Gheorghe Andrei Radulescu YO4AUP

            Cind am modificat antena DX88, un distins coleg intr-ale radioamatorismului a scris:

 "Postat de Vali YO2LDC la 2008-03-18 22:52:16 (ora Romaniei)
Felicitari pentru articol si executia lucrarii! Abia acum realizez ce nu face omul ca sa aiba o antena si pentru banda de 80m. Desi performantele ei (in 80m) nu se pot apropia nici pe departe de ale unei antene full-size (eu doar in contragreutati am peste 1km de sarma), sunt sigur ca aceasta antena iti ofera si satisfacerea unui trafic decent in 80m"

            Mi-am permis sa reproduc acum acest comentariu pentru ca mi se pare ca este o introducere perfecta la cele ce urmeaza :         ce nu face omul ca sa aiba o antena care sa- i ofere si satisfactia unui trafic decent in 80m  !?

            Trebuie sa precizez ca locuiesc in mijlocul orasului, la casa, intr-un cartier de case care incep sa fie inlocuite de vile cu unul sau doua etaje, asa ca incet incet am inceput sa fiu "zidit" de jur imprejur. Acum pot lucra in 80m cu antena DX88 pe care o pot acorda in toata banda de 80 m, [http://www.radioamator.ro/articole/view.php?id=462 ] amplasata pe casa, cu baza la cota +6m, sau cu un dipol cu mijlocul la cota +10m si capetele pe la cota +5 dar bratele lui trec pe desupra caselor vecine sau cu o antena T2FD de la  B&W tip BWD – 90 care este agatata cu mijlocul la cota +11m si  bratele  similar cu ale dipolului monobanda, pe deasupra caselor vecinilor care inca nu au crescut in inaltime. Merge dar nu grozav. Datorita faptului ca stau la ‘capatul pamintului’, sint momente cind aud greu districtele diametral opuse pe harta YO in special YO2.  Cei care stau la bloc si au antenele la 40 m inaltime nu au aceste probleme.

Ce as putea face ca sa aud mai bine in 80 m ???       

Imi umbla prin cap ideea de a cupla DX88–ul cu o antena verticala monobanda ECO – 80m, si pentru aducere aminte am recitit articolul lui Alex, YO5AMF, despre cuplarea a doua antene, [publicat  la adresa  http://www.radioamator.ro/articole/view.php?id=333 ] si articolul publicat de Nora, YO4AYL, in revista Radiocomunicaţii şi Radioamatorism, in numarul  1 / 2011.  [ Dati click aici pentru articol.] 

Pina sa ma apuc de lucru insa trebuie sa-mi mai pun la punct teoria.si sa ma conving ca merita eforturile , atit fizic cit si financiar.

In analiza ce urmeaza presupun directia celor doua antene ca fiind nord – sud, cu antena A1 la sud si cu A2 la nord.. Pentru alta orientare a axei A1A2, diagramele de directivitate vor fi rotite  in mod corespunzator si gasirea  variantei optime se va face pentru fiecare caz in parte, urmarind aceiasi logica.

Din articolul scris de YO4AYL preiau ecuatiile curbelor de directivitate in putere, P1 - P8, pentru D = λ / 4 si pentru D = λ/ 2 la patru defazaje fiecare, Ψ= 0, Ψ = - π / 2, Ψ = - π, Ψ = - 3π / 2.

Desenez cu Graphmatica cele opt diagrame de directivitate. Aceste diagrame de directivitate sint reprezentate in Fig 01 de mai jos. [vezi si desenele P1 pina la P8 si Harta azimutala P1 pina la Harta azimutala P8 din album]

Fig 01 Curbele  de directivitate

Pentru o analiza mai usoara a avantajelor si a dezavantajelor oferite de fiecare varianta, am suprapus diagramele pe acelasi sistem de coordonate polare, obtinind Fig 02 Curbele P  pentru D=λ/4 si pentru D=λ/2.

