Antenas - prakse

Antenas - prakse

Andris Bruņenieks YL2FD, konsultēja: Gunārs Auseklis YL2GD un Viesturs Jakovļevs YL2SM 

Neliels pārskats par amatieru biežāk lietotajām antenām. Pēc tā - daži praktiski padomi antenu veidošanā.

0. "Radioamatiera pirmā antena". 

Paldies visiem lasītājiem, ar kuriem diskutējām par antenu praksi, un pateicoties šīm diskusijām – mēs nedaudz pamainījām šīs nodaļas secību. Tātad, eksāmens nokārtots, dators un transiveris ir sagādāti, jādomā par savu pirmo antenu.

Darbs ēterā šobrīd notiek sekojošos darba veidos: Ciparu sakari (to daudzās variācijas: FT8, FT4, RTTY, PSK31 un vēl daudzas citas), SSB, FM (darbs repīterā un dažas citas aktivitātes) un CW. Kas ir kas – iespējams paklausīties transīverī, pat bez īpašas antenas – ar vadiņu, iespraustu transivera antenas ligzdā. Lai raidītu, ar vadiņu nepietiks, jo būs nepieciešama kāda no nopietnām konstrukcijām, kas darbojas pēc iepriekšējā nodaļā aprakstītajiem principiem, un par ko būs lasāms tālāk.

Kāpēc antenas izveidošana ir tik svarīga? Tāpēc, ka tā būs tā, kas ļaus Jums pilnvērtīgi saprast šīs aizraušanās būtību! Antena ļaus Jums ieiet radioamatiera pasaulē.

Radioamatieriem ir sakāmvārds – "labākais uztvērējs ir antena". Ar to ir domāts, ka Jūs varat nopirkt pašu labāko transiveri, bet bez antenas ar to neko neizdarīsiet.

Ja agrāk raidītājus un transiverus būvēja paši, tad tagad šis process ir praktiski beidzies. Un amatieriem tie kļūst arvien vienādāki, un protams labāki.

Šobrīd galvenā kļūst antena.

Šim pasākumam aicinam pieiet nopietni. Nepareizi izveidota, slikti uzlikta, nenoskaņota antena var sabojāt visu patiku tālāk nodarboties ar šo hobiju. Iesakām nepadoties. Ar antenām ir jātiek skaidrībā!

No teorijas nodaļas, cerams, sapratāt, ka tās strādā pēc fundamentāliem fizikas principiem. Uz ko amatierim orientēties? Zemajiem amatieru diapazoniem – 160, 80 un 40 metriem, tā būs gara (jo parasti tā būs vadu antenas). Tai būs vajadzīgi divi, vai trīs atsaišu punkti, un jābūt piekļuvei tajās vietās. Sākot no 40 metriem un augstāk – 30, 20, 18, 15, 12, 10, 6, 4 un 2 metru diapazoniem, antenu var izveidot arī vienā piekļuves vietā, būvējot to, vai nu vertikālu, vai arī horizontālu, jo izmēri tad būs mazāki. Tātad, pirmais kritērijs ir piekļuve vietās, kur būs konstrukcija, vai atsaites tām. Jāsaka, ka piekļuve uzreiz jāorganizē vairākkārtēja, jo būs nepieciešama antenas pirmreizējā skaņošana un apkope darba laikā.

Atkarībā no vietas, jāizvēlas antenas konstrukcija. Diemžēl universālas, labas, konstrukcijas visiem diapazoniem – uzreiz, nav. Ja noskaņotai antenai ir labi parametri vienā diapazonā, tad citos tie būs vājāki, vai vispār – nelietojami. Te laikam labākais, ko varētu ieteikt ir mērenība. Jāsāk ar kaut ko realizējamu, un to jāapgūst iespējami pilnīgāk. Prakse un padoms nāks ar laiku.

Ir grūti ietekt kādu konkrētu konstrukciju, kas vislabāk derētu Jūsu situācijai. Katra no tām ir individuāla. Ir vairāki faktori, kas to ietekmē. Tas ir laiks, ko Jūs varat atvēlēt šai nodarbei, un kad Jūs to varat atvēlēt. Kādi ir Jūsu mērķi. Pirmais no mērķiem – protams ir apgūt, kā tas viss notiek un darbojās. Tad jau varbūt arī mērķi pamainīsies un konkretizēsies.

Pirmais ar ko būtu jāsāk ir - izveidot savu radiostaciju tādu, lai ar to varētu ar kādu sazināties. Sākiet ar mazumiņu – sazināties ar savu paziņu, uz kāda no Jums atļautajiem diapazoniem un atļautajā darba veidā. Teiksim SSB, vai FM. Uzstādiet sev par mērķi – piedalīties Latvijas amatieru apaļajā galdā uz 80 metriem. Vai pieslēgties amatieru repīteram ar FM staciju. Lai pieslēgtos amatieru apaļajam galdam ir nepieciešama aparatūta uz 80 metru diapazona (frekvence 3.677 MHz, un ir konkrēti laiki, kad tas notiek). Par repīteri – painteresējieties savā rajonā. Tuvākie amatieri paskaidros. Ja arī uzreiz neizdodas izveidot antenu 80 metru diapazonam (piekļuves, vai izmēru dēļ) nesaskumstiet. Izveidojiet to uz kādu augstāku diapazonu, teiksim 10 vai 15 metri. Papētiet internetā šī diapazona radioviļņu izplatīšanās īpatnības un izveidojiet tur pieklājīgu antenu. Varēsiet sazināties gan ar tuvākiem korespondentiem, gan Jums būs – "visa pasaule atvērta". Sākiet ar to, un pamazām attīstiet iemaņas, gan balss sakaros, gan ciparu veidos un beidzot arī telegrāfā.

Labs kompromiss ir vairākdiapazonu antenas. Ja konstrukcijā ir apvienotas vairākas viendiapazonu antenas, (piemēram Inverted Vee diviem diapazoniem, vai Yagi) tad viss ir kārtībā. Sliktāk būs, ja viens un tas pats antenas izstarojošais elements tiks izmantots vairākiem diapazoniem. Vienam diapazonam tāda antenna, noskaņota, var darboties labi, bet pārējiem - var izrādīties vidēja, vai pat maz efektīva. Bet negribam Jūs no tās atrunāt! Daudzdiapazonu antenas amatieri lieto gadiem, un bieži tās ir vienīgās, ko konkrētajā vietā var atļauties.

Vēl nedaudz vārdu par nopērkamajām antenām. Teiksim tā – antenu komponentes var pirkt un tās ir jāpērk. Bet par antenu kopumā – sākumā papētiet no kā tā sastāv un parēķiniet, vai tās sastāvdaļas nav izdevīgāk iegādāties atsevišķi. Kopā samontēšana, uzstādīšana un noskaņošana Jums vienalga būs jāveic pašam.

Ko darīt, ja Jūs antenu uzstādīt nevarat? Tādas situācijas var rasties blīvi apdzīvotās vietās, pilsētās, daudzdzīvokļu mājās. Mājas komiteja neko negrib dzirdēt par kautkādu antenu un kaimiņi ir neatsaucīgi. Ja ir balkons, tad var izveidot kādu saīsināta izmēra antenu, un to nostiprināt tur. Pakonsultējaties ar amatieriem par tādām konstrukcijām (magnētiskās cilpas, vai pie balkona margām piestiprinātas makšķeres un antenas izstarojošās zonas un apgabali). Ja balkona nav, tad paliek vēl divas iespējas – slēptā antena, vai pagaidu antena. Slēptā antenna ir antenas izstarojošais elements (parasti vads) ievietots kādā citā būves elementā – plastmasas caurulē, karoga mastā, veļas striķī ārā, kaut kur vēl. Te būtiski ir ievērot aktīvā elementa izstarošanas zonas un tie nav vēlami novietoti tuvu ēku sienām un iedzīvotājiem. Šādām antenām ir paredzami traucējumi, gan signālu uztveršanā, gan to raidīšanā. Pēdējie Jūs ļoti ātri nodos un var kaitināt kaimiņus. Pagaidu antena – izveidojiet pie loga kādu cemmīti, āķīti, un tur nostipriniet vienu antenas galu. Otru nostiepiet un atsieniet pie kāda stabila, pēc iespējas neitrālāka priekšmeta – koka, žoga, pretējās mājas jumta malas, notekcaurules kronšteina, tā, lai potenciāli nevienam tas netraucētu, un to nevarētu kāds nejauši noraut. Pašu antenas konstrukciju skatiet zemāk. Tādas antenas, veiksmīgi uzliktas, darbojas gadiem. Varat ierīkot arī kādu pagaidu konstrukciju, teiksim trīsi, lai varētu ērtāk uzvilkt, nolaist atsaites galu. Organizējiet to tā, ka pie nepieciešamības iespējams to ātri noņemt.

