anteny.indd

Świat Radio Październik 2006

Anteny KF

ANTENY

szalności S)! Krótkofalowcy stosują

różne kombinacje przestrajanych

(zdalnie) R, L oraz C na odległym

końcu AOB, optymalizując tłumie-

nie dla sygnałów „z tyłu”, w zależ-

ności od aktualnych potrzeb.

Współczynniki DMF oraz RDF

Specyﬁka anten odbiorczych na

dolne pasma amatorskie skłoniła

ekspertów pracy DX-owej w tych

zakresach częstotliwości do wpro-

wadzenia współczynników charak-

teryzujących właściwości kierun-

kowe tych anten. Dla użytkowni-

ka kierunkowej anteny odbiorczej

istotne są dwa aspekty:



skuteczność anteny odbiorczej

w odbiorze sygnałów od stacji

DX z pożądanego kierunku,



nieskuteczność anteny dla sygna-

łów docierających do niej z bo-

ków i z tyłu.

Potrzebuje on jak największej

kierunkowości anten. Dobra kie-

runkowa antena odbiorcza powin-

na skutecznie odbierać „z przodu”

i, jednocześnie, być złą anteną od-

biorczą dla sygnałów docierających

do niej z obu boków oraz z tyłu.

To byłby ideał. To, co można osią-

gnąć w praktyce, jest zawsze jakimś

kompromisem, możliwym do osią-

gnięcia dla konkretnej kierunkowej

anteny odbiorczej.

Prekursorem był John Devoldere

ON4UN. Wprowadził on współ-

„Stożek ciszy radiowej”

z tyłu AOB

Dokładna analiza charakterystyk

kierunkowości AOB, w zakresie ką-

tów „z tyłu”, pozwoliła odkryć takie

AOB, które miały bardzo głębokie

minima charakterystyk pod określo-

nym kątem w płaszczyźnie elewacji.

Gdyby fale elektromagnetyczne sy-

gnałów przeszkadzających „z tyłu”

docierały do AOB dokładnie pod

tym kątem, to antena prawie „nie

słyszałaby” takich sygnałów. Jest

to bardzo cenna właściwość tych

anten, pozwalająca uwolnić się od

dokuczliwych sygnałów przeszka-

dzających (ze swojego kontynentu).

Jeśli chodzi o „magiczne” długości

AOB, umożliwiające wystąpienie

„stożka ciszy radiowej z tyłu”, to

punktem wyjściowym może być

tabela 1.

Dysponując określoną długo-

ścią przewodu AOB (podyktowaną

uwarunkowaniami lokalnymi) mo-

żemy także (w pewnym stopniu)

wpływać na wielkość tłumienia sy-

gnałów z tyłu. Przykładowo, dla an-

teny o (przypadkowej) długości 200

metrów, rozwieszonej 2 metry nad

podłożem, uzyskano znaczną po-

prawę tłumienia sygnałów „z tyłu”

stosując, zamiast czystej rezystancji

525Ω, kombinację rezystancji 475Ω

i reaktancji indukcyjnej +j125Ω. Re-

zultaty przedstawione są w

tabeli 2.

Współczynniki DMF oraz RDF

dla obu obciążników są na tym sa-

mym poziomie. Natomiast parametr

F/B wzrósł aż o 24dB w przypadku

użycia obciążnika składającego się

z szeregowo połączonych czystej

rezystancji i reaktancji o charakterze

indukcyjnym. To kolosalna popra-

wa tłumienia sygnałów „z tyłu” (aż

4 stopnie w amatorskiej skali sły-

czynnik DMF – The Directivity

Merit Figure. DMF pojawił się po

raz pierwszy w III wydaniu książki

ON4UN: „Low Band DXing”.

Współczynnik DMF określa

w jednostkach dB dysproporcję

(przewagę) pomiędzy poziomem

sygnałów odbieranych pod określo-

nym kątem w płaszczyźnie elewacji

„z przodu”, względem uśrednio-

nych sygnałów odbieranych pod

tym samym kątem elewacji „z tyłu”

i z boków (od 90 do 270 stopni, jeśli

przyjmiemy 0 stopni za kierunek

„z przodu”). Im więcej dB, tym lep-

sza kierunkowość. Parametr ten

jest szczególnie istotny, gdy dany

krótkofalowiec ma do czynienia

z sygnałami przeszkadzającymi „z

tyłu”, przychodzącymi pod określo-

nym kątem w płaszczyźnie elewacji

(np. od innego krótkofalowca lub

stacji komercyjnej).

