| |
|
Základní
dělení krátkovlnných (nejen) antén |
| |
|
1. Podle účelu použití
a. anténa může sloužit:
- pouze pro příjem;
- jen pro vysílání;
- pro příjem i vysílání; b. anténa
je trvale instalovaná na pozemku, budově, ...
c. anténa je instalovaná na vozidle, lodi, vlaku, letadle, ...
d. anténa je integrovanou součástí nějakého elektronického zařízení,
...
2.
Podle velikosti
Obecně platí u krátkovlnných antén tato zákonitost, vztah mezi velikostí, účinností a šířkou
pásma:
 |
| |
|
|
|
3. Podle směrovosti
- anténa všesměrová; ukázat si příklad
všesměrové antény v rovině
azimutu na typu Sirio GPA, vyzkoušet si modelováním MMANA, jak GP vyzařuje
a jak vyzařuje při
otočení o 180° kolem osy X;
- anténa směrová, posuzujeme, zda hlavní laloky vyzařují v
požadovaném směru, pod požadovaným elevačním úhlem a další hodnoty,
viz diagramy Far Field;
a) ukázat alespoň na jedné směrovce
pro 50 MHz rozdílnost ve vyzařovacích diagramech; podrobnější popis -
pro ilustraci použít:
https://www.sidlo.com/KV_simple/50MHz_yagi/Yagi.htm;
b) ukázat alespoň na modelu Quad
(MMANA), jak silně může být vyzařovací diagram závislý na kmitočtu;
c) zmínit alespoň u antén Yagi, jaké
základní rozměry se
používají k numerické optimalizaci;
d) ukázat alespoň na LPDA 14 - 30 MHz
výsledek optimalizace VSWR, vysoké VSWR bylo přesunuto mezi kmitočty
22 ař 24 MHz, kde není ham pásmo,
u LPDA antény
ukázat výpočet zisku Gain, výpočet average Gain a faktoru RDF v
Eznecu.
- NVIS (Near Vertical Incidence Skywave), tedy anténa pro
skoro svislý ionosférický odraz; používaná například pro místní
komunikaci na 80m; anténa se obvykle nehodí pro DX mezikontinentální
spojení, protože nezáří směrem k horizontu;
- anténa speciálně navržená, například
optimalizovaná pro minimalizaci hluku při příjmu na spodních pásmech
KV, konstruovaná podle kritérií směrovosti RDF (viz
předchozí
strana, odst. 12, nikoliv s ohledem na zisk (který může
být dokonce záporný); zde nás může kritérium minimalizace RDF dovést i
na KV až k požadavkům na nízké šumové číslo (Noise Figure); viz též
OH1TV,
viz úvaha z UHF pásem:
https://www.sidlo.com/UHF_Small/ULNA/NF2.htm; požadavek na nízké
šumové číslo může být nejen u stávajících RX, ale také při konstrukci
potřebných předzesilovačů neskutečný problém; k problematice zmínit
předchůdce speciálů pro příjem - smyčky LoG (Loop on the Ground).
ukázat návrh soustavy 3 nízkých smyček pro pásmo 40 m s
optimalizovaným vyzařovacím diagramem do jednoho směru:
a porovnat je se soustavou dvou MLA smyček, se soustavou vertikálů a
taky s dvouprvkovou Yagi pro pásmo 40 m v plných rozměrech:
- ukázat, jaké vady může mít vyzařovací diagram z hlediska určení (použití)
antény, např. mnoho laloků, výrazná minima v důležitých směrech
našeho zájmu, velmi dobře se to ukazuje na anténě "Boomerang",
v ukázkách MMANA je model antény, ant. je zkrácená na zářiči i na
radiálech, anténa má typické vady dané jedinou protiváhou, ukázat pro
různé výšky instalace H.
- jaké má nežádoucí směry parazitních příjmů ...;
ukázat na Yagi F9FT, 21
prvků, 432 MHz vliv montáže a napáječe; instalací lze mnoho
věcí pokazit,
proto je tomu věnována samostatná část webináře.
4.
Podle apertury
V anténní technice se jako apertura
(aperture) obecně označuje efektivní plocha antény. Tento termín
popisuje schopnost antény efektivně zachytávat nebo vysílat
elektromagnetické vlny. Existují dva hlavní druhy apertury v anténní
technice:
Efektivní apertura: Toto je oblast antény, která efektivně
zachytává elektromagnetickou energii přicházející z vysílací antény.
Výpočet efektivní apertura zahrnuje měření množství energie, kterou
anténa zachytává vzhledem k průměrné hustotě energie incidentní vlny.
Fyzická apertura: Toto je skutečná plocha antény, která je
orientována normálně k směru přicházející vlny. Fyzická apertura je
důležitá pro určení, kolik elektromagnetické energie anténa může
zachytávat nebo vysílat.
Viz příklad:
https://electronicsdesk.com/antenna-apertures.html
Poznámka: Radioamatéři často o přijímací anténě hovoří jako o
anténě tiché nebo hlučné. Vztah hlučnosti a efektivní
apertury antény byl připomenut před okamžikem,
odkaz na OH1TV. Připomenout
také jiné aspekty (podstatné u uzemněných antén, fázovaných
vertikálů), vzpomenout si na konci části
"instalace antén".
5.
Zda musí být anténa pro plnění své funkce uzemněná nebo neuzemněná:
Poznámka: Nezapomenout, co dovedou společné zemní proudy. Příklady:
viz Cobra 80m:
https://www.sidlo.com/KV_simple/Cobra/Cobra.htm;
Příklady:
https://www.sidlo.com/KV_simple/EF_LW/LW.htm; ukázat tzv.
line insulator;
|
|
6.