Var rasties mānīgs risinājums - antenu izveidot dzīvojamā telpā. To mēs ļoti neieteiktu !  Palasiet par antenas izstarošanas laukiem teorijas daļā. Bez tam - tāda antena būs ļoti ekranēta ar telpas un mājas konstrukcijām, trokšņaina un mazefektīva.

Ir vēl iespēja – savu aparatūru izveidot pārnēsājamu un doties dabā, uz kādu izveidotu darba vietu. (piemēram viesu namā, kādā lauku mājā, kādā atsaucīgā privātīpašumā/uzņēmumā/skolā). Protams, paliek iespēja darboties kādā kluba stacijā, vai izveidot tādu, ja tuvumā tādas vēl nav.

Un, lai ar to visu varētu veiksmīgi darboties, sagādājiet antenu mērinstrumentus - SWR mērītāju un VNA analizatoru.

Pirms izdariet izvēli, pakonsultējaties ar pieredzējušiem amatieriem. Ar padomu neatteiks.

Rezonanses antenas:

1. "Long wire" – garais vads.

Pati vecākā amatieru antena. Tas ir starp diviem punktiem nostiepts vads, kurš vienā galā turpinās ar novadu līdz raidītājam. No iepriekš rakstītā ceram, ka Jums ir skaidrs – te izstaro viss. Gan antenas vads, gan novads (vienvada barošanas līnija), gan pats raidītāja korpuss, gan zemējuma vads, līdz zemei. Tāda antena strādāt var, tomēr jārēķinās ar sekām. Obligāti ir jāveido speciāls zemējums radiostacijai, citādi augstfrekvences signāls nonāks barošanas tīklā, kas nav galīgi vēlams. Te nedaudz līdz ferīta gredzens, vai "datora ferīta klipsis", uzlikts uz raidītāja barošanas vada. Tīri sakarīgus rezultātus ar šo antenu var sasniegt tad, kad antenas vada garums no tālākā izolatora līdz raidītāja antenas signāla izvada spailei, ieskaitot novadu, būs pusviļņa garuma, diapazonam uz kura to lietojat.

2. Horizontālais dipols.

Parasti veido no diviem simetriskiem pleciem, kuru kopējais garums ir Lambda/2. Antenu iebaro viduspunktā. Ja to dara ar koaksiālo kabeli, tad antenas parametru uzlabošanai, pieslēguma vietā, ļoti iesakam uzstādīt simetrizējošo transformatoru ar transformācijas koeficientu 1:1 (BALUN). Uz koaksiālā kabeļa, ik pa kādam metram uzlieciet ferīta gredzenu (datora ferīta klipsi) asimetrijas strāvas minimizācijai. Precīzu pieskaņošanu veic ar plecu garumu maiņu pēc minimālā SWR (1:1). Darbojas teicami vienā diapazonā. Izstarojuma polarizācija – horizontālā. Ar salāgotāju ir iespējams noskaņoties arī uz citiem diapazoniem, taču jārēķinās ar to, ka tad sāk izstarot viss, ieskaitot kabeli. Ja dipolu baro ar divvadu līniju, un pie raidītāja ir pielikts simetrizējošs salāgotājs, tad iespējams izveidot pieņemamu vairākdiapazonu antenu. Ideālam dipolam G ir 2.15 dBi, bet to var iespaidot ap antenu esoši priekšmeti - koki, ēkas un citi. 

3. Vertikālais dipols.

Tas pats, kas horizontālais dipols, tikai novietots vertikāli. Izstarojuma polarizācija mainās – būs vertikālā. Šādu antenu ir praktiski neiespējama īsviļņu diapazonos tās lielo izmēru un uzkāršanas augstuma dēļ.

4. Slīpais dipols. (sloping dipole, sloper)

Šī antenna ir labs variants radioamatieriem, kuri dzīvo daudzdzīvokļu mājās. Antenas augšējo stiprinājuma punktu atrod uz mājas jumta, apakšējo atsien pret kādu pagalmā esošu koku, vai stabu. Antenas iebarošana tāda pati kā horizontālajam dipolam.

5. Inverted Vee

Tas pats, kas dipols, tikai viduspunkts tai pacelts augstāk par abu plecu galiem. Konstrukcija domāta veidot uz zemes. Ir vajadzīgs masts, vēlams no izolēta materiāla. Darbojas arī ar dzelzs sazemētu mastu. Populāra, ieteicama konstrukcija. Vien-diapazona antena. Polarizācija – horizontālā. Antena darbojas arī kā masta atsaites vienā tā plaknē, par atsaitēm otrā plaknē var izveidot otru antenu citam diapazonam. (Populāra ir 80/40 metru diapazonu antena, var abas antenas iebarot ar vienu kabeli). Atšķirībā no klasiskajiem dipoliem (slīpiem, vertikāliem, horizontāliem) "inverted Vee' ir stingrs elementa un barošanas līnijas savienojums. Tas viss ir stiprināts pie masta un nav pakļauts mehāniskām kustībām. Īslaicīgai lietošanai, piemēram izbraucienos, šo antenu uzvelk pie koka zara ar auklas palīdzību. Tādā gadījumā kabelis karājas vertikāli uz zemi. Antenas galu atsiešanai nav vajadzīgi mietiņi, var izmantot pietiekama garuma auklu, kas piesieta pie gala izolatoriem.

6. Dipolveidīga antena, kur vienāda garuma plecu kopējais garums ir aptuveni 20,42 metri (vai 41,15 metri, ja var atļauties tādu novilkt), iebarota centrā caur augst-omīgu div -vadu līniju. Vairākdiapazonu antena, kādreiz Eiropas amatieru klasika. Vajadzīgs antenas tūneris divvadu līnijai. Ir varianti ar citādiem plecu un līnijas garumiem, darbojas labi, var ieteikt

7. No gala barojams pus-viļņa dipols – EFD (EFHW). 

Uz šīs antenas pamata vislabāk var izprast, kā darbojas rezonanses antena.

Nedaudz vēstures. Pagājušā gadsimta sākumā izdalīja divu tipu antenas – Herca vibratoru un Markoni zemēto antenu. Herca dipols radās Herca eksperimentos un bija cieši saistīts ar elektromagnētisko viļņu atklāšanu. Konstruktīvi tie bija divi 30 cm gari stienīši ar lodītēm galā. Stienīšus novietoja un vienas ass tā, ka lodītes gandrīz saskarās savā starpā. Starp lodītēm sākotnēji novēroja dzirksteli ko radīja raidītājs (Rumkorfa spole). Antenas nozīmi nojauta vairāki sekojoši radio atklājēji, tādi kā Tesla un Markoni. Markoni veica daudz dažādus radio eksperimentus, tai skaitā arī ar antenām. Viņš attīstīja teoriju par zemējuma, kā antenas sastāvdaļu un sīkāk to arī pētīja. Radio sāka lietot arvien vairāk – uz kuģiem, dzelzceļā, lidmašīnās un citur. Ja uz zemes, dzelzceļa un kuģiem antenas radiotehnisko zemējumu vēl varēja noorganizēt, tad lidmašīnās un gaisa balonos tas nav iespējams. Ap to laiku atklāja, ka zemi antenai var organizēt arī mākslīgi – ar pretsvaru, kas ne vienmēr ir nepieciešams antenas garumā.

