Build an HF Ham Radio Dipole Antennin rakentaminen

Dipoliantennit sisältävät:
Dipoliantennin perusteet Virta & jännite Puoliaaltodipoli Taitettu dipoli Lyhyt dipoli Tuplodipoli Dipolin pituus Dipolin syötöt Säteilykuvio Rakenna HF-Ham-radiodipoli Käänteinen V-dipoli HF-monikaistainen viuhkadipoli HF-monikaistainen ansadipoli G5RV-antenni FM-dipolin suunnittelu

Dipolit ovat yksi yksinkertaisimmista antenneista, joita on mahdollista rakentaa tai konstruoida ja pystyttää HF-ammattiradiotaajuuskaistoille, ja tämän lisäksi ne voivat olla erittäin tehokkaita. Dipoleja käytetään laajalti esimerkiksi 80 metrin, 40 metrin, 20 metrin, 15 metrin ja 10 metrin taajuusalueilla, joilla ne voivat tarjota erinomaista suorituskykyä.

Dipoliantenni voi olla erittäin tehokas antenni, joka tarjoaa hyvän suorituskyvyn, varsinkin jos se pystytetään niin korkealle kuin kohtuudella on mahdollista ja pois esteistä jne.

HF-amatöörien taajuusalueiden dipoliantennin rakentamisen ei tarvitse olla kallista. Usein tarvittavat osat voidaan pelastaa aiemmista antenneista tai ostaa suhteellisen pienin kustannuksin. Tarvitaan vain lanka, syöttölaite, eristeet ja kiinnikkeet.

Antennin rakentaminen ja pystyttäminen voi antaa hyvän käsityksen antenneista tai antenneista ja niiden toiminnasta, ja näin aseman suorituskykyä voidaan parantaa entisestään.

Perus HF-dipoliantenni

Suoraviivaisimmin dipoli asennetaan vaaka-antennina, vaikkakaan se ei suinkaan ole ainoa tapa. Myös dipoli esiintyy yleisimmin puolen aallonpituuden dipolina, vaikka tämä ei olekaan ainoa pituus, jota voidaan käyttää.

Dipolin syöttäminen suurvirtaisessa kohdassa, kuten keskussyöttö puolen aallonpituuden dipolin tapauksessa, tarkoittaa, että sitä syötetään antennin virran maksimipisteessä. Tämä antaa matalan syöttöimpedanssin ja tämä sopii hienosti 50 Ω:n syöttöimpedanssiin. Myös pidemmät pituudet ovat mahdollisia – antennit, joiden pituudet ovat parittomia puolen aallonpituuden kerrannaisia, antavat myös alhaisen impedanssin. Tämä tarkoittaa, että 40 metrin dipolia voidaan käyttää myös kolmen puolen aallonpituuden dipolina 15 metrin matkalla.

Puolen aallonpituuden perusdipoli itsessään on melko suoraviivainen, ja se koostuu säteilevästä elementistä, joka on puolen aallonpituuden pituinen ja jota syötetään keskeltä.

Yllä olevasta kaaviosta käy selville antennin perusmuotoilu, mutta todellisuudessa antenni joudutaan pystyttämään kahden kannattimen väliin.

Yllä olevassa kaaviossa on esitetty tyypillinen asennus radioamatööritaajuusalueen dipoliantennille. Usein tuet voivat olla sopiva kohta talossa ja toinen tuki puutarhassa. Talossa voi olla mahdollista kiinnittää dipoli savupiippuun tai muuhun korkeaan kohtaan. Toinen tuki voi olla pylväs tai jopa puu. Siellä voi jopa olla jokin muu sopiva rakennus.

Antenni on mahdollista pystyttää moniin paikkoihin käyttäen tukia, jotka ovat käytettävissä tai jotka voidaan pystyttää. Pienellä ajattelulla ja kekseliäisyydellä saadaan useita eri vaihtoehtoja.

Käytettäessä puuta tukena on muistettava, että puu liikkuu tuulessa. Jos antennijohto kiristyy liikaa tuulen liikuttaessa puuta edestakaisin, johto voi katketa. Tämä on otettava huomioon, ja on olemassa useita menetelmiä tämän asian voittamiseksi.

Dipolin pituus

Tyypillisesti koaksiaalisyöttöiset dipolit ovat puolen aallonpituuden pituisia, kuten edellä on kuvattu, jotta saadaan vaadittu syöttöimpedanssi.

Jotta dipoli olisi sähköisesti puolen aallonpituuden pituinen, sen on oltava tietyn pituinen. Tämä ei ole täsmälleen sama kuin sähköinen puoli aallonpituutta vapaassa tilassa, koska antennin pituuteen vaikuttavat sellaiset tekijät kuin päätevaikutus – vaikutus, joka aiheutuu siitä, että lanka ei jatku loputtomiin, langan paksuus ja monet muut tekijät.

