Když jsem pár lety jsem pročítal mailovou konferenci QRP-List, objevilo se tam zajímavé vlákno na téma "jaká je nejlepší vertikální anténa". V jedné z odpovědí byl odkaz na jakýsi web, kde byla popsán trochu zvláštní vertikál. Když jsem jej uviděl, hned mi bylo jasné, že tohle je to pravé na moje portejblové výlety s rodinou.
Princip antény
Anténu zvanou C-Pole poprvé popsal Brian Cake, KF2YN, v roce 2004 v časopise
QST. Jedná se o nesměrovou jednoprvkovou vertikální anténu kompaktních rozměrů.
Anténa je konstruována jako půlvlnný zářič. Tím se příliš neliší od běžného
dipólu. To, čím se liší, je její tvar. Půlvlnný zářič je totiž stočen do tvaru
obdélníku.
Ve svém článku v QST Brian, KF2YN, vysvětluje, že každý
půlvlnný dipól, který takto stlačením zmenšíte, se bude vyznačovat tím, že jeho
impedance ve středu dipólu se sníží. Takže místo obvyklých 72 ohmů bude
impedance "zahnutého dipólu" někde mezi 10 a 30 ohmů, podle toho jak
moc a kde ho zahnete.
Také si všiml toho, že impedance dipólu, napájeného mimo střed, se zvyšuje s
posouváním napájecího bodu směrem ke kraji. Odtud byl jen krůček k závěru, že
na dipólu, stočeném do obdélníku, bude nejspíš existovat, někde mezi středem a
krajem, bod, v němž je impedance přesně běžných 50 ohmů.
Brian tedy dal anténě tvar obdélníka na stojato a polohu nastavil tak, aby
napájecí bod s impedancí 50 ohmů ležel uprostřed spodní kratší strany
obdélníka. Výhodou je, že na nejdelší straně obdélníka se nachází proudová
kmitna (střed rezonátoru) a její okolí, takže tato anténa má dost dobrou
vyzařovací účinnost. Na opačné delší straně obdélníka se nacházejí koncové
úseky rezonátoru, kterými teče relativně malý proud a tak nepůsobí příliš silně
proti vyzařování hlavního svislého úseku.
Experimentální konstrukce
Svou verzi antény jsem realizoval jako experiment - tedy co nejrychleji, s
vynaložením co nejmenší pečlivosti, jen jako "proof of concept".
Původní rozměry antény pro pásmo 14 MHz jsem převzal z webu HB9MTN .
Stožár o výšce 6 metrů jsem zhotovil z PVC trubek o průměru 50 mm. Tři
dvoumetrové trubky tvoří stožár, ze dvou metrových kusů jsem vyrobil spojky.
Horní a dolní ráhno tvoří PVC trubka 32 x 1000 mm. Upevňovací desky a drobné
části jsem vyrobil z bílého plastového prkénka na krájení, které je běžně ke
koupi v obchodních domech, např. IKEA. Vodič je "DX Wire", tedy měď na
ocelovém jádře, vnější průměr cca 0,95 mm. Jednotlivé díly jsou k sobě
připevněny pomocí stahovacích pásků. Při bourání antény se staré pásky zahodí a
při stavbě na dalším stanovišti se použijí nové.
Jako balun je použito asi 45 závitů RG-58 na PVC trubce průměr 63 mm
(spotřebujete asi 10 metrů kabelu a útlum je někde kolem 0,6 dB).
Při stavbě antény jsem ještě neměl k dispozici původní článek KF2YN, v němž
Brian upozorňuje, že proudový balun, připojený do nesymetrického bodu napájení,
představuje induktivní zátěž, která rozlaďuje anténu. Podle KF2YN je to asi 250
kHz směrem nahoru v pásmu 14 MHz při indukčnosti balunu 25 uH. Přesně to se mi
přihodilo a musel jsem anténu dodatečně nastavovat. Protože navíc impedance v
rezonanci byla vyšší než 50 Ω, nastavil jsem za pomoci 4 svorek dvěma
kousky drátu asi 10 cm na každé straně. Anténu jsem dostal do rezonance a na
správnou impedanci v rozmezí +/- 1% od požadovaných 50 ohmů.
