HA4GBJ honlapja

W3DZZ licence alapján konstruált 5-sávos multiband antenna

(A képgaléria a szöveges rész alatt található)

Ennek az antennatípusnak a gyakorlati megvalósításában az vezérelt, hogy igenis, jól meg lehet csinálni. Az amatőrök nagy részének az ellenszenve amiatt alakult ki, hogy nem tudták stabilan kivitelezni, "másztak" az értékek, az iőjárás (hőmérséklet, páratartalom, nedvesség) nagymértékben rontották az antenna paramétereit.

Közismert, hogy főleg az urbanizált környezetben nem lehet akármilyen antennákat felszerelni, sőt, igen sok helyen semmilyent sem engedélyeznek. Ahol lehet, ott sincs mindenütt elegendő hely antennák telepítésére

Ezzel az antennatípussal azonban némi amatőr leleményességgel lehetővé válik a rádióforgalmazás, több amatőrsávon is. Kezdőknek, mechanikailag ügyetlenebbeknek mindenképpen segítség, tartalék antennának is használható.

Többek véleménye szerint az antennám konstrukciója megfelel egy antennagyártó technológia követelményeinek.

Felszerelése előtt feltétlenül meg kell vizsgálni a telepítési körülményeket, mert a rossz környezet és a felszerelés nem megfelelő kivitelezése nagymértékben ronthatja az antenna működését. S ez nem csak a W3DZZ antennákra vonatkozik...

A W3DZZ antenna egy kompromisszumos antenna, abban a tekintetben, hogy az amatőrsávok multiplikatív frekvenciakiosztását követi az üzemi frekvenciák többszörözésével. Ha az antenna jól van méretezve (TRAP induktív és kapacitív elemei), a huzalhosszok harmonizálnak az eredő frekvenciák kapacitív és induktív reaktanciáival, a telepítés optimális, valamint a levezető koaxiális kábel méretezése megfelelő - akkor az antenna jól működik minden sávon - természetesen a sávokon belül egy keskenyebb szegmensen. Ha nem jó a 7MHz-es rezgőkörök rezonancia frekvenciája (azzal nem harmonizál a 7 MHz-es dipol-rész, máris rosszabb lesz az SWR és a rezonancia pontok  is megváltoznak. Én 7100 kHz-re méretezem a rezgőköröket, 20-40 közötti Q-val, így még a 2 x10,07 m dipol-rész hosszát sem kell megváltoztatni. Azonban, ha a felsőbb sávokon dolgozunk, ott kissé eltolódik a többszörös frekvencia - de hát azért találták fel az antennatunert, hogy szükség esetén korrigálni lehessen a külső impedancia és SWR eredő értékeket.

Az antenna konstrukciója saját fejlesztésem. A TRAP-ek polipropilén csőből készülnek, (ε = 2...3, kis értékű tgδ) amelyek palástjára van bele esztergálva a huzalvezető horony. Ez azt eredményezi, hogy a tekercs induktivitása csak kis mértékben változik, ugyanis a tekercseléskor feszítve tekercselem fel a huzalt. A huzalt egy, a huzallal azonos átmérőjű furaton bevezetem a TRAP belsejébe, majd az induktivitás ellenőrzése után a bevezetések környékét polietilén olvadékkal ( "meleg takony" ) vonom be.

A TRAP belsejében kerül elhelyezésre egy textilbakelit csík, amelyhez az antenna huzalok csatlakoznak, így nem a TRAP viseli a feszítő erőt. A kialakított csatlakozási pontokhoz vannak forrasztva a tekercs és kondenzátor kivezetések, valamint az antenna huzalok. A kész TRAP két végén ún. peremes záródugók vannak beragasztva a PP csőbe, úgy, hogy a rajtuk átmenő antenna huzalok tömszelencéken át jutnak be a TRAP-be, így a pára és nedvesség nem hatolhat be a tokba. Sokan kifogásolták, hogy miért nem "kenem be" valamiféle "trutymóval" kívülről a tekercset? Volt, aki bekente, aztán nem tudta kihangolni az antennát. (több napig dolgoztam, mire sikerült eltávolítani az FBS ragasztót) Valaki szigetelőszalaggal tekerte be kívülről, volt aki zsugorcsövet melegített rá, s nekik sem működött. Amikor visszaküldték, leszedtem a "szigeteléseket" és dőlt belőlük a víz. (Erre nem tudok olyant mondani, ami megfelelne a polgári illemnek)

A balun-transzformátor légmagos, mert nehéz olyan vasat szerezni (ráadásul nagyon drága) - ami a 3 - 30 MHz frekvenciasávot átfogja.

