Najprostsze anteny dipolowe

Na stronie tej nie będzie żadnej teorii budowy anten, tylko uwagi praktyczne dotyczące budowy prostych i w miarę tanich anten. Można tu zobaczyć typowe rozwiązania, które należy zawsze dostosować do warunków lokalnych (własne podwórko). Pozostawiam wiele miejsca na eksperymenty, gdyż bez nich nawet najlepsza antena zawieszona według najdoskonalszych instrukcji teoretycznych jest tylko bezużytecznym złomem...

Anteny typu "Dipol"

Antena lub zespół kilku anten stanowią niezwykle ważną część wyposażenia radiostacji amatorskiej. Rodzaj i sposób zawieszenia anteny decydują nieraz o dojściu do skutku dx-owej łączności czy o dokonaniu nasłuchu rzadkiego kraju. Na nic się nie zdadzą dodatkowe wzmacniacze mocy dołączane do nadajnika (oczywiście zgodnie z warunkami licencji ! ) albo małoszumiące wzmacniacze ante­nowe w odbiorniku, jeśli zastosujemy antenę niekorzystnie zawie­szoną i nie dopasowaną do linii przesyłowej i nadajnika. Antena przeznaczona do łączności dx-owych powinna charakteryzować się skupieniem maksimum promieniowanej mocy w pożądanym kierunku. Takie właściwości mają wieloelementowe krótkofalowe anteny obrotowe, których jednak nie będziemy tu opisywać z uwagi na złożoną konstrukcję i wysoki koszt wykonania. Opiszemy za to kilka prostych anten drutowych, przy pomocy których, szczególnie w dobrych warunkach propagacyjnych, również można prowadzić dx-owe łączności i nasłuchy.

Najprostszą anteną jest drutowa antena półfalowa, zwana też dipolem półfalowym. Jest ona przedstawiona na rysunku poniżej:

Prosty dipol półfalowy

Antena dipolowa powinna być zawieszona możliwie z dala od budynków i metalowych konstrukcji, wysokość anteny od ziemi powinna być co najmniej równa długości anteny. Można na przykład zawiesić antenę pomiędzy dwoma wysokimi budynkami lub pomię­dzy budynkiem a wysokim drzewem. Fizyczna długość anteny jest nieco mniejsza od połówki fali w wolnej przestrzeni. Wpływa na to średnica użytego na antenę przewodu i pojemność własna anteny. Z wystarczającą w praktyce dokładnością długość anteny dipolowej można obliczyć ze wzoru:

L = 143 / f

gdzie:

L - długość anteny w m.

143 – stała

f – częstotliwość w MHz

Do obliczenia należy przyjmować środkową częstotliwość interesującego nas pasma. Na przykład dipole półfalowe do pracy telegra­ficznej w pasmach 160, 80 i 40 metrów będą miały długości:

1840 kHz: 77,72 m

3550 kHz: 40,28 m

7020 kHz: 20,37 m

Do wykonania anteny należy użyć dostatecznie grubego i wytrzymałego drutu czy linki, aby uniknąć kłopotu z ponownym zawieszaniem anteny po większym wietrze lub burzy.

Dipol półfalowy - mocowanie połówek dipola

i podłączenie do kabla 50-75 Ohm

*************************************************************************************************************************

Anteny typu dipol pętlowy - zwinięty

Na zakresie KF (podobnie jak na UKF) można stosować dipol pętlowy , który ma większą szerokość wstęgi od szerokości wstęgi prostego dipola.

Stosuje się go przede wszystkim ze względu na dogodną impedancję wejściową (R = 240-300 Ohm), która pozwala na zasilanie ich wprost przewodem taśmowym TV. Pozostałe para­metry są takie jak dipola prostego. Dipol pętlowy może pracować tylko w jednym paśmie. Współczynnik skrócenia wynosi K = 0,95. Odległość "e" równoległych przewodów dipolowych przyjmuje się: od 20= 30 cm na 3,5 MHz, do 5=10 cm na 28 MHz.

Jeśli linki anteny są dobrze naciągnięte można także stosować konstrukcję uproszczoną podaną na rysunku [1] i [3]. Dipol podwójny może być także wykonany całkowicie z przewodu taśmowego rys. [2] lub współosiowego rys. [4]. Sprawa długości dipoli nieco się komplikuje ze względu na obecność materiału izolacyjnego.

Rys. 1

Rys. 2

Rys. 3

Rys. 4

Traktując dipol pętlowy jako dipol złożony z dwóch równoległych przewodów można pominąć wpływ przenikalności elektrycznej materiału izolacyjnego na współczynnik skrócenia K=0,95. Równocześnie dipol pętlowy można rozpatrywać jako dwa szeregowo połączone odcinki ćwierćfalowe. W tym przypadku materiał dielektryku w linii dwuprzewodowej ćwierćfalowej wpływa na współczynnik skrócenia. Dla przewodu taśmowego TV wyniesie on K=0,82, a współosiowego przeważnie K=0,66.

Szczegóły mocowania końcówek dipola:

Szczegół 1

Szczegół 2

Szczegół 3

*************************************************************************************************************************

Antena wielopasmowa "G5RV"

Antena dobrze pracuje, zwłaszcza na pasmach 80, 40, 20 i 10m. WFS dla pasm 80 do 10 nie przekracza 3. Przedstawiam tu dwie różne odmiany tej anteny. Bardziej znana i popularna jest odmiana oznaczona jako "d".

