Articole electronica, kituri, scheme
Antene

Antena “ground plane” multiband pentru benzile de 14, 21 şi 28 MHz

Este compusă dintr-un element radiant şi 3 conductoare radiale calculate şi realizate astfel încît să permită lucrul pe cele trei benzi. Atît radiantul principal, cît şi conductoarele radiale sînt formate din porţiuni de ţeavă sau conductor de dimensiuni critice, conectate între ele prin trapuri acordate. În fig. 177 se găseşte schema antenei cu dimensiunile principalelor elemente.

Figure 177

Porţiunile radiantului de 2 515 mm şi de 480 mm se realizează dintr-o ţeavă de cupru sau duraluminiu de 20—30mm diametru, iar porţiunea de 980 mrn, din acelaşi gen de ţeavă, dar cu diametrul 14—20 mm. Conectarea celor trei porţiuni se face prin intermediul unor cilindri izolanţi, realizaţi din material izolant, călit, material ceramic sau, în lipsă, din textolit (soluţia la care a apelat şi autorul), cilindri care se introduc pe o distanţă de circa 40 mm în interiorul celor două ţevi, lasîndu-se între ele o distanţă ce reprezintă 35 mm pentru primul trap, respectiv între secţiunile de 2 515 mm şi 45 mm pentru cel de-al doilea trap, cuprins între secţiunile de 480 şi 980 mm. Felul de montare este arătat în fig. 178.

De menţionat că cilindrii izolanţi vor fi astfel prelucraţi încît să intre forţat în cele două ţevi, fiind apoi fixaţi solidar cu acestea prin cîte un şurub cu grosimea 2—3 mm.

Primul trap, cuprins între porţiunile de ţeavă de 2 515 mm şi 480 mm, se realizează dintr-un condensator ceramic de 24—25 pF, tensiune de lucru 3 kV, ale cărui contacte se sudează direct de capetele ţevilor, şi dintr-o bobină de 4 spire adiacente avînd diametrul 65 mm, realizată din conductor de cupru izolat în policlorura de vinil, avînd diametrul conductorului 3 mm. Capetele bobine se lipesc la cele doua ţevi în aceleaşi puncte cu ale condensatorului care se va găsi plasat în interiorul bobinei.

Cel de al doilea trap, cuprins între porţiunile de ţeavă de 480 şi 980 mm, se realizează dintr-un condensator ceramic de 24— 25 pF, tensiune de lucru 3 kV, şi o bobină din 6 spire adiacente cu diametrul 65 mm. Conductorul este similar cu cel folosit la primul trap.

Cele trei conductoare sînt similare şi se realizează în întregime — atît porţiunile drepte de conductor, cît şi bobinele trapuriior — din conductoare de cupru izolat în policlorura de vinil cu diametrul 3 mm. Prima porţiune are 2 663 mm, a doua 560 mm, iar a treia 1 030 mm, distanţele dintre capetele porţiunilor rezervate trapurilor fiind de 35 mm pentru primul trap, cuprins între porţiunile de 2 663 mm şi 560 mm, şi de 45 mm, pentru cel de al doilea trap.

Pentru realizarea trapurilor conductoarelor radiale, vom confecţiona cîţiva suporţi din material izolant, avînd formele şi dimensiunile din fig. 179 şi grosimea de 8—10 mm. În cele două orificii ale suportului se leagă capetele conductoarelor, precum şi capetele bobinei de la fiecare trap. Bobinele se realizează în exterior şi apoi se introduc pe suport. Condensatoarele se aşază în interiorul bobinei pe suport şi capetele lor se lipesc la capetele bobinei.

Figure 178,179

Condensatoarele folosite vor fi similare cu cele de la trapurile radiantului vertical, de 24—25 pF şi, de asemenea, conductorul folosit pentru bobină.

Bobinele vor avea pentru primul trap, cuprins între porţiunile de conductor de 2 663 mm şi 560 mm, un număr de 4 1/2 spire adiacente cu diametrul 63 mm, iar pentru cel de al doilea trap, 6 1/2 spire adiacente, cu acelaşi diametru.

Ansamblul se fixează pe un suport izolant aşezat în capul unei ţevi de fier sau stîlp de lemn, suport ce poate fi realizat după posibilităţile şi inspiraţia fiecărui radioamator. Autorul a folosit următoarea soluţie: o ţeavă metalică de 5 m lungime, cu un diametru de 50 mm, în capătul căreia s-a fixat un suport de lemn pe care, cu ajutorul unor colieră, s-a prins radiantul vertical la baza sa şi la 60 cm de la bază. Colierele sînt izolate de suportul de lemn prin plăci de textolit, ca în fig. 180.

