RFNews | SV1RVP
Μια κεραία 5 dBi, με αδυναμία στις υψηλές και υπερυψηλές συχνότητες
Αγαπητοί φίλοι και συνάδελφοι γεια σας. Η αλήθεια είναι ότι κανονικά σήμερα θα έπρεπε να διαβάζεται το κείμενο για την κατασκευή μιας κεραίας μαγνητικού βρόγχου. Δυστυχώς το πρόβλημα είναι η εύρεση ενός πυκνωτή συντονισμού υψηλής τάσεως, με χαμηλό κόστος.
Δεν φτάνει που ζούμε πάνω από τις δυνατότητές μας, όπως λέει ο Volfgang Soible, θα ξοδεύουμε πολύτιμα Ευρώ για μεταβλητούς;;;Hi…Hi….
Επειδή κάτι τέτοιο δεν βρέθηκε στην Ελληνική αγορά, ο εκλεκτός συνάδελφος SY1BQU Γιάννης Παπαδόπουλος ανέλαβε να μελετήσει και να κατασκευάσει ένα homebrew πυκνωτή ικανό να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις της κεραίας. Όταν το εγχείρημα τελειώσει και ολοκληρωθούν οι δοκιμές, θα αναρτήσουμε το σχετικό άρθρο, μέχρι τότε….
SY1BQU Γιάννης Παπαδόπουλος
Όλοι θέλουμε μια κεραία χαμηλού κόστους, εύκολη στην κατασκευή και με εντυπωσιακά αποτελέσματα.
Μια τέτοια κεραία είναι η:
JUNGLE Antenna.
ή Jungle Job.
Το σχέδιο και ο υπολογισμός της κεραίας JUNGLE όπως προτείνετε από τον G4ZU.
Οι περισσότερες κεραίες που χρησιμοποιούν οι ραδιοερασιτέχνες συνήθως είναι συνδυασμοί δύο ή περισσότερων κεραιών, με σκοπό να εκμεταλλευτούν τα επιμέρους πλεονεκτήματα της κάθε μιας. Αν και υπάρχουν αρκετές απόψεις για τον τρόπο με τον οποίο προέκυψε η Jungle Antenna, η πράξη δείχνει ότι αποτελεί συνδυασμό της κεραίας Yagi – Uda στο σκέλος του ανακλαστήρα και Vee Beam στο σκέλος του οδηγού στοιχείου.
Ποιο λοιπόν είναι το σκεπτικό της κεραίας;
Η Vee Beam
Η Vee Beam στην πραγματικότητα είναι ένα δίπολο λ/2, με τη διαφορά ότι τα σκέλη του δεν είναι ευθύγραμμα, αλλά έχουν μια κλίση προς «τα μέσα» της τάξεως των 900 , όπως δείχνει το επόμενο σχήμα…
Αυτή η κλίση των 900 που έχουν τα σκέλη, είναι που δίνει στην κεραία τις κατευθυντικές της ιδιότητες. O λόγος είναι, ότι η κλίση των 900 φέρνει τα σκέλη πολύ κοντά με αποτέλεσμα να δημιουργείται ανάμεσά τους ένα εξαιρετικά ισχυρό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, το οποίο συγκεντρώνεται προς την κατεύθυνση που «κοιτούν» τα σκέλη της κεραίας.
H Yagi – Uda
Η κεραία Yagi – Uda είναι μια κατευθυνόμενη κεραία η «καρδιά» της οποίας είναι ένα δίπολο λ/2, όπως στις περισσότερες ραδιοερασιτεχνικές κεραίες, στο οποίο προσέθεσαν ένα ακόμη παρασιτικό στοιχείο, είτε ένα ανακλαστήρα, είτε ένα κατευθυντήρα. Η Yagi – Uda που οι περισσότεροι ραδιοερασιτέχνες ξέρουν είναι τριών στοιχείων και αποτελείτε από ένα ανακλαστήρα, ένα δίπολο λ/2 – οδηγό στοιχείο και ένα κατευθυντήρα.
Ο συγχωρεμένος ο Yagi χαμογελά υπερήφανος για το δημιούργημά του.
