Stavba dipólové antény pro vysokofrekvenční rádiové vysílání

Dipólové antény obsahují:
Základy dipólové antény Proud &napětí Půlvlnný dipól Skládaný dipól Krátký dipól Dvojitý dipól Délka dipólu Napájení dipólu Vyzařovací diagram Stavba VF ham dipólu Invertovaný V dipól VF vícepásmový vějířový dipól VF vícepásmový trap dipól G5RV anténa Konstrukce FM dipólu

Dipóly jsou jedny z nejjednodušších antén pro stavbu nebo konstrukci a montáž pro KV radioamatérská pásma, a navíc mohou být velmi účinné. Dipóly jsou široce používány na pásmech jako 80 m, 40 m, 20 m, 15 m a 10 m, kde mohou poskytovat vynikající úroveň výkonu.

Dipólová anténa může být velmi účinná anténa, která poskytuje dobrou úroveň výkonu, zejména pokud je postavena tak vysoko, jak je to rozumně možné, a daleko od překážek atd.

Stavba dipólu pro KV amatérská pásma nemusí být drahá. Často lze potřebné položky zachránit z předchozích antén nebo je koupit za relativně malé náklady. Stačí drát, napáječ, izolátory a upevňovací prvky.

Stavba antény a její vztyčení může poskytnout skvělý přehled o anténách nebo anténkách a jejich fungování, a tím lze výkon stanice ještě zvýšit.

Základní HF dipólová anténa

Nejjednodušší způsob instalace dipólu je jako horizontální anténa, i když to zdaleka není jediný způsob. Také dipól se nejčastěji vyskytuje jako půlvlnný dipól, ačkoli to není jediná délka, kterou lze použít.

Napájení dipólu v místě vysokého proudu, jako v případě středového napájení půlvlnného dipólu, znamená, že je napájen v místě proudového maxima pint na anténě. To dává nízkou impedanci napájecí impedance a ta pěkně odpovídá 50 Ω napáječe. Je také možné mít větší délky – antény s délkami, které jsou lichým násobkem délky půlvlny, také poskytují nízkou impedanci. To znamená, že dipól o délce 40 metrů lze použít také jako dipól o třech půlvlnných délkách na 15 metrech.

Samotný základní půlvlnný dipól je poměrně jednoduchý, skládá se z vyzařovacího prvku o délce půl vlnové délky a je napájen uprostřed.

Výše uvedené schéma uvádí základní formát antény, ale ve skutečnosti bude třeba anténu postavit mezi dvě podpěry.

Výše uvedený diagram ukazuje typickou instalaci dipólové antény pro amatérské pásmo. Často mohou být podpěrami vhodný bod na domě a další podpěra na zahradě. Na domě může být možné připevnit dipól na komín, nebo jiný vyvýšený bod. Další oporou pak může být sloup nebo dokonce strom. Dokonce může být i jiná vhodná budova.

Pomocí podpěr, které jsou k dispozici nebo které lze postavit, je možné anténu postavit na mnoha místech. Trocha přemýšlení a vynalézavosti poskytne řadu různých možností.

Při použití stromu jako podpěry je třeba mít na paměti, že strom se bude ve větru pohybovat. Pokud se drát antény příliš napne, protože vítr pohybuje stromem sem a tam, mohl by se drát přetrhnout. S tím je třeba počítat a existuje několik způsobů, jak to překonat.

Délka dipólu

Typicky jsou dipóly napájené koaxiálním kabelem dlouhé půl vlny, jak je popsáno výše, aby měly požadovanou impedanci napájení.

Aby byl dipól dlouhý elektrickou půlvlnu, musí mít určitou délku. Ta není přesně stejná jako elektrická půlvlnová délka ve volném prostoru, protože délku antény ovlivňují faktory jako koncový efekt – efekt způsobený tím, že vodič nepokračuje věčně, tloušťka vodiče a řada dalších faktorů.