Figure 180

Se realizează de asemenea un colier de cupru care să imbrace suportul de lemn la 20 mm sub capătul inferior al radiantului vertical, colier de care se prind la distanţe egale cele trei conductoare radiale, ca şi cămaşa metalică a cablului coaxial de 52 Ω.

Unghiul format de conductoarele radiale cu radiantul vertical este de 135°, iar cablul coaxial va fi condus cît mai vertical pbsibil pînă la baza suportului. Cele trei conductoare radiale servesc în acelasi timp ca ancore pentru întregul ansamblu şi de aceea şi conductoarele folosite în prelungirea lor vor avea diametrul de 3 mm. Modul de lucru, al antenei. Pentru gama de 28 MHz lucrează primul segment de ţeavă de la radiantul vertical, avînd lungimea de 2515 mm, şi primele segmente ale conductoarelor radiale, avînd 2 663 mm. Restul elementelor antenei nu lucrează pentru această gamă, primul rînd de trapuri, atît de pe radiantul vertical, cît şi de pe conductoarele radiale, prezentînd pentru această bandă o rezistenţă foarte mare şi acţionînd ca nişte filtre de oprire. Acest lucru se poate verifica foarte sugestiv cu ajutorul unui bec de neon sensibil, care se va aprinde puternic la capătul superior al segmentului de ţeavă şi va rămîne stins la capătul celălalt al primului trap, sau cu ajutorul unui voltmetru de radiofrecvenţă.

Pentru banda de 21 MHz bobinele din primele trapuri nu mai au rolul de filtru de oprire, ci acela de prelungire a radiantului şi, respectiv, a conductoarelor radiale, astfel încît pe această bandă lucrează la radiantul vertical atît segmentul de ţeavă de 2 515 mm, cît şi primul trap, ca şi segmentul de ţeavă de 480 mm, iar cel de-al doilea trap joaca rolul de filtru de oprire (de izolator), fapt ce poate fi de asemenea verificat cu un bec cu neon sau cu un voltmetru de radiofrecvenţă.

La conductoarele radiale lucrează pe această bandă atît porţiunea de 2 663 mm, cît şi primul trap, şi porţiunea de 560 mm, cel de al doilea trap jucînd rolul de filtru de oprire.
Pentru 14 MHz lucrează toate elementele componente ale antenei, atît la radiantul vertical, cît şi la conductoarele radiale.

Reglajul antenei constă în stabilirea frecvenţelor de lucru optime pentru trapuri. Se începe prin reglarea trapurilor de pe radiantul vertical, şi anume, a primului trap, a cărui frecvenţă de lucru optimă se găseşte în jurul frecvenţei de 27,4 MHz. Reglajul constă în îndepărtarea cu grijă a spirelor de la bobina primului trap, pornind de la marginea bobinei, pînă se ajunge în jurul frecvenţei dorite, măsurată cu un grid-dip-metru precis etalonat.

Se procedează la fel şi cu primele trapuri de la conductoarele radiale care optim lucrează pe o frecvenţă în jurul a 27,0 MHz.

După acest prim reglaj „la rece”, se trece la reglajul „la cald”, cu antena alimentată şi cu un măsurător de cîmp montat între emiţător şi cablul de alimentare de 52 Ω. Acesta constă în reglarea frecvenţei trapurilor, pornind de la trapul de pe radiantul vertical şi continuînd cu cele de pe conductoarele radiale, pentru a obţine cel mai mic coeficient de unde reflectate (SWR).

După reglajul făcut astfel pentru banda de 28 MHz, trecem la reglarea „la rece”, cu ajutorul grid-dip-metrului, a celui de al doilea rînd de trapuri, începînd cu trapul de pe radiantul vertical, astfel încît frecvenţa de rezonanţe a acestuia să fie în jurul a 20,4 MHz, iar a trapurilor de pe conductoarele radiale, in jurul a 20 MHz.
Urmeaza reglajul „la cald” ca şi în primul caz, stabilindu-se poziţiile optime pentru cel mai mic coeficient de unde reflectate (SWR) pentru banda de 21 MHz.

Pentru banda de 14 MHz reglajul constă în adăugarea la capetele conductoarelor radiale a unor poţiuni de conductor dezizolat de circa 200 mm, care se scurtează din 25 în 25 mm, pînă se obţine cel mai bun coeficient de unde staţionare.