Ο ανακλαστήρας μειώνει την προς το μέρος του εκπεμπόμενη ισχύ και την «ανακλά» προς την πλευρά του κατευθυντήρα. Ο κατευθυντήρας «κατευθύνει» την εκπεμπόμενη ισχύ προς την κατεύθυνση που «κοιτάζει», ενώ το δίπολο «τροφοδοτεί» τα στοιχεία με την απαιτούμενη ενέργεια για να εργαστούν.
Η λειτουργία της Yagi-Uda σε γενικές γραμμές.
Ας δούμε τώρα πως η Jungle Antenna συνδυάζει τις ξεχωριστές λειτουργίες των κεραιών Vee Beam και Yagi – Uda, δημιουργώντας μια πανέξυπνη, εύκολη, φτηνή και με πολύ καλή απόδοση κεραία…
Στο επόμενο σχήμα βλέπετε την μετατροπή μιας κεραίας Yagi – Uda δύο στοιχείων σε Jungle Antenna, και την λειτουργία της…..
Η μετατροπή της Yagi σε Jungle.
Η κεραία Jungle στην πραγματικότητα είναι μια κεραία Yagi – Uda δύο στοιχείων, στην οποία έχουμε αντικαταστήσει το λ/2 οδηγό στοιχείο, με μια λ/2 Vee Beam. Δείτε τώρα πόσο έξυπνα συνδυάζει η νέα κεραία τις ιδιότητες των δύο επιμέρους αυτόνομων κεραιών.
Ο ανακλαστήρας λειτουργεί σαν τον καθρέπτη – ανακλαστήρα του φακού, εστιάζοντας την δέσμη της Vee = Beam στην επιθυμητή κατεύθυνση.
Η κεραία Vee-Beam κατευθύνει την μέγιστη ένταση της ακτινοβολίας της επάνω στον ανακλαστήρα, ο οποίος λειτουργώντας σαν ένας «καθρέφτης», αντανακλά το σύνολο σχεδόν της ακτινοβολίας που του στέλνει η Vee-Beam, στην κατεύθυνση που έχουμε στρέψει την κεραία.
Τα 5dBi απολαβής της Jungle Antenna είναι αρκετά για να κάνουν ένα μη ακουστό σήμα
DX σταθμού, ακουστό.
Έτσι ο συνδυασμός των δύο κεραιών μας δίνει μια κατευθυνόμενη κεραία με απολαβή της τάξης των 5 dBi. Τι σημαίνει αυτό πρακτικά; Αυτό σημαίνει ότι αν η ένταση της ακτινοβολίας που εκπέμπει ένα δίπολο λ/2 ισοδυναμεί με ισχύ 100 Watt, με την Jungle antenna η ένταση της ακτινοβολίας που εκπέμπει, θα ισοδυναμεί με ισχύ 190 Watt!, όχι και άσχημα, μας «ανέβασε» κατά 90 Watt επάνω!
Όλοι ξέρουμε ότι ο τετραπλασιασμός της εκπεμπομένης ισχύος ενός πομπού, αυξάνει την ένδειξη στο S-meter κατά 1S, μία μονάδα στο S-Meter, επομένως η Jungle Antenna θα μας βοηθήσει να πλησιάσουμε αυτή την πολύτιμη μονάδα που χρειαζόμαστε για να κάνουμε τον οριακό DX σταθμό που από καιρό αναζητούσαμε στα Ερτζιανά.
Φυσικά και η λήψη αυξάνει αντίστοιχα, ένας λοιπόν σταθμός που πρακτικά δεν ήταν ακουστός με ένα δίπολο λ/2, με την Jungle antenna θα είναι ακουστός και με πολύ λιγότερες παρεμβολές συγκρίνοντας την λήψη της με αυτή ενός διπόλου λ/2, επειδή ο ανακλαστήρας εξασθενεί την ένταση των μη επιθυμητών σημάτων που φτάνουν στην κεραία από την πλευρά του.
Το διάγραμμα εκπομπής της Jungle antenna.
Ρίχνοντας μια προσεκτική ματιά στο διάγραμμα ακτινοβολίας της κεραίας βλέπουμε ότι κάθε σήμα που φτάνει στην κεραία από την πλευρά του ανακαλστήρα εξασθενεί κατά 23 dB, δηλαδή αν η παρεμβολή έχει ένταση 9 μονάδες S, o ανακλαστήρας θα την υποβιβάσει στις 2 μονάδες S, καθόλου άσχημα ε;;;; Άλλο να έχεις 9S QRM και άλλο 2S, είναι πολύ μεγάλη διαφορά.
