Ing. Mihai Stocec YO3AYX

1 Introducere

Acest articol prezintă modul de realizare şi experimentare a unei antene de tip V-întors, concepută pentru benzile de 80 m şi 40 m, dar cu rezultate notabile şi în celelalte benzi. Am ales acest tip de antenă urmare a constrângerilor de spaţiu din amplasamentul care este şi locuinţă.

Articolul se referă la capabilităţile de utilizare a unei antene Inverted-V cu două braţe, dimensionate pentru benzile de lucru de 80 m şi 40 m. Este o antenă dedicată modului de lucru NVIS(Near Vertvical Incidence Skywave), specific pentru legături la distanţe mai mici de 400-500 Km, cu unghiuri de incidenţă în stratul ionosferic între 50^o şi 90^o.

2 Realizare

Amplasarea în spaţiu a antenei şi dimensiunile acesteia sunt redate în figura de mai jos.

Geometria, exprimată în coordonatele programului MMANA, este următoarea:

Note constructive:

1. Capetele braţelor sunt la distanţa de 0.5 m faţă de pământ

2. Punctul de prindere al antenei este la înălţimea 6.5 m deasupra solului

3. Planul care cuprinde braţele antenei este înclinat cu ~15^o faţă de verticală

4. Antena este alimentată la partea superioară prin intermediul unui balun complex

5. Fiderul antenei este din cablu coaxial RG58 A/U cu o lungime de aproximativ 18 m

Antena a fost dimensionată pentru două benzi de lucru în traficul de radioamatori, 80 m şi 40 m.

3. Parametrii electrici ai antenei

Antena, descrisă în acest articol, face parte din categoria antenelor rezonante cu lungimea braţelor care radiante de λ/2. Este o antenă care provine dintr-o antenă orizontală cu extremităţile aplecate spre pământ. Cu această arhitectură, se obţine atît o polarizare orizontală a undelor căt şi una verticală.

Antena, cu lungimea λ/2 în banda de 80 m, prezintă în primul rând o rezonanţă serie, dar, asemănător cu comportamentul unei linii de transmisiune cu capătul în gol, mai prezintă şi alte rezonanţe serie precum şi rezonanţe paralel.

O noutate a acestui tip de antenă este montarea, în acelaşi punct de alimentare, a unei antene în banda de 40 m, în acelaşi plan de radiaţie cu antena de 80 m.

Rezonanţele paralel ale antenei de 80 m se vor suprapune pe rezonanţele serie ale antenei de 40 m, astfel încât, influenţa reciprocă la nivelul impedanţei de intrare va fi redusă. Influenţa antenei de 40 m este de tip capacitiv asupra antenei de 80 m iar efectul în banda 3.6 MHz este mic, fiind compensat de transmatch.

In diagrama următoare, realizată prin masurătoare a impedanţei de intrare a ansamblului cu voltmetrul vectorial NanoVNA V.2 Plus, se observă variaţia coeficientului de unde staţionare, VSWR, pe întreaga gamă a undelor scurte 3-30 MHz.

In jumătatea inferioară a gamei, 3-11 MHz, antena prezintă rezonanţe serie în benzile 80 m, 40 m şi 30 m, iar în jumătatea superioară, 15-30 MHz, se manifestează unde staţionare care asigură un VSWR aproximativ constant, mai mic de 2.5. In cadrul acestui articol, analiza se va limita la benzile 80 m şi 40 m. Antena nu prezintă rezultate bune în banda de 14 MHz unde se manifestă o antirezonanţă.

Simularea funcţionării a fost făcută cu programele de analiză bazate pe nucleul NEC-2 şi a relevat faptul că antena poate fi folosită în benzile 3.6 MHz şi 7.1 MHz fără ajutorul unui transmatch. In banda 10 MHz este nevoie de adaptare cu transmatch-ul. In benzile 15, 18, 21, 24 şi 29 MHz se poate lucra fără adaptare dacă se acceptă un VSWR de maxim 2.2 care înseamnă o pierdere de putere de maxim 10%.

Se observă din forma caracteristicii de radiaţie că antena radiază cu preponderenţă la unghiuri mari, apropiate de verticlă. Astfel, antena prezintă o atenuare de 3 dB pentru unghiuri mai mari de 45^o.

Cum ionosfera are o înălţime medie de 300 Km, prin calcul geometric se deduce o distanţă a legăturilor, presupunând o singură reflexie, de maxim 400-500 Km.

Antena nu este adecvată pentru legături DX, la unghiuri mici de radiaţie, deoarece atenuarea creşte semnificativ sub 45^o.

Acest tip de antenă este foarte util pentru legături radio în situaţii de urgenţă (dezastre naturale), unde câmpul tactic de intervenţie se înscrie în raza de 400-500 Km. In situaţia României, o staţie de bază, instalată în oraşul Făgăraş, acoperă toată ţara cu legături de tipul NVIS.

Antena a fost testată de mine în benzile menţionate şi a corespuns cu simulările.

Menţionez totuşi că acoperă distanţe până în Anglia, Spania şi Portugalia, în Vest şi Ukraina în Est. Pe direcţia Nord – Sud nu am recepţionat trafic, acest lucru fiind explicabil prin modul de amplasare care nu poate fi schimbat, din păcate.

Pentru lămuriri nu ezitaţi să mă contactaţi.

4 Bibliografie

·         4NEC2 – Program de simulare şi proiectare antene filare versiunea V5.9.3. 4nec2 antenna modeler and optimizer (qsl.net)

·         MMANA Gal Basic – Program de simulare şi proiectare antene filare versiunea V 3.0. MMANA-GAL Basic (gal-ana.de)

Ing. Mihai Stocec YO3AYX

Articol aparut la 1-9-2023

2270