Asiaa antenneista + teoriaa. OH3AD kerhoilta Jukka Klemola, OH6LI

Transkriptio

1 Asiaa antenneista + teoriaa

2 Sisältö Antennin tärkein ominaisuus Dipoli Vahvistus, suuntakuvio Korkeuden vaikutus Materiaalin paksuuden vaikutus Suora invv roikkuva Pituuden muutos vs taajuuden muutos OCF = Syöttö ei keskeltä = epäkesko syöttö Sloper Ohenemisprofiili ja profiilin muutosten vaikutus Yagi Elementin pituuden muutoksen vaikutukset Pienet vastaanottoantennit ja Beverage Rakentamiseen vinkkejä Kysymykset

3 Antennin tärkein ominaisuus Impedanssi Sovitus syöttöjohtoon Sovitus lähettimeen Toiseksi tärkein käyttökelpoinen taajuusalue SWR aiheuttaa häviöitä 1,0 = 0dB, 1,5 = 0,2dB, 2,0 = 0,5dB, 2,5 = 0,9dB, 3,0 = 1,3dB Syöttöjohdon häviöt aiheuttavat lisähäviöitä SWR kanssa Huono impedanssisovitus vaikuttaa lähettimen toimintaan Lämpö Harmoniset Muutkin ei-toivotut lähetteet saattavat nousta

4 Dipoli Oma impedanssi kirjallisuuden mukaan noin 70 ohmia Tukevan syöttöpisteen rakenne Tekijä Rami OH3BHL Normiratkaisu ei ole varsinaisesti balansoitu Ei toimi tarkkaan ottaen teorian mukaan Lähes ympärisäteilevä OH3BHL Balun saa aikaan säteilyn vähenemistä päitten suunnassa Tavallinenkin hamssi tarvitsee toisenkin balansoidun dipolin tai roottorin että minimiä voi kääntää

5 Dipoli 16m korkealla - mitat

6 Dipoli 16m korkealla - muoto

7 Dipoli 16m korkealla - numerot

8 Dipoli 16m korkealla - numerot 16m 19,34m pitkät puoliskot

9 Dipoli 16m korkealla - numerot 16m 19,34m pitkät puoliskot Aiempia simuloituja antenneja

10 Dipoli 16m korkealla suuntakuvio 60

11 Dipoli 16m korkealla suuntakuvio 60 Sivusta katsottu suuntakuvio

12 Dipoli 16m korkealla suuntakuvio 60 Päästä katsottu suuntakuvio

13 Dipoli 16m korkealla suuntakuvio 60

14 Dipoli 16m korkealla suuntakuvio 30

15 Dipoli 16m korkealla suuntakuvio 30

16 Dipoli 16m korkealla suuntakuvio 10

17 Dipoli 16m korkealla suuntakuvio 10

18 Dipoli 16m korkealla - 3D suuntakuvio Sivusta Päästä

19 Dipoli 16m korkealla - vahvistus 3699 dipoli 16m korkealla dbi asteessa 6,4 60 3,7 30-4,4 10 Huomaa että tämä pätee vain antennin sivujen suuntaan. Päiden suuntaan vahvistus on jonkin verran pienempi vaikka ei olisi balunia Balun vaimentaa päiden suuntaan

20 Dipoli 32m korkealla - mitat

21 Dipoli 32m korkealla - mitat Pituus 2x 19,9m 16m korkea oli resonanssissa mitalla 2x 19.34m 56 cm pidempi per puoli

22 Dipoli 32m korkealla - muoto

23 Dipoli 32m korkealla - numerot

24 Dipoli 32m korkealla - numerot 32m 19,9m pitkät puoliskot 16m 19,34m pitkät puoliskot

25 Dipoli 32m korkealla - suuntakuvio 3699 dipoli 16m 32m korkealla dbi dbi asteessa 6,4 3,7 60 3,7 5,9 30-4,4-0,4 10

26 Dipoli langan paksuus Käyttökelpoisen taajuusalueen leveys Pituuden muutos paksuuden mukana Onko dipolin langan paksuudella oikeata merkitystä 80:llä?

