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

80m... Cum si cu ce?

Gheorghe Andrei Radulescu YO4AUP

Intregul album cu desene, diagrame si fotografii este la adresa: http://picasaweb.google.com/yo4aup/DouaAntene#   

 

            Cind am modificat antena DX88, un distins coleg intr-ale radioamatorismului a scris:

 "Postat de Vali YO2LDC la 2008-03-18 22:52:16 (ora Romaniei)
Felicitari pentru articol si executia lucrarii! Abia acum realizez ce nu face omul ca sa aiba o antena si pentru banda de 80m. Desi performantele ei (in 80m) nu se pot apropia nici pe departe de ale unei antene full-size (eu doar in contragreutati am peste 1km de sarma), sunt sigur ca aceasta antena iti ofera si satisfacerea unui trafic decent in 80m"

            Mi-am permis sa reproduc acum acest comentariu pentru ca mi se pare ca este o introducere perfecta la cele ce urmeaza :         ce nu face omul ca sa aiba o antena care sa- i ofere si satisfactia unui trafic decent in 80m  !?

            Trebuie sa precizez ca locuiesc in mijlocul orasului, la casa, intr-un cartier de case care incep sa fie inlocuite de vile cu unul sau doua etaje, asa ca incet incet am inceput sa fiu "zidit" de jur imprejur. Acum pot lucra in 80m cu antena DX88 pe care o pot acorda in toata banda de 80 m, [http://www.radioamator.ro/articole/view.php?id=462 ] amplasata pe casa, cu baza la cota +6m, sau cu un dipol cu mijlocul la cota +10m si capetele pe la cota +5 dar bratele lui trec pe desupra caselor vecine sau cu o antena T2FD de la  B&W tip BWD – 90 care este agatata cu mijlocul la cota +11m si  bratele  similar cu ale dipolului monobanda, pe deasupra caselor vecinilor care inca nu au crescut in inaltime. Merge dar nu grozav. Datorita faptului ca stau la ‘capatul pamintului’, sint momente cind aud greu districtele diametral opuse pe harta YO in special YO2.  Cei care stau la bloc si au antenele la 40 m inaltime nu au aceste probleme.

Ce as putea face ca sa aud mai bine in 80 m ???       

Imi umbla prin cap ideea de a cupla DX88–ul cu o antena verticala monobanda ECO – 80m, si pentru aducere aminte am recitit articolul lui Alex, YO5AMF, despre cuplarea a doua antene, [publicat  la adresa  http://www.radioamator.ro/articole/view.php?id=333 ] si articolul publicat de Nora, YO4AYL, in revista Radiocomunicaţii şi Radioamatorism, in numarul  1 / 2011.  [ Dati click aici pentru articol.] 

Pina sa ma apuc de lucru insa trebuie sa-mi mai pun la punct teoria.si sa ma conving ca merita eforturile , atit fizic cit si financiar.

 

In analiza ce urmeaza presupun directia celor doua antene ca fiind nord – sud, cu antena A1 la sud si cu A2 la nord.. Pentru alta orientare a axei A1A2, diagramele de directivitate vor fi rotite  in mod corespunzator si gasirea  variantei optime se va face pentru fiecare caz in parte, urmarind aceiasi logica.

 

Ecuatia pentru  ‘ Putere’

          (D/λ)  = ?             Ψ =  0

P1        r = 4 * [cos  p [– 0.25 sin ( t )]]^2

          (D/λ)  = ?             Ψ =  - π/2    

P2        r = 4 * [cos  p [ (-1/4) - sin ( t )]]^2

          (D/λ)  = ?             Ψ =  - π     

P3        r = 4 * [cos  p [ (- 0.5) – 0.25 sin ( t )]]^2

          (D/λ)  = ?             Ψ = - 3π/2    

P4        r = 4 * [cos  p [ (- 3/4) – 0.25 sin ( t )]]^2

          (D/λ)  = ?             Ψ =  0

P5        r = 4 * [cos  p [– 0.5 sin ( t )]]^2

          (D/λ)  = ?             Ψ =  - π/2    

P6        r = 4 * [cos  p [ (- 1/4) – 0.5 sin ( t )]]^2

          (D/λ)  = ?             Ψ =  - π     

P7        r = 4 * [cos  p [ (- 1 / 2) – 0.5 sin ( t )]]^2

          (D/λ)  = ?             Ψ = - 3π/2      

P8        r = 4 * [cos  p [ (- 3/4) – 0.5 sin ( t )]]^2

Din articolul scris de YO4AYL preiau ecuatiile curbelor de directivitate in putere, P1 - P8, pentru D = λ / 4 si pentru D = λ/ 2 la patru defazaje fiecare, Ψ= 0, Ψ = - π / 2, Ψ = - π, Ψ = - 3π / 2.

