1. ANTENA W0W0

Cu peste 30 de ani în urm? m-am hot?rât s?-mi confectionez o anten?. Singura documentatie tehnic? de care dispuneam la momentul respectiv era revista Sport si Tehnic?. Acolo am g?sit un articol scris de regretatul George Craiu, YO3RF. Consider c? acest articol înc? este de actualitate pentru multi radioamatori si de aceea îl reproduc în totalitate:

 

“Anten? multiband

Alegerea unei antene de emisie este totdeauna o problem? dificil? pentru radioamatori. Antenele de tip G5RV si W3DZZ sunt binecunoscute radioamatorilor nostri si multi le-au cunoscut si le folosesc. Mai putin cunoscut? este antena pe care o prezent?m mai jos denumit?, dup? cel care a descris-o prima oar?, W0WO.

 

Un fir de litz? de anten? obisnuit? de circa 41 m lungime, o panglic? de 300 omi f?r? lungime determinat? si câteva izolatoare de anten?, este tot materialul necesar. Construit? f?r? nici o dificultate în circa dou? ore si cu un cost minim, antena este gata s? lucreze pe patru benzi: în  pentru 3.5 MHz, în  pentru 7 MHz, în  pentru 14 MHz si în  pentru 28 MHz.

 

Cred c? nu exist? radioamator care s? nu fi construit m?car odat? un “Hertz”, cea mai simpl? anten? de emisie; lungimea fizic? a firului radiant si distanta de la un cap?t la care se leag? fiderul, sunt de cele mai multe ori singurele cunostinte tehnice pe care se bazeaz? amatorul si acestea nu ca rezultat al vreunui calcul, ci luate de la un prieten care i s-a l?udat c? Hertzul lui “merge formidabil” pe toate benzile.

 

Antena W0WO este relativ asem?n?toare cu un Hertz, cu deosebirea c? alimentarea ei se face cu linie bifilar? de 300 ohmi, în loc de un fider monofilar cu impedanta de 600 ohmi. Punctul de leg?tur? al fiderului pe firul radiant este diferit la cele dou? antene si pentru întelegerea problemei s? urm?rim considerentele de mai jos.

 

Teoria si practica indic? faptul c? în lungul unui fir orizontal de anten?, având lungimea de , distributia impedantelor este ca cea din fig.1, unde se vede c? la capete exist? o valoare maxim? de 3600 ohmi, iar la mijloc 72 ohmi. Pe acest grafic putem reprezenta deci distributia impedantelor în lungul unui fir rezonant de anten? de .

 

Lungimea fizic? a antenei o determin?m cu formula cunoscut? L=142.65/f(MHz) pentru frecventa de baz? , sau pentru lucrul pe frecvente armonice superioare: L=[149.96(N-0.05)]/f(MHz), unde N este num?rul de .

 

Pentru frecventa 7.050 MHz (a doua armonic?) lungimea este:

 

Verificând cu prima formul? frecventa din banda de 80 m la care corespunde aceast? lungime de anten?, g?sim: f=142.65/41.47=3.44 MHz.

 

Observ?m c? frecventa este putin sub limita inferioar? a benzii. Am precizat îns? de la început c? orice anten? folosit? pe mai multe benzi reprezint? un compromis.

S? vedem ce se întâmpl? dac? inscriem aceste dou? antene pe graficul din fig.1?

 

 

Fig. 1 Impedanta de-a lungul unei antene dipol                                                                  

 

Curba impedantei pentru 3.5 MHz este reprezentat? de linia frânt? BNG. Curba impedantei pentru 7 MHz este reprezentat? de linia frânt? BKF. Cele dou? curbe se întretaie în punctul A, care pe scara logaritmic? a impedantelor are valoarea de 265 ohmi, iar pe scara lungimilor 13.65 m de la un cap?t. Am determinat astfel pe firul antenei un punct care prezint? aceeasi impedant? pentru ambele benzi. Trasând pe baza aceluiasi rationament curbele pentru benzile superioare 14 MHz si 28 MHz se obtin curbele BIDMF si BHCJDLE. Constat?m c? toate curbele trec prin acelasi punct A, frecventele de acord fiind 14300 MHz si 28800 MHz. Punctul de impedant? comun? de 265 ohmi se poate considera practic 300 ohmi, deoarece în?ltimea de la sol si obiectele învecinate afecteaz? caracteristicile electrice ale oric?rei antene. Cuplând deci o panglic? de TV de 300 ohmi la 13.65 m de la un cap?t al antenei, realiz?m adaptarea liniei de alimentare si deci un transfer maxim de energie pe toate cele patru benzi.

