hamradioshop.ro
Articole > Echipamente si constructii radio Litere mici Litere medii Litere mari     Comentati acest articol    Tipariti

Antena dipol multiband

Alexandru Farkas YO5AMF

Problema antenelor multiband genereaza tot timpul compromisuri. O antena, care sa functioneze optim in toate benzile de radioamatori (cele clasice) si sa fie alimentata cu un singur fider, pare de domeniul fanteziei. Problema a fost rezolvata cu succes de radioamatorul VA2ERY dl. Robert Victor. Antena propusa de domnia sa a fost patentata si a fost publicata in reviste de radioamatori. Am dat peste aceasta descriere in revista Radiotehnika.nr.3/2005 din HA. La prima citire m-am revoltat: "Cum nu mi a venit mie idea asta simpla si geniala"?

Autorul se intreaba: Care este problema de baza?

  • antena sa rezoneze pe fiecare frecventa
  • impedanta de intrare sa fie aproximativ identica pentru fiecare frecventa, si pe cat posibil, sa aiba valoarea cablului coaxial sau bifilar standard.

    Daca vrem sa utilizam o antena pe mai multe benzi, putem alege trei posibilitati:

  • ne impacam cu dezadaptarile inerente pe anumite benzi.
  • reglam fiderul de alimentare si folosim circuite de adaptare (balun), astfel ca pentru fiecare frecventa si impedanta sa avem valori VSWR acceptabile pe fiecare banda.
  • alegem fizic punctul de alimentare pentru fiecare banda pentru impedanta conventionala de 50 ohm, astfel putem utiliza un fider conventional (cablu coaxial).

    Un sistem acordat in impedante permite adaptarea fiderului de alimentare cu impedanta de intrare a antenei prin deplasarea punctului de alimentare de a lungul antenei, unde Zant=Zcablu. Antena de mai jos foloseste acest sistem. Adaptarea antenei se realizeaza prin deplasarea punctului de alimentare de a lungul firului de antena. In acest fel atit pe frecventa de baza cat si pe frecventele armonice se poate stabili punctul optim de alimentare pentru fiecare frecventa, unde Zant = Zcablu. Folosirea diferitelor transmach-uri, trap-uri, etc, care sunt surse de pierderi devine astfel inoportuna. Singurul dezavantaj, care ne indeamna la folosirea unei telecomenzi este, ca la schimbarea benzii trebuie "umblat" la antena. (se "trage" punctul de alimentare).

    Cum functioneaza antena?

    Daca luam un dipol simplu λ/2 pentru 80 m, ne va permite lucrul in cele 5 benzi clasice 80m, 40m, 20m, 15m si 10m. Repartizarea tensiunii de-a lungul antenei, cand antena functioneaza in banda de 80m ne arata, ca in mijlocul geometric a dipolului avem un minim de tensiune, iar la capete un maxim de tensiune (+Umax, -Umax). Daca reprezentam repartitia curentului in antena observam ca avem un maxim de curent in mijloc si un minim de curent la capete. Prima remarca pe care o putem face este:(daca aplicam legea lui Ohm) ca in mijloc, unde avem Umin si Imax, impedanta este mica. La un dipol λ/2 cca 60-70 ohm, valoare influentata si de inaltimea fata de sol a antenei.

    In cazul functionarii pe mai multe benzi a unei singure antene, aceasta trebuie sa rezoneze pe fiecare banda. Benzile clasice de radioamator sunt intre ele in relatie armonica, adica: f; 2f; 3f; etc. Din acest motiv o antenna dipol λ/2 taiata pentru 80m, cu lungimea fizica de 40,42m, va rezona si pe 40m ca un dipol λ, pe 20m ca un dipol de 2λ, pe 15m ca un dipol 3λ si pe 10m ca un dipol de 4λ. Deci lungimea fizica a unei antene dimensionata pe o frecventa inferioara va rezona si pe frecventele superioare daca intre frecvente exista o relatie armonica. Desenam repartitia tensiunii de a lungul firului unui dipol λ/2 pentru 80m (3,5Mhz) si o alta diagrama cu repartitia tensiunii de a lungul firului antenei cind alimentam antena cu un semnal de 7MHz (40m). Observam ca la capete, in ambele cazuri, avem maxim de tensiune (deci antena rezoneaza si pe 80m si pe 40m). Impedanta de intrare la mijlocul antenei pentru semnalul de 3,5MHz este mica (60-70ohm), Umin si Imax, iar pentru semnalul de 7MHz antenna prezinta in mijloc o impedanta mult mai mare (Imin si Umax).