 

Desenez cu Graphmatica cele opt diagrame de directivitate. Aceste diagrame de directivitate sint reprezentate in Fig 01 de mai jos. [vezi si desenele P1 pina la P8 si Harta azimutala P1 pina la Harta azimutala P8 din album]

 


Fig 01 Curbele  de directivitate

 

Pentru o analiza mai usoara a avantajelor si a dezavantajelor oferite de fiecare varianta, am suprapus diagramele pe acelasi sistem de coordonate polare, obtinind Fig 02 Curbele P  pentru D=λ/4 si pentru D=λ/2.

 


Fig 02 Curbele P 

 

Privind diagramele de directivitate  pentru D = λ / 4, se observa ca diagramele P1 si P4 practic le includ [ le acopera ] pe celelalte doua, asa ca numai acestea ramin in analiza, in timp ce pentru D = λ/ 2, ramin in analiza toate patru variantele de defazaj.

Diagrama P4Cardioida este singura diagrama de directivitate unidirectionala.  Pentru a inversa sensul de radiatie trebuie inversate antenele A1 cu A2 . 

Avind clarificate cele de mai sus se pot redesena diagramele de directivitate ca in Fig 03 Diagramele de directivitate

 


Fig 03 Diagramele de directivitate

 

Daca suprapunem aceste diagrame peste harta azimutala a globului pamintesc centrata pe YO, rezulta urmatoarele doua variante de "antena directiva fixa cu directivitate rotitoare", Fig 04 pentru D=λ/4 si Fig 05 pentru D=λ/2.

 


Fig 04 Antena directiva fixa cu directivitate rotitoare, D=λ/4

 


Fig 05 Antena directiva fixa cu directivitate rotitoare, D=λ/2

 

Prima decizie importanta pe care pe care trebuie s-o iau este daca amplasez antenele la o distanta D = λ / 4 sau  D = λ/ 2 una fata de alta. Este vorba se distanta dintre antene de 21m sau  de 42m !, de spatiul pentru contragreutati [ideal ar fi cel putin cite 4 la fiecare antena, cu lungimea de 21m fiecare!!!] si poate cel mai important lucru, de relatia cu vecinii peste ale caror proprietati [case si curti]  trebuie trecute contragreutatile sau poate in a caror proprietate trebuie instalata o antena, sau, cel mai probabil, toate astea la un loc.  

Daca am optat pentru distanta D=λ/4, solutia posibila de montaj este cea din Fig 6, iar in cazul D=λ/2, schema este cea din Fig 07..

 


Fig 06 PROPUNERE pt D=0,25 L

 


Fig 07 PROPUNERE pt D=0,50 L

 

Deoarece numai directia antenelor este certa, N –S , dar pot sa optez pentru oricare din cele doua variante, este necesara o analiza mai atenta a avantajelor si dezavantajelor oferite de cele doua variante [D = λ/4 sau  D = λ/2]

 


Fig 08 Comparatie

 

Privind in Fig 08 pentru D=λ/4, sint trei cazuri de functionare

 

·         Ψ = 0, [BROADSIDE] indiferent de orientarea antenelor, A1 la sud si A2 la nord sau invers, cind radiatia este bidirectionala, Est si Vest, cu o deschidere de 60° in ambele directii.

