Antena direcţională W3DZZ

Prin eficacitatea sa, antena directională propusă de radioamatorul W3DZZ este echivalentă cu trei antene separate, deoarece în construcţia sa nu se recurge la soluţii de compromis. În schimb, construcţia sa cere atenţie şi pricepere, în special la confecţionarea trapurilor acordate.

Principiul de funcţionare a antenei este asemănător cu al dipolului multiband conceput de W3DZZ. Oscilatorul are dimensiunile corespunzătoare benzii de 28 MHz A.1 şi A.2 (fig. 209). La capetele lui libere sînt dispuse trapurile acordate, compuse din inductanţe şi capacităţi conectate în paralel L.1, C.1 şi L.2, C.2, acordate în banda de 28 MHz. Pentru această bandă trapurile constituie circuite dop (de oprire), ca urmare a impedanţei lor mari cauzate de rezonanţa în bandă. În continuarea acestor trapuri urmează segmenţii B.1 şi B.2, calculaţi astfel încît împreună cu segmenţii A.1 şi A.2 şi trapurile L.1, C.1, L.2, C.2 să rezoneze în banda de 21 MHz (fig. 210). În acest caz, bobinele L.1 şi L.2 joacă rolul de bobine de prelungire. Deoarece vibratorul trebuie să lucreze şi pe banda de 14 MHz, la capetele conductoarelor B.1 şi B.2 se leagă alte două trapuri L.3 şi L.4, acordate în banda de 21 MHz, care constituie circuite dop pe această bandă.

În continuarea trapurilor L.3, C.3 şi L.4 se conectează segmenţii D.1 şi D.2.

Pentru banda de 14 MHz lucrează toţi segmenţii antenei A1, A2, B1, B2, D1, D2, iar bobinele L1, L2, L3 şi L4 lucrează ca prelungitori. Pentru banda de 21 MHz lucrează numai segmenţii A1, A2, B1, B2 şi bobinele L1, L2, iar pentru banda de 28 MHz, numai segmenţii A1 şi A2. Vibratorul antenei W3DZZ reprezintă deci un element acordat simultan în toate cele trei benzi de radioamator.

În acelaşi mod, respectiv pe acelaşi principiu, se construiesc şi elementele pasive ale antenei, reflectoare şi directoare, frecvenţele de rezonanţă ale reflectoarelor fiind mai joase, iar ale directoarelor mai înalte decît ale vibratorului. Aceste elemente pasive ale antenei excitîndu-se indirect, nu este nevoie sa fie întrerupte la mijloc, acest punct putînd fi conectat şi la masă.

În fig. 211 este prezentată schema electrică a antenei directive W3DZZ pentru cele trei benzi.
Se observă că între directorul şi reflectorul cu rezonanţă în cele trei benzi sînt introduse două elemente pasive suplimentare, ce servesc ca director şi reflector în banda de 28 MHz, distanţele dintre vibrator şi directorul şi reflectorul cu rezonanţă în cele trei benzi fiind prea mari pentru banda de 10 m.

În acest fel, în banda de 28 MHz antena lucrează cu 5 elemente, cîştigul fiind de 9—10 dB, iar în benzile de 21 şi 14 MHz lucrează cu trei elemente, cîştigul fiind de circa 8,5 dB în banda de 21 MHz şi de 8 dB în banda de 14 MHz. Cîştigul mai mic în banda de 14 MHz se explică prin aceea că distanţele dintre elementele pasive şi vibrator sînt ceva mai mici decît cele optime pentru această bandă.

Bobinele L1 au cîte cinci spire din conductor de cupru de 4 mm, cu diametrul interior al bobinei de 62 mm. Bobinele L2 au cîte şapte spire pe acelaşi diametru şi cu acelaşi conductor. Capacitatea condensatoarelor C este de 25—29 pF. Pentru trapurile L.1, C.1 frecvenţa de rezonanţă este de 28 MHz, iar pentru trapurile L.2, C.2 frecvenţa de rezonanţă este de 202 MHz. Acordarea trapurilor pe aceste frecvenţe se face numai prin modificarea dimensiunilor bobinei, astfel încît capacităţile să rămînă mereu în limitele 25—29 pF.

În construcţia originală, propusă de W3DZZ, capacităţile C.1 şi C.2 se formează în felul următor: tuburile metalice ce formează elementele antenei se îmbracă pe un cilindru din material izolant, fixîndu-se de acesta ca în fig. 212. În acest fel, între cei doi segmenţi metalici se formează o capacitate pentru care cilindrul din material izolant serveşte ca dielectric.

Ca material izolant putem folosi textolitul sau, pentru parametrii săi dielectrici superiori, vom folosi polistirolul. Condensatorul astfel obţinut nu îşi modifică capacitatea în funcţie de condiţiile meteorologice.
Un alt gen de construcţie mecanică a elementelor antenei este prezentat în fig. 213. În acest caz, cilindrul de material izolant se găureşte în centru şi acolo se introduce o tijă metalică fixată cu un adeziv. Acest fel de construcţie este mult mai solid şi se elimină riscul fisurării cilindrului de material izolant. Între tuburile metalice ale elementelor antenei şi tija metalică se formează capacitatea C.

Pentru obţinerea capacităţii de 25—29 pF se mişcă tuburile metalice pe cilindrul izolant, măsurîndu-se valoarea capacităţii cu un capacimetru de precizie.

În ambele moduri de formare a capacităţilor C dimensiunile bobinelor rămîn constante.

Alimentarea antenei se realizează prin intermediul unei scheme de adaptare în Y, destul de comodă în cazul antenelor formate din tuburi metalice şi alimentate cu cabluri coaxiale.

Prin adaptarea aleasă, coeficientul de unde reflectate poate fi adus pe una din benzi la valoarea de 1, pentru celelalte două benzi coeficientul de unde reflectate fiind ceva mai ridicat, pînă la 1,5. De obicei se face adaptarea optimă pentru banda de 21 MHz, pentru benzile de 28 şi 14 MHz valoarea acestui coeficient fiind pe deplin acceptabilă.