Ο υπολογισμός των στοιχείων της Jungle antenna.
Βήμα 1ο .
Γνωρίζοντας την συχνότητα εκπομπής, υπολογίζουμε το μήκος κύματος που της αντιστοιχεί. Εμείς θα υπολογίσουμε μια κεραία για την συχνότητα 14.175 ΜΗΖ που είναι η μέση συχνότητα της περιοχής των 20m Σας υπενθυμίζω ότι η μπάντα των 20m βρίσκεται μεταξύ 14 και 14.350 ΜΗΖ.
Είναι γνωστό, ότι η αντίσταση εισόδου της κεραίας και επομένως τα στάσιμα της, εξαρτώνται από την γωνία που έχουν τα σκέλη του οδηγού στοιχείου μεταξύ τους. Αν πλησιάσουν πολύ, η αντίσταση «πέφτει», αν τα ανοίξουμε και απομακρυνθούν μεταξύ τους, η αντίσταση αυξάνει. Αν ακολουθήσετε το σχέδιο, τα στάσιμα θα είναι έως 1:1.5 και επομένως δεν υπάρχει κάποιο πρόβλημα ακεραιότητας της βαθμίδας εξόδου του πομπού μας. Μπορείτε να δοκιμάσετε να προσθαφαιρέσετε μήκος στο οδηγόsd στοιχείο, ώστε να πετύχετε λιγότερα στάσιμα. Σε καμιά περίπτωση μην «πειράξετε» το μήκος του ανακλαστήρα, την απόσταση οδηγού στοιχείου – ανακλαστήρα και την γωνία μεταξύ των σκελών του οδηγού στοιχείου ταυτόχρονα. Πάντοτε θα πειραματίζεστε μεταβάλλοντας μια παράμετρο της κεραίας, ποτέ περισσότερες. Συνήθως τα στάσιμα της κεραίας με κάποια προσπάθεια μπορεί να «κατεβούν» πολύ χαμηλά, αλλά θα πρέπει να ελέγξετε για πόσους ΚΗΖ πάνω και κάτω από την συχνότητα θα παραμένουν χαμηλά.
Μην εκπέμπετε σε ΑΜ, FM και ΟΛΑ τα ψηφιακά mode, αν τα στάσιμα σας είναι πάνω από 2:1. Σε SSB περιορίστε την ισχύ στα 10 Watt, σε 100ριδες πομπούς.
Στις επόμενες γραμμές θα βρείτε τις διαστάσεις τις Jungle Antenna για ένα πλήθος ραδιοερασιτεχνικών περιοχών τόσο στα βραχέα, όσο και στα V/UHF. Σας υπενθυμίζω ότι ενδέχεται να χρειαστεί να αυξομειώσετε τις διαστάσεις του οδηγού στοιχείου, και σας συνιστώ μην μεταβάλλεται τις άλλες διαστάσεις τις κεραίας.
Η ρομαντική! Jungle του SM7PXS για τους 14 ΜΗΖ
Ραδιοερασιτεχνικές Συχνότητες
17m
Κεντρική συχνότητα = 18.118 ΜΗΖ.
Μήκος κύματος = 16.55 m
Ολικό Μήκος Ανακλαστήρα = 8.27 m
Ολικό Μήκος Οδηγού στοιχείου = 8.11 m
Μήκος Boom = 2.64 m
15m
Κεντρική συχνότητα = 21.225 ΜΗΖ.
Μήκος κύματος = 14.13 m
Ολικό Μήκος Ανακλαστήρα = 7.067 m
Ολικό Μήκος Οδηγού στοιχείου = 6.92 m
Μήκος Boom = 2.26 m
12m
Κεντρική συχνότητα = 24.940 ΜΗΖ.
Μήκος κύματος = 12.02 m
Ολικό Μήκος Ανακλαστήρα = 6.01 m
Ολικό Μήκος Οδηγού στοιχείου = 5.89 m
Μήκος Boom = 1.92 m
10mA
Κεντρική συχνότητα = 28.450 ΜΗΖ Υποκειμενική εμπειρική επιλογή.