Pirmo tādu antenu 1906. gadā patentēja vācietis Hans Beggerovs. Domāta viņa bija gaisa balonam un izskatījās sekojoši: no balona groza uz leju nokarājās vads, kuram aptuveni trešdaļu garumā no groza, paralēli karājās otrs vads. Otrais vads bija sastiprināts ar pirmo ar izolējošiem distanceriem un atgādināja trepes. Tas viss tika atklāts intuitīvi, un būtība bija tāda – otrais vads, kopā ar pirmo vadu veidoja antenas barošanas līniju un reizē bija arī pretsvars antenai. Šo antenu dažus gadus vēlāk Markoni piedāvāja grāfam Cepelīnam uzstādīt uz viņa dirižabļiem. Tā arī tai radās nosaukums Zepp-antena.

Klasiskā Zepp antena (kas atrodama grāmatās) ir veidota sekojoši – kā aktīvais elements tiek izmantots pusviļņa garš vads, kurš tiek iebarots tā galā. Atbilstoši Antenu teorijas sadaļas zīmējuma, kur uz antenas aktīvā elementa izvietojas pus-vilnis, tas atbilst nogrieznim A-C. Vispār antenām ir divi iebarošanas veidi – pēc strāvas un pēc sprieguma. Saka, ka antenu iebaro pēc strāvas, vietā, kur uz antenas aktīvā elementa ir maksimālā strāva ( pus-viļņa vidū), un pēc sprieguma – vietā kur tai ir maksimālais spriegums (vada galos). Starpība tur liela nav, vienīgi strāvas gadījumā galvenais akcents jāliek uz vadu diametru, bet sprieguma – uz izolācijas kvalitāti.

Zepp antenu iebaro ar spriegumu, un vietā, kur tai ir sprieguma maksimums (punktā A, vai C).Tur teorētiski antenai būtu jābūt bezgalīgai pretestībai. Dažādu iemeslu dēļ tā nav. Reālā antenas ieejas pretestība tur ir no 3 līdz 5 kiloomi. Šajā punktā pieslēdz ceturtdaļviļņa garu divvadu līnijas viena vada galu, otru atstājot nepieslēgtu. Tālāk šī līnija šo antenas ieejas pretestību transformē uz kaut ko pieņemamāku raidītājam (, vai otrādāk – no kādas reālas raidītāja izejas pretestības līnija transformē to uz nepieciešamajiem kiloomiem). Teorētiski tas tā būtu, bet praktiski – radiosignāls meklē kur noslēgties. Vajag zemi, vai pretsvaru, kas būtu pieslēgts pie otra līnijas vada. Tad to vietā stājas pati barošanas līnija ar saviem vadiem. Tas rada ļoti daudz problēmu, jo signāls meklē visus iespējamos ceļus, kā noslēgties jau pie raidītāja. Atklāja, ka pietiek 0.05 – 0.3 viļņa garuma vadu pieslēgt pie barošanas līnijas neizmantotā vada, lai visu normalizētu. Nākošais solis bija pie neizmantotās līnijas otra vada pieslēgt otru tik pat garu, kā antenas aktīvais elements, vadu, lai visu pilnīgi normalizētu. Tā radās Double Zepp antena, kas atgādina dipolu, kas tiek barots ar divvadu līniju.

Nākošais, ar ko saskarās amatieri mēģinot šo antenu izveidot kā daudz-diapazonu antenu ir tas, ka pusviļņa garuma vads vienam pusvilnim ir īsāks, nekā vairākiem, vienam aiz otra sekojošiem, pusviļņiem. Tas tāpēc, ka antenas aktīvā elementa galos veidojas kondensatori pret zemi, kas saīsina tā garumu. (Spole pagarina, kondensators saīsina). Līdz ar to, ja antenu noskaņo vienam diapazonam, to nav iespējams normāli noskaņot harmoniski augstākiem diapazoniem. Tad vācu amatieris DL7AB ievietoja aktīvajā elementā, divi metri no tā gala, pagarinošo spoli, un situāciju uzlaboja. (Spole ir 0.9 mkH, 5 vijumi uz 50 mm karkasa).Ar šādu spoli autors ieguvis ciešamu antenu, kas skaņojusies uz 3 amatieru diapazoniem. Tā, kā šī ir viena no pirmajām amatieru antenām, tad tai ir izdomāti daudz un dažādi barošanas līnijas salāgošanas veidi. Ja ir interese, pameklējiet internetā.

Šāda antena tiek ražota arī komerciāli un kā EFHW antenna, un nopērkama antenu veikalos. Tiek piedāvāti divi varianti: 80 – 10 metru diapazoniem un 40 – 10 metru diapazoniem. Izskatās viņa sekojoši: ir antenas aktīvais vads (elements) – pusviļņa garumā 20.35, vai 10.1 metrus gari, atbilstoši antenas variantam. Tam galā tiek pievienota spole: 110 mkH, vai 34 mkH, attiecīgi pa diapazoniem, un aiz tās vēl 2.39 vai 1.85 metrus garš vads. (Ja vēlaties kopēt šo antenu, tad spoli var tīt ar 1 mm emaljētu vadu uz 19 mm santehnikas PVC caurules un vajadzēs atiecīgu uztīt 260 vai 90 tinumus). Spole un papildus vads pagarina aktīvo elementu pēdējam zemākajam diapazonam. Antenas aktīvo vadu var izvietot horizontāli, apgāzta L veidā, kā inverted Vee - vidusdaļu paceļot augstāk, vai sloperi – slīpi atsietu vadu. Antena tiek iebarota caur pretestību paaugstinošo transformatoru 1:49, kas pieslēgts aktīvā elementa brīvajam galam. (50 omi -> 2450 omi). Transformators ir ievietots nelielā korpusā, un tam ir trīs izvadi – uz antenas aktīvo vadu, uz koaksiālo kabeli, kas nāk no transivera un skrūve pretsvaru, vai radiotehniskās zemes pieslēgšanai. Kā pretsvarus iesaka izmantot vismaz 1/8 lambda garus vadus, kas turpina antenas virzienu telpā. Transformatora kastīti iesaka novietot pēc iespējas tuvāk zemei. Dažreiz rekomendā atsvarus neizmantot, bet tā vietā uz koaksiālā kabeļa, kas nāk no transivera uzlikt ferīta sprostfiltru (UnUn). Tad daļa no antenas kabeļa ekrāna pārvēršas par pretsvaru (neiesakām, kabelim ir citas funkcijas) Antenu pēc uzstādīšanas jānoskaņo – vispirms uz augstākajiem diapazoniem – mainot pamata antenas elementa garumu, tad uz zemākā diapazona – mainot īsākā vada garumu. To protams vislabāk veikt ar VNA analizatoru.

Radioamatieris Aleksandrs, YL3AQY dalījās ar mums fotogrāfijā par savu EFHW paaugstinošo transformatoru:

Izmantojot iespēju, pastāstīsim sīkāk par tā konstrukciju. Transformators ievietots IP68 aizsardzības klases korpusā (ūdeni necaurlaidošs) un iespējamās sūces tajā nohermetizētas ar silikonu. Uzreiz jāsaka, ka tas nav pareizs risinājums. Ir divi aspekti, kuru dēļ šis korpuss ir jāuzlabo. Atmosfērā veidojas kondensāts, kurš kondensēsies korpusa iekšienē. Tam ir jāļauj iztecēt ārā. Un - raidīšanas laikā sils ferīta gredzens. Tā rezultātā korpusa iekšpusē paaugstināsies temperatūra un spiediens. Varētu ieteikt korpusa apakšā, tajā malā, kas vērsta uz leju, izurbt divus 3 mm caurumus, kas ļaus konstrukcijai elpot. Pareizi būtu tur ievietot kondensācijas ventīli, bet tas visu sadārdzinās. Korpusā izveidoti trīs izvadi – PL259 (UHF) pieslēguma ligzda koaksiālajam kabelim, vada izvads uz antenas aktīvā elementa vadu un skrūves izvads radiotehniskajai zemei (vai pretsvariem). Vēl korpusā ir iestrādāta cilpiņa tā mehāniskai atsiešanai. Transformators uztīts uz ferīta gredzena, visdrīzāk lietots Amidon – 43 ar atbilstošu izmēru. Gredzena šķērsgriezums, pēc skata, pieļauj kādus 100 – 200 vatus radiosignāla. Uz gredzena uztīti 14(13+1) tinumi emaljēta vada, un divi sākuma tinumi ir dublēti ar otru vadu, kas ar pirmo - savīti kopā. Ar to izveidots transformators - 2:14, skatoties no tinumu skaita un sprieguma pārveidošanas viedokļa. Transformators pretestību pārveido kvadrātiskā atkarībā, un šai gadījumā tā būtu:

R_ant=R_ieeja*(N2/N1)^2, skaitļos:

R_ant=50(omi)*(14 tinumi/2 tinumi)^2=50*(7)^2= 50*49=2450 omi, te R_ieeja=50 omi ir ienākošā kabeļa viļņu pretestība, N1 un N2 attiecīgo tinumu skaits uz ferīta gredzena.

