Jak dosáhnout maximálního zisku antén pro portable na 144MHz? Na rozdíl od single yagi, která by musela mít dlouhý boom a značnou výšku nad zemí, tak skupina OK2VZE, OK2LOL, OK1ZHS v Alpe Adria contest-e 2008 použila soustavu 4×6 prvků yagi . Takovou anténu používá také OK2R.
Dočtete se:
Single yagi / soustava antén
Čím delší anténa, tím musí být umístěna výše nad zemí. Pokud uvažujeme zisk cca. 16dBi, tak jej dosahuje single yagi anténa s boomem kolem 8 metrů. To představuje již větší moment potřebné síly pro otáčení a samozřejmě vyšší stožár.
Výhody single yagi antény
čistý vyzařovací diagram
absence slučování antén
rychlé sestavení dělené antény
Nevýhody single antény
úzký vyzařovací diagram znatelný zejména v horizontální rovině
potřebný vyšší stožár, alespoň 7 metrů
náročné zvedání a spouštění stožáru s anténou
potřebný větší moment síly pro otáčení antény
Soustava antén se ziskem cca. 16dBi lze dosáhnout i soustavou dvou, kvůli, čtyř a více antén. Větší počet antén se využívá jako pevný anténní systém se širokým vyzařovacím lalokem.
Výhody soustavy dvou antén nad sebou
postačují kratší antény s boomem kolem 3,5 metrů
vyzařovací diagram v horizontální rovině je širší než u single yagi
moment síly pro otáčení antény je nižší
potřebný vyšší stožár, alespoň 7 metrů
Nevýhody soustavy dvou antén nad sebou
nutnost slučování dvou antén
náročné zvedání a spouštění stožáru s anténami
Výhody soustavy tří nebo čtyř antén nad sebou
postačují kratší antény s boomem kolem 2,2 metrů, resp. 1,5 metrů (čtyři antény)
vyzařovací diagram v horizontální rovině je širší než u single yagi
Nevýhody soustavy tří nebo čtyř antén nad sebou
potřebný vyšší stožár, alespoň 8 až 10 metrů
náročné zvedání a spouštění stožáru s anténou
nutnost slučování tří antén
antény s délkou nad 1,5 metru musí mít dělený boom kvůli přepravě uvnitř auta
Výhody soustavy čtyř antén v konfiguraci 2×2 (H-čko)
postačují kratší antény s boomem kolem 1,5 metrů
takové antény lze přepravovat uvnitř osobního automobilu
postačuje nižší stožár s výškou kolem 5 metrů
jednodušší zvedání stožáru
akceptovatelný moment síly pro otáčení
Nevýhody soustavy čtyř antén v konfiguraci 2×2 (H-čko)
použití H-konstrukce
nutnost slučování čtyř antén
vyzařovací diagram v horizontální rovině je užší a méně čistý než v jiných konfiguracích antén nebo single yagi
TIP – matice so zapustenou hlavou
Petr OK1FIG použil ve své konstrukci matice se zapuštěnou hlavou čímž dosáhl spodní části boom-u antén bez větších výstupků. Kromě estetičnosti to přináší výhodu v nezachytávání antén při vkládání do auta
Výběr z možností antén
Antény stavím v jedné osobě. Jak i rozměrnější antény lze či nelze zvednout ukazují příklady zvedání antén. Někdy však fouká vítr i vyšší stožár může být stejně náročné zvednout. Upřednostnil jsem konstrukci čtyř kratších yagi antén v konfiguraci 2×2 (H-čko) i kvůli tomu, že takové antény mohu přepravovat bez rozebrání uvnitř osobního automobilu.
YU7XL, S53WW, DG7YBN, G0KSC, DK7ZB yagi
Takto krátké antény nemá popsáno YU7EF, nejkratší model je 6 elementová yagi. Design S53WW je zajímavý z hlediska zisku, ale vyžaduje si smyčkový dipól, což je náročnější na výrobu. Anténa je také citlivější na okolní prostředí a přednost výroby.
Krátké oblong antény YU7XL jsou zajímavé z hlediska poměru délka boom-u/zisk. Avšak prostorová konstrukce komplikuje převoz antén i montáž čtyřčete.