Konečné rozměry antény s balunem 23 uH: A = 458 cm, B = 83 cm, C = 198 cm, E =
242 cm, D přibližně 16-17 cm.
Použití
Anténu je nutné zavěšovat na nevodivé konstrukce - např. na plastové či
dřevěné stožáry - nebo do volného prostoru - třeba na větev vysokého stromu. Co
určitě nefunguje, je zavěšení na převislé části staveb obsahujících železobeton.
Jinak je ale tato anténa dosti tolerantní ke kovovým předmětům v okolí (3 metry
odstupu většinou stačí, pokud se nejedná o předměty velikostí srovnatelné s 1/4
lambda) a nepotřebuje žádné radiály. Radiály u klasického vertikálu totiž
doplňují čtvrtvlnný pahýl na správný rozměr poloviny vlnové délky, kdežto
vertikální C-Pole už velikost lambda/2 má.
Jediným opravdu nezbytným opatřením, kromě připojení ke koaxiálnímu kabelu, je
uzemnění vf kabelu u paty stožáru. Protože je anténa napájena nesymetricky, má
v napájecím bodě poměrně velký "soufázový" (common-mode) potenciál
proti zemi - při výkonu 100 wattů je amplituda stojaté vlny proti zemi přes 150
voltů! To, že napájecí bod "visí ve vzduchu" se při příjmu bez
uzemnění projevuje lapáním nejrůznějších šumů a elektrostatického rušení. Při
Polním dnu 2006 přijímala anténa bez uzemnění pouze vrčení elektrogenerátoru,
kdežto i po chabém uzemnění spodního konce balunu se vrčení zeslabilo o několik
S a na pásmu se objevily stanice. Pokud tedy nějaký nemoudrý uživatel
amatérských pásem doporučuje při výkonech do 50 wattů nezemnit, poradil bych
mu, aby si dal na uši sluchátka a zamyslel se nad tím co v nich vlastně slyší.
Zkušenosti
Anténu vozím s sebou jako součást sestavy na dovolenou. Do této sestavy patří
ještě NorCal 2030 (CW tcvr 3-5 W na 14 MHz), pastička, sluchátka a Li-Ion
akumulátor s integrovanou nabíječkou.
Při týdenní dovolené v srpnu 2006 se mi s touto anténou
podařilo navázat asi 30 QSO po celé Evropě a blízkém okolí. Z domácího QTH lze
se 100 watty běžně pracovat s blízkými DXy (USA, východní Asie). Letos, v srpnu
2007 jsem s QRP sestavou navázal přes 100 spojení, i díky probíhajícím závodům.
Z mého QTH (KN09EH) v údolí otevřeném směrem k severovýchodu jsem navazoval
spojení hlavně s UA1-3, UA9, UA0, JA. Raritou bylo, když jsem jednoho dne
dopoledne ve velmi slušné síle kolem S5-S7 slyšel KL7, ovšem pochopitelně bez
šance se dovolat.
Tipy pro opakovatelnou konstrukci
I přesto, že tato anténa funguje výborně i v QRP provozu, moje zkušenosti s
experimentální konstrukcí nejsou příliš dobré. DX Wire je příliš tenký a
pružný, nedá se příliš ohýbat a při pokusech o stočení si dělá co chce.
Konstrukce z jednoho kusu drátu, navíc dvakrát provlečeného PVC trubkami, je
pro portejblové použití, kdy se anténa musí stavět a pak zase svinovat,
vyloženě nepraktická.
Pro praktické použití se nabízí vyrobit vodorovná ráhna antény z hliníkových
trubek, na jejichž konce by se pomocí objímek připevnily svislé prvky vyrobené
z měděných drátů nebo lanek s oky na koncích. Při použití vhodných materiálů a
ochranných prostředků by taková instalace mohla přežít i několik sezón.
http://www.c-a-v.com/e107_plugins/content/content.php?content.678
OK4RM