27 80m Dipoli L19,34, H16m - paksuus 1mm 2mm 4mm 8mm 3699 dipoli H16m D SWR1,5 2.0 mm khz khz SWR 1,5 ei anna luotettavaa kuvaa; simulaattorin omituisuuksia Kannattaa olla tarkkana mitä tuloksia hyväksyy ja mitä katsoo kriittisesti

28 Dipoli 16m korkealla - paksuus Voidaan todeta: Paksuus vaikuttaa käyttökelpoiseen taajuuskaistaan Paksuntaminen alentaa SWR minimin taajuutta Paksumpilankainen dipoli on hieman lyhyempi Kysymykseksi jää: Onko dipolin paksuudella oikeata merkitystä 80:llä?

29 80m inv vee, H16m V korkeus 7m Käytetään 2mm paksuista lankaa kuten dipoli esimerkissä Onko vaikutusta Impedanssiin Vahvistukseen Suuntakuvion muotoon päiden suunnassa SWR kaistanleveyteen

30 80m invv, H16m Vkork 7m - numerot

31 80m invv, H16m Vkork 7m - numerot 3699 dipoli 16m korkealla Z = 62 ohm 3699 invv H16m, V7m Z = 48 ohm invv tuottaa paremman sovituksen

32 80m invv, H16m Vkork 7m - mitat

33 80m invv, H16m Vkork 7m - muoto

34 80m invv, H16m Vkork 7m - kuvio invv 3699 dipoli 3699 invv H16m H16m, V7m dbi asteessa dbi 6,4 60 6,2 3,7 30 3,0-4,4 10-5,1 Dipoli InvV antennin vaimennus päiden suuntaan ei ole aivan yhtä syvä InvV maksimivahvistus on hieman pienempi kuin dipolin, johtuu säteilystä päiden suuntaan invv on monin tavoin parempi kuin dipoli

35 invv 80m invv, H16m Vkork 7m - kaista Dipoli 3699 dipoli 3699 invv H16m H16m, V7m BW / khz BW / khz InvV antennin SWR kaistaleveys on hitusen pienempi

36 80m dipoli, päistä ripustettu, Ro 2m 80 dipoli roikkuu 2 metriä, H16m Lanka 2mm, kuten aiemmissa esimerkeissä

37 80m dipoli, päistä ripustettu, Ro 2m 3699 dipoli 3699 invv 3699 RoikkuD H16m H16m, V7m H16m, Ro2m dbi asteessa dbi dbi 6,4 60 6,2 6,4 3,7 30 3,0 3,8-4,4 10-5,1-4,2 Lähes samanlainen sivuvaimennus kuin suoralla dipolilla Roikkuvalla dipolilla keskimääräinen korkeus suurempi ja siten suoraa dipolia suurempi vahvistus 10 asteeseen. Ero on marginaalinen.

38 80m dipoli, pituus/taajuus muutos Käytetään 2mm lankaa kuten aiemmissa esimerkeissä Vastattavat kysymykset Miten paljon mittaa täytyy muuttaa 100kHz taajuussiirtoon? Paljonko 100cm siirtää taajuutta?

39 80m dipoli, taajuuden muutos 100kHz 3699 dipoli 3599 dipoli H16m H16m L 19,34 L 19,89 R 62,5 R 60,4 Pituusero 55 cm per puoli per 100kHz Impedanssi käytännössä sama

40 80m dipoli, pituuden muutos 100cm 3699 dipoli 3518 dipoli H16m H16m L 19,34 L 20,34 R 62,5 R 58,5 Taajuusero 121kHz 100cm per puoli erolla Impedanssi käytännössä sama

41 80m dipoli, epäkesko syöttö CW / SSB muutos onnistuu helposti lisäämällä dipolin toiseen puoliskoon noin cm antennilankaa DX SSB bandilta CW:lle antennin mitan muutos on 2m Kummankin dipolin puoliskon muuttaminen kun antenni muutetaan CW / SSB ei ole lainkaan välttämätöntä Tällaisessa antennissa ei ehkä kannata käyttää balunia