Antennin likimääräinen pituus voidaan laskea alla olevan kaavan avulla:

Alhaalla on taulukko HF-amatööriradioalueiden pituuksista:

Ottaen huomioon, että antennin pituuden laskemisessa on monia vaihteluita, ja niihin sisältyy jopa muiden kohteiden läheisyys ja paikalliset olosuhteet jne. on aina parasta leikata antenni hieman odotettua pidemmäksi ja trimmata se sen jälkeen optimaalisen suorituskyvyn aikaansaamiseksi.

Voi myös olla, että dipoli on optimoitava toimimaan tietyllä kaistanosalla. Pituus on hieman erilainen parhaan suorituskyvyn saavuttamiseksi kaistan yläosassa verrattuna kaistan alaosaan. Usein se riippuu siitä, onko tarkoitus käyttää morsetusta vai SSB-toimintaa.

Onneksi antennivirittimen lisäämisellä radiokopissa on mahdollista pienentää lähettimen näkemää SWR:ää 1:1:een missä tahansa taajuusalueella. Jos antenniviritintä ei käytettäisi, niin SWR-taso saattaisi nousta sellaiselle tasolle, että lähettimen ulostulosuojaus alkaisi alentaa tehotasoa kaistan jossakin ääripäässä.

Hankintalista

Amatöörien taajuuskaistoilla käytettävän HF-dipolin tekemiseen tarvitaan muutama tuote. Näitä on yleensä melko helppo hankkia, yleensä suhteellisen edullisesti.

• Antennilanka: On selvää, että yksi antennin tärkeimmistä vaatimuksista on itse lanka. Vaikka tavallista eristettyä kuparilankaa voidaan käyttää, kupari venyy hyvin helposti, ja huomataan, että ajan mittaan antenni pitenee siihen kohdistuvan rasituksen seurauksena.
  Usein käytetään kovaa vedettyä kuparilankaa, joka venyy paljon vähemmän. Kupari on vähemmän taipuisaa, mutta tämä ei ole ongelma antenniasennuksen kannalta, koska langan ei tarvitse taipua kovin paljon.

• Eristeet: On hyvä käytäntö sijoittaa eristimet antennin molempiin päihin. Koska antennin päät ovat kohtia, joissa on suurin jännite, saavutetut potentiaalit voivat olla hyvin suuria, varsinkin jos käytetään suuritehoisia lähettimiä. Johto voidaan kiinnittää tiukasti eristimiin, ja eristimet puolestaan voidaan kiinnittää nailonköyteen.
  Antennin päähän on viisasta liittää hihnapyörä. Näin antenni voidaan laskea ja nostaa, jos muutoksia on tehtävä tai jos tarvitaan huoltoa.
  Jos etäkiinnityspisteenä käytetään puuta, tarvitaan jokin keino vedonpoistoon mahdollisen liikkeen huomioon ottamiseksi, jos puuta käytetään yhtenä kiinnityspisteenä. Tämä voidaan toteuttaa käyttämällä hihnapyörää ja kiinnittämällä sitten paino sen pohjaan. Paino rasittaa antennilankaa pitääkseen sen paikallaan, mutta paino voi liikkua ylös ja alas puun liikkeen mukaan.

• Dipolikeskus & balun: Dipolin keskipiste vaatii koaksiaali- tai avojohtosyöttölaitteen kytkemisen siihen. Vaikka voi olla houkuttelevaa yksinkertaisesti kytkeä syöttölaite ja antaa sen kestää rasituksen, tämä ei ole erityisen tyydyttävää, kun syöttölaitteelle on pitkä pudotus – on käytettävä dipolikeskusta. Tämä kestää langan jännityksen aiheuttaman rasituksen, jolloin syöttölaite ei vaurioidu ajan mittaan. Usein on mahdollista käyttää tähän tarkoitukseen tavallista antennieristintä.
  

  