Μήκος κύματος = 10.54 m
Ολικό Μήκος Ανακλαστήρα = 5.27 m
Ολικό Μήκος Οδηγού στοιχείου = 5.16 m
Μήκος Boom = 1.68 m
H Jungle Antenna για τα 10m.
10mB
Κεντρική συχνότητα = 29.500 ΜΗΖ Υποκειμενική εμπειρική επιλογή.
Μήκος κύματος = 10.16 m
Ολικό Μήκος Ανακλαστήρα = 5.08 m
Ολικό Μήκος Οδηγού στοιχείου = 4.98 m
Μήκος Boom = 1.62 m
6mA
Κεντρική συχνότητα = 50.180 ΜΗΖ Υποκειμενική εμπειρική επιλογή,
Μήκος κύματος = 5.97 m για CW / SSB QSO
Ολικό Μήκος Ανακλαστήρα = 2.98 m
Ολικό Μήκος Οδηγού στοιχείου = 2.92 m
Μήκος Boom = 0.95 m
Η Jungle για την περιοχή των 6m κατασκευασμένη για τον σταθμό TO2U,
στο St. Pierre et Miguelon.
6mB
Κεντρική συχνότητα = 51.500 ΜΗΖ Υποκειμενική εμπειρική επιλογή,
Μήκος κύματος = 5.82 m για FM QSO.
Ολικό Μήκος Ανακλαστήρα = 2.91 m
Ολικό Μήκος Οδηγού στοιχείου = 2.85 m
Μήκος Boom = 0.93 m
4m
Κεντρική συχνότητα = 70.125 ΜΗΖ Με το τρέχον Band Plan
Μήκος κύματος = 4.27 m
Ολικό Μήκος Ανακλαστήρα = 2.13 m
Ολικό Μήκος Οδηγού στοιχείου = 2.09 m
Μήκος Boom = 0.68 m
2m
Κεντρική συχνότητα = 145 ΜΗΖ
Μήκος κύματος = 2.06 m
Ολικό Μήκος Ανακλαστήρα = 1.03 m
Ολικό Μήκος Οδηγού στοιχείου = 1.00 m
Μήκος Boom = 0.32 m
70cm
Κεντρική συχνότητα = 435 ΜΗΖ
Μήκος κύματος = 68.96 cm
Ολικό Μήκος Ανακλαστήρα = 34.48 cm
Ολικό Μήκος Οδηγού στοιχείου = 33.79 cm
Μήκος Boom = 10.88 cm
23cm
Κεντρική συχνότητα = 1297.500 ΜΗΖ Κεντρική συχνότητα FM
Μήκος κύματος = 23.12 cm
Ολικό Μήκος Ανακλαστήρα = 11.56 cm
Ολικό Μήκος Οδηγού στοιχείου = 11.32cm
Μήκος Boom = 3.68 cm
Συχνότητες Πολιτών
Για την πληρότητα του άρθρου και για λόγους τεχνικού ενδιαφέροντος και μόνο, αναφέρω τις διαστάσεις της Jungle Antenna για τις συχνότητες Citizens Band 27 MHZ και PMR 446. Δεν συνιστάται η κατασκευή αυτών των κεραιών αν η τοποθέτηση και χρήση τους έρχεται σε αντίθεση με την νομοθεσία.
CB – 11m
Κεντρική συχνότητα = 27.185 ΜΗΖ
Μήκος κύματος = 11.03 m
Ολικό Μήκος Ανακλαστήρα = 5.51 m
Ολικό Μήκος Οδηγού στοιχείου = 5.40 m
Μήκος Boom = 1.76 m
PMR 446
Κεντρική συχνότητα = 446.050 ΜΗΖ
Μήκος κύματος = 67.18 cm
Ολικό Μήκος Ανακλαστήρα = 33.59 cm
Ολικό Μήκος Οδηγού στοιχείου = 32.39 cm
Μήκος Boom = 10.74 cm
H Jungle Antenna σαν πολυμπαντική κεραία.