Współczynnik RDF – The Re-

ceiving Directivity Figure – został

zaproponowany przez innego eks-

perta technik antenowych na dolne

pasma amatorskie, Toma Raucha

W8JI. W odróżnieniu od współ-

czynnika DMF (tylko pod określo-

nym kątem w płaszczyźnie elewa-

cji, takim samym „z przodu” jak

i „z tyłu”) współczynnik RDF cha-

rakteryzuje własności kierunkowe

anten odbiorczych dla określonego

kierunku dla fal docierających „z

przodu” pod określonym kątem

W poprzednich artykułach

tego cyklu zapoznaliśmy

się z zasadą pracy oraz

budową kierunkowych an-

ten odbiorczych Beverage

(dalej w skrócie „AOB”). W

niniejszym artykule omówi-

my pozostałe parametry i

uwarunkowania dotyczące

pracy tych anten.

Parametry anten odbiorczych Beverage

Magia anten Beverage (3)

Długość przewodu względem długości fali ~0,5

~1,5

Rozwartość wiązki „z przodu” w płaszczyź-

nie azymutu na poziomie -3dB

1800

1100

800

500

Maksimum wiązki „z przodu” w płaszczyźnie

elewacji

650

480

410

350

Kierunkowość F/B

24dB

22dB

20dB

18dB

Fizyczna długość przewodu dla pasma

160metrów

88,4m

178,3m 268,2m 353,6m

Fizyczna długość przewodu dla pasma

80metrów

45,72m 89,92m 134,1m 176,8m

Fizyczna długość przewodu dla pasma

40metrow

22,86m 45,72m 68,58m 89,9m

Tab. 1.

Charakter

obciążenia

Kierunkowość

wyrażona parametrem

F/B (w dB)

Współczynnik

kierunkowości

DMF (w dB)

Współczynnik

kierunkowości RDF

(w dB)

525

Ω

+ j0

Ω

17,5

10,7

475

Ω

+ j125

Ω

17,2

10,6

Tab. 2.

ANTENY

Anteny KF

Świat Radio Październik 2006

to Atlantyk, a kierunek południo-

wy to słabo reprezentowana na

pasmach amatorskich Afryka).

Wymagania dotyczące kabla

koncentrycznego

Ponieważ AOB pracują (prze-

ważnie) w niskim zakresie często-

tliwości, więc parametrem zupeł-

nie nieistotnym są straty własne

w kablu koncentrycznym. Pod tym

względem nadają się wszystkie do-

stępne kable koncentryczne (nie

cieńsze niż 1/4 cala).

Właściwości kabli koncentrycz-

nych, na które należy zwracać uwa-

gę pod kątem zastosowania ich do

instalacji AOB:



przystosowanie do pracy w wa-

runkach mrozu i bardzo dużej

wilgotności, często przy zanurze-

niu w wodzie. Należy stosować

wyłącznie kable dostosowane do

pracy na zewnątrz (w odróżnie-

niu od kabli, przeznaczonych do

zastosowań wyłącznie wewnętrz-

nych). Podczas instalacji należy

zwracać uwagę na stan zewnętrz-

nej powłoki ochronnej kabla (czy

nie występują zadrapania lub

mikropęknięcia, przez które wil-

goć może dostać się do wnętrza

kabla). Kabli koncentrycznych

nie należy zwijać na szpule o zbyt

małej średnicy (mogą powstawać

mikropęknięcia). Rozwijanie i kła-

dzenie kabli powinno odbywać

się w temperaturach dodatnich.

Zewnętrzna powłoka ochronna

kabli rozwijanych ze szpuli na

mrozie może pękać (bardzo czę-

sty przypadek).



współczynnik ekranowania kabli

koncentrycznych. Dla kierunko-

wych AOB zupełnie nie nadają

się tandetnie wykonane kable

koncentryczne ze spiralą z cien-

kiej taśmy aluminiowej i kilko-

ma przewodami miedzianymi.

