Fodor Antal, HA8KL: Antennák

Egy gondolat,
mindjárt az elején;
-ha nem kap bele a szél, semmit nem ér !!

Az ANTENNA, hát az egy nagyon érdekes dolog, olyan lehet, mint egy erősítő, aminek nincs zaja, de valójában nem is erősít, hanem a BE-látható teret szűkíti ezáltal tesz szert olyan paraméterre mint Pl: -nyereség

/ ilyen megközelítésben könnyen belátható az antenna-csoportok nyereség növekedésének metódusa. Mert a nyereség semmi másból nem származik, csak a kizárt és a látott jelek viszony-számából. Felismerhető, hogy egy adott antenna karakterisztikája (V/H) hordozza annak nyereség jegyeit./

De gondoljuk csak át, (mondjuk RH-n), mennyire hatásos egy 5-7 méter környékére telepített 3-8 dB nyereségű többsávos sugárzó, ha a szomszédház tűzfalába sugároz, vagy 20-25 méterre telepített körsugárzó 3 dB nyereséggel ami mindent mindenhová, /természetes lesznek preferált irányok,/ de arányaiban, akkor is JOBBNAK tekinthető.

Az antennák főbb tulajdonságai meghatározzák annak használhatóságát az alábbiak szerint:

• - nyereség:
• - előre / hátra viszony:
• - zaj:

Ezekről HA1DRP írt egy kiváló értekezést.

A ZAJ, egyre-zajosabb világunkban egyre-fontosabb tényezővé válik.
Főként akkor ha nem 1 lakatlan szigetről kívánunk rádiózni, ezt a jelenséget YU7EF korrektül leírja.

De tekintsük át, mi is befolyásolhatja az antenna zaját:

• - Mindjárt kezdjük a dipóllal, jelen esetben az irány karakterisztika és a telepítési magasság viszonylatában, látnunk kell, hogy a karakterisztika jelentősen függ a telepítési magasságtól, amely jelentősen befolyásolhatja vételi oldalon az antenna zaját, és természetesen annak lesugárzási karakterisztikáját TX ágban.

forrás: RT 1978 Kézikönyv 376o. HA5WH: Műholdak rádióamatőrök számára.


• - az antenna vízszintes és függőleges irány karakterisztikája, a gyártók előszeretettel hallgatnak a termék függőleges / vertikális karakterisztikájáról, nem véletlen mert az rendszerint sokkal rosszabb mint a vízszintes / horizontális. Vagy épp dBi-ben adják meg a jellemzőket (-2,1 dB).
  
  
  • - Az előbbi, jelentős zajforrás, ha növeljük az antenna nyereségét a külső direktorok távolságának növelésével /generátor impedancia szem előt tartása mellet/ akkor láthatjuk, hogy a karakterisztika kezd felhasadozni jelentős melléknyalábokra mindkét síkban, ezzel növelve az antenna zaját
  • - Az utóbbi, csalás ahol a hozzá-nem-értőket irracionális számokkal kápráztatják el.
    
    
• - generátor impedancia ha nagyobb, akkor zajosabb, a kisebb generátor /dipól/ impedanciák előnyösebbnek bizonyultak a gyakorlatban bár az irodalom nem javasol 10 Ω alatti értéket, de ez megítélésem szerint inkább csak kényelmi szempont az illesztés tekintetében.
  A generátor-impedancia csökkenése DK7ZB munkáin is nyomon követhető, a klasszikus 200 Ω körüli értékhez képest megközelítőleg 28 Ω értékre tervezi antennáit egyenes dipóllal.

Csak gondoljuk át, mondjuk a TONNA gyártmányait, 70 cm F9FT antenna dipól impedanciája közel 12.5 Ω-ra tervezi. Ezt hurokdipóllal transzformálja 50 Ω-ra, majd asszimetrizálja ¼ lambdás csővel, iparilag kellemesen kivitelezhető, sőt mi több; - praktikus és olcsó!

Ha növeljük az antenna nyereségét reális keretek között akkor a impedancia csökkenése elkerülhetetlen.
Nem olyan nagy gond ez mert könnyedén leilleszthetők Z= 7 Ω /28 Ω hurok dipól/ körüli értékek. Bár az áramok nagyobb teljesítmény esetén jelentősen megnőnek.

• A dipólon túl vizsgáljuk meg egy 7 elemes yagi paramétereit:
  
  

  
  

  Jól látható, hogy a mellék nyalábok még a fö irányban is 20 dB körül vannak, hogy mennyi a tényleges nyereség az most szinte mind egy, egy ilyen szépen kimunkált karakterisztikát kialakítani nem két perces munka.
  De ha komolyan vesszük az antenna jelentőségét, és áldozunk rá némi időt, akkor jelentős előre lépéseket érhetünk el. Mondjuk meglévő antennáinkat szimulációs vizsgálatnak vetjük alá, mindjárt meglátjuk a gyártók, kereskedők csalafintaságát, és még ha vesszük a bátorságot és esetleg belenyúlunk a reflektor vagy az első vagy épp az utolsó direktor hosszába esetleg kedvezőbb tulajdonság esetén azt fizikailag is megvalósítva összehasonlítjuk a régivel.
  Nagyon kellemes csalódást tudnak okozni, akár 1 S fokkal kisebb zajból kihámozhatóvá váló gyenge jelek, szemben a esetleg jóval nagyobb nyereségűnek kikiáltott de elnagyolt karakterisztikájú antennával.
  Mindjárt kedvet kaphatunk egy merőben saját elgondolás megvalósításához !

DE, hogy igazán megismerhessük a YAGI antennák lelki világát és antennát is tervezhessünk a saját elgondolásunk alapján, néhány alapvető igazságot fel-kell ismerünk.
Nevezetesen, az antenna nem energia kinyerő készülék, tehát nem a /semmi-ből/ nyeri a villamos energiát, mint fentebb tárgyaltuk, a térből. Ha egy paraméterét irreálisan megváltoztatjuk, akkor egy/kettő másik feltehetően tükör paramétere inverzen ugyanúgy változni fog.
Ha CSAK a nyereséget növeljük irreálisan akkor lecsökken a generátor impedancia, lecsökken az előre/hátra viszony, és felhasadozik a karakterisztika jelentős oldalnyalábok jelennek meg amelyek a nem kívánatos jelek bejutásával/nem-kellő-csillapításával növelik az antenna eredő zaját.

Ezekhez nyújtanak segítséget a szimulátor programok.
HA8ET oldalán a *Antenna Simulators* alpontban sok-sok szimulátor program hivatkozása található, mindegyik használható, de azért van közöttük különbség. Gyula ezeket a 1997/11 Rádiótechnikában az alábbiak szerint foglalta össze:

forrás: RT 1997/11 557 o.

forrás: RT 1997/11 558 o.

Jól látható, hogy mennyire közelítik a 12,5 ohm Z értéket, valamint a frekvenciát a számolt értékek.

SV1BSX YAGIMAX szimulátorral végzett tervezéseket, a link egy 70cm antennán keresztül mutatja be szemléletesen a yagi-antenna tervezés mikéntjét.