·         Ψ = -3π / 2 [CARDIOIDA]  cu antena A1 la sud si antena A2 la nord , cind radiata este unidirectionala spre Nord si cu o deschidere de 120° [ cardioida asigura un unghi de radiatie de  aproape 180 ° ]

·         Ψ = -3π / 2 [CARDIOIDA] cu antena A2 la sud si antena A1 la nord , cind radiata este unidirectionala spre Sud si cu o deschidere de 120° [[ cardioida asigura un unghi de radiatie de  aproape 180 °]

 

Privind in Fig 08 pentru D=λ/2, sint patru cazuri de functionare, toate cu aceiasi orientare a antenelor [A1 la sud si antena A2 la nord] si toate cu radiatie bidirectionala.

 

·         Ψ = 0, radiatie bidirectionala, Est  si Vest, cu deschiderea de 30 ° in fiecare parte

·         Ψ = -π / 2, radiatie bidirectionala, Est-SudEst  si Vest-SudVest, cu deschiderea de 35 ° in fiecare parte

·         Ψ = -π  [ENDFIRE], radiatie bidirectionala, Nord si Sud, cu deschiderea de 80 ° in fiecare parte

·         Ψ = -3π / 2,  radiatie bidirectionala, Est-NordEst  si Vest-NordVest, cu deschiderea de 35 ° in fiecare parte.

 

Comparind cele doua variante, rezulta ca pe directia E – V, acestea sint similare: sistemul are directivitate bidirectionala. Norocul este ca propagarea la DX nu se deschide simultan in cele doua directii.

Pe directia N – S insa, de preferat este varianta cu D=λ/4 si  fazare cu Ψ = -3π / 2 pentru directivitatea in forma cardioidei, varianta care impreuna cu inversarea  antenelor [A1 devine A2 si invers] ofera directivitate unidirectionala spre Nord sau spre Sud.!

 

Asta a fost discutia la DX.

 

Pentru traficul local, analiza celor care au amplasamentul statiei la margine de tara, trebuie facut pe harta Romaniei.

In fotografia Fig 09 Harta Romaniei – Constanta am determinat azimutul lobului principal necesar pentru trafic YO daca statia este amplasata in Constanta sau pe aproape, undeva in Dobrogea, iar in Fig 10 am suprapus diagrama de directivitate pentru D=λ/2 si orientarea antenelor N–S.

 


Fig 09 Harta Romaniei – Constanta

 


Fig 10 Harta Romaniei - Constanta  D= 0.5 L Antene  N-S

 

Se constata ca sint necesare trei comutari de linii de defazare pentru a acoperi intreg teritoriul tarii.

 

                   Pentru varianta cu  D=λ/4, daca axa de orientare este coliniara tot cu directia nord - sud, pentru modificarea directiei de radiatie, sint necesare doua comutari, pentru modificarea defazajului. asa cum se vede in Fig 11.          

 


Fig 11 Harta Romaniei - Constanta - D=0.25L  N-S

 

 Pentru varianta cu  D=λ/4, daca m-as numara printre putinii fericiti care pot amplasa axa de orientare a antenelor coliniara cu azimutul de la amplasament spre centrul tarii, atunci configuratia D=λ/4 cu defazaj Ψ = -3π / 2 [CARDIOIDA], asigura legatura cu intreg teritoriul tarii fara nici o comutare, asa cum se vede in Fig 12.          

 


Fig 12 Harta Romaniei - Constanta P4 la 305 °.

 

 

            Fiecare cititor trebuie sa refaca rationamentul de mai sus  pentru amplasamentul sau.

In albumul cu fotografii aferent acestui articol sint toate diagramele si fotografiile necesare efectuarii analizei pe alt amplasament.  Rotirea diagramei de directivitate poate fi facuta cu orice program de prelucrare de imagini. Eu am folosit Irfan View,  comanda: Open  si apoi Imagine – Rotire fina.

 

Dar asa cum spune YO4AYL in finalul articolului ei, ce ne trebuie de fapt , ce am vrea sa construim, ce se poate construi in functie de relatia cu vecinii, si ce ni se potriveste in materie de antene , este o alta poveste.....