Spriegums uz antenas gala, pie 100 vatu raidītāja izejas signāla kabelī aprēķināms sekojoši:

U_kabelī= SQRT (P_raid (vati) * R_kabelis (omi)) = SQRT (100*50)=70.7 volti - nāk ārā no transivera un ir koaksiālajā kabelī.

Pēc transformatora, uz antenas gala teorētiski tad būs:

U_ant= 70.7 volti (ieejā)* 14 tinumi /2 tinumi = 494.9 volti

Lai arī kādi 10 – 20 % no pievadītās enerģijas zūd transformācijā, sildot ferītu, uz antenas gala būs vismaz 400 volti augstfrekvences sprieguma!        Esiet uzmanīgi pie eksperimentiem !!!

Literatūrā atrodami daudz dažādi padomi par ferīta transformatora transformācijas koeficientu – sākot ar 1:6 līdz pat 1:10 (pēc sprieguma, pēc pretestībām tas būtu: 1:36 līdz 1:1000). Transformators būtu jāveido atbilstošs antenas gala (aktīvā elementa)  ieejas pretestībai. Praktiķi ir samērījuši šo pretestību un tā ir vērtībās - no 2000, līdz 4000 omiem, un tā ir atkarīga no radiotehniskā zemējuma, pretsvaru daudzuma un to garumiem. Katrā konkrētā gadījumā šī pretestība būs savādāks. Ir jāskatās, kā antena skaņojās, un jāmēģina nomērīt tās ieejas pretestība. To vislabāk darīt ar VNA analizātoru un kādu pagaidu transformatoru. Tad var pārrēķināt nepieciešamo ferīta transformatora transformācijas koeficientu, un, ja tas ir vajadzīgs - pietīt, vai attīt tam kādu tinumu klāt, vai nost.

Atiecībā par ferīta gredzenu. Zinoši amatieri iesaka lietot Amidon 43 vai 54 tipa gredzenus. Citus nē, jo ar tiem ir grūti panākt vienādu signāla transformāciju visā diapazonu joslā (80 – 10 metri). Ja antenu būvē kadam konkrētam diapazonam, tad var paeksperimentēt arī ar citiem. Ja antenu veido uz 160 metru diapazona, tad šie gredzeni nederēs un būs jāpiemeklē cits. (Skatiet internetā). Jārēķinās ar to, ka pat vislabāk izveidotajam transformatoram 10 – 20 % pievadītās jaudas pārvērtīsies siltumā. Iesaka palielināt ferīta daudzumu spoles šķērsgriezumā – ņemt vairāk gredzenus un salikt kopā. Amidon 43 gredzeni normāli darbosies līdz 130 grādiem, bet 52 – līdz pat 250 grādiem ( kusīs korpuss !!!). Normālam darbam līdz 250 vati pievadītās jaudas pietiekot ar diviem paraleliem Amidon 43 gredzeniem, bet no 500 vatiem līdz 1 kilovatam vajadzīgi trīs paraleli Amidon 52 gredzeni. Gredzenu izmēri pietiekot ar FT-240. (FT-240-43, FT-240-52). Ferītus nevajagot papildus aptīt ar izolentu, vai teflona lentu, tad tie neventilēsies. Kas attiecās par tinumiem. Jātin tie ar izolētu vadu – emaljas, vai teflona caurulītes izolācijā. Lai normāli ierosinātu gredzenu, spolei nepieciešams 88-200 omi reaktīvās (induktīvās) pretestības.

Xl = 2 * 3.14 * F * L Xl = reaktīvā (induktīvā) pretestība, F frekvence MHz, L – tinuma induktivitāte, ievērojot ferīta ietekmi uz spoli mkH.

Šādu reaktīvo pretestību uz dažādām frekvencēm F var sasniegt ar spolīti no 2 – 9 mkH. Ir izvēlēts kompromiss, un tiek tīti divi tinumi. Patiesībā, ja produktīvi vēlas strādāt 80 metru diapazonā, tad vajadzētu vēl viens tinums, bet tad arī sekundārie nebūs 14, bet gan - 21 tinums. Transformatoru atkal vislabāk novērtēt ir ar VNA. Sekundāro tinumu tin divās daļās – ar pārnesto tinumu uz gredzena otru pusi. Tas vienmērīgāk sadala gredzena magnētisko plūsmu un dzesējas. Jāievēro, ka pārnesot tinumu, kā viens tinums skaitās šis pārnešanas vads. Fotogrāfijā redzams, kā tas ir jādara, netiniet tinumu otrā virzienā, tad tinumu induktivitāte viena no otras atskaitīsies un nekas nesanāks.

Vēl fotogrāfijā ir redzams mazs, zils kondensatoriņš. Tas ir pielodēts paraleli primārajiem transformatora tinumiem. Tā vērtība ir 100 pF un darba spriegums 5 kilovolti. Viņā uzdevums ir neitralizēt transformatora primārā tinuma pretestības induktīvo sastāvdaļu un izlīdzināt transformatora transformācijas efektivitāti uz augšējiem diapazoniem. (Ar šo kondensatoru un transformatora primero tinumu veidojas paralels kontūrs uz aptuveni 17 MHz, kurš ar savu reaktivitāti izmaina transformatora primārā tinuma reaktivitāti un pārneses koeficientu uz augstākajām frekvencēm. Atjautīgs risinājums).

Par pieslēdzamajiem pretsvariem jau rakstījām (garāki par 1/8 no viļņa garuma un tie būtu jāturpina antenas virzienā). Labs pretsvars esot drāšu sieta žogs 😊. Ideāli, ja kastīti ar transformatoru varētu piestiprināt pie žoga staba un pieslēgties žogam tā augšējā malā 😊.

Vēl pēc EFD principa darbojās J-Pole antena:

Tā ir - pusviļņa garš aktīvais elements, kas novietots horizontāli, vai vertikāli, un kurai galā pievienota 1/4 viļņa gara, īsslēgta, līnija. Antenas barošanas līniju pieslēdz pie punkta īsslēgtajai līnijai, kur tai pretestība ir tieši tik pat liela, cik barošanas līnijai (50 omi - kabelim). J-Pole (J-antena, jotene) ir populāra un viegli uztaisāma antena. Internetā atrodami neskaitāmi kalkulatori, kas dos Jums izmērus konkrētai konstrukcijai. To var veidot no vadiem, divvadu līnijām, tām daļu nogriežot nost. Sevišķi labi tā veidojas no vara santehnikas caurulēm. Šo antenu iesakām. Ja ir sagādāti vajadzīgie instrumenti un materiāli, nogriezt un salodēt to no vara apkures caurulītēm, aizņem stundu laika. Šāda, vertikāli uzstādīta antena, formē radiosignālu ar vertikākālo polarizāciju un ir piemērota vietējiem sakariem un darbam caur retranslatoru. 