 

Analizând graficul, constat?m c? antena nu functioneaz? pe banda de 21 MHz, deoarece din cauza neadapt?rii raportul de unde stationare este foarte mare. Mai constat?m c? o anten? Hertz lucreaz? bne, cu fiderul adaptat, doar pe banda pentru care a fost “t?iat?”, punctul de cuplaj al fiderului cu antena fiind acolo unde curba antenei taie orizontala de 600 ohmi.

 

Realizarea practic? a antenei W0WO este simpl?, vezi fig.2.

 

Fig.2 Antena W0WO, realizare practic?

 

Portiunile mai îngrosate în fig.2 ale firului de anten?, lâng? izolatori, reprezint? faptul c? firul a fost trecut pe dup? izolatori si apoi readus si cositorit. Panglica de 300 ohmi se cositoreste cu câte un fir la fiecare sectiune a antenei. Acest punct de leg?tur? se închide etans (eu nu l-am închis) într-o cutie de material plastic.

 

La emit?tor linia se va cupla prin intermediul unui filtru Pi, sau preferabil simetric, care s? realizeaze adaptarea între iesirea etajului final si linia de alimentare.

 

În lips? de spatiu disponibil pentru a întinde o anten? de 41.47 m se refac calculele dup? aceleasi principii pentru instalarea unei antene mai scurte, renuntând la banda de 80 m. În acest caz antena va avea 20.45 m lungime si panglica se va atasa la 6.80 m de la un cap?t. Frecventele de rezonant? vor fi: 7 MHz, 14.160 MHz si 29.00 MHz.

Trebuie s? subliniem faptul c? antena se utilizeaz? pentru puteri pân? la 500 W si functioneaz? pe fiecare band? cu un raport de unde stationare care nu dep?seste 1:2”.

 

Acesta a fost articolul scris de G. Craiu, YO3RF.

 

Comentarii despre modul în care a functionat antena W0WO

a) Am construit antena W0WO exact asa cum este ar?tat în fig.2. În loc de litz? de anten? am utilizat conductor masiv din cupru neizolat, cu diametrul 2.5 mm. Antena a fost ridicata la 9 m deasupra a dou? blocuri de locuinte; un stâlp a fost amplasat be blocul meu si cel?lalt pe bloul vecin. Este adev?rat c? necesit? un spatiu destl de mare pentru instalare. Sub anten? erau amplasate antene de receptie TV, deci nu pot spune c? în?ltimea antenei a fost de 9 m fat? de un plan cu potentialul zero.

Ca linie de alimentare am utilizat un conductor bifilar, cu conductoare masive din cupru, care avea forma si dimensiunile aproximativ egale cu cele ale unei panglici TV de 300 ohmi.

Cu aceast? configuratie de anten? am efectuat peste 15000 de leg?turi radio. Statiile cele mai îndep?rtate au fost din Australia, Japonia, USA, Brazilia, etc.

Receptia era foarte bun?, auzeam aproape orice. Este adev?rat c? în anumite cazuri am produs TVI. Am colaborat îns? cu locatarii din cele dou? blocuri, peste care trecea antena si i-am rugat s? m? anunte imediat ce îi deranjam. Eliminarea TVI-ului era simpl?, mergeam cu cet?teanul respectiv la antena lui de receptie TV si cur?tam contactul dintre cablul de coborâre si antena. Dup? aceast? operatiune TVI-ul disp?rea complet.

Nu am dep?sit niciodat? mai mult de 100 W input în etajul final al unui FT-250 (100 W în curent continuu).

Când atingeam cu buzele carcasa metalic? a microfonului simteam pisc?turi, acest fenomen cred se producea din cauza radiofrecventei radiat? de linia bifilar? de alimentare a antenei.

