky: hliník s vyleštěným povrchem, použitý kondenzátor: vzduchový, s robustními přírubami na propojení se smyčkou. Anténu vyráběli ve dvou provedeních: MFJ-1788 (pro pásma od 7 MHz do 21 MHz) a MFJ-1786 (pro pásma od 10 MHz do 28 MHz). Obě antény si byly podobné vnějším vzhledem a umožňovaly montáž vertikální i horizontální. Manuál je pro obě antény společný, dávám ke stažení zde. Kdysi jsem měl anténu MFJ-1788 a rád na ni vzpomínám.