Přibližnou délku antény lze vypočítat podle následujícího vzorce:

Níže je uvedena tabulka délek pro vysokofrekvenční radioamatérská pásma:

Vzhledem k tomu, že při výpočtu délky antény existuje mnoho variant, které zahrnují i blízkost jiných objektů a místní podmínky apod. je vždy nejlepší anténu zkrátit o něco déle, než se předpokládá, a poté ji oříznout tak, aby poskytovala optimální výkon.

Také se může stát, že dipól je třeba optimalizovat pro provoz na určitém úseku pásma. Délka bude mírně odlišná pro nejlepší výkon v horní části pásma ve srovnání s dolní částí pásma. Často záleží na tom, zda se předpokládá provoz Morse nebo SSB.

Naštěstí s přidáním anténního tuneru v radiostanici je možné snížit SWR viditelné vysílačem na 1:1 kdekoli na pásmu. Pokud by nebyl použit anténní tuner, pak by úroveň SWR mohla stoupnout na úroveň, kdy by výstupní ochrana transceiveru mohla začít snižovat úroveň výkonu na jednom nebo druhém konci pásma.

Nákupní seznam

K výrobě KV dipólu pro amatérská pásma je potřeba několik položek. Obvykle je lze poměrně snadno získat, obvykle za relativně nízkou cenu.

• Anténní drát: Jedním z klíčových požadavků na anténu je samozřejmě samotný drát. I když lze použít normální izolovaný měděný drát, měď se velmi snadno natahuje a časem se zjistí, že se anténa v důsledku jejího namáhání prodlužuje.
  Často se používá měděný drát s tvrdým tahem, který se natahuje mnohem méně. Měď je méně ohebná, ale pro instalaci antény to není problém, protože drát se nemusí příliš ohýbat.

• Izolátory: Na obou koncích antény je vhodné umístit izolátory. Protože konce antény jsou body, v nichž je maximální napětí, mohou být dosažené potenciály velmi velké, zejména pokud se používají vysílače s vysokým výkonem. Drát lze pevně připevnit k izolátorům a izolátory zase k nylonovému lanu.
  Na konec antény je vhodné zařadit kladku. Tímto způsobem lze anténu spouštět a zvedat, pokud je třeba provést změny nebo pokud je nutná údržba.
  Pokud je jako vzdálený kotevní bod použit strom, je třeba použít nějaký prostředek pro odlehčení tahu, aby se zohlednil případný pohyb, pokud je strom použit jako jeden z kotevních bodů. Toho lze dosáhnout použitím kladky a následným připevněním závaží na spodní část. Závaží zatěžuje anténní drát, aby se udržel na místě, ale závaží se může pohybovat nahoru a dolů, aby se přizpůsobilo pohybu stromu.

• Dipólový středový & balun: Střed dipólu vyžaduje, aby k němu byl připojen koaxiální nebo otevřený napáječ. I když může být lákavé jednoduše připojit napáječ a nechat ho přenést zátěž, není to příliš uspokojivé, pokud je pro napáječ dlouhý spád – měl by se použít střed dipólu. Ten převezme zatížení způsobené napětím na vodiči, čímž se zabrání poškození napáječe po určitou dobu. Často je možné k tomuto účelu použít běžný anténní izolátor.
  

  