 

Pentru c? iesirea din FT-250 este pentru cablu coaxial a fost necesar s? utilizez un cuplor de anten? în care s-a intrat cu coaxial si s-a iesit cu bifilar. Cu acest cuplor de anten? am realizat totdeauna un raport de und? stationar? de 1:1 pe portiunea de cablu coaxial dintre emit?tor si transmatch. Nu am m?surat raportul de und? stationar? la iesirea din transmatch, dar cred c? aveam unde reflectate, pentru c? mai multi locatari din blocul meu mi-au spus c? m? auzeau în radioreceptoare (RFI) sau în alte aparate de redare a sunetului.

 

b) Pentru c? linia bifilar? s-a deteriorat si ca s? elimin RFI-ul am schimbat linia bifilar? cu un cablu coaxial de 50 de ohmi. Între cablul cablul coaxial si anten? am introdus un balun cu raportul de impedante de 6:1. Dup? aceast? operatiune RFI-ul a fost eliminat complet. Cu un transmatch cu intrare si iesire pentru cablu coaxial puteam face reglajele astfel ca pe portiunea dintre emit?tor si transmatch s? nu am unde reflectate, deci un SWR de 1:1. Am amplasat un reflectometru si dup? transmatch si cel mai prost SWR a fost de 2.5:1 pe banda de 3.5 Hz. Pe 7 MHz SWR-ul era mai bun, 1,5:1, iar pe 14 MHz SWR-ul era perfect, 1:1.

Când am utilizat cablul coaxial nu am mai simtit pisc?turile la atingerea cu buzele a carcasei metalice a microfonului.

 

Noua configuratie a antenei, cu cablu coaxial si balun 6:1, este cunoscut? sub denumirea de FD4. Dimensiunile antenei FD4 sunt usor diferite fat? de cele ale antenei W0WO: lungimea total? a antenei FD4 este de 41.5 m, iar bratul scurt are lungimea de 13.8 m.

 

 

2. Anten? dipol alimentat? lateral fat? de centru

Denumirea în limba englez? a acestei antene este “Off Center Fed Dipole”, prescurtat antena OCF, adic? dipol alimentat lateral fat? de centru.

Antenele W0WO si FD4 sunt antene dipol alimentate lateral fat? de centru.

Schema de principiu a acestei antene este ar?tat? în Fig.2.

 

 

Fig. 2 Schema de principiu a unei antene dipol OCF

 

Lungimea fizic? a antenei, pentru frecventa de baz?, se determin? cu formula:

 

                                                                                         (1)

 

unde L rezult? în metri dac? frecventa  se m?soar? în MHz.

 

Dac? antena se dimensioneaz? pentru frecvente armonice superioare, atunci lungimea fizic? a antenei se determin? cu formula:

 

                                                                      (2)

 

unde N este num?rul de  (jum?tati de lungimi de und?); L rezult? în metri dac?  se m?soar? în MHz.

 

Între lungimile calculate cu cele dou? frecvente vor exista mici diferente.

Lungimea anenei se va calcula cu una dintre formulele mentionate mai sus, de exemplu cu formula (2). Lungimea obtinut? cu formula (2) se introduce în formula (1) si se obtine frecventa de baz? (fundamental?) pe care antena va lucra la rezonant?. Un exemplu de calcul a fost mentinat la punctul 1.

 

Având calculat? lungimea L a antenei se pot afla lungimile D1, D2 si D3. Se calculeaz? mai întâi lungimea D3. În manualul “The ARRL Antenna Book” se d? urm?toarea formul? pentru D3:

 

                                                                                                (3)

 

Apoi rezult? usor dimensiunile D1 si D2:

;                                                                 (4)

Dac? pentru o lungime de anten? de m (asa cum a fost calculat? la punctul 1) se aplic? formula (3), rezult? D3=6.92 m si D1=13.80 m. S-a obtinut exact lungimea bratului scurt al antenei FD4, care este aproximativ egal? cu lungimea bratului scurt al antenei W0WO.

 

Alimentarea antenei se face cu o linie bifilar?.

