Radiostanice celostátního a mezinárodního dosahu

[Josef]

Minule jsem ukázal způsob, jak postavit anténu sice výrazně nižší, ale stále ještě s docela dobrými parametry. Nyní se pokusím ukázat řešení, jak anténu stavebně zkrátit, aby se vešla na pozemek a zase (pokud možno) zachovat její dobré parametry.

Antény se zalomenými rameny
Když je zapotřebí zkrátit konstrukční délku antény, nejčastěji se používají tzv. "zkracovací cívky". Vychází z předpokladu, že délka drátu antény musí být zachována a velmi laicky řečeno: "Co se nedá natáhnout do délky, to se někam namotá - třeba na cívku." Anténa pak může být o úsek namotaný na cívce kratší. Asi nejznámější verzí tohoto typu je autoanténa pro CB-radiostanici.
Řešení s cívkou je použitelné i u vodorovných drátových antén. Vzhledově sice elegantní, ale velmi nevýhodné. Anténa se zkracovací cívkou vyzařuje pouze zbytkem rovného drátu, takže vyzařování antény se výrazně sníží. Navíc cívka anténu impedančně rozhodí, takže ji často musíme "dotáhnout" tunerem. Cívka musí být přesně vypočítána a přesně vyrobena - to není dobré řešení pro krizové situace. Daleko lepším způsobem je příliš dlouhá ramena antény zalomit zpět pod anténu. Když se to provede s rozmyslem, zalomené části ramen stále vyzařují a podílí se na výkonu antény. Anténa je sice stavebně kratší (běžně třeba o polovinu), ale její výkon poklesne například jen o desetinu. Navíc nemusíte vyrábět žádnou cívku. Většina lidí ji stejně neumí vypočítat. Nanejvýš ji navinout podle nějakého plánku (ale opět bez možnosti prověřit, zda má jejich výtvor správné parametry). Zde nic takového nemáme - vystačíme si jen s rovným měděným drátem. Na následujícím obrázku je zalomení ramen provedeno u antény invertované-V. Když si to srovnáte s původním plánkem antény invertované-V, vidíte, že zalomená verze se snadno vejde na poloviční pozemek. Tato verze antény se hodí jak pro stacionární instalaci do zahrady k domu, tak i jako skládací anténa na vysílání z terénního stanoviště.

Anténa invertované-V pro pásmo 3,6MHz (80m)
s jedenkrát zalomenými rameny:
(kliknutím zvětšit)

Obdobné uspořádání se dá udělat i s anténou pro pásmo 160m, kde by anténa v plné délce zabírala na pozemku 80 metrů. Takové prostorové možnosti většina lidí nemá. Pokud se ramena antény zalomí několikrát, vystačí anténě prostor stejný jako pro anténu na frekvenci 3,6MHz. To je obrovské plus. Pro mnohé radioamatéry by právě tohle řešení mohla být dostupná cesta, jak začít plnohodnotně používat pásmo 160 metrů.

Anténa invertované-V pro pásmo 1,8MHz (160m)
s dvakrát zalomenými rameny:
(kliknutím zvětšit)