    Antena dipol mutiband, fig. 1

    Un fir cu o lungime de 40,42m, alimentat la mijloc, in puntul A, va rezona ca o antena dipol λ/2 in banda de 80m. Impedanta in punctul A fiind de 60-70ohm, face posibila alimentarea directa a antenei cu un cablu coaxial. Acelasi fir de antena, pe banda de 40m va rezona ca un dipol λ, si daca se muta punctul de alimentare a antenei din A in ptc. B, unde impedanta este tot 60-70 de ohm, cu acelasi fider antena devine multibanda. Urmand rationalmentul de mai sus se poate observa ca antena noastra va rezona si pe benzile de 20m, 15m si pe 10m, dar punctul de alimentare va trebui deplasat din ce in ce mai spre stanga.

    O astfel de antena pe linga faptul ca permite o adaptare perfecta pe fiecare banda, pe benzile superioare asigura si un castig semnificativ, devenind din dipol λ/2, respectiv un dipol λ ; 3λ si 4λ. Unde se afla acest punct B pentru noua frecventa f2 = 2f ? Se poate observa ca acest punct se afla la o distanta de λ2/4 pentru frecventa f2 respectiv λ2 = 40m. Deci lungimea la un capat al antenei pina la punctul de alimentare va fi va fi d= λ2 /4, iar pe celalalt capat λ2 /2 + λ2 /4 = 3/4 λ2 . Lungimea totala a antenei va fi (3/4 +1/4) λ2 = λ2.

    Se poate trage concluzia :

  • punctul de alimentare pentru o alta frecventa armonica (superioara) f2 se va muta cu λn/4, fata de punctul anterior, (pentru o frecventa inferioara).
  • daca n=3,5,6 antena noastra va functiona tot dupa acest rationalment
  • daca pe lungimea firului obtinem n x λn/2 si la capete avem maxim de tensiune, firul va rezona si pe lungimea lui se poate gasi un punct de alimentare corespunzator pentru alimentare cu un cablu standard.

    Putem desena o diagrama, unde, pentru simplificare undele sinusoidale sunt aproximate cu unde triunghiulare. De data acesta luam ca antena de baza sa fie un dipol dimensionat pentru banda de 40 m (7Mhz), care va putea lucra si pe frecventele de 14MHz, 21MHz si 28MHz, schimband punctul de alimentare. Pozitia punctelor de alimentare rezulta din diagrama de mai jos.

    Antena dipol mutiband, fig. 2

    Dar, constructiv cum se poate realiza glisarea punctului de alimentare?

    Aici este ideea geniala a autorului. Daca principiile prezentate de mai sus functioneaza pentru un dipol deschis, trebuie sa fie valabile si pentru un dipol indoit. Singura diferenta a dipolului indoit, fata de dipolul deschis este la impedanta de intrare. Dipolul simplu avind 2 brate de λ/4, si fiecare brat avind o impedanta de cca 36 ohm, inseriate dau o impedanta de intrare de cca Z= 72 ohm. la dipolul indoit avem 4 brate, rezulta o impedanta de intrare globala de Z=300ohm.

    Dipolul indoit, daca se fixeaza la capete pe doua scripete din material dielectric, formeaza o bucla inchisa, ce poate fi trasa ( "sarma de intins rufe" ). Punctul de alimentare gliseaza liber, de la un capat la celalalt, iar lungimea antenei ramine neschimbata.

