Akad olyan szituáció, amikor csak egyetlen sávra van szükségünk antennára. Ilyenkor adódik az egyszerű megoldás, készítsünk gyorsan egy dipólt! Alapesetben a dipól egy sávra alkalmas csak, ha nem használunk tunert. Tunerrel persze „megerőszakolható” az antenna, hogy más sávokon is működhessünk, de most ezt nem részletezem. Az alábbi cikk - az 1944-ben szabadalmaztatott - T2LT antennáról szól.

A hagyományos dipól antennák táplálása középen történik. Nézzük az alábbi ábrát!

A félhullámú antenna két vége ki van feszítve valahová, és középen lóg a rádió felé menő, tápláló koaxiális kábel. A középső betápláló kábelnek tetemes a súlya, ezért az antenna (minél hosszabb a levezető kábel, annál inkább) belóg. Nem úgy, ahogy az ábrán látni, ahol nyílegyenes az egész. Ilyenkor a szél-terhelés (az erős szél hatására keletkező feszítő erő) sem elhanyagolható. Az ábra amúgy hiányos is! Az szimmetrikus dipól antenna közvetlenül csatlakozik az aszimmetrikus koaxiális kábelhez. Ebben az esetben az antenna levezető kábele is az antenna sugárzó részét képezi, és már nem minősül dipól antennának. Nem is a számított frekvencián rezonál, az SWR pedig gyakran pocsék! Ezért az antenna közvetlen betáplálásához egy fojtó-balunt (vagy egyéb balun-t) kell betenni. Az után már a dolgok helyrejönnek. Ha egy dipól-antennát tuner-rel, más sávokon is akarunk használni, kizárólag a helyesen méretezett fojtó-balun a megfelelő! Ez persze tovább növeli a súlyt és a belógást...

Jobb lenne ezt az egész súlyt az egyik végénél lévő felfüggesztésnél elhelyezni. Van rá megoldás.

Nem, nem a végén táplált dipólra gondolok (más néven Zeppelin, vagy J-Pole antennára)! A végén táplált dipól és az abból származtatott „Random wire” (magyarul tetszőleges hosszúságú vezeték) egy olyan transzformátort használnak, ami a dipól végén jelentkező több kiloohm impedanciát 50 ohmra transzformálja a tápkábel irányába. Az antenna végén nagy feszültség van jelen (kilovoltok), amit a transzformátornak ki kell bírni!

A T2LT antenna egészen más alapokon működik. 50 ohmmal kell a végén táplálni és mégis teljes értékű dipól antenna! Hogy hogyan? Nézzük meg az alábbi ábrát!

A felépítés.

A dipól-antenna sugárzó része ebben az esetben is két egyforma hosszúságú részből áll. Az egyik negyed hullámú szakasz (az ábrán a felső) hagyományos egy szál vezetékből áll, ami csatlakozik az alsó negyed hullámú koaxiális kábel középső, „meleg” eréhez. A koaxiális negyed hullámú szakasz másik végén van egy, az imént már említett fojtó-balun.  Ez nagyfrekvenciás szempontból „szakadást” képvisel a koaxiális kábel harisnyáján haladó áramok részére.

Az ábrán látható egy hangolható kondenzátor. Megfelelő menetszám esetén erre semmi szükség sőt, csak zavar, ha tunert szeretnénk használni.

A T2LT antenna ugyanúgy kezelendő, mint egy hagyományos dipól. A méretezése is a szokásos képletek használatával történhet. A különbség csak abban van, hogy azon a végén alkalmazott rögzítés hordozza a terhek nagy részét, ahol a fojtó-balun és a levezető kábel vannak.

A működése.

A koaxiális kábelen elindul a jel a rádióból. A rádió 50 ohmos terhelést kap, ami megfelelő. A jel amint elér a koaxiális kábel végére ketté válik. Az egyik irány a „meleg érre” csatlakozó vezetéken tovább halad, míg a másik, ellentétes polaritású jel a koaxiális kábel külső felén halad (mint vastag vezetéken) a fojtó-balunig. Így már érthető a dipól antenna működés.