Kotvící lana středového stožáru jsou pro zjednodušení na obrázku vynechána, ale z pevnostního hlediska jsou potřebná (stožár musí stát i v případě přetržení anténního drátu). Dlouhé úvazy na koncích nemusejí být zakončeny kolíkem. Anténu je možné uvázat i za horní konce plotových soch a jiných pomocných stožárků - tím zůstane zachována výška, ale odpadne dlouhý úvaz a stavební délka se zase o něco zkrátí. U vodorovně vedených úseků anténních ramen je důležité, aby se neměnila vzdálenost mezi vodiči navzájem a pokud možno ani výška těchto vodičů od země. Proto jsou dráty v pravidelných vzdálenostech rozepřeny plastovými trubkami. U originálu byla použita obyčejná brčka na limonádu, ale pokud má anténa vydržet těžší povětrnostní podmínky nebo časté vztyčování a opětovné smotávání v terénu, bude mnohem lepší udělat rozpěrky s plastových elektroinstalačních trubek o průměru okolo 12 až 16mm. Obě výše popsané antény se dolaďují zkracováním nebo prodlužováním posledních zalomených úseků ramen. Dolaďuje se na rezonanci při pracovním kmitočtu, na kterém budete na pásmu nejčastěji vysílat. Pokud se po vyladění na rezonanční kmitočet objeví odchylky SWR do velikosti 1:1.8, pak je neřešte (rezonance je důležitější než SWR). Pokud je SWR vyšší než 1:1.8, dokorigujte přizpůsobení pomocí anténního tuneru (délku a rezonanci antény neměňte). Naladění je částečně ovlivněno vlastnostmi podloží pod anténou a při změnách počasí se může měnit. U zalomených antén bohužel není možné použít reflektorové dráty (aby fungovaly, musely by mít nezkrácenou délku odpovídající vysílací frekvenci, což se na malý pozemek nevejde).

[Josef]

Dvoupásmová NVIS anténa
Když se ramena dipólu zalomí, nejen že se anténa stavebně zkrátí, ale když se to provede správným způsobem, může taková anténa pracovat na dvou pásmech současně. Na jednom pásmu jako klasický dipól, na pásmu druhém jako dipól zalomený. To je pro nás ideální, protože pak nám pro NVIS komunikaci bude stačit i při celodenním provozu, kdy potřebujeme používat dvě pásma, jen jedna anténa. Níže uvedený plánek zobrazuje "třídrátovou" anténu Morgain (někdy přezdívanou "The old Lady"), určenou pro pásma 160 a 80 metrů. Na internetu můžete najít tuto anténu i v poloviční délce, určenou pro pásma 80 a 40 metrů, což se může hodit zase třeba pro soutěžní vysílání.

Anténa Morgain-Dipole pro pásmo 80 a 160 metrů
(kliknutím zvětšit)

Anténa je tvořena třemi rovnoběžnými dráty, které jsou vzájemně propojené tak, že tvoří dvě nezavislá, několikrát zalomená ramena. Celkově jsou ramena o něco delší, než vyžaduje vysílací kmitočet. Na okrajích ramen i uprostřed antény jsou krátké zkratovací propojky. Ty přemostí okrajové části antény, čímž se anténa jako by elektricky zkrátí (vyzkratovaná část se pak chová jako kapacitní zátěž). Krajní propojky nasadíme na okrajích těsně u hlavních závěsných plastových trubek a vnitřní propojky zase těsně u středového čtverce. Pak je postupně zkoušíme posouvat po holém anténním drátu od trubek či od čtverce do volného prostoru na trase antény, aby se vyzkratovaný úsek zvětšoval. To mění rezonanční kmitočet od nižších, směrem k vyšším kmitočtům. Posouváním zkratovacích propojek se anténa dá naladit, aniž by ji bylo zapotřebí pracně stříhat a zkracovat. Dvojice propojek poblíž středového čtverce dolaďuje anténu na pásmu 80 metrů. Dvojice propojek u závěsných plastových trubek dolaďuje anténu na pásmu 160 metrů. Ale počítejte s tím, že se propojky mezi sebou ovlivňují, takže s tím bude trošku víc práce. Po naladění provizorně omotané konce zkratovacích propojek připájejte k hlavnímu anténnímu drátu (olovnatým) cínem, aby byl spoj kvalitní (bez přechodových odporů). Při troše snahy se podaří anténu vyladit tak, že v SSB segmentu na pásmu 80 metrů nepřekročí SWR hodnotu 1,5 a v SSB segmentu na pásmu 160 metrů dokonce hodnotu SWR 1,3. Což v praxi naprosto dostačuje. Vůbec pak není potřeba používat anténní tuner a vytvářet si další zbytečné ztráty.