    Constructiv antena arata astfel:

    Antena dipol mutiband, fig. 3

    Cateva idei constructive:

  • antena originala a fost executata fara balun, alimentarea facandu-se cu un cablu panglica tip TV.
  • balunul, in caz in care il folosim poate fi si in casa, linga emitator, coborarea din punctul de alimentare facindu-se cu cablu panglica de tip TV de 300ohm (daca se mai gaseste…), dupa care din balun se intra in TX cu un cablu coaxial cu o lungime oarecare.
  • lungimea fizica a cablului (fie TV de 300ohm, fie cablu coaxial), nu este critica.
  • in cazul cand folosim balunul pe antena, aceasta se va suspenda cu un fir prevazut la capat cu o glisiera, care se va agata pe firul superior de antena pentru a fi suspendat, conform figurii 4.
  • balunul se va confectiona pe un tor de ferita.

    Antena dipol mutiband, fig. 4

    Acordul antenei:

    Se poate face foarte precis folosind un VSWR- metru. Prin deplasarea punctului de alimentare in jurul punctului calculat se obtine un VSWR 1:1 pentru fiecare banda.

    Propuneri :

    Realizarea unei punti la care se introduce in bucla de reactie un VSWR metru, iar iesirea puntii comanda un electromotor, care printr-un mecanism cilindru, actioneaza asupra firelor de neylon, prin care se realizeaza telecomanda glisarii punctului de alimentare. In acest caz acordul impedantei de intrare se realizeaza automat.

    Antena dipol mutiband, fig. 5

    Antena dipol mutiband, fig. 6

    Alexandru Farkas YO5AMF

    Articol aparut la 4-7-2005

    24657

    Inapoi la inceputul articolului
  • Comentarii (19)  

  • Postat de David MOLDOVAN - YO5BTZ la 2005-07-04 11:54:02 (ora Romaniei)
  • Ingenios. In urma cu cativa ani am vrut si eu sa-mi fac o antena cu scripeti, dar putin mai complicata. Am renuntat la idee datorita faptului ca la aceeasi inaltime impedanta dipolului depinde de lungimea de unda. Sistemul cu scripeti ar fi scurtat bratele dipolului, sarma adunandu-se pe scripeti in asa fel incat pe orice lungime de unda antena sa fie un dipol in lambda/2 iar feederul sa stea pe loc. Cred totusi ca antena gandita de mine ar functiona bine daca ar fi amplasata la o inaltime foarte mare. Antena descrisa in acest articol este de o ingeniozitate, simplitate, si eleganta dezarmante. Dipolul indoit are o largime de banda mai mare decat dipolul deschis ceea ce constitue un avantaj fata de dipolul deschis). Antena descrisa in acest articol facuta in doua exemplare acopera toate cele sase benzi clasice de unde scurte utilizate in marea majoritate a concursurilor internationale. Felicitari si in acelasi timp multumiri autorului articolului pentru efortul depus. Cred ca aceasta antena s-ar putea completa cu un reflector si cu unul sau mai multe directoare devenind o antena Yagi care va putea functiona si pe armonici. Directorul (directoarele) si reflectorul vor avea lungimi constante. Cu cat ordinul armonicii va fi mai mare cu atat si castigul va fi mai mare. Imi scot palaria in fata inventatorului acestei antene. Pe aceasta cale invit amatorii constructori de antene sa colaboram la realizarea si experimentarea unor antene Yagi multiband cu vibratorul dipol indoit la fel cu cel descris in acest articol. 73 de YO5BTZ.

  • Postat de OCTAVIAN DRAGOMIRESCU - YO5RE la 2005-07-04 21:22:51 (ora Romaniei)
  • Salut Alex,
    Foarte interesant articolul ce l-ai preluat dela
    micii din HA. Hai saptamana viitoare, martzi
    sau joi, la club, sa stam de vorba, mai in de-
    taliu. Eu cred ca s-ar tragw si in benzile
    WARC.
    servus, 73 de Tavy.

  • Postat de Oproescu Gheorghe - YO4BKM (yo4bkm) la 2005-07-05 10:53:27 (ora Romaniei)
  • Analizand figura nr. 2 si urmand acelasi rationament, se mai observa ca:
    1. Pentru banda de 15 m antena se poate alimenta si in acelasi loc cu alimentarea pentru fundamentala de 40 m, adica la jumatate;
    2. Se pot alege anume frecvente armonice pentru care dipolul sa se alimenteze mereu la jumatate, construind antene la care sa nu se mai schimbe legatura cu cablul de alimentare;
    3. Pentru banda de 10 m sunt doua puncte de alimentare situate pe fiecare jumatate a antenei;
    4. Pornind de la o antena dipol pentru banda de 80m, punctele de alimentare pentru fiecare banda superioara devin mult mai multe decat cele aratate explicit in material, largind foarte mult posibilitatile de acord.