 

            Din tot ce am povestit mai sus, pina acum este in functiune antena DX88 pe care am facut-o acordabila in toata banda de 80m. Relatia cu vecinii este buna si trebuie incepute tratativele, ramine de convins Ministrul de finante pentu introducerea in planul de investitii a antenei ECO 80m si a cablului coaxial.[ cca 350 € ]

 

Ce este mai dificil este faptul ca trebuie sa iau decizia asupra solutiei constructive:

 

·         Ramine asa cum este, Antena Dipol 2 x 20,20 m pentru traficul local si Antena DX88 pentru lucrul la Dx . Este cea mai simpla varianta pentru ca nu fac nimic, nu mai cheltui nimic, dar ramin fara raspuns la intrebarea: "dar daca faceam una sau alta dintre variante as fi auzit mai bine?"

·         Daca totusi ma mina curiozitatea sa vad daca nu cumva ar fi mai bine altfel, si deoarece singura orientare posibila a axei A1A2 in amplasamentul meu  este N-S, ar trebui sa aleg sa construiesc varianta    D=λ/4 comutabila pe trei directii de radiatie asa cum se vede in Fig 13.

 

 


Fig 13 Solutia de analizat.

 

 

Acum insa abea vine iarna. Iarna are zile scurte si nopti lungi. Noaptea este un sfetnic bun.

Vom trai si, daca sintem sanatosi, vom mai vedea la vara viitoare.

Gheorghe Andrei Radulescu YO4AUP

Articol aparut la 23-12-2010

11525

Inapoi la inceputul articolului

Comentarii (8)  

  • Postat de Daniel - YO5PDW la 2010-12-24 07:12:50 (ora Romaniei)
  • Interesant articolul.Si eu am experimentat multe antene dar intotdeauna am ajuns la concluzia ca verticala nu este o antena pt lucrul yo in schimb "merge" super la Dx.Erau cazuri in care pe verticala FULL size(19m) cu peste 64 radiale auzeam statii yo la un nivel extraordinar de mic,cateodata pana la limita zgomotului iar pe deltaloop full size 83m se auzeau la 59+,la fel aceeasi treaba si pe un simplu dipol orizontal la 10m inaltime,cu capetele printre copaci.Deci dupa parerea mea un simplu dipol simetrizat cu balun 1/1 chiar si la inaltime mica va "merge" mult mai bine decat orice verticala dar atentie ma refer numai la zona YO.In schimb la Dx si mai ales la distante foarte mari verticala o sa fie cea mai buna alegere.Ceva asemanator cu experimentul dumitale am facut si eu dar fara calcule teoretice.Aveam acum cativa ani o verticala 19m cu radiale(inclusiv toate gardurile si orice forma din fier care avea un capat in pamant...HI)si un deltaloop 83m care faceau un tandem interesant si foarte bun deoarece auzeam foarte bine cu verticala si primeam controale de 58-59 din JA,VK cu 100W dintr-un FT857 in timp ce alti compatrioti sau nu auzeau sau nu erau auziti.Cred ca deltaloop-ul se comporta ca un imens reflector in spatele verticalei datorita pozitiei si distantei fata de aceasta.Pe tema asta cred ca o sa imbatranim si tot nu o sa terminam experimentele...HI!Va salut,73!Sanatate,numai bine,sarbatori fericite!!!

  • Postat de Cristi - YO3FFF la 2010-12-24 14:52:40 (ora Romaniei)
  • Buna ziua,

    Instructiv articolul. Vreau sa atrag atentia celor care vor sa treaca si la fapte ca simularea teoretica este facuta in conditii ideale. Daca acest model este aplicat in practica, cu siguranta nu se va confirma decat data va fi implementat pe un camp, fara niciun fel de obstacole intr-un cerc de cel putin 2-3 lambda. Spre exemplificare, se poate introduce acest model intr-un program de simulare de antene (ex: MMANA) cu alte antene sau obiecte metalice de variate forme in apropiere. Veti vedea ca se schimba foarte mult caracteristica de directivitate. Am construit un sistem de doua antene verticale full size pentru banda de 20m. In simulare si calcule "iesea" foarte bine. Adaptarile erau bune, defazajele la fel insa, la testul masuratorilor de camp au aparut probleme. La fel si la observarea functionarii "live"...Explicatia a venit dupa multe ore de lucru in fata calculatorului. Simuland aproape intreaga "panoplie" de obiecte metalice din campul apropiat, am constatat ca de fapt teoria e buna, modelul fizic aplicat fiind inexact!
    Asa ca, urez mult succes celor care intreprind astfel de activitati teoretice si se mai incumeta sa le si puna in practica in spatii "inadecvate".