42 80m sloper, säteilykuvio ja Z Sloperilla ilman rautamastoa takana on aika hyvä F/B mutta säteilymaksimi ei ole varsinaisesti antennin suuntaan vaan etuviistoon kummallekin puolelle. Rautamasto saanee aikaan lisää F/B. Impedanssi on korkeampi kuin millään dipolin versiolla. SWR silti alle 2

43 Dipoli, ohenemisprofiililla Putkesta tehty antennin elementti Tässä dipoli Ohenee keskeltä päihin Esimerkissä 20m alumiinidipoli mm

44 20m dipoli, ohenemisprofiililla

45 20m dipoli, ohenemisprofiililla 20m dipoli, H16m Alkutilanne Resonanssi MHz L= 2x 5,25m SWR minimi on alempana kuin resonanssi koska Vahvistus 10 asteeseen on +5,0dBi, eikä alle 0dBi koska..

46 20m dipoli, ohenemisprofiilimuutos 20m dipoli, H16m Muutos: 24mm putki +30cm, 12mm putki -31cm Resonanssi MHz L= 2x 5,24m Pieni muutos; 1cm lyhyempi elementti tällä taper muutoksella

47 20m dipoli, ohenemisprofiilimuutos 20m dipoli, H16m Muutos: Poistetaan ohuin putkikoko Resonanssi MHz L= 2x 5,135m Suuri, todella merkittävä muutos; 11,5cm lyhyempi elementti tällä taper muutoksella Elementin impedanssi myös putosi niin että minimi meni alle 1,5 SWR

48 20m dipoli, pituusmuutos 2x -5cm 20m dipoli, H16m Muutos: Lyhennetään elementtiä 2x 5cm Resonanssi MHz L= 2x 5,085m Suuri, todella merkittävä muutos. 150kHz siirtymä elementin resonanssitaajuudessa 1 cm muuttaa taajuutta

49 20m yagi 16m korkealla - heijastaja 20m yagi, H16m Muutos: Lisätty 2x 5.34m pitkä elementti 3m etäisyydelle säteilijän taakse Säteilijän omaresonanssi MHz L= 2x 5,085m

50 20m yagi 16m korkealla - heijastaja 5,0 9,1dBi pelkästään heijastajalla 20m yagi, H16m Suorituskyky: G 9,1dBi 10 asteessa, F/B 9dB SWR hieman alabandilla F/B hieman yläbandilla

51 20m yagi 16m korkealla - heijastaja 20m yagi, H16m Heijastaja +3cm siirtää F/B käyrää taajuudessa hieman alas Säteilijä -1,5cm siirtää SWR käyrää hieman taajuudessa ylös Merkittävää parannusta ei ole saatavissa On tärkeää ymmärtää että näihin lukuihin pääsyyn tarvitaan balun syöttöpisteeseen

52 Vastaanottoantennit Beverage perinteisin kaikista Yksinkertainen tehdä Yleensä toimii Tilan tarve Uudet pienet antennit Jos haluaa toimivan, tekeminen tarkempaa Mahtuu kuitenkin pienellekin tontille Re-radiation ongelmana kun ympärillä on taloja

53 Vastaanottoantennit 170m beverage 170m pitkä antenni FO0AAA Alle 10m pitkä antenni Voi tehdä tuplakokoisena suuremmalle vahvistukselle Etuvahvistin välttämätön 8,5m pitkällä antennilla top bandille

54 Vastaanottoantennit Pienillä triangelikuunteluantenneilla tehtyjä videoklippejä 5 kpl Häiriö pitää olla eri suunnassa kuin signaali Triangelin idea on vaimentaa häiriö Beveragella ja GP ryhmällä, tai yläbandeilla yagilla, keskitytään vastaanottamaan yhtä signaalia kun muut vaimennetaan Triangelissa antennin minimi suunnataan häiriöön Triangelin idea on vaimentaa häiriö Häiriö pitää tulla lisäksi sopivasta elevaatiokulmasta että se vaimenee selvästi On yleisempää että häiriötä ei saa vaimennettua Pienelläkin antennilla saa kuitenkin joskus ihmeitä aikaan