Zbývající designy DG7YBN, G0KSC, DK7ZB yagi antén jsou na individuální preferenci radioamatéra. Vybral jsem si konstrukci od DK7ZB. Anténa s délkou 1,5 metra má 5 elementů a zisk cca. 8,4 dBd. Impedance je 50 ohm. Napájení je přes tzv.. tlumivkový balun z koaxiálního kabelu.
TIP – použití čtvercových profilů
Použitím profilu 20 x 20 mm pro konstrukci nosného H-čka i jednotlivých boom-ů antén se zjednoduší jejich spojování. To je možné plochými T spojkami o rozměrech 120 mm x 54 mm x 19 mm (zakoupené v OBI)
TIP – použití akumulátorového šroubováku
Montáž a demontáž H-čka a připojení antén urychluje akumulátorový šroubovák. Použity jsou nerezové šrouby imbusové se zapuštěnou hlavou DIN 7991 M5x30 a standardní nerezová šestihranná matice M5.
Výroba 5 elementových antén DK7ZB yagi
Samotná výroba antén byla již mnohokrát popsána. Prvky jsou na boom uchyceny v černém polypropylenovém držáku pomocí šroubu M4 a matice so zapustenou hlavou. Mají průměr 10 mm, boom je z profilu 20 x 20 mm.
Zářič je uchycen kabelovými průchodkami v krabičce Z54 = KP 45 (Z54J). Uvnitř je tlmivkový balun z koaxiálu Belden 8216 RG174 / U. Jeho délka je 34,3 centimetry, v čem je zahrnut i činitel zkrácení koaxiálního kabelu (0,66). Délka je měřena mezi konci opletení – přívody na zářič i konektor se do délky nepočítají, ale mají být co nejkratší. Použitý je N-konektor, který je připojen k boom.
Měření 5 elementových antén DK7ZB yagi
Takto sestavené antény byly v provizorních podmínkách odměřeny s takovým výsledkem
Třetí anténa byla mírně doladěna jiným tvarem pájecích oček připojených k zářiči.
Měření sestaveného čtyřčete DK7ZB yagi antén 144MHz pro portable na stožáru 5 m
Fotografie z výroby krabičky zářiče a tlumivkových balunů DK7ZB yagi
TIP – vyplnění krabičky PUR pěnou
Idea pochází od Vlada OK1VPZ. Kromě zlepšení odolnosti zatečení krabičky je i zářič pevněji fixován..
Konstrukce nosného H-čka pro čtyři yagi antény
I Hčko využívá profil 20 x 20 mm a ploché T spojky. Ty slouží také k připojení boom-ů antén. Tady je dobré použít úhelník, aby antény byly uchyceny přesně. Nezapomeňte si je označit, jinak by se mohlo stát, že jednotlivé antény mezi sebou zaměníte a místo ve fázi budou v protifázi.
K uchycení na stožár jsou použity dvě U-čka se závitem.
Cena čtyřčete DK7ZB yagi antén 144MHz pro portable
Orientační rozpočet materiálu
profil 20 x 20 mm v délce 8 metrů 80€
trubky 10 mm v délce 20 metrů 30€
úchyty prvků 16€
T spojky 16 kusů 6€
krabičky Z54 12€
N konektory 16€
koaxiální kabel Belden 8216 RG174 / U 3 €
PUR v hodnotě 4 €
matice, šrouby, pájecí očka 13€
slučovat čtyř antén 70€
fázovací kabely RF240 s N konektory 40€
CELKEM: 290€
Na stavbu jsem využil materiál, který měl převážně doma, více cen je proto pouze orientačních pro zájemce o realizaci podobné antény.
Praktické zkušenosti se čtyřčetem DK7ZB yagi antén 144MHz
Montáž i demontáž antén v polních podmínkách je velmi dobrá. Zvedání stožáru iv jedné osobě nedělá větší problém.
Anténa byla prakticky porovnávána s 8 elementovou DK7ZB yagi, která má deklarovaný zisk 12 dBd. Soustava má teoretický zisk 14,2 dBd (bez započtení ztrát ve fázovacích kabelech a slučovači).
V provozu jasně předčila single yagi i přes handicap napájení horším a delším koaxiálním kabelem. Směrovější anténu jsem ocenil i při příjmu nakolik 8 km daleko je OM3CQF, 12 km OM3Kii a 16 km OM2ALD.