8. G5RV

Dipolveida antena ar nedaudz citādiem izmēriem – dipola pleca garums 15.55 metri, no iebarošanas vietas iziet 300 omu div-vadu līnija, 12.8 metrus gara, kā pretestību transformators, tad ieiet koaksiālajā kabelī. Veidota darbam 10 - 20 metru diapazonam, citos strādā slikti, jo tad to vajadzētu garāku.

9. W3DZZ

Dipol-veida antena, parasti veidota uz 2 diapazoniem. Antenas plecos ir ievietots LC kontūrs, kā sprostfiltrs, skaņots uz augstāko no diapazoniem. Efektivitāte, kā dipolam. Nedaudz jāpacīnās ar filtru noskaņošanu (ja nepērk gatavus). Literatūrā ir redzētas antenas arī 3 diapazoniem, ar 2 sprostfiltriem katrā no pleciem. Antena zīmējumā paredzēta 80 un 40 metru diapazoniem.

10. Yagi (Uda – Yagi, viļņu kanāls, Beam antenna) – dipolu antenu augstākais sasniegums. Šo antenu šobrīd amatieri būvē un izmanto visvairāk. Radīta viņa ir 1926. gadā Thoku Impēriskajā universitātē, Sendai, Miyagi, Japānā. Autors ir fiziķa, universitātes profesora Hidetsugu Yagi asistents - Shintaro Uda. Yagi šo antenu ir aprakstījis angļu valodā, tāpēc tā vārāk pazīstama viņa vārdā. Yagi arī patentēja šo antenu Japānā, patentē nenorādot Uda vārdu. Patentu izpirka Markoni Company Lielbritānijā un RCA Corporation ASV, kuras to tūlīt sāka izmantot radaros. Patentē pieteiktā antena bija veidota sekojoši: Paralēli, viens aiz otra, uz vienas ass (nesošās traversas), tiek nostiprināti trīs antenas elementi, to centros. Tie tiek nosaukti: R-reflektors, A-aktīvais elements un D-direktors. To garumi: R - 0,5 Lambda, A – 0.44 Lambda, D – 0.43 Lambda. Attālumi uz ass starp tiem: R-A 0.25 Lambda, A-D 0.13 Lambda. Antena ir ar izteiktu virziendarbību D elementa virzienā un signāla slāpējumu R virzienā. Tālāk šo antenu sāka pētīt un attīstīt visā pasaulē, pievienojot tai papildus D elementus. Atkarībā no D elementu skaita, tai ir lielāks, vai mazāks pastiprinājuma koeficients. Aptuveni: 2 elementiem (kad nav D elementa) – 6.0 dBi, 3 elementiem – 8.0 dBi, 4 elementiem – 9.2 dBi, 5 elementiem – 10,5 dBi, 6 elementiem – 11,5 dBi. Katra jauna elementa pievienošana dod antenai aptuveni 1 dBi pastiprinājumu pie maza direktoru skaita. Daudzelementu (VHF) ANT +3dBi dod elementu skaita (boom garuma) dubultošana. Ne velti radioamatieriem ir tāds sakāmvārds – labākais pastiprinātājs ir antena. Ja kāds vēlas pats konstruēt savu Uda-Yagi antenu, vai analizēt esošas antenas parametrus, ļoti iesakām to darīt ar antenas modelēšanas programmām.

Yagi antenu evolūcija. Daudzus gadus šīs antenas palika nemainīgas. Antenu modelēšanas programmu ieviešana kardināli mainīja situāciju. Mainījās gan Yagi antenu parametri un izskats.

Mūsdienās arvien lielāku popularitāti iegūst daudz-diapazonu Yagi antenas, kur uz vienas traversas ir izvietoti elementi vairākiem diapazoniem. Šo antenu iebarošanai tiek izmantots viens koaksiālais kabelis, kas pievienots zemākā diapazona dipolam. Rezonanse inducējas uz pārējo diapazonu dipoliem, kas atrodas blakus. Šāda sistēma tiek izmantota, piemēram, JP2000 antenās. Tādu antenu var uzbūvēt pats, bet svarīga ir izpildījuma precizitāte. Jāievēro visi orģinālie parametri - elementu diametri un attālumi starp tiem. VHF diapazonos savu vietu sāk iekarot LFA antenas, kuru dipols izpildīts horizontālas cilpas veidā un reflektors ir nedaudz ieliekts.

11. Spiderbeam – 2000. gadā vācu amatieris DF4SA asprātīgi izveidoja Uda-Yagi antenu: antenas elementus izveidoja no vadiem, kas iestiepti starp četrām 5 metrus garām stiklaplasta krustveidā novietotām caurulēm. Vadu ir savilkts daudz, un no to skaita tiek veidotas antenas 3, vai līdz pat 5 diapazoniem (20, 17, 15, 12, 10 m). Vadu elementi ir salocīti. Antena ir viegla – ap 7 kg. Parametri sekojoši: 20m-3elementi-11.7 dBi, 17m-2elementi-10.5 dBi, 15m-3elementi-12.3 dBi, 12m-2elementi-10.5 dBi, 10m-4elementi-12.6 dBi. Antena domāta, kā pārvietojama - ekspedīcijām un Latvijā tai galvenie ienaidnieki ir vējš, kas to plosa un stiklaplasta caurules, kas lūzt. Citādi labs kompromiss. Kopumā antena laba, To var mēģināt arī uzbūvēt pats. Pirms būves iesakām pamodelēt šo antenu antenu modelēšanas programmā. Iegūsiet paši savu antenu. 

12. Ground Plane GP 

Vertikāls, vienu ceturtdaļu viļņa garš izstarotājs, kuram izveidota "mākslīga zeme" no tik pat gariem "pretsvariem". Pretsvaru skaits un to leņķis pret horizontu maina antenas izstarošanas leņķi un ieejas pretestību (no 120 līdz 36 omiem). Pietiek ar vienu pretsvaru, bet labākai virziendarbībai veido trīs - katru 120 grādu leņķī pa aploci ap vertikālo elementu. Šos pretsvarus pret izstarojošo elementu novieto no 90 līdz 135 grādu leņķī. Tādai antenai ir 50 omu ieejas pretestība, kas labi saskaņojas ar koaksiālo kabeli. Antenai ir vertikālā polarizācija un to bieži izmanto zemes viļņa veidošanai vietējiem sakariem. Tai pašā laikā tai ir mazs izstarošanas leņķis pret horizontu, kas sekmē elektromagnētiskā viļņa tālāku nonākšanu jonosfērā un atstarošanos no tās, veidojot tālākus sakarus.

13. Cilpveida vadu antenas. Šajā klasē ir vairākas vērtīgas antenas, tādas kā magnētiskās cilpas, deltas, rombi, dažādas horizontālas cilpas, kvadrāti. Cilpveida antena parasti tiek veidota no nepārtraukta vada, kurš tiek iebarots tā galos, kas telpiski sanāk kopā. Cilpas kopējais garums parasti tiek izvēlēts – ½ vai 1 Lambda. Cilpveida antenām ir par 3 dB lielāks pastiprinājuma koeficients, salīdzinot ar dipolu. Vertikālām cilpām antenas polarizācija ir atkarīga no barošanas kabeļa pieslēguma punkta. Atkarībā no cilpas formas tai var iegūt dažādas ieejas pretestības un pastiprinājuma koeficientus. Cilpas droši var barot ar koaksiālo kabeli, jo uz tā uzklājušās asimetrijas strāvas savstarpēji kompensējas. Cilpu ieejas pretestība ir 50 omi ½ lambda antenas garumam, un 120-200 omi 1 lambda garumam, līdz ar to ir nepieciešams ieejas transformators.