Egyébként minden antennát sorszámoztam és kezelési útmutatót mellékeltem hozzá - de vannak akik el sem olvasták.

 A W3DZZ antenna elkészítésének főbb lépései:

1. Először készítsük el a 7 MHz-es dipólt és állítsuk be vagy 7050 kHz (főleg CW esetén), ill. a 7100 kHz rezonanciát minél kevesebb SWR értékre. Ügyeljünk arra, hogy a dipól kb. 73 - 75 Ω impedanciát képvisel (elektroncsöves végfoknál mandinerből beállítható), félvezetős végfoknál érdemes 1:1,5 impedancia transzformálást végrehajtani.

2. A TRAP eredetileg 60 pF kapacitással készült, ami a távíró sávokban a felharmonikusok környékén rezonanciát mutat, a 80 m-en nem jellemző, ott az induktivitás hosszabbít.

3. Ha a 60 pF-tól eltérünk (±) - a rezonancia ugyan beállhat (természetesen más induktiv tényezővel) - de a felharmonikusok eltolódnak, extrém esetben ki is szorulnak a sávból. Érdemes a 60 pF-ot mindenképpen jól beállítani, ± 2 pF tolarencián belülre! Erre különféle trükkök vannak, e-mailben, vagy a sávban szívesen segítek. Figyelem! A max. ±2 pF ugyan még megengedhető, de akkor korrigálni kell a tekercs induktivitását is (nagyon kis mértékben) - hogy a TRAP rezonanciája ne változzon meg! Ellenkező esetben 3,5 és 7 MHz-en jól működik az antenna, a felsőbb sávokon a rezonanciapontok már jelentősen eltérhetnek!

(A linkgyűjtemény menüpontban ott van HG9IEG "számoló programja", amely segítségével előzetesen meg lehet közelíteni a rezonancia fekvenciát.

4. A levezető kábelen kialakuló káros köpenyhullámok elkerülésére - 3500 kHz-en számolva a félhullámú értéket a rövidülési tényezővel figyelembe véve kell megállapítani. 0,66-os R.t. esetén 28,2 -28,5 m legyen a koaxiális kábel hossza, vagy annak egész számú többszöröse. 

Nálam bejött a λ/4 75 Ω kábel + az 50 Ω levezető kábel kombinációja, így a levezető kábelhossz nem kritikus. A 75 Ω közvetlenül az antenna balun-transzformátorára csatlakozik (a balun esetleg el is hagyható) - az 50 Ω-os kábelszakasz koaxiális toldóval csatlakozik a 75 Ω-os kábelszakasz másik végére.

Inverted "V" alakban függőlegesen, vagy lejtős síkban is kifeszíthető az antenna. Ilyenkor az impedancia az alsó sávokon közelít az 50 Ω felé, de a felső sávokon romlik az SWR. Lejtősen kifeszítve (sloper) is jó eredményeket értek el az antennával, de ha balun trafó nélkül szereljük, akkor a föld felé lejtő ágra essen a koaxiális kábel köpenyének a csatlakoztatása.

Az antenna a mellékelt diagram szerint minden sávon rezonál - természetesen nem az egész sávban - de antenna tunerrel mindenütt lehangolható - feltéve, ha az útmutatás szerint készült el.

Mindenféle tévelygés és kudarc elkerülésére a Rothammel könyvben leírtakat is vegyük figyelembe! 

 

Tévhitek az antennákkal kapcsolatban  

Nap, mint nap hallhatók a sávokban a különféle „antenna eszmefuttatások”, amelyeket sokszor csak igen higgadtan lehet minősíteni. Az, hogy valaki rádióamatőrnek mondja magát – azaz nem hivatásszerűen, hanem kedvtelésből foglalkozik vele – még nem jogalap ahhoz, hogy orbitális marhaságokat mondjon. Futószalagon, hiába szólnak neki, falra hányt borsó.  

Röviden foglaljuk össze: 

 1. Az antennának nincs SWR-je!  

Az SWR (Standing Wawe Ratio) azt jelenti, hogy állóhullám arány. Az állóhullámok a tápvonalakon alakulnak ki, elsősorban a rossz illesztések következtében.  

Az antennának van: 

 a.) rezonancia frekvenciája,   fo  [Hz]

 b.)  sávszélessége,   B,  (Δf)  [Hz]

 c.) impedanciája, Z   [Ω]

 d.) induktív és kapacitív reaktanciája,  Xc, XL  (Ω)

 e.) és természetesen méretei. 

