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

Antena verticala directiva pentru banda de 40 metri

- proiect teoretic -

Cristian Moldovanu YO4DFT

Introducere

Sper ca prezentul proiect sa il realizez in practica la cel de-al doilea amplasament (Viisoara, 42 km de Constanta) pana in luna august, pentru a putea participa la concursul CQWWRTTY editia 2011.

Am pornit de la cateva variante prezentate de DL2KQ pe care le-am adaptat si am incercat sa obtin un proiect care sa respecte conditiile existente si alte detalii constructive ce vor apare. Totodata, am urmarit ca antena obtinuta sa fie relativ usor de reglat si bineinteles sa fie reproductibila.

Condensatorii care urmeaza sa fie folositi vor fi de fapt trimeri cu aer pentru usurinta reglajelor.

Rezultate obtinute pe simulare (f = 7065 kHz, impedanta alimentare 28 ohm)
- castig = 5,62 dBi
- raport fata / spate = 19,82 dB
- castig la elevatie de 10 grade = 3,3 dBi
- castig la elevatie de 20 grade = 5,5 dBi
- castig la elevatie de 30 grade = 5,4 dbi

Descrierea antenei

Antena este compusa dintr-un vibrator aflat in pozitie centrala, cu lungimea putin mai mare decat ar fi nevoie pentru o verticala in sfert de unda. Am ales lungimea vibratorului de 12 metri avand in vedere posibilitatea procurarii unui pilon telescopic de aceasta lungime, cu diametrul la baza de 70 mm iar la varf de 35 mm.

Vibratorul urmeaza a fi montat la inaltimea de 1,5 metri deasupra solului pe un stalp de lemn (sectiunea 10 x 10 cm) incastrat in pamant.

Totodata, am prevazut existenta a 4 radiale in lungime de 10,40 metri fiecare; extremitatile radialelor vor fi montate la 0,2 metri fata de pamant.

In varful vibratorului urmeaza a se instala o cruce (4 brate de cate 4 metri fiecare) confectionate din vergele de pescuit telescopice de fibra de sticla, acestea avand rolul de sustinere pentru elementele reflector/director.

Cele 4 elemente care au rolul de reflector/director au extremitatea inferioara ancorata la cate o teava galvanizata care sa asigure legatura elementelor la pamant.

La 5 cm de conexiunea de impamantare a acestora se vor prevedea casete cu relee care vor asigura 3 pozitii:

-pozitia 1 este pozitia inchis, elementul urmand sa aiba lungimea de 14,77 metri -pozitia 2 intercaleaza un condensator de 59 pF pentru transforma elementul in reflector -pozitia 3 intercaleaza un condensator de 38 pF pentru a transforma elementul in director

In timpul functionarii, vom avea doar 1 element director si 1 element reflector, ceilalti doi urmand a fi lasati la dimensiunea initiala de 14,77 metri. Am ales acest principiu in vederea unei mai usoare puneri la punct a antenei (fata de varianta in care ai 1 director si 3 reflectori), mai ales ca nu exista diferente semnificative de rezultate.

Vibratorul va fi conectat la alimentarea antenei printr-un condensator de 220 pF pentru scurtarea acestuia si aducerea la frecventa de rezonanta a antenei.

Totodata, in vederea imbunatatirii performantelor, am prevazut si dispunerea a 32 de radiale pe pamant, sub antena.


Dimensiunile elementelor


Diagrama de radiatie si perfromante in subgama de RTTY


SWR si banda de trecere (SWR< 1,5)


Diagrama de radiatie

Bibliografie
- DL2KQ - http://dl2kq.de/ant/3-30.htm
- YO4AUP – Directivitate rotitoare din trei antene verticale fixe - http://www.radioamator.ro/articole/view.php?id=369
- Biblioteca de modele a softului MMANA-GAL si GAL-ANA (http://mmhamsoft.amateur-radio.ca/pages/mmana-gal.php si http://gal-ana.de)

Cristian Moldovanu YO4DFT

Articol aparut la 21-1-2011

10105

Inapoi la inceputul articolului

Comentarii (12)  