Fig 02 Curbele P 

Privind diagramele de directivitate  pentru D = λ / 4, se observa ca diagramele P1 si P4 practic le includ [ le acopera ] pe celelalte doua, asa ca numai acestea ramin in analiza, in timp ce pentru D = λ/ 2, ramin in analiza toate patru variantele de defazaj.

Diagrama P4 – Cardioida este singura diagrama de directivitate unidirectionala.  Pentru a inversa sensul de radiatie trebuie inversate antenele A1 cu A2 . 

Avind clarificate cele de mai sus se pot redesena diagramele de directivitate ca in Fig 03 Diagramele de directivitate

Fig 03 Diagramele de directivitate

Daca suprapunem aceste diagrame peste harta azimutala a globului pamintesc centrata pe YO, rezulta urmatoarele doua variante de "antena directiva fixa cu directivitate rotitoare", Fig 04 pentru D=λ/4 si Fig 05 pentru D=λ/2.

Fig 04 Antena directiva fixa cu directivitate rotitoare, D=λ/4

 

Fig 05 Antena directiva fixa cu directivitate rotitoare, D=λ/2

Prima decizie importanta pe care pe care trebuie s-o iau este daca amplasez antenele la o distanta D = λ / 4 sau  D = λ/ 2 una fata de alta. Este vorba se distanta dintre antene de 21m sau  de 42m !, de spatiul pentru contragreutati [ideal ar fi cel putin cite 4 la fiecare antena, cu lungimea de 21m fiecare!!!] si poate cel mai important lucru, de relatia cu vecinii peste ale caror proprietati [case si curti]  trebuie trecute contragreutatile sau poate in a caror proprietate trebuie instalata o antena, sau, cel mai probabil, toate astea la un loc.  

Daca am optat pentru distanta D=λ/4, solutia posibila de montaj este cea din Fig 6, iar in cazul D=λ/2, schema este cea din Fig 07..

Fig 06 PROPUNERE pt D=0,25 L

 

Fig 07 PROPUNERE pt D=0,50 L

Deoarece numai directia antenelor este certa, N –S , dar pot sa optez pentru oricare din cele doua variante, este necesara o analiza mai atenta a avantajelor si dezavantajelor oferite de cele doua variante [D = λ/4 sau  D = λ/2]

Fig 08 Comparatie

Privind in Fig 08 pentru D=λ/4, sint trei cazuri de functionare

·         Ψ = 0, [BROADSIDE] indiferent de orientarea antenelor, A1 la sud si A2 la nord sau invers, cind radiatia este bidirectionala, Est si Vest, cu o deschidere de 60° in ambele directii.

·         Ψ = -3π / 2 [CARDIOIDA]  cu antena A1 la sud si antena A2 la nord , cind radiata este unidirectionala spre Nord si cu o deschidere de 120° [ cardioida asigura un unghi de radiatie de  aproape 180 ° ]

·         Ψ = -3π / 2 [CARDIOIDA] cu antena A2 la sud si antena A1 la nord , cind radiata este unidirectionala spre Sud si cu o deschidere de 120° [[ cardioida asigura un unghi de radiatie de  aproape 180 °]

Privind in Fig 08 pentru D=λ/2, sint patru cazuri de functionare, toate cu aceiasi orientare a antenelor [A1 la sud si antena A2 la nord] si toate cu radiatie bidirectionala.

·         Ψ = 0, radiatie bidirectionala, Est  si Vest, cu deschiderea de 30 ° in fiecare parte

·         Ψ = -π / 2, radiatie bidirectionala, Est-SudEst  si Vest-SudVest, cu deschiderea de 35 ° in fiecare parte

·         Ψ = -π  [ENDFIRE], radiatie bidirectionala, Nord si Sud, cu deschiderea de 80 ° in fiecare parte

·         Ψ = -3π / 2,  radiatie bidirectionala, Est-NordEst  si Vest-NordVest, cu deschiderea de 35 ° in fiecare parte.

Comparind cele doua variante, rezulta ca pe directia E – V, acestea sint similare: sistemul are directivitate bidirectionala. Norocul este ca propagarea la DX nu se deschide simultan in cele doua directii.