 

A rezonancia frekvencia az a, b, c, d és e értékekből adódnak, de elsősorban az antennának az adott lesugárzandó, vagy veendő frekvenciájának hullámhosszával arányos mennyisége. Ezen a frekvencián adja le a legnagyobb rádiófrekvenciás teljesítményt, ill. szolgáltatja a legnagyobb jelet a vevőbemenet részére.  

Az elméleti antennahossz az adott frekvencia hullámhosszának felel meg, ill. annak egész számú többszörösének, ill. matematikai tört részének. (λ, λ/2, λ/4, 5/8λ, stb...) 

Az antenna hosszát befolyásolja az alkalmazott huzal, vagy cső átmérője is, ugyanis a nagyfrekvenciás áramok nem a vezető belső keresztmetszetében, hanem a külső felületén folynak (skin effektus), emiatt a sugárzó (ez az antenna nagyfrekvenciás alkotórészének a rádiótechnikai elnevezése) – mechanikailag kis mértékben lerövidül, vagy meghosszabbodik. (antenna típustól függően) 

Az antennát emiatt „kell” csipkedni, vagy toldozgatni (egyébként nem feltétlenül), ha minél pontosabban meg akarjuk közelíteni a rezonancia frekvenciát. 

 Egy-egy antenna sohasem fog egy teljes amatőrsávot átfogni – emiatt célszerű a sávközépre (ill. a preferált sávszegmensre) méretezni az antennát. A Collins-rendszerű végfokokkal könnyedén lehet kihangolni, félvezetős végfokoknál amúgy is „kötelező” az antenna hangoló egység. 

 Az antenna telepítésének a körülményei, módja legalább annyira visszahatnak az antennára, mint az előbb említett tényezők. Az elméleti hatásos magasság elérése csak keveseknek adatik meg, a környezet és az anyagi lehetőségek eleve behatárolják az antenna lehetséges típusát, telepíthetőségét, amit a jogi és műszaki korlátok tovább súlyosbíthatnak. Az amatőr leleményesség ilyenkor játszhatna szerepet – de ezzel sajnos nem sokan tudnak élni.

 

 2. Az antennák illesztése  

Rossz SWR érték tehát akkor alakul ki, ha az antenna impedanciája és a levezető kábel impedanciája NEM ILLESZKEDNEK MEGFELELŐEN egymáshoz! Ezért van az, hogy "jó az SWR és még sem hallanak, amikor meg rossz az SWR - jobban hallanak"

Ilyenkor nem ártana elővenni az elektrotechnikai tankönyveket, a "bibliát" és utána nézni, hol az ördögben is van a hiba.

Az ördög a részletekben lakozik.

Mind az antennáknak, mind az adóberendezéseknek van optimális ki- és bemenő impedanciájuk (az impedancia fogalma az elektrotechnika egyik fontos ismerete) – amely elméleti fogalmakat nem célom itt megtárgyalni. Számos irodalom áll rendelkezésre. (Az amatőrnek amúgy is teljesíteni kellene a HAM Spirit ide vonatkozó „előírásait” a szüntelen önképzésre és tanulásra vonatkozóan)

Különben is, állítólag az amatőrvizsgára fel kellene készülni, ha jók az értesüléseim. 

Ezen túlmenően az adóberendezés jelét (adási nagyfrekvenciás teljesítmény) valamiféle tápvonalnak az antennáig oda kell szállítani, ill. a beérkező jeleket pedig a vevőberendezés bemenetére kell juttatni. Ezt legtöbbnyire ugyanaz az antenna és tápvonal biztosítja, főleg, amióta kifejlesztették az egy egységet képező adó-vevő berendezéseket – amelyek az angolszász elnevezésük összevonásával (transmitter és receiver – adó és vevő) a transceiver elnevezést kapták. (TCVR). 

Ennek ellenére bizonyos esetekben a külön adó és külön vevő antennákat is alkalmaznak – de főleg az adóantennákra kell érvényesnek lenniük a kötelezően betartandó paramétereknek. (venni egy darab dróttal is lehet – HI) 

Az antennák hullámellenállását az adóberendezés kimeneti impedanciájához illeszteni kell – ellenkező esetben az antennára kivezetett nagyfrekvenciás teljesítmény visszaverődik a végfokozatba és nem sugárzódik ki – ahol nem kívánt káros következményekkel is járhat. Ez csúcsra járatott végcsöveknél is káros lehet, de a félvezetős végfokozatok számára „garantáltan” végzetes következményekkel járhat.  

