Ilie Mihăescu YO3CO

Informaţiile tehnice referitoare la această antenă au fost expuse pentru amatori de Ted Hart - W5QIR. Reamintesc că teorema lui Poynting spune că avem un transport de energie în spaţiu atunci când există simultan câmp electric E şi câmp magnetic H, iar acestea sunt în fază. Direcţia şi sensul vectorului Poynting sunt date de deplasarea câmpurilor la un moment dat. La o antenă EH rezistenţa de radiaţie variază în funcţie de unghiul dintre cele două câmpuri, deci de faza instantanee.

Fizic, antena EH este constituită dintr-o parte radiantă şi un circuit de adaptare cu generatorul, care produce fazarea între E şi H. Partea radiantă este formată din doi cilindri, fiecare având lungimea 1% din lungimea de undă. Se pune însă condiţia ca diametrul exterior al cilindrilor înmulţit cu 3,14 să fie egal cu lungimea cilindrului.

Cilindrii se montează la o distanţă (între ei) egală cu diametrul lor. Se obţine în acest mod, un câmp electric E în lungul cilindrilor şi un câmp magnetic H, perpendicular pe capacitatea dintre cilindri, deci câmpul H este perpendicular şi în contra-fază faţă de câmpul E.

Foarte important: spre a aduce cele două câmpuri în fază, deci a crea vectorul Poynting se foloseşte circuitul de adaptare constituit din două bobine şi două condensatoare variabile. Cuplarea circuitului LC crează condiţia fizică de sinfazare între câmpuri, satisfăcând relaţia matematică a teoremei Poynting.

Este clar că nu ne aflăm în faţa unei antene rezonante; antena EH va funcţiona pe frecvenţa dorită numai când cei doi cilindri vor fi fazaţi şi va fi obţinută adaptarea de impedanţă. Variind dimensiunile cilindrilor, dar menţinând neschimbat raportul între lungime şi diametru, rezistenţa de radiaţie rămâne neschimbată. De reţinut că banda de trecere a acestei antene este destul de mică, fiindcă defazarea între E şi H îşi spune cuvântul.

La o antenă hertziană impedanţa caracteristică se poate măsura imediat cu o punte.

Pe o antenă EH valoarea impedanţei nu se poate măsura direct pe partea radiantă ci numai la intrarea circuitului de adaptare de fază şi numai după ce acesta a afost corect acordat.

Construcţia practică şi experimentarea unei antene EH a fost publicată de IW0BZD - Giuseppe Accardo în Radioelettronica 4/2002 şi vom încerca să prezentăm cele expuse de realizator pe exemplarul pentru banda de 6m.

După cum o să remarcaţi construcţia este foarte simplă şi necesită puţine materiale, iar dimensiunile sunt cât se poate de mici, deci EH este o antenă bună pentru lucrul pe frecvenţe mici. Ca materiale pentru EH6, adică o antenă pentru banda de 6m (50MHz) s-au procurat: un tub PVC 015mm pentru instalaţii electrice circa 30cm; ţeavă de cupru cu diametrul interior 15mm şi exterior 17mm, circa 15cm lungime; conductor electric cu izolaţie şi secţiunea 1,5cm2; două condensatoare variabile 5-25pF; un conector PL259 pentru cablu RG-213.

Cilindrii din calcule pentru frecvenţa de 50,120MHz (trafic SSB) ar fi trebuit să aibă lungimea de 59,8mm la un diametru de 19,06mm, dar având ţeavă cu diametrul de 17mm s-a calculat lungimea 17 x 3,14 = 53,38mm PVC, adică pe un diametru de 15mm şi L1 = 9,5 spire, iar L2 = 10,5 spire.

Fig. 1

Fig. 2

La montarea antenei se procedează astfel:

- se taie cilindrii de cupru la dimensiunile stabilite;
- se verifică dacă cilindrii de cupru intră uşor pe tubul PVC şi se poziţionează la distanţa dintre ei egală cu diametrul cilindrilor, adică în cazul nostru 17mm;
- la extremităţile interioare ale cilindrilor se fixează câte o spiră ce are un capăt trecut în interiorul tubului PVC. Aceste fire vor face legăturile cu bobinele. Spira este cositorită şi face contact electric cu tubul de cupru la un capăt;
- la 12mm de marginea cilindrului inferior şi pe aceeaşi generatoare cu punctele unde au fost sudate contactele de la spirele dintre tuburi, se dă o gaură în tubul PVC unde se scoate firul de la cilindrul inferior (capătul spirei). Din acest punct începe construcţia bobinei L2 care are 10,5 spire.
- se face o gaură unde se termină bobina L2, se introduce în interiorul tubului PVC surplusul de sârmă;
- pe firul care vine de la spira bobinei superioare se trage un tub izolant cu scopul de a ţine firul în centrul tubului PVC;
- la 20mm de la bobina L2 şi pe aceeaşi generatoare cu punctul de terminare al lui L2 se execută o gaură de unde începe bobinarea bobinei L1 care are 9,5 spire. La terminarea bobinei L1 se face o gaură prin care se trece sârma în interiorul tubului PVC;
- la distanţa de 10mm de la terminarea bobinei L1 şi pe aceeaşi linie cu puntul de intrare a lui L2 se face o altă gaură;
- prin această gaură se trece firul care vine de la L2 şi la care se leagă masa conectorului PL259. Acest punct este de susţinere pentru firul de interior;
- se taie tubul PVC la dimensiunea finală şi se verifică dacă firele din interiorul tubului nu se intersectează;
- se caută un nod de fixare a conectorului PL259 la tubul PVC;
- conectarea prin cositorire la sfârşitul bobinei L2 şi începutul bobinei L1 unul dintre condensatoarele variabile ;
- se conectează prin cositorire celălalt condensator între începutul L2 şi sfârşitul L1;

Legăturile electrice trebuie să corespundă schemei electrice prezentate alăturat. Bobinarea lui L1 şi L2 se execută în acelaşi sens.

Acordul antenei se face astfel: se fixează antena pe un suport izolant, în poziţie verticală. Nu trebuie să existe în apropiere obiecte metalice. Se conectează antena printr-un cablu la un generator sau un Tx. La ieşirea Tx se montează un reflectometru SWR-metru.

Se injectează în antenă 50,120MHz (frecvenţa ce ne interesează) şi se reglează condensatoarele variabile până practic dispare unda reflectată. Trebuie obligatoriu folosită o şurubelniţă izolată.

Cu aceste reglaje antena construită poate fi folosită în trafic.

După măsurători cu aparatură specializată IW0BZD, reglând această antenă pe 50,120MHz, a constatat că poate lucra între 49,8MHz şi 50,47MHz. SWR în frecvenţa centrală 1:1, iar la frecvenţele extreme 2:1, impedanţa de intrare 50Ω. În trafic, antena EH la aceste mici dimensiuni s-a prezentat superior faţă de dipol sau J-pol.

Sperăm ca acest articol să vă poată fi de un real folos în abordarea construcţiei noului tip de antenă EH.

Ilie Mihăescu YO3CO

Articol aparut la 12-10-2009

11519