A dipól antenna elméleti impedanciája kb. 73 ohm. Ez annyit jelent, hogy a legjobb SWR érték, ami elvileg elérhető vele 73:50, azaz  1,46:1. A valóságban az SWR ennél jobb, mivel van vezeték-veszteség. Ne feledjük, hogy az, ha az SWR érték jó, még nem jelenti azt, hogy az antennánk feltétlenül jó. Ha a sugárzási nyereség is jó, akkor jó az antennánk. Például ha a kábel végén nem antenna van, hanem egy régi, izzószálas, 100W-os égő, az SWR akkor sem túl rossz, de rádiózni nem fogunk tudni vele, mint ahogyan egy 50 ohmos műterheléssel sem.

Itt jegyzem meg (noha nem tartozik szorosan a témához), hogy sok olyan több sávos antenna van, aminek több helyen jó az SWR-je, de van olyan jó SWR értékű hely, amihez -20dB nyereség (vagy helyesebben veszteség) tartozik!!! Az antenna modellező szoftverekben (pl. 4nec2) ezt jól tetten lehet érni, míg az antennamérő (pl. Nano VNA) műszerekkel ez nem látható. Aki csak VNA-t használ a vizsgálathoz, annak elvileg térerősség mérőre is szüksége lenne a korrekt vizsgálathoz. Az ismeretségemben lévő Amatőr társaim ezt sajnos ritkán szokták figyelembe venni, gyakran meg sem értik a probléma lényegét… Csak annyit mondanak: „Miért nem jó az, ha az SWR NULLA (!)”… Megjegyzem, az SWR sosem lehet nulla, mert egy osztás eredménye (hányados) csak akkor lehet 1-nél kisebb, ha az osztandó kisebb, mint az osztó. Márpedig az SWR számításakor az osztandó mindig nagyobb, vagy egyenlő kell, legyen az osztónál! Ld. az iménti 1,46-os SWR úgy jött ki, hogy 73/50.

A megépítés

14,17 MHz-re, azaz a 20 méteres sávra szerettem volna építeni egy T2LT antennát. A 4nec2 antenna modellező számításai szerint, mindkét negyedhullámú szakasznak 5,15 méter hosszúnak kellett lenni. Az általam elérhető telepítési magasságban az antenna impedanciája 83 ohm volt a program szerint.

A sugárzási karakterisztika az alábbi lett.

 

Az SWR pedig a frekvencia függvényében az alábbi módon alakult.

Az alábbi ábrán a nyereséget látni (dBi-ben), a frekvencia függvényében.

Az impedancia pedig az alábbiak szerint alakul a frekvencia függvényében.

A grafikonok láttán nincs mit csodálkozni. Teljesen normális dipól antenna viselkedést látni. A 4nec2 antennamodellezővel megnyitható fájlt a cikk alján mellékeltem.

Ennyit a tervezésről.

Jöjjön a megvalósítás!

Volt egy 27 méter hosszúságú koaxiális kábelem (RG58/CU), aminek mindkét végén volt már vízmentesen szerelt, PL-259-es csatlakozó (népies nevén „Amphenol”). Nem vágtam őket le, hanem a kábel egyik végétől kimértem a szükséges (5,15 méteres) negyed hullámhossznyi hosszt, és utána azonnal elkezdtem feltekerni a kábelt, fojtó-balunnak. A fojtó-balun úgy van kiképezve, hogy a rádióhoz menő hosszú kábelszakaszból (tehát nem magából a sugárzó szakaszból), a kimért ponttól, a rádió irányába feltekerünk 7-8 menetet egy 11cm átmérőjű PVC-csőre (vagy pille-palackra). A lényeg annyi, hogy a kábelből így kialakuló tekercs belső átmérője legyen nagyjából 10-15 centi, és a menetszám legalább 7-8 menet. Nem kritikus a méret. Viszont egy esetleges hossz-igazításkor elég csak a balun-tekercset "odébb gördíteni", nem kell vágni, nem kell forrasztgatni. A balun utáni, hosszú szakasz megy a rádióhoz. Az Amphenol-dugót egy SO-239 aljzatba rögzítettem, aminek a középső kontaktusára forrasztottam a negyed hullámú vezetéket (a dipól másik felét). Az egésznél érdemes meggátolni, hogy az esővíz a koax-ba, illetve a vezetékbe jusson. Az antenna „balun-os” végét felhúztam (csigán) kb. 8 méter magasra egy katonai oszlopra (onnan jön le a kábel a rádió felé) és a másik végét pedig szintén csigával egy 6 méteres faoszlop tetejére. A gyakorlatban mért SWR érték nálam 1,1 lett, a már említett kábel + csatlakozó veszteségek miatt… Ugyanis a veszteségek miatt kevesebb jel verődik vissza az antennától, amit az SWR javulásaként érzékelhetünk. De ezzel egy kissé a nyereség is csökkent sajnos. :-( Persze az antenna így is remekül használható lett. A belógás minimális.