Zda je napájení antény symetrické nebo nesymetrické:
Poznámka: Procvičit si na anténě GP Gamma match optimalizaci C v MMANA pro jX =
0;
7.
Podle jakého principu anténa vyzařuje?
- zda se jedná o anténu s postupnou
vlnou (Traweling wave), typy Beverage, V anténa, Rhombická anténa,
...;
- zda se jedná o anténu rezonanční (dipóly, Yagi, ...);
Poznámky:
1. Nezapomenout opakovat si z publikace
multimediální VUT,
Terman,
Elliot (str. 81),
Stutzman (str. 5);
2. Nezapomenout na akademická pracoviště (VUT
Brno,
VŠB, ČVUT,
UK Fyzikální sekce, na Slovensku například
Rádioelektronika - Fakulta elektrotechniky a informatiky STU v
Bratislave).
3. Nezapomenout na vzorové popisy antén, např. AN-SOF (Helix
v axiálním módu, V anténa,
dipól).
8. Zda je anténa
jednopásmová nebo vícepásmová?
Druhy - příklady:
-
půlvlnný dipól,
skládaný dipól,
Single Zeppelin,
celovlnný dipól (provedení Double
Zeppelin);
- trapovaný vícepásmový dipól;
ukázat závislost impedance na výšce;
- uprostřed napájený vícepásmový dipól (G5RV, Doublet, ...), viz
například
https://www.sidlo.com/KV_simple/FAN_dipole/FAN.htm;
- T2FD (Terminated Tilted Folded Dipole),
popis od autorů v QST, popis z
VUT Brno, ukázat provedení
(standardní, krátká WD-330S), ukázat
modely, průběhy VSWR, apod ...
- na konci napájený dipól (EFHW anténa),
LW anténa,
Sirio Gainmaster;
Poznámka: vyjmenovat více typů (směrovky) nebo ukázat podrobnosti
například EFHW;
9. Zda anténa obsahuje (vyžaduje) prvky k ladění při
provozu?
- MLA smyčka;
zmínit smyčky OK2ER,
příklad;
- vícepásmový vertikál s Gamma napájením; ukázat výpočet pomocí
optimalizace C s parametrem jX=0;
- Yaesu
ATAS 120; příklad s ilustrací:
https://www.sidlo.com/KV_simple/screwdrivers/Screwdriver.htm;
10. Zda je anténa dobře
přizpůsobena k napáječi nebo vyžaduje tuner?
- zkoumat, zda je nepřizpůsobení malé (do VSWR <
3);
- vysvětlit princip "pre match";
Příklad VSWR charakteristiky antény LPDA 11
prvk pro pásma 14 až 29 MHz, s optimalizací (VSWR má hezký průběh,
vyšší je mezi 22 až 24 MHz):
11. Zda anténa obsahuje
vestavěný tuner?
Jde o současný trend. Anténa obsahuje
elektronické obvody, které zářič přizpůsobí k použitému napáječi při
konkrétní zástavbě, například na vozidle, na plavidlu nebo nad
terénem.
Příklady:
a.
Anténa Icom AH-740 (katalogový list KV vozidlové antény, pdf);
b.
Anténa CODAN (katalogový list elektronicky laděného dipólu pro montáž
nízko nad terénem, komunikace NVIS, pdf);
c)
Antény Icom, typy MN-100L a MN-100 pro montáž na jachtě (pdf);
Pozn.: Poslední anténa byla uvedena proto, že existují továrně
vyrobené antény, které maří výkon nejen jako ztráty typu "match loss",
ale někdy též přímo na ohmickém odporu, který tvoří součást dodané
antény, zvyšuje její ztráty, ale lze tím docílit přijatelné
přizpůsobení na svorkách.
12. Zda anténa vyžaduje
zařízení pro fázování prvků
Některé anténní systémy dosáhnou potřebné
vyzařovací charakteristiky jen s využitím přesného fázování elementů
nebo antén. Vyrábějí se speciální zařízení pro fázování, např.:
https://www.dxengineering.com/parts/dxe-ncc-2?srsltid=AfmBOorzQwhULDEpeoUbrC4y_oCGLzKyTtLSz-qHeRe3AOzz30laZvig
Manuál (lze
stáhnout zde),
recenze QST
a schéma zařízení DX Engineering:
13. Různá konstrukční hlediska
- drátová anténa, která vyžaduje podpěry (stožárky); vysvětlit, proč řešit vyzařování
podpěr;
- samonosná anténa, například směrovka s ráhnem nebo GP145; ukázat
model EZNEC, otočení při
montáži, ukázat vliv 10 cm vody v laminátovém krytu;
- anténa s nosnými konstrukčními prvky, například Quad;
A tak bychom mohli najít
celou řadu dalších kritérií k nějaké jiné kategorizaci.
- určení antény je pouze pro příjem; příklad viz:
https://www.sidlo.com/KV_simple/Hola_Loop/Hola_Loop.htm;
- k anténě výrobce doporučil optimální délku koaxiálního
napáječe; napáječ jako protiváha ???;
- anténa je určená pro konkrétní prostředí (uvést příklady pro různá
prostředí, různé environmentální podmínky, aerodynamická odolnost,
aerodynamické síly, zvláštní prostředí, např. drážní, námořní, ...
|
|
Instalace antény >>>
Měření a modelování
>>> |
| |
|
|
|