Η Jungle antenna μπορεί να κατασκευαστεί και σαν πολυμπαντική κεραία, με απόδοση που μεταβάλλεται ανάλογα με την συχνότητα λειτουργίας. Αν αποφασίσετε να κατασκευάσετε μια πολυμπαντική Jungle, θα πρέπει να εργαστείτε ως εξής:
Κατασκευάζεται την κεραία για την χαμηλότερη περιοχή συχνοτήτων που θέλετε να εργαστείτε πχ τους 14 ΜΗΖ. Αφού «φέρετε» τα στάσιμα στην ελάχιστη δυνατή τιμή, πχ 1:1.2, στην συνέχεια τοποθετήστε το οδηγό στοιχείο της επόμενης μπάντας πχ. των 21 ΜΗΖ. Η κεραία θα μοιάζει κάπως έτσι…
Dual Band Jangle Antenna 14 και 21 MHZ.
Ελέγξτε τα στάσιμα στους 14 ΜΗΖ και αν χρειάζεται επαναρυθμίστε τα, στην συνέχεια ρυθμίστε τα στάσιμα των 21 ΜΗΖ στην κατώτερη δυνατή τιμή. Αν θέλετε μπορείτε να προσθέσετε και το οδηγό στοιχείο των 28 ΜΗΖ, οπότε επαναρυθμίζετε τα στάσιμα των 14 ΜΗΖ, μετά των 21 και τέλος των 28 ΜΗΖ.
Η πολυμπαντική Jungle Antenna.
Είναι μια αρκετά κουραστική διαδικασία, αλλά δεν γίνεται διαφορετικά, αν βάλετε όλα τα στοιχεία μαζί και προσπαθήστε να τα ρυθμίσετε με τυχαία σειρά, μάλλον θα είναι σαν να λύνετε σταυρόλεξο! Στην ουσία είναι η ίδια διαδικασία προσαρμογής με ενός συνηθισμένου πολυμπαντικού διπόλου, με την διαφορά ότι υπάρχει από κάτω τους ένα παρασιτικό στοιχείο που «παίζει» τον ρόλο του ανακλαστήρα.
Δείτε….
Η κατασκευή.
Ο καθένας μας κατασκευάζει τις κεραίες του ανάλογα με την οικονομική δυνατότητα, την δεξιοτεχνία και τις γνώσεις που έχει. Επομένως η επιλογή των υλικών είναι αποκλειστική ευθύνη του ραδιοερασιτέχνη. Προσπαθήστε να χρησιμοποιήσετε χονδρό μονόκλωνο σύρμα για το / τα οδηγά στοιχεία, όσο ποιο χονδρό σύρμα, τόσο μεγαλύτερο εύρος ζώνης θα καλύπτει η κεραία σε κάθε μπάντα. Ο ανακλαστήρας καλό είναι να κατασκευάζεται από αλουμινένιο σωλήνα και το tubo να είναι από ανθεκτικό μονωτικό υλικό πχ ερταλόν.
Φροντίστε τα οδηγά στοιχεία να είναι πολύ καλά τεντωμένα με ελαστικά σχοινιά, κατάλληλα για εξωτερικούς χώρους και να τερματίζονται αν είναι δυνατόν σε μονωτήρες πορσελάνης.
Επίλογος
Η Jungle antenna είναι μια εύκολη και σχετικά πολύ φτηνή κεραία, κατάλληλη για τις υψηλές περιοχές των HF και φυσικά για τα V/UHF. Έχει μια λογική απολαβή, έως 5dBi, ειδικά αν τοποθετηθεί πολύ ψηλά από το έδαφος. Το δυνατό της στοιχείο είναι η μεγάλη εξασθένηση που προκαλεί στα ανεπιθύμητα σήματα που έρχονται από την πλευρά του ανακλαστήρα. Αν κατασκευάσετε την κεραία θα σας δώσει περίπου μια μονάδα παραπάνω σήμα από ένα δίπολο λ/2 στην εκπομπή και περίπου 7 μονάδες εξασθένηση των παρεμβολών από την πλευρά του ανακλαστήρα στην λήψη.
Σε όλους όσους την κατασκευάσουν εύχομαι καλή επιτυχία, και σε όλους σας να είστε καλά, να χαίρεστε τις οικογένειές σας, καλά και πολλά DX!
de SV1NK
Μάκης Μανωλάτος
Και μια συγγνώμη
Από λάθος μου στην προηγούμενη ανάρτηση δεν «ανέβασα» το τελικό κείμενο.
Ζητώ συγνώμη και επανορθώνω.
Πολλά 73!