  • Postat de Cristian Moldovanu - YO4DFT la 2011-01-22 09:29:18 (ora Romaniei)
  • As dori sa aduc cateva lamuriri asupra deciziei de a stabili o lungime mai mare a vibratorului. La primele variante simulate am incepat bineinteles prin a proiecta o verticala cu radiale care sa rezoneze undeva la 7050. Dupa adaugarea celorlalte 4 elemente, frecventa de rezonanta a antenei pleca cu pana la 400 khz. Totodata, influentele erau foarte mari, orice reglaj al unui punct afecta principalele caracteristici. Dupa ce am studiat varianta lui DL2KQ, am introdus varianta cu vibratorul de 12 m prevazut cu condensator variabil de scurtare. Practic, acest condensator se va afla la indemana pentru reglaje; in plus, doar prin adaugarea unei casete in acest punct (si a unui releu)se poate stabili o pozitie suplimentara de directivitate, cea omnidirectionala.
    Alt element care a fost modificat este distanta dintre vibrator si celelalte 4 elemente. Am pornit de la o,5m intre varfurile vibratorului si varfurile celor 4 elementi, dar impedanta antenei era foarte mica, de aproximativ 7 ohmi iar banda de trecere era destul de redusa. In plus, antena parea foarte sensibila la diverse modificari (ex. o mica variatie a distantei dintre elementi ducea variatii importante de castig si raport fata spate, adica daca ar fi batut vantul si ar fi modificat pozitia reflectorului sau directorului cu 10-15 cm).
    Am ales distanta de 4 metri pentru ca se apropie de principiile unui Yagi si sistemul mecanic este fezabil cu vergele de pescuit din fibra de sticla.
    Materialul prezentat nu povesteste toti pasii care m-au determinat sa adopt vreuna din solutii sau sa renunt la altele, dar pentru cei interesati pot aduce lamuriri.
    Ramane sa fim sanatosi si sa urmeze in vara aceasta partea a doua a articolului, cea cu punerea in practica a antenei in amplasamentul de la Viisoara.

  • Postat de Gheorghe Andrei Radulescu - YO4AUP la 2011-01-22 09:50:42 (ora Romaniei)
  • Pina aici este ok. Te rog sa faci un exercitiu de orientare pe harta azimutala. S-ar putea sa ajungi si tu, ca si mine, la concluzia ca pentru YO este mai bine cu 6 directii de radiatie [ 6 fire verticale] 73! si spor la treaba. Andrei, yo4aup

  • Postat de Cristian Moldovanu - YO4DFT la 2011-01-22 10:06:54 (ora Romaniei)
  • Dupa cum ati vazut, sunteti trecut la bibliografie, din doua motive. Primul a fost partea de sinfazare a antenelor (de la proiectare pana la estimare costuri si sensibilitatea sistemului fata de eventualele abateri, posibilitati de masurare, etc) si al doilea, stabilirea azimuturilor. Stiu in acest moment ca 4 directii (din 90 in 90 de grade) ma jeneaza putin. Ma jeneaza pentru ca in contest sunt multe statii din NA si SA, dar daca fixez pe ei doua directii, zonele de VK si ZL precum si ZS vor fi defavorizate. Mai studiez inca unghiul in plan orizontal, adica ce zona acopar cu o variatie de maximum 2 db. Am tiparit deja cateva harti azimutale si am hasurat zone pe ele, dar cred ca va trebui sa o fac pe calculator pentru ca am epuizat toate tipariturile. Voi proiecta si o varianta cu 6 directii dar realizarea practica va fi dictata de ce imi iese de la analiza zonelor de care va vorbeam (totusi unghiul pe orizontala nu este foarte ingust).
    Cristian - YO4DFT

  • Postat de Vasile - YO6EX (yo6ex) la 2011-01-22 11:48:09 (ora Romaniei)
  • @ Andrei: Sã faci o asemenea construcþie complexã ca sã lucrezi în YO? Pierdere de vreme. Asemenea instalaþii sunt folosite pentru DX. (Long DX).
    Apropo's: te-ai lãudat cã ai pu sus un 4 el. vertical pe 7. Tãcere totalã la rezultate?... 73

  • Postat de Gheorghe Andrei Radulescu - YO4AUP la 2011-01-22 21:39:18 (ora Romaniei)
  • Lui Vasile, YO6EX. Nu m-am laudat, l-am facut si am scris si am dat publicitatii ce si cum am facut, in articolul intitulat "Triangle Array", dar nu era vorba de patru ci de trei antene verticale. In rest mentin afirmatia de atunci de la sfirsitul articolului: "La receptie semnalul din directia de radiatie este aproape 2 puncte S peste acelasi semnal receptionat cu un inverted V cu virful la 12m inaltime si incomparabil mai puternic fata de semnalul receptionat cu antena BWD90 [T2FD].de fabricatie Barker & Williamson.

    In concluzie pot spune ca rezultatele sint pe masura efortului financiar, fizic si de timp consumate iar satisfactia la sfirsitul muncii este deosebita. Eu m-a declar satisfacut de rezultatul muncii mele." Si ca dovada, de curind am aplicat si pentru DXCC 40 m. (facuta numai in fonie) 73! Andrei, yo4aup

  • Postat de Vasile - YO6EX (yo6ex) la 2011-01-23 08:27:15 (ora Romaniei)
  • @ Andrei: Da . Ai publicat. Dar nu ai mai revenit sa ne spui ce rezultate ai avut cu antena in cauza. La asta m-am referit.

