Antena fir lung (Long-wire)

Este o antena simplă şi mult folosită de radioamatori. Denumirea sa de fir lung provine de la lungimea conductorului, care este mai mare decît lungimea undei de lucru, antena lucrînd de obicei pe armonicile lungimii sale de undă.

Construcţia antenei este foarte simplă şi nu cere cheltuieli mari, dar ocupă mult loc. Prin alegerea corespunzătoare a lungimii antenei şi a conductorului de alimentare, ea poate fi folosită multiband.

Lungimea sa se calculează după formula

unde l = lungimea antenei; n = numărul de semiunde; f = frecvenţa de lucru.

Faţă de diagrama de radiaţie a antenei în semiundă, ce prezintă maximum de radiaţie perpendicular pe axul antenei, la antena fir lung, prin mărirea lungimii sale faţă de lungimea de undă, diagrama de radiaţie, prin lobii săi principali, se apropie mai mult de axul antenei, crescînd totodată şi intensitatea radiaţiei în direcţia lobului principal. În fig. 101 sînt arătate diagramele de radiaţie ale antenei fir lung pentru lucrul pe diferiţi multipli ai lungimii sale de undă.

Odată cu creşterea lungimii antenei apar lobii laterali şi creşte amplificarea în direcţia principală de radiaţie. O caracteristică utilă a acestei antene, în special pentru legăturile la mari distanţe, este unghiul vertical de radiaţie mic. În fig. 102 avem un grafic din care putem determina amplificarea teoretică a antenei În dB (curba I), unghiul dintre direcţia principală de radiaţie şi planul de suspendare a antenei (curba III) şi impedanţa de radiaţie a antenei raportată la maximum de curent (curba II).

Stabilind direcţiile de bază ale radiaţiei, se pot determina regiunile de pe glob cu care pot fi obţinute legături stabile cu antena respectivă.

Diagramele de radiaţie prezentate în fig. 101 sînt teoretice şi în practică suferă modificări fie ca urmare a variaţiilor antenei, fie datorită modului de alimentare a antenei, simetric sau asimetric. În fig. 103 sînt arătate diagramele de radiaţie ale unei antene cu lungimea 2λ în plan orizontal, cu alimentare simetrică (linia continuă) şi alimentare asimetrică la unul din capete (linia punctată).

În cazul alimentării asimetrice diagrama se modifică, lobii principali de radiaţie fiind plasaţi în direcţia capătului deschis al antenei. Dealtfel, o asemenea modificare a diagramei de radiaţie apare la toate antenele alimentate asimetric.

Deformarea diagramei de radiaţie se produce şi ca urmare a înclinării antenei faţă de pămînt sau a instalării ei deasupra unei suprafeţe înclinate (vezi fig. 104).

La stabilirea legăturilor pe distanţe mari o importanţă deosebită o are direcţia lotului principal al diagramei de radiaţie în plan vertical.

Pentru fiecare din benzile de radioamatori unghiurile medii ale radiaţiei verticale cele mai favorabile sînt

Unghiul de radiaţie verticală este influenţat şi de înălţimea de suspendare a antenei. Exemplu: la o înălţime de 2λ unghiul vertical este de 10°, iar la 0,5λ , de circa 35°.

Antena fir lung, prin simplitatea ei, este foarte des folosită şi ca antenă multiband. Lungimea ei totală l trebuie să fie egală cu cel putin λ/2 şi poate fi folosită pentru cele 5 benzi de radioamatori din unde scurte, dacă este calculată ca antenă în λ/2 pentru banda de 80 m, în care caz reprezintă pentru banda de 40 m o antenă în λ, pentru banda de 20 m, 2λ, pentru banda de 15 m, 3λ, iar pentru banda de 10 m, 4λ.

Aplicînd însă formula pentru calculul lungimii antenei fir lung, vom vedea că cele de mai sus nu corespund întocmai. Astfel, calculînd după formula o antenă pentru banda de 80 m, respectiv pentru frecvenţa de capăt de 3 500 kHz, vom obtine

O antenă în λ pentru banda de 40 m, respectiv 7000 kHz, dupa aceeaşi formulă trebuie să aibă

deci antena iniţial calculată pentru 3 500 kHz este mai scurtă cu peste 1 m pentru 7 000 kHz.

Din datele comparative ale tabelului 3 se observă că o antenă în semiundă, calculată pentru frecvenţa de 3 500 kHz, în cazul cînd este folosită în armonicile superioare ale frecvenţei, calculate în fiecare caz, este mai scurtă decît valoarea necesară.

Astfel, pentru folosirea unei antene fir lung la mai multe benzi, antena se va calcula pentru una din benzi, pentru celelalte antena fiind o soluţie de compromise.

În practică se foloseşte lungimea de 42,2 m. În acest caz frecvenţa antenei fiind situată în limitele benzilor de 20, 15 si 10 m, respectiv 14 040 kHz, 21 140 kHz si 28 230 kHz, iar pentru benzile de 40 şi 80 m antena are lungimea mai mare decît cea necesară. Antena fir lung se recomandă a fi conectată la iesirea emiţătorului prin intermediul unui filtru π, care va permite o rezonanţă exactă a antenei în toate benzile şi suprimarea celei mai mari părţi a armonicilor parazitare (fig. 105). Antena fir lung poate fi conectată şi direct la circuitul de iesire al emiţătorului prin intermediul unui condensator (fig. 106), dar în acest caz vor fi emise numeroase armonici parazitare provocînd perturbaţii TVI şi BCI. Rezultatele obţinute cu antena fir lung sînt în mare măsură dependente de condiţia ca maximum 80% din lungimea sa să fie bine degajată de obiectele înconjurătoare şi plasată cît mai sus posibil.