Az illesztések megvalósítását az impedancia transzformálással lehet megoldani. Természetesen, adódhatnak olyan esetek, ahol az antenna impedanciája nem tér el jelentős mértékben az adó kimenet impedanciájától – ezért nem szükséges impedancia illesztést végezni – azonban ez az adott sáv teljes szélességére vonatkozóan már korántsem mindig igaz.  

Tudni kell, hogy az adóberendezések kimenetén a rádiófrekvenciás teljesítmény rendszerint nagy áramokkal és viszonylag kis feszültségen jelenik meg – ami az 50 Ω (viszonylag alacsony impedancia miatt) adódik. Az antennákon azonban már típustól és a teljesítménytől függően, a feszültség komponens akár több kV nagyságú is lehet! 

(Ez könnyen kiszámítható a P = U . I, és a P = I² . R összefüggésekkel).  

Az illesztő elemek (transzformátorok és tápvonalak) típusa, anyaga, elkészítési módja – hatalmas irodalommal rendelkezik – emiatt nem bocsátkozom részletekbe. 

A sávokban megnyilvánuló „akadémiai értekezések” antenna, és illesztési ügyekben hemzsegnek a tárgyi tudás hiányától, a szakszerűtlen és az ide vonatkozó műszaki ismeretek meg nem lététől. Holott Karl Rothammel klasszikus könyve – nevezhetjük „bibliának” is – nagyon sok mindent a helyére tesz. 

Csak hát olvasni kellene, nem pofázni a semmiről. 

Az antennák elkészítéséhez tudás, és némi műszerezettség szükséges – valamint némi amatőr leleményesség is. Külön mítosz leng a „gyári antennák” témakörében. Holott azok az antennák is manufakturális módszerekkel készülnek, nyilvánvaló, megfelelő konstrukciós és technológiai háttérrel – amihez az elszántabb amatőrök is hozzáférhetnek – s máris „gyári” lesz az antennájuk. 

Az eredményes antenna telepítéshez, beméréshez és felszereléshez elengedhetetlenül szükséges az előzetes tájékozódás és tervezés. 

a.) Milyen frekvenciára (sávra) kell az adott antenna? 

b.) Milyenek a telepítésre kijelölt környezet antennára történő esetleges ráhatásai? 

c.) Meg vannak-e a szükséges műszaki és jogi feltételek? 

d.) Magam készítem-e az antennát, vagy megvásárolom? 

e.) Rendelkezem-e a minimálisan szükséges műszerezettséggel? (antenna mérő, GDO, analizátor, szignálgenerátor, stb.) 

f.) Az antennám telepítése nem veszélyezteti-e a későbbiekben a saját – és mások testi épségét, biztonságát? 

e.) Ha egyedül nem vagyok képes az antenna telepítésére (nem is ajánlott!), van-e alkalmas segítségem?

 

3. Az antennák és a rádióberendezések földelése 

 A jó földelésnek két fontos szerepe van: 

a.) A jó földelés rádiótechnikai szempontból fontos „ellensúlya” az antennának. Csökkenti a zajt, növeli a rádiófrekvenciás jelszintet a bemeneten és megfelelően javítja a sugárzási karakterisztikákat. Egyes antennatípusoknál nem a fizikai értelemben vett föld az elsődleges ellensúly, hanem kifeszített rezonáns huzalok (egyébként galvanikusan azok is földelve vannak) A vízfelület is megfelelő ellensúly. 

A villamos energiahálózat földelése nem mindig alkalmas rádiófrekvenciás földelés részére. Egy-egy épület egyébként földelt vízvezeték és távfűtési csőhálózata sok esetben megfelel rádiófrekvenciás földelésnek is – de nem minden esetben. 

b.) Ha egy antenna zivatar esetén földelve van, növelheti a közvetlen villámcsapás lehetőségét. Ezért célszerű a rádióberendezéshez közel, az épület külső falán egy fém csatlakozó dobozt kialakítani, amit rövid vezetékkel, alkalmas földelési megoldással leföldelünk. A földelt doboz megvédi a rádió bemenetét a sztatikus kisülésektől. Zivatar idején azonban célszerű az antenna csatlakozóját kicsavarni és az antenna végét távolabbra helyezni. Az antennák árbóca, amennyiben fémből van, természetesen leföldelhető. 

A legfőbb cél: a rádióberendezés elhelyezésére szolgáló helyiségbe már ne is vezessük be a sztatikus feszültséget.