14. Delta. 

Lambda garu antenas aktīvo elementu veido trīsstūra formā un ar trīs atsaitēm nostiprina starp trīs punktiem. Tādam elementam izstarošanas virziens ir atkarīgs no iekāršanas veida un iebarošanas vietas. Ieejas pretestība ir atkarīga no attāluma no zemes un arī - iekāršanas veida. Populārākā antena ir 82-83 metrus garš vads uzkārts 6-20 metrus no zemes ar trīsstūra malu 27.5 metri (jo augstāk jo labāk, bet tas palielina antenas ieejas pretestību). Ja uzkāršanas augstums ir ap 20 metri, tad antenas ieejas pretestība ir ap 120 omi. Deltu mehāniskai vienkāršībai var iekārt arī slīpi, vai pat vertikāli pret zemi, iebarot vēlams zemākā punktā. Antenu iebaro ar koaksiālo kabeli un 1:2 transformatoru. Literatūrā atrodams arī cits variants - trīsstūra malas: 23.87, 35.10, 23,87 metri un ieejas pretestība 200 omi, tad koaksiālajam kabelim vajadzīga 1:4 transformators. Antena skaņojās arī citos amatieru diapazonos, bet kopumā ir ar šauru darba joslu (300 kHz). Dažreiz dara tā, ka antenu izveido nedaudz īsāku, kā nepieciešams, un uz konkrētu diapazonu - noskaņo ar pagarinošās spoles palīdzību barošanas līnijas pieslēguma vietā. Delta tipa antenai var būt aptuveni 4-5 dBi pastiprinājums, atkarībā no apkārtējiem atstarotājiem un izstarošanas polaritāte ir atkarīga no barošanas pieslēguma vietas.

15. Horizontālas cilpas. Tas pats, kas delta, tikai ar vairāk atsaitēm. Tiek veidoti četrstūri, astoņstūri un visādas citas konfigurācijas. No cilpas plaknes ir atkarīgs starošanas virziens, bet no attāluma no zemes – cilpas ieejas pretestība.

16. Mazu cilpu antenas. Antenas cilpas garums ir 0.1 – 0.085 Lambda. Vads (caurule) ir salocīta cilpā un tās atvērtajos galos ir ievietots kondensators. Cilpas induktivitāte, kopā ar kondensatoru veido svārstību kontūru, ko skaņo uz antenas darba frekvenci. Tādu cilpu parasti iebaro ar koaksiālo kabeli un gamma salāgošanas slēgumu. Antenas plusi: mazs izmērs, augsts antenas Q (labums), skaņojas uz konkrētu frekvenci, līdz ar ko var novērst traucējumus blakus uztveršanas kanālos. Antenas mīnusi – uz antenas veidojas liels elektriskais lauks, kas izplatās telpā un tuvumā ir kaitīgs, kā arī pazemināta efektivitāte kā raidošai ANT. Vajadzīgs augstas kvalitātes kondensators (vakuuma kondensators), jo uz tā platēm ir ļoti augsts spriegums. Antenas parasti uzstāda vertikāli un vēlams – ārpus dzīvojamām telpām. Viens no tipiskākajiem piemēriem tam, ka antena ir pēdējais skaņotais kontūrs raidītāja ķēdē 😊.

17. SteppIR antena. 

Komerciāls un padārgs ASV produkts, bet te atzīmējams ar savu oriģinalitāti. Tā ir rezonanses antena ar vienu, vai vairākiem ceturtdaļviļņa gariem elementirm. Elementus ražotājs piedāvā izvietot – vienu - vertikāli, kā Ground Plane, vai vairākus - horizontāli – kā dipolu, vai pat - Yagi. Antenas elementi veidoti kā tērauda sakausējuma spolē satītas lentas (līdzīgas, kā mērlentas), kuras motori izbīda tukšā stiklaplasta caurulē tik garas, cik nepieciešams konkrētam diapazonam. Lentu izbīdīšanu un ievilkšanu kontrolē mikroprocesors pēc minimālā SWR izvēlētajam diapazonam. Fiziski antena ir stiklaplasta konstrukcija, ko groza rotors dipola vai Yagi izpildījumā, un tās izmēri atbilst maksimālajam diapazonam uz kuru tā ir ražota. Ground plane variantā tā ir vertikāli novietota stiklaplasta caurule, kurā no apakšas uz augšu bīda antenas aktīvā elementa lentu. Mūsu klimatiskajiem apstākļiem šī antena nav īsti piemērota – iesalstot.

Internetā atrodama antena, veidota no vairākām mērlentām, kā strādātspējīga parodija par šo antenu 😊 . Nez vai ir vērts tērēt laiku ar tās atkārtošanu. 

18. EH antena. Konspirāciju teorijas tipa antena. Antena ir veidota kā precīzi skaņots kontūrs un reizē – kā izstarotājs. Kā izstarotājs - tā darbojas kā neefektīga, īsa GP antena. Kā kontūrs - savā konstrukcijā tas ir izveidots ļoti jutīgs pret ārējām ietekmēm, atmosfēras mitrumu apkārtējiem priekšmetiem utt. Visbiežāk šīs antenas ciešamie darba rezultāti ir izskaidrojami ar kādas citas – rezonanses tipa antenas, vai priekšmeta klātbūtni un tā ierezonēšanu ar EH antenas augstā labuma kontūru. Netērējiet laiku ar to.

19. Magnētiskās ferīta antenas. Antenas elements ir ferīta stienītis, uz kura ir novietota svārstību kontūra spolīte. Spolīte ar kondensatora palīdzību tiek skaņota uz darba frekvenci. Galveno lomu te nosaka pats ferīta stienītis. Tā izmērs ir ļoti mazs 15-20 cm garumā un 1-1.5 cm diametrā. Stienīši atšķiras ar savu magnētisko caurlaidību, kas savukārt nosaka tā piemērotāko darba frekvenci. Stienītis dara divus darbus – paaugstina rezonanses kontūra labumu, un reizē palielina magnētisko plūsmu kontūrā. Šī magnētiskā plūsma, sadarbojoties ar zemes magnētisko lauku, piesaista kontūrā elektromagnētiskos viļņus. Šādai antenai ir izteikta virziendarbība perpendikulāri tā ass virzienam (stienītim), un to lieto radiosignālu pelingācijā (arī "lapsu medībās" – ir tāda radioamatieru nodarbe mežā). Magnētisko ferīta antenu lieto tikai signālu uztveršanai. To var uzmontēt uz selsina (atrodot klusāko vietu 30 – 50m attālumā) un ar otru selsinu no istabas operatīvi grozīt. Signāla pārvadei uz RX - koaksiālais kabelis. Visu kostrukciju var noslēpt zem plastmasas spaiņa.

Asimetriskas antenas.