    Sa fie oare posibil?

  • Postat de Romeo - la 2005-07-06 11:30:22 (ora Romaniei)
  • La adresa de mai jos puteti gasi ceva asemanator: http://www.ot25.pzk.org.pl/grafika/victory_day_2/final/MONTAJE%20ANTENA%20MORGAIN%2040-80%20EA6XD%20U.R.E.zip

  • Postat de Alex Farkas - YO5AMF la 2005-07-07 12:22:46 (ora Romaniei)
  • Din cauza prelucrarii textului simbolul "lambda" s-a transformat in "?", deci dupa printare sa le corectatzi cu creionul..... din discutzii avute cu mai multzi, telecomanda s-ar putea realiza elegant plasand motorul chiar in scripete (se poate complica solutzia elegant cu un motor pas cu pas...hi ). Si o ultima remarca firul de antena trebuie sa fie obligatoriu litzat.

  • Postat de Ciprian - N2YO (n2yo) la 2005-07-12 05:53:56 (ora Romaniei)
  • Am corectat problema cu λ

  • Postat de Alex - -. ..--- - la 2005-07-13 05:39:25 (ora Romaniei)
  • Mi-aduce aminte the antena verticala facuta dintr-o coloana de apa sarata intr-un cilindru(teava) de plastic. Impedanta coloanei de apa se controleaza prin pomparea sau scurgerea apei din cilindru, deaceea marind sau micsorind inaltimea verticalei. Singura problema intalnita a fost ca la puteri mai mari de 100W reactia chimica cu sarea producea acid sulfuric care mirosea cam rau :)
    Alex

  • Postat de CUIBUS IOSIF - YO5AT la 2005-07-13 21:13:25 (ora Romaniei)
  • Ma bucur foarte mult pentru punerea public acestei articol pentru ca s-a observat in ultimul timp o impodmolire in materialul de antene si lupta cu tot feluri de compromisuri la montarea de antene multiband. Idea este foarte interesanta si daca se confirma cele scrise in articol cred ca se rezolva o mare problema al radioamatorilor ca o antena sa lucreze prfect in toate benzile de unde scurte ( benzile clasice ). Felicitari pentru idea de a publica aici la "RADIOAMATOR.RO". Multumim.
    IOSIF ( YO5AT )

  • Postat de Graur(e) - la 2005-07-14 10:56:56 (ora Romaniei)
  • ---Pentru Alex: cum se poate ca o sare sodica (probabil sarea de bucatarie, NaCl, in lipsa altei precizari din text) sa dea acid sulfuric (H2SO4)? Sa fie vorba cumva despre sulfatul de cupru (CuSO4) folosit ca sare? Sau cumva rezulta acid clorhidric (HCl), usor volatil si foarte toxic? Precizeaza! Expresia "deaceea" nu exista, se zice "de aceea". Verifica si constructia frazei, este cu finalul in vant (adica fara sarcina si arzi jonctiunile).
    ---Pentru YO5AT: "impodmolire" nu exista, se zice "impotmolire".

  • Postat de Alex - -. ..--- - la 2005-07-16 03:07:48 (ora Romaniei)
  • Impedanta unui dipol indoit nu este intotdeauna de 300 de OHMi ci depinde de de distanta dintre cele doua parti horizontale. Un caz special al Dipolului foldat este un dipol in care toate laturile sint egale deci un patrat. Cei care s-au jucat cu antene de tip LOOP wor intelege mai usor corelatia intre lungimea si inaltimea dipolului.
    Cazul extrem este cind dipolul foldat are o lungime foarte mica dar are inaltime foarte mare caz in care dipolul se transforma intr-o verticala.
    Cred ca autorul ar trebui sa precizeze dimensiunea pe verticala a dipolului lui foldat.
    -. ..--- -. -. ..-

  • Postat de mihai - YO4RQL la 2005-08-10 20:14:46 (ora Romaniei)
  • Buna ziua ALEX,este interesat articolul dar daca puteti sa spuneti ce diametru au scriletii, si cum se face acordul realizarea unei punti fig 5 astept mail dumneavoastra 73 si numai bine

  • Postat de costantinescu eugen - NU la 2005-08-25 21:56:47 (ora Romaniei)
  • Cred ca,e bine ca, autorul articolului sa faca si un scurt comentariu "comparativ" vizind performantele obtinute cu aceasta antena.Voi urmari cu interes comentariile viitoare. SUCCES !

