VERTIKÁLNÍ ANTÉNA PRO 160 a 80m

Dle Radioamatérského zpravodaje 5/1972

V únorovém čísle The Short Wawe Magazine v minulém roce uveřejnil G6LX článek o výsledcích svého pětiletého experimentování s vertikálními anténami. Z článku je zřejmé, že autor přistupoval k problematice velmi zodpovědně. Používal například slušné přístrojové vybavení, které se skládalo z VF můstku a generátoru General Radio, anténaskopu a VF wattmetru se směrovým vazebním členem firmy Collins.

Autor nejprve zjišťoval impedanci čtvtvlnného vertikálního zářiče v pásmu 40m. Došel k hodnotě 40Ω, přičemž reaktanční složka byla zanedbatelná. Zmenšením zářiče na 0,2λ se vstupní odpor snížil na 25Ω a vstupní reaktanční složka se zvětšila na –200Ω. Při délce 20 stop, tj. 0,15λ byla impedance Z=(17 – j500)Ω, při 13 stopách, tj. 0,1λ byla Z = (12 – j500) Ω.

Problém nízkého vstupního odporu a vysoké impedance mnoho autorů řeší elektrickým prodloužením. Do paty zářiče se zapojí cívka (obr. 1) s takovou indukčností, aby součet její reaktance s reaktancí zářiče byl nulový, to znamená, že kapacitní charakter antény se kompenzuje indukčností. Nicméně reálná cívka představuje určité ztráty a proto mají tyto antény poměrně malou účinnost. Různá měření ukázala, že maximální přípustné zkrácení je asi 25 – 30 procent elektrické délky antény. Pro pásmo 160m by taková anténa vyšla vysoká ještě asi 90 stop, tj. Přes 27 metrů. Anténu lze prodloužit také na vrcholu zářiče. Taková anténa je potom buď typu L nebo typu T (obr. 2). Po několika pokusech došel autor k závěru, že tyto typy jsou výhodnější než předešlé. Zkrácení výšky až o 50 procent nezvýšilo ztráty ještě nikterak výrazně. Anténa pro 160 m by tedy byla vysoká asi 65 stop, tj. Asi 20 metrů. Autor zhotovil tuto anténu (typu „T“) vysokou 40 stop s rameny po 85 stopách. I když však byly výborné podmínky na 160 m, dosažené výsledky byly špatné. Podobně tomu bylo s polovičním modelem, zkoušeným na 80 m.

Protože s jednoduchými anténami nedosáhl autor očekávaných výsledků, obrátil svoji pozornost ke složeným zářičům (obr. 3). Zhotovil nejprve model zmenšený tolikrát, kolikrát byl větší použitý kmitočet (h=33 stop, tj. λ/4 na 40 metrů) a zjišťoval opět vstupní impedanci pro různá zkrácení. Výsledky jsou v tabulce 1. Je vidět, že při délce 0,2 λ lze zářič vcelku snadno přizpůsobit k napáječi 50 ohmů a vstupní impedance je téměř reálná. Jestliže délku dále zmenšujeme, odpor reálný i jalová složka se zvětšují velmi ostře a dosahují vrcholu při 0,1 λ. Je-li délka menší než 0,1 λ, odpor se opět zmenšuje až při 0,075 λ dosahuje 50 ohmů a klesá až k hodnotě 10 ohmů při 0,05 λ. Při 0,075 λ vykazuje vstupní impedance induktivní složku 200 ohmů, kterou lze opět kompenzovat kapacitou připojenou v napájecím bodě sériově. Protože kondenzátor má mnohem menší ztráty než cívka, zdá se být toto řešení velmi vhodné pro pásmo 160 m. Proto autor zhotovil jako další verzi anténu o výšce h=40 stop a měřil vstupní impedanci při 1 800, 1 825 a 1 850 kHz. Na 1 825 kHz naměřil hodnotu Z=(63+j230) ohmů. Pro vykompenzování induktivní složky impedance připojil do napájecího bodu proměnný kondenzátor 150 pF a nastavil na minimum PSV. Následující měření ukázalo, že anténa má šíři pásma asi 35 kHz pro jedno nastavení otočného kondenzátoru. Přitom minimum PSV bylo možno nastavit doladěním kondenzátoru na libovolném kmitočtu mezi 1 800 a 1 900 kHz. Anténu autor vyzkoušel ještě se svým kolegou. V obou místech, kde byla instalována, se ukázala jako velmi výhodná pro malý vyzařovací úhel, zvláště v DX provozu.

Tabulka 1.

Dále se autor zaměřil na konstrukci antény, která by umožňovala provoz na obou nejnižších amatérských KV pásmech. S ohledem na výsledky dřívějšího měření modelu na 7 MHz a po nových měřeních na 3,5 a 7 Mhz, zkonstruoval anténu (viz tabulka 1), která je v pásmu 160 m dolaďována proměnným kondenzátorem 350 pF a v pásmu 80 m indukčností (obr. 4). Cívka má 12 závitů na průměru 7,5 cm a je vinuta samonosně. Na kmitočtu 3,5 MHz je využito 10 závitů, na 3,8 MHz pouze 6 závitů pro minimální PSV.

Zemnicí systém.

Výkon se přivádí mezi vertikální zářič a zem a tedy jeho část se rozptýlí na efektivním odporu zemnicího systému. Například běžná měděná zemnicí tyč v průměrné půdě má přechodový odpor asi 250 ohmů. Použijeme-li anténu přizpůsobenou k napáječi 50 ohmů, vyzáří se pouze 1/5 výkonu. Na 160 m při příkonu 10 W a účinnosti koncového stupně 70 procent se tedy vyzáří pouze 1,4 W. Zemnicí systém G6LX sestává z pěti tyčí umístěných okolo paty zářiče a navzájem propojených. Odtud se paprskovitě rozbíhají čtyři dráty, dlouhé 60 – 80 stop, uložené v hloubce asi 20 cm, na vzdálených koncích zakončených zemnicími tyčemi. Jako doplněk zakopaných drátů je použito několika izolovaných vodičů (staré zbytky koaxiálního kabelu, šnůry a podobně) ve funkci protiváhy. Nkteré z těchto vodičů jsou umístěny přímo v plotu zahrady, jiné vedou pod zchátralou dlážděnou cestičkou, pod skalkou a dokonce kůlnou s nářadím. Jsou připojeny na zemnicí systém v základně antény.

Špatná účinnost vertikální antény bývá obvykle známkou vysokého přechodového odporu, nesprávného napájení, ovlivnění blízkými objekty nebo nedostatečným zemním systémem. Vzdálenost mezi paralelními vertikálními dráty složeného zářiče nemá být menší než asi 30 cm, jinak je ovlivněna šíře pásma a naladění. Nosný stožár musí být od zářiče dostatečně vzdálen, v žádném případě nesmí být mezi oběma svislými dráty. Nejvhodnější je celý systém zavěsit. Jsou-li dráty zatíženy tahem, není třeba použít izolačních rozpěrek, obvykle vystačíme s rozpěrkami pouze na vrcholu a v patě zářiče.

Podle The Short Wawe Magazine 12/1971 volně upravil -PL-