20. Windom

Antenu Windom, sauc arī VS1AA un "amerikanka" - 1936. gadā izveidoja L. Windom, W8GZ. Tā izveidota sekojoši: Horizontāli tiek novilkts 41 metru garš vads (īsajā variantā - 20.43 metrus garš). Vadam svarīgs diametrs – tam jābūt 2 mm (elektriķu - 4 kvadrāti, vai AWG 12). Šim vadam konkrētā punktā pieslēdz 1 mm diametrā (elektriķu - 1,5 kvadrāti, vai AWG 18) resnu vadu. Šis vads darbojās kā vien-vadu barošanas līnija un tādai līnijai, ar tādu vada diametru, aktīvā viļņu pretestība ir 400 – 700 omi. Uz antenas izvēlēta vieta, kur tai ir 500 omu aktīvā pretestība. Tādi punkti uz horizontālā vada ir 13,6 metri no gala garajā variantā, un 6.84 metri – īsajā variantā. Šāda antena, garajā variantā skaņojās, no 80 līdz 10 metru amatieru diapazonos, bet īsākajā variantā – no 40 – 10 metru diapazonos. Tad, 1950. gadā vācietis DL1BU, Günter Schwarzbeck šo antenu modernizēja – 20,7 metrus garu, horizontāli novilktu, vadu pārgrieza 6,7 metrus no viena gala un tur izvietoja pieslēgumu 300 omu div-vadu līnijai. Līnijas garums nav būtisks, jo to pie raidītāja skaņoja ar div-vadu līnijai paredzētu salāgotāju. Esot iznākusi laba antena 40 un 20 metru diapazoniem. Ja iepriekšējam antenas variantam nozīmīgi staroja pielietotā vienvadu līnija, tad ar div-vadu līniju šis starojums bija ievērojami mazāks. 1970. gadā vācietis DJ2XH, J. Fritzel modernizēja šo antenu tālāk – 41 metru garu vadu viņš pārgrieza 13.8 metrus no viena gala un tur ievietoja impendansa transformatoru 1:4. Šo transformatoru var barot ar nesimetrisku koaksiālo kabeli. Pēdējo antenu viņš sāka ražot kā komerciālu produktu ar nosaukumu FD-4. Drīz vien vairākas firmas visā pasaulē sāka ražot un tirgot amatieriem savus produktus. Labs piemērs ir Radio Works - Carolina Windom, kas tiek ražotas vairākās konfigurācijās. Ar to Windom antenas modernizācija neapstājās. Asprātīgā veidā tika izveidota antena City Windom (Jevgenijs Slodkovičs, UA3AHM). Konstrukcija sekojoša – Antenas īsākais posms 13 metri – veidots no koaksiālā kabeļa, kura ekrāns tiek izmantots kā izstarotājs un ekrāns centrālajai dzīslai vienlaicīgi. Kabeļa ekrānam un centrālajai dzīslai antenas vidusdaļā tiek pievienots impendansa transformators 1:4, un tam savukārt garākais antenas posms - 26 metri, veidots no parasta vada. Visa šī konstrukcija ir iekārta starp izolatoriem, taisnā veidā. Antena barojas caur vēl vienu - 1:1 transformatoru – droseli, kas pieslēgta pie īsākā kabeļa brīvā gala. Izskatās, kā no gala barojams rezonanses elements, bet nav tā. Barošanas punkts ir 13 metrus no antenas gala. Var barot ar jebkura garuma koaksiālo kabeli. Windom antena darbojas tā, kā tas teorētiski ir paredzēts, tomēr, būdama asimetriska pēc savas konstrukcijas, tā rada asimetrijas strāvu, un ne tikai barošanas līnijā. Te nedaudz līdz radiotehniskā zeme un skaņojama mākslīgās zemes iekārta (ķēde). Visa sistēma ir frekvences atkarīga. Ja saskaņosiet antenu vienā frekvencē, citā - tā atkal sāks starot "pa nepareizajiem vadiem".  Lietojot šādu antenu jārēkinās ar to, ka būs jācīnās ar nepatīkamiem efektiem sadzīves tehnikā, kurus izraisīs neaizturētas, klejojošas augstfrekvences strāvas. (Kustības sensori, ugunsdzēsības devēji, vārtu atvēršanas sensori un citi).

Amatieri savā praksē veido un lieto vēl daudz dažādas antenas. Internetā to visu var atrast. Var paņemot idejas no iepriekš aprakstītajām un sakombinēt tās citādi. Var, piemēram, jebkuras antenas aktīvo elementu pagarināt, vai saīsināt ievietojot tajā reaktīvu elementu - spoli, vai kondensatoru. Tāpat šos reaktīvos elementus var veidot kā konstruktīvus elementus - daļu elementa satin spirālē un veido pagarinošo spoli, vai vertikālam stienim ar atsaitēm uzliek "kadacitatīvu cepuri". Reaktīvos elementus dažkārt veido no koaksiālajiem kabeļiem, izmantojot to kapacitāti, induktivitāti, vai spēju veidot rezonanses līniju.

Eksperimentējiet, bet sekojiet, ko darat !

Padomi:

1. "Radioamatiera vienkāršā antena". Ņem divus vadus, katru 20 metrus garu. (Antena veidota 80 metru diapazonam, citam diapazonam būs jālieto cita garuma aktīvā elementa vadi, tos pārrēķina pēc formulas: katra vada garums l=69.948 / f (MHz)). Tie veidos antenas aktīvo elementu. Tad ņem 1.5 metrus garu, 1 mm diametrā, dzelzs stiepli (vai līdzīgu) un no tās izveido krustu ar 4 zariem, kur katra zara garums ir ap 20 - 25 cm. Zarus savērpj. Tālāk ir vajadzīgi 4 izolatori, vislabāk – keramiskie. Ja tādu nav, tos var aizstāt ar 5-10 mm biezām plastmasas plāksnītēm ar diviem caurumiņiem, 2 cm attālumā. Kādu plastmasu izvēlēties, lasiet zemāk. Divus izolatorus ievieto dzelzs stieples krusta pretējos zaros un stingri pietin ar savērpto stiepli atpakaļ, krusta centra virzienā. Attālums starp izolatoru ārējām malām ir ap 10 - 15 cm. Caur katru izolatoru vienreiz izlaiž savu aktīvā elementa vadu, tā lai tiem paliek kādi 20 cm garš, brīvs gals. Vadus satin ar pāris vijumiem, lai tie stabili turētos izolatoros un vēl drošībai apliek kādu elektriķu vadu savilcēju. Aktīvā elementa otrus galus iestrādā izolatoros - līdzīgi. Savilcējus brīvajos galos uzreiz nelieciet, varbūt būs jāskaņo elementa garumi. Tad ņem koaksiālo kabeli (50 vai 75 omi, labāk 50 omi) un tam atloba galu, lai izveidotos ap 5 cm garas astītes. Pašu kabeli stingri pietin ar izolācijas lentu pie dzelzs stieples krusta viena no atlikušajiem zariem, zara galu atliec uz centru, un kabeli vēl pievelk ar pāris savilcēm (lai siltā laikā neizšļūc no krusta). Esiet uzmanīgi, nedeformējiet kabeli šajā vietā. Kabeļa ekrāna stieplītes savijiet kopā un pielodējiet pie viena no aktīvajiem elementiem. Kabeļa centrālo dzīslu pielodējiet pie otra aktīvā elementa. Ja antenu paredzēts lietot ilgāku laiku, tad šie savienojumi, kā arī kabeļa gals, ir rūpīgi jāizolē, lai tajos nenonāktu mitrums. Te der izolācijas lenta un termiskās caurulītes. Var lietot caurulītes, kuras blīvi piepilda ar silikonu. Savienojumus vajag veidot tā, lai tie būtu pēc iespējas īsāki, un tai pašā laikā – varētu kustēties vēja un montāžas laikā. No dzelzs krusta ceturtā zara izveido drošu cilpu, kurā iesien kaprona auklu. Ar šo auklu visu šo mezglu ārā uzvelk kādus 7 - 10 metrus no zemes. Var uzvilkt kādā kokā, var piesiet pie jumta kores, palodzes, balkona margas, vai citur drošā vietā. Kaprona auklas vietā nelietojiet dzelzs trosīti vai stiepli. Tā mainīs antenas parametrus. Uz leju stiepsies divi aktīvā elementa vadi un kabelis. Caur aktīvā elementa galu izolatoriem izveriet divas citas kaprona auklas, nostiepiet vadus taisnus, un atsieniet kaut kur, tuvāk zemei. Skatiet lai mezgls ar pievienojumu kabelim nav satinies. Kabeli ievadiet telpā, kur ir Jūsu transiveris. Ārā atstājiet tikai nepieciešamo kabeļa daļu, lai tas no savienojuma mezgla līdz ievadam mājā nebūtu pārāk tuvu kādam no aktīvā elementa vadiem. Kabeli slēdziet pie transivera (analizatora, tūnera vai pie SWR mērītāja) un mēriet SWR. Tālāk antena būtu jāskaņo pēc minimālā SWR. Izvēlieties frekvenci, uz kuras skaņosiet antenu, teiksim 3.677 MHz. Ieslēdziet transīveri (vai pielieciet analizatoru) un skataties, kur atrodas SWR minimums. Ja tas ir par zemu no izraudzītās frekvences, abu vadu galus izolatoros saīsina, ja par augstu – pagarina. Noskaņojot tādai antenai SWR būs ap 1.1 -1.2 apkārtējo priekšmetu un zemes iespaida dēļ, bet ar tūneri iespējams iegūt - 1.0. Nostipriniet vadus ar savilcēm gala izolatoros. Strādājiet!