  Často se na napájecí bod dipólu umisťuje balun – ty se také často vyrábějí tak, aby fungovaly také jako dipolové středy a byly schopny zajistit odlehčení tahu a způsob připojení obou vyzařovacích ramen antény ke koaxiálnímu napáječi . Balun je transformátor, který se používá k propojení symetrického systému s nesymetrickým nebo naopak – slovo balun pochází ze slov Balanced to unbalanced. Je zapotřebí, protože dipól je vyvážená anténa, tj. ani jeden ze spojů není uzemněn, a koaxiální napáječ je nesymetrický, přičemž vnější opletení napáječe je spojeno se zemí. Přestože anténa bude fungovat i bez balunu, jeho použití zabrání vyzařování signálu z opletení přívodu nebo jeho zachycení. To může pomoci zabránit rušení blízkých televizorů nebo jiných rádiových zařízení. Použití balunu také zajišťuje zachování normálního vyzařovacího diagramu osmičky, což je výhoda tam, kde je důležitá směrovost.
  Balun lze vyrobit nebo zakoupit. V případě napájení dipólu 50ohmovým koaxem se obvykle jedná o transformátor 1:1, tj. takový, který má stejný počet závitů na primáru i sekundáru.

• Napáječ: Důležitý je také napáječ pro anténu. Koaxiální kabel je jasnou volbou, protože se snadno používá a je velmi tolerantní k přítomnosti okolí, a to je při vedení kabelu do domu velmi důležité. Obvykle se používá impedance 50Ω – to je standard používaný pro většinu radioamatérských zařízení.
  Je také možné použít napáječ s otevřeným vodičem, a pokud se použije, pak není nutné používat balun.

Praktické aspekty konstrukce VKV dipólu

Při konstrukci VKV dipólu pro radioamatérské nebo jakékoli jiné použití je vhodné dodržet několik opatření.

• Do aktivní délky antény se nezapočítává drát smyčkou zpět pro zajištění: Při mechanickém upevňování anténního drátu k izolátoru nebo jinému koncovému bodu je často nejvhodnější vést drát skrz izolátor a omotat a následně připájet drát kolem sebe.
  

  

  Při měření elektrické nebo aktivní délky antény se do elektrické délky nezapočítává část, která je zacyklená dozadu, a proto musí být drát delší, aby se toto množství vešlo. Tato délka je navíc nutná k tomu, aby bylo možné anténu oříznout na správnou délku.

• Co nejvyšší: Stejně jako u každé jiné antény je nejlepší instalovat anténu pro vysokofrekvenční amatérské pásmo tak, aby byla co nejvyšší. To pomůže zajistit, aby mohla poskytovat nejlepší výkon. Je překvapivé, jaké zlepšení přináší vyvýšení antény – jakmile začne vyklízet okolní předměty, které žádají signál, bude přijímat a vyzařovat mnohem lépe.
• Držte se dál od jiných předmětů: Pokud je to možné, dipólová anténa pro vysokofrekvenční amatérské pásmo by se měla držet co nejdále od objektů, které by mohly maskovat přijímané a vysílané signály. V domácím prostředí to není vždy možné, ale trocha plánování a předvídavosti může z každé instalace vytěžit maximum.
• Utěsněte koax: Pokud se má použít koaxiální kabel, je nezbytné, aby byl jeho horní konec utěsněn. V opačném případě může do kabelu pronikat vlhkost a ztráty se výrazně zvýší. Koaxiální kabel není levný a i malé množství vniklé vody může zhoršit jeho výkon. I když kabel vyschne, skutečnost, že v něm byla voda, způsobí oxidaci stínícího opletení atd. a to poměrně výrazně zvýší ztráty.

Dipólová anténa je vynikající volbou pro mnoho radioamatérských aplikací, zejména na KV pásmech jako 80 metrů, 40 metrů, 20 metrů, 15 metrů a 10 metrů. Pokud je postavena co nejvýše a na volném prostranství, pak může poskytovat vynikající výkon za pozoruhodně nízké náklady.

Další antény & Témata o šíření:
EM vlny Rádiové šíření Ionosférické šíření Zemní vlny Meteorický rozptyl Troposférické šíření Kubický čtyřpól Dipól Discon Feritová tyč Kladková periodická anténa Parabolická reflektorová anténa Vertikální antény Yagi Uzemnění antény Koaxiální kabel Vlnovod VSWR Anténní baluny MIMO
Zpět na menu Antény & Šíření . . .