Antena G5RV w dwóch odmianach

Anteny typu inverted V (odwrócone "V")

Jeżeli nie ma możliwości wysokiego zawieszenia poziomej anteny można postawić maszt a na nim zawiesić antenę w kształcie odwróconej litery "V". Wysokość masztu nie jest krytyczna, ale z praktyki wynika, że nie powinna być mniejsza niż 9-10 metrów. Kąt rozwarcia ramion dipola również nie jest krytyczny. Powinien mieścić się w granicach 90-120 stopni, ale kąty mniejsze również można z powodzeniem stosować.

Ważne !!! Dolne końce dipola muszą znajdować się na takiej wysokości, żeby nie stanowiły zagrożenia dla przechodniów w trakcie nadawania. Przyjmuje się (ze względów zarówno bezpieczeństwa, jak i warunków pracy anteny), że wysokość względem ziemi dolnych końców dipola zawiera się w granicach 3,7 - 5 m.

Antena Inverted "V"

*************************************************************************************************************************

Anteny typu dipol skośny - "slooper"

W wyjątkowo sprzyjających warunkach mieszkaniowych ( wyrozumiały sąsiad lub Zarząd Spółdzielni Mieszkaniowej ) można powiesić dipol ukośnie. Przy dobrych warunkach propagacji na takiej antenie możliwe jest wykonanie bardzo ciekawych nasłuchów DX-owych.

Ważne !!! Dolne końce dipola muszą znajdować się na takiej wysokości, żeby nie stanowiły zagrożenia dla przechodniów w trakcie nadawania. Przyjmuje się (ze względów zarówno bezpieczeństwa, jak i warunków pracy anteny), że wysokość względem ziemi dolnych końców dipola zawiera się w granicach 3,7 - 5 m.

Antena typu slooper

*************************************************************************************************************************

Antena wielopasmowa "W3DZZ"

Gdy brak jest miejsca na zainstalowanie kilku osobnych anten na różne pasma, rozsądnym rozwiązaniem jest zainstalowanie anteny wielopasmowej. Popularnym typem takiej anteny jest konstrukcja przedstawiona na rysunku poniżej, opracowana przez krótkofalowca amerykańskiego W3DZZ. Podane na rysunku wymiary dotyczą pracy anteny w dwóch pasmach amatorskich: 80 i 40 m, jednak antena W3DZZ pracuje również zadowalająco w pasmach 20, 15 i 10 m. W paśmie 40 m pracuje jedynie środkowa część anteny, gdyż odcinki skrajne są odcięte przez równoległe obwody rezonansowe, tak zwane trapy (ang. trap - pułapka). Są one zestrojone na środkową częstotliwość pasma 40 m tj. 7050 kHz. Pojemność każdego obwodu wynosi 60 pF, a indukcyjność 8,48 uH.

Obwody rezonansowe anteny W3DZZ należy wykonać i zestroić bardzo starannie. Jeden z wielu sposobów wykonania obwodów pokazano na poniższych rysunkach. Kondensator 60 pF jest tu wykonany z dwustronnie foliowanego laminatu szklano-epoksydowego o grubości 1,5 mm. Warstwy folii miedzianej tworzą okładki kondensatora, a odpowiednie marginesy na skrajach płytki nie pozwalają na przebicie.

Wzdłuż osi płytki zamocowano mosiężne końcówki, służące do dołączenia przewodów anteny. Wzdłuż dłuższych krawędzi płytki kondensatora wykonano w odstępach 3 mm kilkanaście nacięć, ustalających położenie zwojów cewki. Do obu wkładek tak wykonanego kondensatora przylutowano małe płytki z usuniętą do połowy folią, tworzące skrzydełka karkasu cewki.

Wokół kondensatora nawija się drutem miedzianym o średnicy 1 mm cewkę, układając zwoje w wycięciach karkasu. W trakcie nawijania należy drut naciągnąć tak, że wykonana cewka ma przekrój kwadratowy, a nie okrągły. Przy wymiarach jak na rysunku cewka liczy 18 zwojów. Końce cewki należy przylutować do obu okładzin kondensatora. Na rysunku 6.34 a,b,c przedstawiono wygląd i wymiary elementów obwodu rezonansowego. Należy przygotować dwie płytki kondensatorów oraz po cztery skrzydełka karkasu i końcówki.

Obwód anteny W3DZZ

a - obwód przygotowany do zestrojenia, b - gotowy obwód dołączony do anteny

Wygląd zmontowanego obwodu jest pokazany na rysunku powyżej. Po nawinięciu cewki można przystąpić do zestrojenia obwodu. W tym celu należy obwód umieścić z dala od przedmiotów metalowych, np. na dużym tekturowym pudełku i przy możliwie luźnym sprzężeniu mierzyć częstotliwość własną obwodu przy pomocy falomierza-generatora. Częstotliwość falomierza-generatora trzeba kontrolować falomierzem cyfrowym lub odbiornikiem dostrojonym dokładnie do częstotliwości 7050 kHz. Dostrojenia dokonuje się, przez odginanie na zewnątrz lub do wewnątrz skrajnych zwojów cewki.

Po dostrojeniu obwodu należy jego elementy pomalować lakierem bezbarwnym i umieścić w polistyrenowej obudowie, np. w zakręcanym okrągłym pudelku o objętości 300 cm3. Otwory na końcówki obwodu uszczelnia się kauczukowymi przepustami, lub uszczelniaczem silikonowym a gwint pokrywki smaruje przed zakręceniem klejem do polistyrenu. Gotowy obwód w pudełku i sposób jego dołączenia do anteny pokazano na rysunku poniżej. Końcówki nitować do płytki nitami 2 mm.