Reglajele amintite trebuie făcute cu grijă şi răbdare, şi sînt absolut necesare, deoarece elementele antenei sînt direct influenţate de obiectele înconjurătoare, mai ales cînd acestea sînt metalice, şi chiar de ţesătura metalică din betonul clădirilor. De aceea nu se poate stabili un reglaj valabil pentru toate cazurile, poziţia pe care o va da antena fiecărui radioamator influenţînd direct acest reglaj, care trebuie făcut în ambele etape, atît la „rece”, cît şi la „cald”.

Pentru uşurinţă, reglarea trapurilor de pe radiantul vertical se face cu antena aplecată, astfel, ca să se ajungă la trapuri, şi cu conductoarele radiale aşezate pe cît posibil la 120° unul faţă de celălalt şi depărtate de acoperişuri cel puţin cu 40—50 cm.

Reglajul final al trapurilor de pe conductoarele radiale se face după montarea definitivă a antenei.
Pentru protejarea trapurilor împotriva intemperiilor se confecţionează cutii din material plastic transparent subţire, care să îmbrace trapurile fără a le presa şi să se închidă pe porţiunile de ţeava de la un capăt şi celălalt al trapului. Trebuie avut grijă să nu folosim pentru cutii de protecţie materiale cu o proastă izolaţie, care ar modifica în mod direct frecvenţa de lucru a trapurilor, schimbînd caracteristicile antenei.
În lipsa acestor cutiuţe, trapurile pot fi îmbrăcate în polietilena subţire transparentă, care se leagă de ţevile radiantului sau porţiunile drepte ale conductoarelor radiale. Pentru legarea lor se va folosi numai fir de material plastic.

Rezultate obţinute în traficul de radioamator. După efectuarea reglajelor atît „la rece”, cît şi în lucru, s-a obţinut un coeficient de unde staţionare foarte bun pe cele trei benzi de lucru, şi anume pe banda de 28 MHz, în porţiunea de la 28 pîna la 28,5 MHz, acest coeficient este cuprins între 1 şi 1,3; pe banda de 21 MHz de la 21 pînă la 21,4 MHz, coeficientul este cuprins între 1,05 şi 1,3, iar pe banda de 14 MHz este cuprins între 1,2 şi 1,5.
Controalele primite la DX din toate direcţiile au fost superioare celor obţinute cu vechea antenă, un dublu „long wire”, avînd cîte 41,50 m lungime fiecare, aşezat în formă de „V” şi alimentat fie simetric, fie paralel, după direcţia de lucru. Ciştigul de cîmp obţinut a fost variabil de la 3—8 dB, pe diferite direcţii. Doar pe direcţia bisectoarei unghiului format de cele două „long wire” în „V” controalele au fost egale sau mai slabe, dar tinînd seama de directivitatea vechiului sistem pe aceasta direcţie. Comparativ cu un Windom de 20,40 m lungime, controalele au fost superioare pe toate direcţiile.

Uşurinţa în traficul DX a crescut considerabil. Media controalelor la DX, situată înainte în zona S7, a crescut la S8-S9, iar frecvenţa răspunsurilor la chemări a crescut mult.

De menţionat că şi Ia distanţe reduse, în Europa şi în tările vecine, controalele obţinute au fost în general egale şi uneori superioare celor obţinute cu vechile antene.

Din punct de vedere al perturbaţiilor TVI şi BCI, s-a obţinut de asemenea o îmbunătăţire substanţială.
În afara antenelor directive rotative cu elemente pasive, cred că acest gen de antenă este cel mai recomandabil, în special în locuri aglomerate, unde spaţiul disponibil este redus.

O variantă a antenei descrise este cea din fig. 181, în care numai radiantul vertical contine trapuri, conductoarele radiale fiind realizate din conductoare continue de dimensiuni critice, mai mari pentru fiecare bandă.

Radiantul vertical este similar cu cel de la prima variantă, iar conductoarele radiale sînt în număr de 6, cîte 2 pentru fiecare bandă, aşezate ca în figură.

Dimensiunile conductoarelor radiale sînt următoarele: pentru banda de 28 MHz, 2 600 mm, pentru banda de 21 MHz, 3 550 mm, iar pentru banda de 14 MHz, 5 250 mm.

Reglajul antenei constă în reglarea trapurilor radiantului vertical şi determinarea lungimilor optime ale conductoarelor radiale (prin lungire şi scurtare), pînă se obţine cel mai mic coeficient de unde reflectate. Conductoarele radiale se aşază tot în unghi, de 135°, faţă de radiantul vertical.
Rezultatele obţinute cu această variantă sînt asemănătoare cu prima variantă.

Figure 181


Articole din aceasi publicatie
Subscribe
Notify of
guest

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments
back to top