2. Daži padomi par iepriekšējo antenu. Kabeļa pievienojuma vietā vēlams ieslēgt simetrizējošo iekārtu Balun [2]. Ir nopērkamas simetrizējošās iekārtas, kurās jau ir iestrādāti izolatori, kabeļu pievienojums un āķis pacelšanai. Ja Jūs simetrizējošo iekārtu veidojiet paši, konstrukcijā paredziet arī minētos elementus. Vadus antenas aktīvajam elementam var lietot dažādus. Labi kalpo vara, viendzīslas, vai daudzdzīslu, elektriķu 2.5 – 4 kvadrāti. Var būt ar izolāciju, vai bez tās. Var lietot arī citus, līdzīgus, bet izvaraties no dzelzs stieples. Tā neder. Vadus var arī salodēt no īsākiem gabaliem, un lodējumus droši noizolēt pret atmosfēras nokrišņiem. Aktīvā elementa brīvos galus pagaidu variantā var piesiet tieši pie kaprona auklām bez izolatoriem. Stacionārā variantā tā nedariet, jo kaprona auklas samirks un mainīs antenas parametrus. Ja kabelis pēc ievadīšanas telpā paliek pāri, negrieziet to īsāku. Satiniet to spolē un lietojiet. Aprakstītā antena labi darbosies 80 metru diapazonā. Ja vēlaties antenu veidot uz cita diapazona, tad antenas aktīvā elementa vadu garumi jāpārrēķina pēc formulas: viena vada garums, metros = 69.95 / f (MHz).

3. Vienkāršās antenas centra konstrukciju var veidot arī citādu – uz izolēta materiāla plāksnes, kā zīmējumā:

Šajā konstrukcijā nav nepieciešami centra izolatori, un ir veidots drošs kabeļa savienojums ar antenas aktīvo elementu. Lokana vada rezerve ir droši piestiprināta pie izolētās plāksnes ar savilcēm, vai cita vada cilpiņām. Kabeļa pievienojumu gals ir vērsts uz leju, līdz ar ko – samazināta mitruma nokļuve tajā. Uz plāksnītes var novietot arī antenas simetrizējošo iekārtu (Balun).

4. Kā noteikt nezināma koaksiālā kabeļa vai div-vada līnijas viļņu pretestību? Kabelim (līnijai) vienā galā nomēra kapacitāti, tad, kad tā otrā galā centrālā dzīsla ar ekrānu (vai abi līnijas vadi) nav savienoti. Tad nomēra kabeļa (līnijas) induktivitāti, kad otrā galā centrālā dzīsla ir savienota ar ekrānu (abi līnijas vadi savienoti). Pielieto formulu: Z=SQRT( L / C) Z-omos, L-Henrijos, C-Farādos. Kā tas izskatās skaitļos. Bija aptuveni 10 metru garš kabeļa gabals. Ar LC tiltu tika nomērīta kabeļa kapacitāte un induktivitāte. Rezultāts – 2.97 mikrohenriji un 512 pikofarādi. 1 pF = 10^-12 farādi, un 1 mikrohenrijs = 10^-6 Henriji. Aprēķins: Z=SQRT(2970000/512) = 76.1628 omi. Tuvākā vērtība no ražotajiem kabeļiem, šķiet, ir 75 omi. Jāsaka, ka ļoti kaprīzi šeit ir induktivitātes mērījumi. Kabelim jābūt izstieptam, nesatītam rullītī. Mērījumi un aprēķini var sanākt +/- 10 omi, bet nebēdājiet. Precīza skaņošana vienalga notiks reālajā antenas sistēmā.

5. Antenas mērījumiem šobrīd labākais mērinstruments ir VNA (vector network analyser) dažādos tā izpildījumos. Piemēram - NanoVNA F-V2, maksā aptuveni 65 – 130 EUR.

6. Antenas izstarojošos (arī pasīvos) elementus parasti veido no vara vai alumīnija, un tos ar izolāciju nepārklāj. Tas tāpēc, ka elektromagnētiskie viļņi pārvietojās pa to virsmu. Elementiem neiesaka izmantot dzelzi, jo tam ir palielināta virsmas un arī elektro- vadīšanas pretestība. Dažos gadījumos dzelzi pārklāj ar varu. Dzelzs pārklāšana ar cinku vadītspēju neuzlabo.

7. Vadu antenās (dipolos, cilpās u.c.) vislabāk lietot monolītus bimetāla vadus – vidū dzelzs serde – stiprumam, apkārt – vara kārtiņa, elektromagnētiskā viļņa labākai vadītspējai. Ja tādus nav iespējams dabūt, tad var iegādāties antenas trosītes specializētajos veikalos (WiMo u.c.). Tai pašā laikā, tīri labi kā antenas aktīvie elementi darbojās arī elektroinstalācijas vadi ar izolāciju, kas domāti āra instalācijai (elektrotehniskie 2.5 un 4 kvadrāti). Vispār vadu galvenā problēma ir tā, ka tie brīvi iekārti - stiepjas. Dzelzs stiepjas mazāk, varš – vairāk, tāpēc tos iesaka kombinēt. Savas pirmās antenas mierīgi varat izveidot no elektroinstalācijas vadiem. Labāk lietojiet vara vadu, jo to var pielodēt, alumīnija vadiem būs sarežģītāk veidot savienojumus ar pievades līniju, bez tam tie vairāk stiepjas. Vads ar izolāciju būs jālieto īsāks, kā teorētiski aprēķinātais (0.95 – 0.99, bet skat nākamo punktu).

8. Veidojot vadu antenas, vadus iesakām nogrieziet par kādu metru, vai divus, garākus un gala izolatoros atlokiet atpakaļ, un pietiniet pie vada atpakaļ. Tad būs iespēja, mainot elementu garumus, pieskaņot antenu precīzi frekvencē, vai arī pabīdīt tās iebarošanas punktu uz vietu ar pieņemamāku ieejas pretestību.

9. Izolatorus iesakām lietot keramiskos (vai stikla). Ja lietojat plastmasu, tad jāpārliecinās, vai tā nav augstfrekvences strāvu vadoša, un, kā tā iztur atmosfēras apstākļus un saules ultravioleto starojumu. Organiskais stikls un stiklaplasts ar laiku izdeg saulē un paliek trausls. Nedaudz palīdz krāsošana ar eļļas krāsu, tad kalpo ilgāk, bet ne mūžīgi. Santehnikas plastmasu materiāli mēdz būt dažādi. Ja plastmasas izolators pirkts antenu veikalā, tad tādam vēl varētu uzticēties. Citi materiāli (koks, gumija) šeit nederēs. Vienkārša pārbaudes metode – ieliek materiālu mikroviļņu krāsnī, uz kādu minūti. Ja pēc minūtes ir karsts, tādu labāk nelietot.

10. Antenas galu atsiešanai labi izmantot pīto (nevis vīto!) poliamīda auklu no saimniecības/celtniecības preču veikaliem. Trūkums šai auklai – slapja izstiepjas, izžūstot ieņem gandrīz iepriekšējo garumu. Šāds trūkums nav poliestera atsaitēm, bet tām ir cita cena un ir jāpasūta no speciāliem piegādātājiem, piemēram https:dxavenue.com

11. Konstrukcijās, kas pakļautas stiepei, nelietojiet nerūsējošā tērauda skrūves (un savilces). Tās stiepjas, un nav vēlāk atskrūvējamas. Tur labāk der saeļļoti cinkotie dzelzs izstrādājumi. Starp citu – nerūsējošais tērauds atmosfēras iespaidā arī rūsē, tikai lēnāk, un ilgākā laikā. Dzelzs izstrādājumus iesakām appūst ar cinka aerosolu - praksē daudzkārt pārbaudīta metode.

12. Hidroizolācijai kabeļu un antenu savienojumos labi sevi ir pierādījis parastais plastilīns vai celtniecības silikons (Neitrālais, bezkrāsainais, āra darbiem. Santehniskais pretpelējuma silikons nav labs).

Jautājumus, labojumus un atsauksmes lūdzu sūtiet iedaļā - Sazinies ar mani.

Materiāls precizēts 5.martā, 2025. gadā