Mają one imitować ekran kabla

koncentrycznego. Z bardzo mi-

zernym skutkiem: współczynnik

ekranowania wynosi około 50%,

przy wymaganym w tym zasto-

sowaniu ideale = 100%. Ekrany

kabli koncentrycznych do tego

zastosowania powinny mieć bar-

dzo gęsty oplot miedziany. Naj-

lepsze będą kable koncentryczne

z podwójnym ekranem.



powinien to być jednolity odcinek

kabla koncentrycznego. Należy

unikać łączenia kilku odcinków

kabla koncentrycznego (będą pra-

cować w warunkach bardzo du-

żej wilgotności) czy to złączami

koncentrycznymi, czy też metodą

lutowania i impregnacji (np. ta-

śmą elektryczną, koszulką termo-

kurczliwą czy też uszczelniane za

pomocą mikstury COAX-SEAL).

Końce kabli koncentrycznych,

pozostające na zewnątrz, należy

starannie uszczelnić (np. COAX-

-SEAL).



impedancja kabla koncentryczne-

go jest obojętna. Mogą być użyte

kable 75Ω i 50Ω. Właściwe dopa-

sowanie uzyskujemy, dobiera-

jąc odpowiednią liczbę zwojów

uzwojeń pierwotnego i wtórnego

transformatora impedancji.

Lokalizacja AOB

To bardzo ważny aspekt, warun-

kujący już na starcie przydatność

AOB. Aby uzyskać satysfakcjonu-

jące rezultaty, należy przestrzegać

poniższych zaleceń.

Separacja przestrzenna od rezo-

nansowych anten nadawczych na

dolne pasma amatorskie

Im dalej, tym lepsza separacja.

Bezwzględne minimum to (co naj-

mniej) pół długości fali roboczej.

Dlaczego? Verticale i GP oraz inne

anteny w polaryzacji pionowej

„doskonale” odbierają wszelkie

zakłócenia lokalne oraz sygnały,

które mogą przeszkadzać w odbio-

rze, a docierają do nich z jonosfery.

Odebrane sygnały są repromie-

niowane przez te anteny, zgodnie

z ich charakterystyką kierunko-

wości. Verticale i GP repromieniu-

ją dookolnie: to, co odebrały ze

wszystkich kierunków, repromie-

w płaszczyźnie elewacji, względem

uśrednionych wszystkich sygna-

łów przychodzących pod dowol-

nymi kątami w płaszczyźnie ele-

wacji z kierunków 90 do 270 stopni

(w płaszczyźnie azymutu wzglę-

dem głównego kierunku odbioru).

Zakłada się (dla uproszczenia), że

sygnały przeszkadzające, docierają-

ce do anteny z wszystkich kierun-

ków, mają (statystycznie) taką samą

amplitudę (tzn. nie występuje jakiś

wyróżniony kierunek/kąt elewa-

cji, z którego przychodzące sygna-

ły przeszkadzające mają wyraźnie

większą amplitudę).

Dla wszystkich anten odbior-

czych, z wyjątkiem hipotetycznej

anteny dookólnej, współczynniki

DMF i RDF przybierają inne war-

tości. W zależności od uwarunko-

wań lokalnych, bardziej przydatne

do oceny przydatności kierunko-

wej anteny odbiorczej mogą być

DMF lub RDF. Dla krótkofalow-

ców umiejscowionych w środku

kontynentu (SP – Polska) bardziej

przydatny będzie współczynnik

RDF (bo sygnały przeszkadzają-

ce od silnych stacji europejskich

mogą docierać pod różnymi kąta-

mi elewacji z północy, wschodu,

południa i z zachodu). Natomiast

dla położonych na południowo-

-zachodnim krańcu Europy stacji

CT (Portugalia) bardziej przydatny

będzie współczynnik DMF (cała

Europa na kierunku północno-

-wschodnim; kierunki północny,

zachodni i południowo-zachodni

Wykresy kierunkowości w płaszczyźnie poziomej anten odbiorczych Beverage o długościach
1

oraz 2

dla kąta elewacji 10˚ (wg The ARRL Antena Book)

Źródła:
1. Low-Band Dxing,

John Devoldere, ON4UN

– IV wydanie. Rozdział

o antenach odbiorczych

(autorstwa W8JI), w któ-

rym „królują” anteny

odbiorcze Beverage.
2. strona internetowa

www.w8ji.com
3. The ARRL Antenna

Book

Świat Radio Październik 2006

Beverage równoległe i krzyżujące

się w przypadku „fermy” AOB

Ponieważ anteny te nie wykazu-

ją własności rezonansowych, dla-

tego wzajemne sprzężenie elektro-

magnetyczne pomiędzy nimi jest

znikomo małe, wręcz do pominię-

cia. Mogą być nawet prowadzone

równoległe względem siebie. Mogą

też krzyżować się pomiędzy sobą.