55 Vastaanottoantennit Pienillä triangelikuunteluantenneilla tehtyjä videoklippejä 5 kpl Häiriö pitää olla eri suunnassa kuin signaali Vastaanottoantenneita pitää olla monta eri suuntiin tai antenni pitää olla käännettävä Pienelläkin antennilla saa kuitenkin joskus ihmeitä aikaan Melko usein häiriö tulee sellaisesta suunnasta että häiriötä ei saa poistettua tai edes juuri vaimennettua Nämä ovat kuitenkin olleet vaivan arvoiset

56 Antennin mekaaninen suunnittelu ARRL Antenna Handbook Melko valmiita reseptejä tavalliselle rakentelijalle Isoihin mastoihin paksumpaa alumiinia Ohuempi alumiini on kevyempää ja hieman halvempaa. Mutta kevyt rakenne on yhtä vaikea ottaa alas, korjata ja nostaa ylös Lujuussuunnittelua varten excel työkalu: Auttaa hahmottamaan millainen rakenne kestää haluamasi tuulen nopeuden tason 25m/s toteutuu joka vuosi, 32m/s hirmumyrskyn raja ARRL kirjoissa esimerkkejä antennielementeistä Kopioi seuraavien sivujen kuvista ideoita

57 Antennin mekaaninen suunnittelu OH3BHL

58 Antennin mekaaninen suunnittelu

59 Antennin mekaaninen suunnittelu

60 Antennin mekaaninen suunnittelu

61 Antennien materiaalit Ainoat sähkösinkityt osat ovat pakoputkiklemmarit Nekin lisäksi sinkkimaalattuja aina M8 mutterit kuumasinkittyjä Biltema Letkuklemmarit haponkestäviä / vähintään RST Biltema, Wurth Ruuvit A4, Torx kannalla, mutterit nyloc Wurth Jousiprikkoja ainoastaan suojaamaan lämpölaajenemiselta Nippusiteet metallikielellä Ty-Rap Wurth Kuumasinkkipaja Aurassa, Nummelassa ei enää ole

62 Antennien materiaalit Leksaania eli polykarbonaattia. POM muovia. Ei nailonia. POM on parempaa. Teflon on kallista PVC on hyvä putkirakenteissa Musta vesijohtoputki helpompi työstää Vaijerit haponkestävää Bauhaus Vaijerilukot haponkestäviä Nyloc mutterit jos asennuspaikka ei ole joustava

63 Tavallisen hamssin resepti Lankaa. Niin ylös kuin menee Jos voi laittaa alumiinia, niin paljon ja niin ylös kuin on turvallista Multiband GP on hyvä antenni jos se on esteitä ylempänä Multiband yagi on lähes aina parempi Kääntäjä on hintava lisäinvestointi + kaapelit + mekaniikka Alabandeille lankaa 40 lyhennetty alumiinidipoli tai yagi on parempi QSO/ kuin 80GP Jos 80 invv voi laittaa yli 20 metriin melkein suorilla elementeillä, maan tasalla katveessa oleva GP häviää sille melkein aina 160m workitaan 80 antenneilla ja virittimillä normitonteilla Ei linukkaa, RF ongelmia luvassa melko varmasti Maadoittakaa järjestelmänne kunnolla. Kaikki yhteen maahan

64 Ei ole yhtä ainoaa oikeaa tapaa tehdä I believe the easiest boom to element mounting system is one I learned from W9RE which is also shown (slightly different) in the ARRL antenna book with the log-periodic antenna projects. This mount simply uses some aluminum angle and one muffler clamp together with two hose clamps. For ten meter or fifteen meter elements, 1.5 x 1.5 x 1/8 inch angle stock is plenty strong enough. Drill two holes for the muffler clamp to fit your boom size. (Galvanized clamps from Lightning bolt antennas are great). Slit each end of the vertical side of the angle (horizontal slit parallel to long edge of the angle) with a hacksaw. The slits are used to clamp the element to the angle using stainless hose clamps (available at a great price from FarmTek).