    La multi ani tuturor!

    73 de YO3FFF
    Cristi

  • Postat de Adrian - YO3HJV (yo3hjv) la 2010-12-25 00:53:16 (ora Romaniei)
  • Interesant principiul enuntat si demn de retinut rationamentul. Totusi, pana la aplicabilitatea lui practica mai trebuie luata in discutie-pe langa elementele parazitice-si elevatia antenelor. Subiectul nici mcar nu a fost luat in discutie... Cu atat mai mult cu cat cele doua antene sunt modele diferite. Deci, ce se itampla cu elevatia? Care este influenta reciproca?

  • Postat de gheorghe andrei radulescu - YO4AUP la 2010-12-26 09:04:37 (ora Romaniei)
  • toate comentariile de mai sus sint corecte si influenta obiectelor din jur se manifesta si pentru o antena si pentru doua...dar o data ce si-a bagat dracul coada, gargaunele lucreaza si intrebarea ramine: oare cu doua antene se aude mai bine decit cu una singura???

  • Postat de mircea bochis - YO5AXB (yo5axb) la 2010-12-26 18:31:30 (ora Romaniei)
  • Referitor la intrebarea lui yo4aup ''oare cu doua antene se aude mai bine decit cu una singura???'' da, cu doua antene una polarizata vertical si una orizontal [mai ales in benzile joase cuplate pe un transceiver cu doua receptoare separate cum este FT-1000D iar apoi semnalul insumat auzi semnale pe care cu un transceiver cu o singura antena nu o sa le auzi niciodata.

  • Postat de Ion - YO8RXK la 2010-12-27 13:38:47 (ora Romaniei)
  • Multumim pentru articol, la multi ani tuturor acelora care poarta numele de Stefan si sarbatori fericite pentru toti HAM-ii !
    Abordarea benzii de 80 de metri cu antene ''inventate'' si verticale este cu adevarat greoaie, pot fi doua, dar daca nu sunt in faza, e tot greu mai greu! Degeaba arata un coeficient de unde stationare bun, aprope ideal ...daca antena de fapt e o rezistenta inductiva! Nici solutia trapurilor nu-i prea grozava, dar ce sa-i faci! Daca o antena verticala devine radiator in semi(ori submultiplu) de unda, iar celalalt element va fiasezat la o distanta dubla decat la Yagi,e posibilsa functioneze bine, asa cum a scris autorul, caruia ii multumesc urandu-i sarbatori fericite si un An mai bun! La multi ani! '73!

  • Postat de Alex Farkas - YO5AMF la 2010-12-28 16:54:17 (ora Romaniei)
  • Interesanta abordare a problemei privind cuplarea a doua antene diferite. Teoretic este OK! si ....astept cu nerabdare, primavara, cand o vei pune in practica, in stilul tau caracteristic; meticulos, documentat si argumentat.
    Este interesanta problema fazarii antenelor. Pe mine ma preocupa momentan fazarea unui sistem vertical, colinear, dar... cu alimentarea independenta, cu cablu separat, pentru fiecare antena, printr-un distribuitor de la baza antenei. Sa vezi cum este tzinuta sub control elevatzia sistemului!
    Va urez Un An Nou fericit cu multa sanatate, putere de munca si cutezantza, ceea ce ne face viatza mai palpitanta!
    73/88 Alex

  • Postat de Lari - YO9CSM la 2010-12-28 21:26:49 (ora Romaniei)
  • INTERESANT ARTICOLUL !!! Am remarcat replica din motto:,,ce nu face omul ca sa aiba o antena si pentru banda de 80m''.Felicitari autorului pentru articol dar si colegilor hami care au postat reamarcile domniilor lor.Cu stima,Lari,YO9CSM,ALEXANDRIA.

    Scrieti un mic comentariu la acest articol!  

    Opinia dumneavoastra va aparea dupa postare sub articolul "80m... Cum si cu ce?"
    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 iar dupa caz se va ridica dreptul de a posta comentarii.
    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