W miejscu krzyżowania się można

skorzystać z tej samej podpory, pod

warunkiem, że odległość pomiędzy

przewodami krzyżujących się anten

będzie większa niż 10 centymetrów.

Prosto czy „zygzakami”?

Nie w każdej lokalizacji teren, na

którym mamy zamiar zainstalować

kierunkowe AOB, jest płaski jak

stół. Na ogół jest jakoś zróżnicowa-

ny pagórkami i dolinami. W płasz-

czyźnie horyzontalnej też mogą

występować przeszkody, które trze-

ba będzie ominąć. W takim terenie

AOB też będą przydatne. Należy,

zachowując przyjętą wysokość nad

podłożem, starać się dostosować do

proﬁlu pagórków/dolin na kierunku

rozwieszania AOB i – w miarę moż-

liwości – zachowywać pożądany

kierunek. Będzie działać!

Dwukierunkowe AOB

Są dwa sposoby uzyskiwania

dwukierunkowości. Najprostszy to

odłączanie obciążenia od uziemie-

nia na odległym końcu anteny. Re-

alizować to można za pomocą prze-

kaźnika zasilanego przez przewód

anteny Beverage, używając prze-

wodności ziemi jako przewodu po-

wrotnego do zasilania przekaźnika.

Schematy są zamieszczone w mate-

riałach przytoczonych jako źródła.

Drugim sposobem jest zastosowa-

nie dwuprzewodowej anteny Be-

verage i specjalnego transformatora

„odbijającego” na odległym końcu

anteny. Ilustruje to

rysunek 2.

Zasada działania przełączane-

go na żądanie dwukierunkowego

Beverage jest wystarczająco wy-

jaśniona opisami na rysunku i nie

dublujemy tego w tekście.

W następnym artykule omówi-

my ciekawy przypadek wielu AOB

skonﬁgurowanych w gwiazdę.

SP7HT i SQ7FI

niują także w kierunku stanowiska

AOB. AOB ulokowana zbyt blisko

Verticala/GP będzie, oprócz sygna-

łów od stacji DX z wybranego kie-

runku, odbierać wtórnie wszystkie

zakłócenia, jakie repromieniują te

anteny nadawcze. Repromienio-

wane sygnały mogą całkowicie

„zagłuszyć” słabe sygnały od stacji

DX lub zmniejszyć przydatność

AOB (dotyczy to w znacznie więk-

szym stopniu małogabarytowych

anten odbiorczych na dolne pasma

amatorskie jak: K9AY, EWE, Flag,

Pennant oraz Delta). Z ww. wzglę-

dów wymagana jest odpowied-

nia separacja przestrzenna. Jeśli

uwarunkowania lokalne na to nie

pozwalają, substytutem separacji

przestrzennej może być wybieg

z rozstrajaniem anten nadawczych

na dolne pasma podczas nasłuchu

na kierunkowych antenach odbior-

czych. Dla odizolowanych od zie-

mi anten typu Vertical/GP można

odłączać dodatkowym przekaźni-

kiem żyłę środkową kabla koncen-

trycznego od wibratora tych anten

lub (w pomieszczeniu radiostacji)

dołączać do kabla koncentrycznego

dodatkową skrzynkę „odstrajającą”

(przestrajane L lub C). Odstrajanie

powinno mieć miejsce tylko pod-

czas odbioru na kierunkowych an-

tenach odbiorczych. Podczas nada-

wania odstrajanie powinno być

odłączone od anten nadawczych.

Automatykę przełączania odstraja-

niem można zbudować w oparciu

sygnał sterujący nadawanie/odbiór

z TRX.

Dzięki użyciu na przewody anteny odbiorczej Beverage linii syme-
trycznej TV 300� może ona odbierać fale (naprzemiennie) z obu
kierunków, w których jest rozwieszona