X-BEAM Tasarımı ve Yapımı
By Brice Anderson, W9PNE P.O. Box 14, Lancaster , IL 62855
Tercüme (Translated by) ; TA2IB , Ömer Kavas Üsküdar , İstanbul
X-Beam anteni yüksek performanslı, geniş bantlı bir antendir ve sınırlı yere sahip amatörler için idealdir. Bu güçlü ve küçük anteni detaylı tanımak için aşağıdaki bilgiler yeterli olacaktır.
Açıklama
X-Beam'in performansı 2 eleman Yagi antenine eşittir, hatta onu aşar, 2 eleman Yaginin bir versiyonudur. İyi bir bant genişliğine sahiptir, dipole göre 6 dB ön kazanç (6 dBd) ve 15-18 dB ön-arka kazanç oranı vardır. Sizlere verilen formüllerle herhangi bir frekans için X-Beam'in kol ve kuyruk elemanlarının uzunluklarını bulabileceksiniz.
X-Beam adı şekil 1 de görüldüğü gibi antenin şeklinden alınmıştır. Aliminyum borulardan yapılan 4 adet kol ve kablolardan yapılan 4 adet kuyruktan oluşur.Boom olmadığı için yatay düzlemde monte edilir, dikey de kullanılır.Aynı bant için yapılmış iki eleman Yagiden daha küçük ve hafiftir.
Yapım
Hava şartlarına karşı korunmuş iyi bir kontraplak 15 m ve 20 m X-Beamleri için iyi bir destek düzlemi olabilir. Kollar bu düzleme boru bağlantı elemanları ile vidalanır ve, bir naylon ip (mesina) ile aliminyum kolların dört ucu birbirine bağlanarak antene bütünlük kazandırılır.Bir başka yöntem de, iki adet aliminyum L profili X şekli oluşturacak şekilde kaynatarak, merkezde destek düzlemi olarak kullanmaktır. Sürülen iki kol elemanı, (driven elements) oluşturulan X destek düzleminden izole etmek için plastik hortum kullanarak, hortum kelepçeleri ile X düzlemin iki koluna sıkıca bağlanır. Diğer iki yönlendiren (Director) koluda ( her nekadar kısa devre olacaklarsada) izole etmekte fayda vardır.
Şekil 1-- X-Beam in üstten görünüşü
Modeller
Tam ve minumum boyutlardaki X-Beamler için gerekli formüller aşağıda verilmiştir. Tam boy anten, mümkün olan en geniş bant genişliğini ve 50 ohm luk koax kabloya iyi bir uyum sağlar. 10, 15 ve 20 metreler için tavsiye edilir. Minimum boyuttaki X-Beam'in performansı benzerdir fakat, SWR yaklaşık olarak 1.4:1 olur, çünki daha kısa olan kollar nedeni ile kuyruklar neredeyse birbirine dokunurlar. 30 ve 40 metreler için kullanılırlar.
Formülleri elde etmek için çok sayıdaki deney X-Beam'i üzerinde ölçümler yapılmıştır. Kollar için uzunluğun çapına oranı 200:1 olan borular kullanılmalıdır. Kuyruklar için kablo No=19 olan izolesi soyulmamış kablo kullanılmıştır. Daha geniş boru veya tel kullanılması halinde, formülde verilen değerlerden daha kısa kuyruk kullanılması gerekecektir, bu durumun terside mümkündür. Kollar, iletken olmayan ağaç veya bambu ile desteklenmeleri şartıyla, teden de yapılabilir. Bu durumda, kuyrukların oldukça uzun yapılmaları gerekecektir. Kablo numaralarının çeşitli kablo standartlarındaki karşılık değerleri için, ana sayfa daki "Amatör Elektroniği" seçeneğini "klik" lemeniz yeter.
Formüller : Orijinal metindeki formüller feet (ft) ve inch (in) olarak veridiği için, sizlere burada metrik sisteme dönüşüm oranlarını vereceğim. Formüllerden çıkan sonuçların metrik karşılıklarını hesaplamak size kalıyor. 1 ft=0.3048 m, 1 in=2.54 cm
TAM BOY İÇİN : X-Beam de 4 kol uzunluğuda eşittir, fark kuyruk uzunluklarındadır.