  Usein balun sijoitetaan dipolin syöttöpisteeseen – nämä on usein tehty toimimaan myös dipolikeskuksina, ja ne pystyvät tarjoamaan vedonpoistoa ja keinon, jonka avulla voidaan liittää kaksi säteilevää antennijalkaa koaksiaaliseen syöttölaitteeseen. Balun on muuntaja, jota käytetään tasapainotetun järjestelmän liittämiseen epätasapainotettuun järjestelmään tai päinvastoin – sana balun tulee sanoista Balanced to unbalanced. Sitä tarvitaan, koska dipoli on tasapainotettu antenni, eli kumpikaan liitäntä ei ole maadoitettu, ja koaksiaalinen syöttölaite on epätasapainotettu, koska syöttölaitteen ulompi punos on kytketty maahan. Vaikka antenni toimii ilman balunia, balunin käyttö estää signaalin säteilemisen syöttölaitteen punoksesta tai sen vastaanottamisen. Tämä voi auttaa estämään häiriöiden aiheuttamisen läheisille televisioille tai muille radiolaitteille. Balunin käyttö varmistaa myös sen, että normaali kahdeksikon muotoinen säteilykuvio säilyy, mikä on eduksi silloin, kun suuntaavuus on tärkeää.
  Baluneja voidaan valmistaa tai ostaa. Kun dipolia syötetään 50 ohmin koaksiaalilla, ne ovat tavallisesti 1:1-muuntajia eli muuntajia, joissa on sama määrä kierroksia ensiö- ja toisiopuolella.

• Syöttö: Antennin syöttölaite on myös tärkeä. Koaksiaalikaapeli on itsestään selvä valinta, koska se on helppokäyttöinen ja sietää hyvin lähellä olevaa, mikä on erittäin tärkeää, kun kaapeli viedään taloon. Normaali impedanssi on 50Ω – tämä on standardi, jota käytetään useimmissa radioamatöörilaitteissa.
  On myös mahdollista käyttää avojohtosyöttölaitetta, ja jos sitä käytetään, balunia ei tarvitse käyttää.

HF-dipolin rakentamisen käytännön näkökohtia

Kun rakennat HF-dipolia radioamatöörisovelluksiin tai mihin tahansa sovellukseen tahansa, on olemassa muutama varotoimenpide, joita on viisasta noudattaa.

• Antennin aktiivinen pituus ei sisällä taaksepäin silmukoitua lankaa kiinnitystä varten: Kun antennilanka kiinnitetään mekaanisesti eristeeseen tai muuhun päätepisteeseen, paras tapa on usein viedä lanka eristeen läpi ja kietoa ja sitten juottaa lanka itsensä ympäri.
  

  

  Antennin sähköistä tai aktiivista pituutta mitattaessa taaksepäin silmukoitua osaa ei lasketa mukaan sähköiseen pituuteen, joten johto on leikattava pidemmäksi, jotta siihen mahtuu tämä määrä. Tämän lisäksi tarvitaan ylimääräistä, jotta antenni voidaan karsia oikeaan pituuteen.

• Niin korkealle kuin mahdollista: Kuten mikä tahansa antenni, HF-ham-kaistan antenni on parasta asentaa siten, että se on mahdollisimman korkealla. Näin varmistetaan, että se voi tarjota parhaan mahdollisen suorituskyvyn. On yllättävää, millaisen parannuksen antennin nostaminen antaa – kun se alkaa vapautua ympäröivistä esineistä, jotka kysyvät signaalia, se vastaanottaa ja säteilee paljon paremmin.
• Pidä etäisyyttä muihin esineisiin: HF-Ham-taajuusalueen dipoliantenni on pidettävä mahdollisimman kaukana esineistä, jotka voivat peittää vastaanotettavat ja lähetettävät signaalit. Kotiympäristössä tämä ei ole aina mahdollista, mutta pienellä suunnittelulla ja ennakoinnilla voidaan tehdä paras mahdollinen asennus.
• Tiivistä koaksiaali: Jos käytetään koaksiaalikaapelia, on tärkeää, että kaapelin yläpää tiivistetään. Muuten kaapeliin voi päästä kosteutta ja häviöt kasvavat huomattavasti. Koaksiaalikaapeli ei ole halpa, ja pienikin määrä vettä voi heikentää sen suorituskykyä. Vaikka kaapeli olisikin kuivunut, se, että siinä on ollut vettä, aiheuttaa punosvarjostimen yms. hapettumista, mikä lisää häviötä melkoisesti.

Dipoliantenni on erinomainen vaihtoehto moniin radioamatöörisovelluksiin erityisesti HF-taajuuksilla, kuten 80 metrin, 40 metrin, 20 metrin, 15 metrin ja 10 metrin taajuusalueilla. Jos se pystytetään mahdollisimman korkealle ja kirkkaalle alueelle, se voi tarjota erinomaista suorituskykyä huomattavan pienillä kustannuksilla.

Lisäantennit & Leviäminen Aiheet:
EM-aallot Radiolähteiden eteneminen Ionosfäärinen eteneminen Maa-aalto Meteorisironta Troposfäärinen eteneminen Kuutioneliö Dipoli Diskoni Ferriittitanko Hirsirakenteinen jaksollinen antenni Parabolinen heijastinantenni Pystysuuntaiset antennit Yagi Antennin maadoitus Koaksiaalikaapeli Aalto-ohjain VSWR Antennibalanssit MIMO
Palaa valikkoon: Antennit & Leviäminen . . .