65 Ei ole yhtä ainoaa oikeaa tapaa tehdä If you want insulated elements, then simply sleeve the aluminum tubing with the PVC pipe a la Force 12 before using the hose clamps to secure to the angle. This process is (1) cheaper than the 4 u-bolt and aluminum plate, (2) quicker to fabricate, and (3) easier to control the quality of the finished product. W9RE tells me he uses this system with larger (2 x 2.5 inch angle and two muffler clamps) for his 20 meter antennas as well. Terry Zivney, N4TZ/9

66 Lähteet ja lisätietoa MMANA antennisimulaattori, 4nec2 on toinen simulaattori %20Ham%20Radio/Wire_antennas_for_ham_radio.htm Towertalk ja Top band reflektorit SJ2W, K3LR, OH8LQ ja monet muut websivut Vanhempien amatöörien neuvot Tarkoitan tietenkin luonnollisesti 3699kHz!

67 Keskustelusta lisäyksiä Oli kysymys katkaistusta syöttöelementistä est/index.php/nggallery/ 2015/ /page/2?page_id=5225 Täss yksi esimerkki SJ2W / SK3W käyttämästä samasta rakenteellisesta periaatteesta. Lisänä ymmärrys siitä, että nämä vaativat jonkin verran kokemusta ennen kuin saa rakenteen kestämään SJ2W

68 Keskustelusta lisäyksiä SJ2W esimerkki balunista est/index.php/nggallery/ page/2?p=8758 SJ2W

69 Keskustelusta lisäyksiä Moxon: AB1JX

70 Keskustelusta lisäyksiä GP: GP vahvistus maksimi noin 0dBi vaikka tekisi suuren maatason GP syöttöpiste nostettava ylös jos mahdollista että antenni ei olisi rakennusten katveessa alakulmiin säteilyn kannalta Dipoli yli 1/4 aalliossa on yhtä hyvä tai parempi, 3/8 aallossa dipoli tai invv on selkeästi parempi dipolin sivujen suunnassa; päiden suunnassa ei välttämättä. Inv L on hyvä antenni, tärkein ominaisuus on vertikaaliosan pituus. Mitä korkeampi, sitä parempi. T muotoinen vertikaali on parempi. IV3PRK

71 Keskustelusta lisäyksiä InvV miten asennetaan mastoon tai puuhun? Mastossa on helppo laittaa tuki invv syöttöpisteelle niin että syöttöpiste on puolisen metriä irti mastosta ja haruksista. Puussa syöttöpisteen irtipitäminen puusta on hankalampaa. Antennilanka kannattaa olla eristettyä jos lanka koskettaa oksia lähellä syöttöpistettä. Linukalla ei kannata ajaa jos lanka koskettaa puuhun tai rakennukseen. Erityisesti: Jos antennilangan päät koskettavat johonkin tai niihin pääsee käsiksi, tai jopa voi törmätä vahingossa, rakenne kannattaa suunnitella uusiksi. Dipolin tai invv antennin langan pää on korkeajännitteinen kun siinä on korkea impedanssi. Virtaa ei siis kulje. Korkeajännitteinen antennin kohta on vaarallinen. Koska jännite on suuri, voi tulla erilaisia purkauksia jotka saattavat aiheuttaa vahinkoa. Kiitos OH3AD:lle kun sain käydä kertomassa mitä olen tehnyt ja kehittänyt. Kiitos monista ideoista joita sain kun keskustelu oli riittävän laajaa. Aktiivisen yleisön kanssa on mukava ja helppo puhua. Oli erityisen antoisaa tavata uusia ihmisiä joista tuli saman tien tuttuja. 73, Jukka OH6LI