Anténa může být zavěšená mezi dvěma úvaznými body, tak jak je naznačeno na obrázku. Ale může být podepřena i uprostřed jediným stožárem a instalována jako invertované-V. Protože však výška ramen nad zemí ovlivňuje její naladění, bude potřeba polohu zkratovacích propojek při instalaci ve tvaru invertovaného-V mírně poupravit.

--------------------------------------------------------------------------------

Poznámky ke stavbě a používání drátových antén:

1.
Při používání drátových dipólových antén v terénu se často zapomíná uzemňovat plášť koaxiálu. Nemám namysli ochranu před přímým zásahem bleskem - před tím vás neochrání nic (jedině anténa spuštěná na zem). Ale malý statický náboj může na anténě vzniknout i když není bouřka - za horkého počasí, za větru, za mrazu. Při zasouvání PL-konektoru do stanice pak může přeskočit do vstupu radiostanice malá jiskra a poškodit přijímač nebo vás při prvním uchopení odloženého anténního konektoru alespoň citelně kopnout. Přitom stačí na plášť koaxiálu (těsně před stanicí, přímo od anténního konektoru na konci kabelu) napojit dva metry ohebného lanka zakončeného tenkým drátovým stanovým kolíkem. Když kolík zapíchnete do hlíny, je sice zemní odpor velký, ale náhodný statický náboj se tím spolehlivě odvede. Mezi anténními rameny navzájem vyrovnává statický náboj rezistor o hodnotě v rozsahu 10K až 100K (v našem případě je použita hodnota 56K/2W, viz. plánek). Jeho vliv na vysílací výkon je neměřitelný, ale služba , kterou nám poskytuje, je velmi prospěšná.

2.
Často se tvrdí, že není rozdíl, zda použijete anténní drát holý nebo izolovaný. Pokud však stavíte anténu rezonanční délky (tedy cokoli, co je odvozené od symetrického dipólu) jedno to rozhodně NENÍ! Praktického pokusy a měření ukazují, že izolace z PVC tloušťky 0,5mm (kterou jsou opatřeny např. běžné elektroinstalační vodiče typu CY nebo CYA), sníží na kmitočtu 3,7 MHz rezonanční kmitočet antény invertované "V" téměř o 0,11 MHz. Nevybočí to sice úplně z pásma, ale pokud budete od antény chtít získat dobré SWR i dobrý výkon, budete ji muset (ve srovnání s holým drátem) trochu zkrátit. To slůvko "trochu" může osumdesátimetrovém krátkovlnném pásmu představovat zkráceni na obou stranách třeba i o 0,6 metru (na pásmu 160 metrů ještě mnohem více) a teprve potom se anténa dostane na předem plánovaný rezonanční kmitočet. Uvádím to proto, aby vás to náhodou nepřekvapilo. Když stavíte anténu z izolovaného drátu, postavte si ji v té délce, jak je uvedeno pro drát holý - ona bude pro začátek sice "příliš dlouhá", ale už bude "nějak" fungovat - dost na to, aby se dala připojit k radiostanici, dalo se s ní pracovat a zkoušet ji. Pak ji postupně zkracujte a parametry se vylepší. Protože je zkrácení nevratné, doporučuji je provádět postupně, po malých krocích (např. po 5 cm) a anténu mezi jednotlivými kroky vždy pečlivě proměřit a vyzkoušet. A to přímo na stanovišti nebo alespoň ve stejných podmínkách, za jakých bude v praxi provozována (závěsná výška, délka napájecího kabelu, vodivé předměty v okolí). Nechcete-li stříhat, můžete použít trik se "zahnutím" konců antény nazpět u koncových izolátorů, jako náhražkovou formu zkrácení. Výsledek je rovnocenný. Ale pamatujte, že celý zahnutý úsek pak už nesmíte odstřihnout. On svou elektrickou funkci má, i když je zahnutý nazpět. Kdybyste ho odstříhli, byla by anténa už příliš krátká.