Pe directia N – S insa, de preferat este varianta cu D=λ/4 si  fazare cu Ψ = -3π / 2 pentru directivitatea in forma cardioidei, varianta care impreuna cu inversarea  antenelor [A1 devine A2 si invers] ofera directivitate unidirectionala spre Nord sau spre Sud.!

Asta a fost discutia la DX.

Pentru traficul local, analiza celor care au amplasamentul statiei la margine de tara, trebuie facut pe harta Romaniei.

In fotografia Fig 09 Harta Romaniei – Constanta am determinat azimutul lobului principal necesar pentru trafic YO daca statia este amplasata in Constanta sau pe aproape, undeva in Dobrogea, iar in Fig 10 am suprapus diagrama de directivitate pentru D=λ/2 si orientarea antenelor N–S.

Fig 09 Harta Romaniei – Constanta

 

Fig 10 Harta Romaniei - Constanta  D= 0.5 L Antene  N-S

Se constata ca sint necesare trei comutari de linii de defazare pentru a acoperi intreg teritoriul tarii.

                   Pentru varianta cu  D=λ/4, daca axa de orientare este coliniara tot cu directia nord - sud, pentru modificarea directiei de radiatie, sint necesare doua comutari, pentru modificarea defazajului. asa cum se vede in Fig 11.          

Fig 11 Harta Romaniei - Constanta - D=0.25L  N-S

 Pentru varianta cu  D=λ/4, daca m-as numara printre putinii fericiti care pot amplasa axa de orientare a antenelor coliniara cu azimutul de la amplasament spre centrul tarii, atunci configuratia D=λ/4 cu defazaj Ψ = -3π / 2 [CARDIOIDA], asigura legatura cu intreg teritoriul tarii fara nici o comutare, asa cum se vede in Fig 12.          

Fig 12 Harta Romaniei - Constanta P4 la 305 °.

            Fiecare cititor trebuie sa refaca rationamentul de mai sus  pentru amplasamentul sau.

In albumul cu fotografii aferent acestui articol sint toate diagramele si fotografiile necesare efectuarii analizei pe alt amplasament.  Rotirea diagramei de directivitate poate fi facuta cu orice program de prelucrare de imagini. Eu am folosit Irfan View,  comanda: Open  si apoi Imagine – Rotire fina.

Dar asa cum spune YO4AYL in finalul articolului ei, ce ne trebuie de fapt , ce am vrea sa construim, ce se poate construi in functie de relatia cu vecinii, si ce ni se potriveste in materie de antene , este o alta poveste.....

            Din tot ce am povestit mai sus, pina acum este in functiune antena DX88 pe care am facut-o acordabila in toata banda de 80m. Relatia cu vecinii este buna si trebuie incepute tratativele, ramine de convins Ministrul de finante pentu introducerea in planul de investitii a antenei ECO 80m si a cablului coaxial.[ cca 350 € ]

Ce este mai dificil este faptul ca trebuie sa iau decizia asupra solutiei constructive:

·         Ramine asa cum este, Antena Dipol 2 x 20,20 m pentru traficul local si Antena DX88 pentru lucrul la Dx . Este cea mai simpla varianta pentru ca nu fac nimic, nu mai cheltui nimic, dar ramin fara raspuns la intrebarea: "dar daca faceam una sau alta dintre variante as fi auzit mai bine?"

·         Daca totusi ma mina curiozitatea sa vad daca nu cumva ar fi mai bine altfel, si deoarece singura orientare posibila a axei A1A2 in amplasamentul meu  este N-S, ar trebui sa aleg sa construiesc varianta    D=λ/4 comutabila pe trei directii de radiatie asa cum se vede in Fig 13.

Fig 13 Solutia de analizat.

Acum insa abea vine iarna. Iarna are zile scurte si nopti lungi. Noaptea este un sfetnic bun.

Vom trai si, daca sintem sanatosi, vom mai vedea la vara viitoare.

Gheorghe Andrei Radulescu YO4AUP

Articol aparut la 23-12-2010

13434