  • Postat de Cristian Moldovanu - YO4DFT la 2011-01-24 20:12:18 (ora Romaniei)
  • Am facut si modelul cu 6 radiale comutabile:
    castig = 7,07 dBi
    raport fata spate = 21,17 dB
    impedanta = 24 ohmi
    castig elevatie 10 grade = 4,6dBi
    castig elevatie 20 grade = 7 dBi
    castig elevatie 30 grade = 6,8 dBi
    castig elevatie 40 grade = 5,5 dBi
    lob radiatie cu castig intre 7 si 6 dBi = 60 grade

    Intr-adevar, cu 6 radiale comutabile (acelasi principiu, doar 1 reflector si doar 1 director) se acopera tot globul.
    Mai ramane un test teoretic, sa simulez varianta cu 1 director, 2 radiale pasive (lasate la lungimea mare) si 3 reflectori. Dar asta, zilele urmatoare.
    Cristian - YO4DFT

  • Postat de Vasile - YO6EX (yo6ex) la 2011-01-24 21:57:22 (ora Romaniei)
  • Cristian: antena pe care o "chinuieºti" (Hi)teoretic, a fost proiectatã, construitã, testatã de K1VR ºi W1FV sub numele de "FVR Spifire Array".
    Iar EA5FVL/G3WMZ a construit una chiar pentru banda de 40m (în 2007). Iatã cîteva rezultate: Gain: 5dBi, FB: 25-30 dBi, Pwr: 1Kw, SWR; 1,5:1 , 700 KHz bandwidth, SWR 1:1 at centre fq.
    Una cu un singur element parazit tot pe 40m, director/reflector, am testat ºi eu în 2005.
    Nu m-am ostenit sã fac ºi simulare computerizatã, dar ca un exemplu: QSO cu VK/ZL cu 1 el. Vertical 579, cu douã el. 599. Cu W6 (long path) 1 el. vert. 569, cu douã el. 589. SWR: 7050 1:1,2 = 7000 1:1,3 = 7100 1:1,35. La comutare, apãrea o modificare de + sau - 0,1 la SWR.
    Ambele antene erau cu baza la înãlþimea de 7m, cu 4 radiale sub acoperiº.

  • Postat de Cristian Moldovanu - YO4DFT la 2011-01-25 05:52:14 (ora Romaniei)
  • Draga Vasile, nu stiam de cele doua materiale, le-am citit atent dar am niste observatii: Spifire-ul are lobul de radiatie cu valori ale castigului pe verticala mai generoase la unghiuri mai mari in defavoarea zonei 10-20 grade. In plus, datorita influentelor, in timpul reglajelor este posibil ajungi sa pierzi mult timp cu taiatul si apoi lipitul de bucatele de fire. In biblioteca de modele de la MMANA am gasit o simulare pentru banda de 80m pe care am lucrat dar am abandonat-o din doua motive: faptul ca punctele cu relee in mod practic vor avea o capacitate parazita de 0,1-0,2 pF (care introdusa in simulare genereaza o alterare a parametrilor cu 1-1,5 dBi) si partea practica de reglaje cu taiat si adugat fire.
    Modelul lui EA5AVL este de fapt 1 vibrator cu 3 reflectori iar pilonul central este doar de sprijin, preferabil din lemn.
    Eu voi incerca de fapt sa rezolv problemele care apar la reglaje (adica "fuga" de frecventa) prin alegerea unei lungimi mai mari si folosirea condensatorilor variabili (inclusiv la vibrator) pentru scurtarea electrica.
    In ceea ce priveste chinuitul teoretic, locuind 95% din timp la Constanta, incerc sa imi fac temele intai, sa imi procur toate materialele si apoi, in functie de timpul disponibil sa ma duc sa o instalez.

  • Postat de Vasile - YO6EX (yo6ex) la 2011-01-25 08:27:47 (ora Romaniei)
  • OK Cristian. Sunt curios sã vãd ºi rezultatele practice. Eu nu am tãiat nimic din elementul director/radiator. Poate am avut noroc. Hi...

  • Postat de Cristian Moldovanu - YO4DFT la 2011-01-25 15:59:05 (ora Romaniei)
  • Am gasit ceva mult mai apropiat de modelul acesta de antena la W4RNL, regretatul Cebik. Articolul este " Pursuing the (nearly) perfect parasitic vertical array for 160 meters". Sunt tratate cele doua variante, cu 4 si cu 6 directii de radiatie, rezultatele teoretice corespund (cu marja de rigoare). Oricum, am gasit cateva observatii utile privind solul si folosirea radialelor suplimentare. Acum, vorba ta, sa vina caldura si sa o vedem realizata.

  • Postat de Mircea - YO3XX la 2011-03-07 22:11:52 (ora Romaniei)
  • Va salut,
    cum a ramas cu antena pe 40m? S-a mai avansat, sau se asteapta vreme mai calduroasa?
    Succes,
    73, Mircea
    ZS/YO3XX

    Scrieti un mic comentariu la acest articol!  

    Opinia dumneavoastra va aparea dupa postare sub articolul "Antena verticala directiva pentru banda de 40 metri"
    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