  • Postat de SAVOIU VICTOR - MU106 la 2005-11-23 22:14:33 (ora Romaniei)
  • AM SA O INCERC.CHIAR PARE INTERESANTA

  • Postat de VICTOR - MU106 la 2005-11-23 22:27:06 (ora Romaniei)
  • SUNT NECESARE TOTUSI MAI MULTE DETALII PT.EXECUTIA PRACTICA.PARE SA INTRUNEASCA CEEA CE NE DORIM CU TOTII DE MULTA VREME.O MARE PROBLEMA E CONTACTUL PE FIR LA CULISARE PT.PUTERI MARI SI CALITATEA ACESTUIA.UN LUCRU E CERT;ACEASTA AVENTURA NU ESTE COSTISITOARE

  • Postat de Alex Farkas - YO5AMF la 2005-12-01 19:23:11 (ora Romaniei)
  • Ptr. Victor!
    contactul de culisare....nu este contact! este ptr sustzinerea greutatii balunului si a cablului coaxial, este un simplu "agatzator" si nu are nici un rol functzional. cu bine 73/dx
    Alex

  • Postat de vanea - 14 la 2006-11-23 18:43:01 (ora Romaniei)
  • lkwehgg

  • Postat de nic - YO4LHR la 2007-01-12 20:22:14 (ora Romaniei)
  • Foarte ingenioasa ideea chiar daca este veche. Eu am incercat un asemenea dipol care sa lucreze intre 26 si 30 MHz (pentru carcotasii care "nu au indicative" : oare de ce de la 26 MHz ?). Rezultate modeste. Impedanta nu ramane 300 de ohmi ci variaza foarte mult si de aici neadaptari, pierderi, etc. Oricum, este un compromis interesant care - totusi - merita atentia.
    Best 73 de nic

  • Postat de Ady - YO2NAA la 2011-01-07 16:45:35 (ora Romaniei)
  • Am simulat aceasta antena (FD4) cu MMANA-GAL si cu EZNEC, si impedanta rezultata mai curand in jur de 150 ohm (nici macar 200). A masurat cineva impedanta uni FD4 cu analizorul (prin feeder multiplu de L/2 ca sa nu transforme impedanta antenei) ?

    73 Ady YO2NAA

  • Postat de Alex Farkas - YO5AMF la 2011-01-25 13:13:17 (ora Romaniei)
  • Ptr. Ady: antena descrisa in articol este un dipol repliat, care are o impedantza de 240-300ohm, deci nu este vba de FD4....sorry
    cu un analizor MFJ sau AA200 bineintzeles se poate masura impedantza oricarei antene. Daca folosim un cablu lamda/2 x K (coef. de velocitate)impedantza masurata jos la capatul cablului, va fi identica cu impedantza antenei. Succes si 73! Alex

    Scrieti un mic comentariu la acest articol!  

    Opinia dumneavoastra va aparea dupa postare sub articolul "Antena dipol multiband"
    Comentariul trebuie sa se refere la continutul articolului. Mesajele anonime, cele scrise sub falsa identitate, precum si cele care contin (fara a se limita la) atac la persoana, injurii, jigniri, expresii obscene vor fi sterse.
    Comentariu *
     
    Trebuie sa va autentificati pentru a putea adauga un comentariu.


    Opiniile exprimate în articole pe acest site aparţin autorilor şi nu reflectă neapărat punctul de vedere al redacţiei.

    Copyright © Radioamator.ro. Toate drepturile rezervate. All rights reserved
    Articole | Concursuri | Mica Publicitate | Forum YO | Pagini YO | Call Book | Diverse | Despre Radioamator.ro | Contact