A valóságban mért értékek a modellezetthez nagyon hasonlítanak. Az elenyésző különbség főként abból adódik, hogy a rádióamatőrök nem a tankönyvekben laknak, hanem valóságos környezetben, ahol van ereszcsatorna, változó időjárás… stb.

További lehetőségek

Az antenna kitelepülős változatban is megépíthető. Például 20 méteres sávra RG-174-es kábel használható, ferritgyűrűs fojtó-balunnal. Könnyen telepíthető, kis súlyú. Az RG-174 választásának egy hátránya van csak, hogy jelenleg nem olcsó... Viszont a 2 méteres sávra a költség már nem tetemes.

Ezt az antennát vertikális változatban is elkészítettem a CB-sávra (11m). Ott is tökéletesen működött. A vertikális dipól-antennáknál az szokott nehézséget okozni, hogy ha nem tyúklétrával hozzuk le középről a tápkábelt (ahol a szimmetrikus tyúklétra kifelé nem sugároz számottevően, ha eléggé távol van az antennától), hanem koaxiálissal, akkor a fojtó-balun szinte hatástalan.

A T2LT antenna 20 méteres sávra tervezett vertikális változatának 4nec2 fájlját is mellékelem az alábbiakban. Az antenna talppontja másfél méteres magasságban van csak. A nyereség ennek következtében csak 1,4dBi. Viszont DX munkára nagyon alkalmas. Ha a felső vezetékszakaszba egy hosszabbító tekercset teszünk, a teljes antenna hossza lerövidíthető.

De nem így a T2LT antennánál. Mivel ott a tápláló vezeték nem megy párhuzamosan a függőleges antenna közelében, ezért nem is lehet rá zavaró hatással.

Többsávos antennát is készíthetünk az alábbi módon a T2LT mintájára.

Multiband Dipole with Ugly Choke Balun by G4APL

Itt a betáplálást csak az egyik sávhoz tartozó negyed hullámú szakaszon kell elvégezni (nem ott, ahol az ábra mutatja), a többi vezeték szimpla, egyszálas vezeték. Ez az antenna konstrukció egyesek szerint nem túl használható (noha szerepel a Rothammel könyvben is). Nem tudom, mert nincs vele tapasztalatom még. Itt csak egy esetleges, lehetséges használati módot akartam bemutatni.

A koax-kábelre trap-et készíteni szerintem nehézkes lehet (bár lehet, hogy van egyszerű megoldása). Ha mégis lehet rá trap-et tenni, úgy készíthető lenne végén táplált W3DZZ is...

Windom antenna (pl. FD4) esetén sajnos a T2LT módszer nem jó, mivel a Windom-ok impedanciája 200 ohm, vagy a fölötti. Ezért az 50 ohmos koax-szal táplálás nem megfelelő.

Sok sikert az építéshez!

Attachments:
Download this file (20M_DIPOL_BASE.NEC)20M_DIPLOE_BASE.NEC[A T2LT antenna szimuláció]0.4 kB
Download this file (20M_DIPOL_BASE_VERT.NEC)20M_DIPOL_BASE_VERT.NEC[A T2LT antenna vertikális változata]0.4 kB