 

În cazul în care se utilizeaz? un transformator de simetrizare (balun) cu raportul de impedante de 6:1, amplasat imediat lâng? punctul prin care se face alimentarea antenei, linia de alimentare se înlocuieste cu un cablu coaxial de impedant? 50 ohmi de orice lungime.  

 

O descriere complet? a acestui tip de antene este f?cut? de c?te L. B. Cebik, W4RNL, în trei articole consecutive, la urm?toarele adrese de internet: http://www.cebik.com/gup/gup9.html, http://www.cebik.com/gup/gup10.html, http://www.cebik.com/gup/gup11.html.

La aceste adrese pot fi g?site si diagramele de radiatie ale antenei pe toate benzile de unde scurte, diferite grafice, precum si impedantele antenei pe diferite benzi de frecvent?.

Remarca principal? a autorului este c? acest tip de antene “pur si simplu functioneaz?, dar nu semnificativ mai bine decât un dipol de aceeasi lungime”. Autorul mentioneaz? c? dac? configuratia amplasamentului impune o astfel de anten?, atunci s? o utiliz?m f?r? rezerve (în sensul c? dac? linia de alimentare ar fi mai convenabil s? nu fie în centrul dipolului ci lateral, atunci s? utiliz?m aceast? anten?).

 

3. Antene OCF produse de Buckmaster Antennas – USA

 Pentru c? antena mea W0WO, devenit? apoi FD4, s-a deteriorat si pentru c? nu mai puteam s? m? urc pe cele dou? blocuri de locuinte oricând doream eu, am hot?rât s? cump?r tot o anten? OCF si în momentul în care o voi obtine s? o înlocuiesc pe cea veche. Am cump?rat o anten? nou? de la Buckmaster, care permite un input maxim de 3 kW PEP, dar nu am mai avut permisiunea s? o mai instalez, pentru c? între timp se reparase hidroizolatia celor dou? blocuri.

 

Firma american? Buckmaster Antennas produce antene OCF în 3 variante, pentru 300 W, 3 kW si mai nou pentru 5 kW PEP, vezi saitul de la adresa (http://hamcall.net/7bandocf.html).

 

FIG.3 Antenele OCF de 3 kW si respectiv 300 W poduse de Buckmaster

Aceste antene sunt multiband si lucreaz? pe benzile de 80 m, 40 m, 20 m, 17 m, 12 m, 10 m si 6 m, asa cum rezult? din graficul prezentat în fig.4 si din tabelul 1.

 

 

Fig. 4 Graficul SWR-ului pentru antena OCF produs? de Buckmaster

 

Tabelul 1 prezint?, pentru diferite frecvente, urm?torii parametrii ai antenei: SWR-ul, RL (nu stiu ce este acest parametru), impedanta Z, reactanta X, rezistenta de radiatie R si unghiul de faz?. Aceleasi date pot fi g?site la adrsa: http://hamcall.net/adocflong.txt .

Lungimea unui brat al antenei este de 45 feet (13.72 m) iar a celuilalt de 90 feet (27.43 m), lungimea total? fiind de 135 feet (41.148 m).

 

Constructia antenei este remarcabil?. Este utilizat un conductor litzat flexibil compus din 65 de fire din cupru, fiecare în parte fiind cositorit, având diametrul total de 2.05 mm (12 gage). Conductorul este izolat în manta din PVC.

 

Balunul cu raportul 6:1 este închis ermetic într-o cutie din PVC care are în partea de jos un fel de “fust?” ce previne ca apa s? intre în conectorul mam? SO239. La partea superioar? a cutiei, în care este montat balunul, este prev?zut un surub din inox cu ajutorul c?ruia s? poat? fi ag?tzat de un stâlp, în cazul în care antena se instaleaz? ca un V întors.

 

La izolatorii de la capete cât si la cel central, conductorul antenei este trecut prin tevi scurte din inox care apoi au fost ambutisate ca s? previn? smulgerea conductoruli de pe izolatori (vezi imaginea din fig.3).

 

Pentru alimentarea antenei se va utiliza un cablu coaxial cu impedanta caracteristic? de 50 ohmi. Produc?torul antenei sustine c? nu au fost raportate probleme de radiatie a radiofrecventei pe exteriorul ecranului cablului coaxial (curenti de linie de mod comun).

 

Antena poate fi instalat? orizontal sau ca un V întors. Pentru instalarea ca V întors trebuie ca unghiul de la vârf s? fie în jur de 120⁰.

 

 

Tabelul 1

f [kHz]	SWR	RL	Z []	X []	R []	Unghiul de faz? [grade]	Observatii
3500	1.020	-40.90	53.20	0.000	53.20	0.000
3550	1.040	-34.15	51.80	0.000	51.80	0.000
3600	1.040	34.15	46.50	0.000	46.50	0.000
3650	1.170	-22.12	45.47	-5.800	45.10	-7.329
3700	1.380	-15.94	53.61	17.70	50.60	19.28
3750	1.570	-13.08	64.60	25.40	59.40	23.15
3800	1.740	-11.37	76.05	29.00	70.30	22.42
7000	1.200	-20.83	45.49	7.900	44.80	10.00
7050	1.330	-16.98	51.61	13.90	49.70	15.63
7100	1.470	-14.41	58.62	20.00	55.10	19.95
10100	7.750	-2.254	331.1,	169.9	284.2,	30.87	Nu lucrati cu antena pe aceast? band?
10150	7.620	-2.293	273.4,	187.2	199.3,	43.21
14000	1.420	-15.21	34.20	0.000	34.20	0.000
14050	1.360	-16.33	36.20	0.000	36.20	0.000
14100	1.300	-17.69	38.40	0.000	38.40	0.000
14150	1.230	-19.73	40.90	0.000	40.90	0.000
14200	1.180	-21.66	43.60	2.900	43.50	3.814
14250	1.150	-23.13	46.19	4.200	46.00	5.217
14300	1.120	-24.94	47.89	4.300	47.70	5.151
14350	1.100	-26.44	50.49	5.400	50.20	6.140
18050	1.300	-17.69	60.79	10.90	59.80	10.33
18100	1.380	-15.94	60.10,	-16.10,	57.90	-15.54
18150	1.470	-14.41	58.08,	-19.80,	54.60	-19.93
18200	1.560	-13.20	54.79	-22.40	50.00,	-24.13
21000	3.840	-4.631	23.91,	-18.70	14.90,	-51.46	Nu lucrati cu antena pe aceast? band?
21100	3.990	-4.449	17.77	-11.90	13.20,	-42.04
21200	4.170	-4.249	13.29,	-5.500	12.10,	-24.45
21300	4.300	-4.115	10.60	0.000	10.60	0.000
21400	4.340	-4.076	10.10	0.000	10.10	0.000
21450	4.330	-4.086	10.80	0.000	10.80	0.000
24850	1.630	-12.41	76.48	16.40	74.70	12.38
24900	1.570	-13.08	75.69,	-12.20	74.70,	-9.276
24950	1.510	-13.84	73.99,	-10.80	73.20,	-8.394
25000	1.450	-14.72	71.70,	-6.500	71.70,	-6.500
28000	1.020	-40.09	49.20	0.000	49.20	0.000
28300	1.030	-36.61	53.30	0.000	53.30	0.000
28600	1.040	-34.15	50.40	0.000	50.40	0.000
28900	1.220	-20.08	38.50	0.000	38.50	0.000
29200	1.570	-13.08	35.48	9.800	34.10	16.04
29500	1.980	-9.660	54.79	32.10	44.40	35.87
29700	2.280	-8.173	80.56	45.90	66.20	34.74
50000	1.510	-13.84	30.60	0.000	30.60	0.000
50300	1.450	-14.72	30.90	0.000	30.90	0.000
50600	1.650	-12.21	27.60	0.000	27.60	0.000
50900	2.090	-9.051	27.89	11.30	25.50	23.90
51150	2.480	-7.426	37.62	26.20	27.00	44.14

 

Preturile antenei sunt: 191.21$ pentru cea de 300 W, 276.21$ pentru antena de 3 kW si 424.96$ pentru cea de 5 kW. Antena poate fi cump?rat? online, mergând la adresa http://hamcall.net/7bandocf.html.

 

Informatii despre aceste antene pot fi solicitate la info@buck.com.