Kol uzunluğu (ft) = 195/f (MHz) (her bir kol Yagi deki eşdeğerinden %82 daha kısa)
Sürülen eleman toplam uzunluğu (ft) = 603/f (MHz) ( Yagi deki sürülen elemandan %27 daha uzun)
Sürülen eleman kuyruğu (ft) = 106.5/f (MHz) (her bir kuyruk)
Yönlendiren eleman toplam uzunluğu (ft) = 575/f (MHz) (sürülen elemandan %4.65 daha kısa)
Yönlendiren kuyruğu (ft) = 92.5/f (MHz) (her bir kuyruk)
Kol uzunluklarını, tam boy formülünden hesapladığınız uzunluklardan fazla kesmeyiniz. Kollar uzadıkça kuyruklar kısalacağından, antenden yayılan sinyaller dört geniş bölüme ayrılarak ışımaya başlarlar, sonuçta anten yönlü olma özelliğini yani kazancını kaybeder.
MİNİMUM BOY İÇİN :
Kol uzunluğu (ft) = 177/f (MHz) (her bir eleman Yagi nin sürülen elemanının yarısının %75 i kadardır)
Sürülen eleman toplam uzunluğu (ft) = 603/f (MHz) (tam boy ile aynı ölçü)
Sürülen eleman kuyruğu (ft) = 125/f (MHz) (her bir kuyruk)
Yönlendiren eleman toplam uzunluğu (ft) = 575/f (MHz) (sürülen elemandan %4.65 daha kısa)
Yönlendiren kuyruğu (ft) = 110.5/f (MHz) (her biri)
HAZIRLAMA ve AYAR
Kuyruklar, hesaplanan değerlerinden 10-15 cm uzun, yönlendiren kuyrukları da sürülen kuyruklarından tablodaki değerlerinden kısa kesilmelidirler. Anteni hazırlamak (tune) için 3 m yüksekliğinde bir direğe bağlanmalıdır. Rezonansı belirlemek için koaks besleme hattına bir SWR köprüsü bağlayın. Bir alternatif metod ise, yönlendiren elemana alan ölçer bağlamaktır. 5 W veya daha az bir güçle, bandın düşük frekans ucundan başlayarak çabuk bir SWR ölçümü yapın. QRM yapmamaya dikkat edin! En düşük SWR yi, rezonansa geldiği frekansta bulacaksınız. Eğer rezonans frekansı çok düşük ise her dört kuyruktan da eşit olarak ikişer cm kesin. Rezonansa tekrar bakın. Bu yöntemi anten istediğiniz frekanta rezonansa gelene kadar tekrar edin. Kuyruklardaki uzunluk farkları tabloda verildiği kadar olmalıdır. Anten, yukarıya direğin tepesine koyulduğu zaman rezonans frekansı biraz yükselir.
BALUNLAR
Besleme kablosunun dış örgüsündeki akımlar nedeni ile antenin yayılım şekli tam simetrik değildir.Bu durum anten performansını çok az etkilese bile, titiz bir amatör sürülen elemana 1:1 balun bağlayabilir. Başka bir balun da; koaks kablo ile 15 cm iç çaplı bir bobin ( şok bobin ) ile yapılır, sarımlar yan yana sıkıca bantlanır ve antenin hemen altına koyulur. 20 ve 15 metreler için 12 tur, 10 m için 6 tur.
SONUÇ
Basit bir X-Beam in gerçek performansı, 3 eleman Yagi ile şaşılacak şekilde benzerdir. Yukarıya bir tane koyun ve "büyük topları" karşılaştırın.
Tam boy X-Beam için boyutlar
MHz KOL cm Sürülen el. Kuyruk cm Yönlen. Kuyruk cm Kuyruk Farkları cm
7.070 843 461 400 61
10.125 587 320 278 42
14.220 418 228 198 30
21.230 280 153 133 20
28.500 208 113 99 15
ANILARIM
X-Beam ile tecrübelerimiz, 1995 yılında antenle ilgili yazıyı ARRL Antenna Compendium Vol.1 de okuduktan sonra yapmaya karar vermekle başladı. TA2IK, Kadir ile beraber CQWW yarışmasında kullandık (14 m için). 14 m deki QSO sayımız diğer bantlara göre inanılmaz şekilde yükseldi. Montaj ile ilgili ipuçlarını anlatırsam; Koaks kablo ile aliminyum kolların kontak noktaları çok temiz ve sıkı olmalı, hava şartlarından iyi korunmalıdır. Kollar mümkün olduğu kadar tek parça bütün borulardan yapılmalıdır. Teleskobik olacaksa, parçaların bağlantı noktalarında iyi bir geçirgenlik sağlanmalıdır. Kolların merkezdeki uçları arasında en fazla 5 cm açıklık olmalıdır ve, koaks kablonun ucları en fazla 2.5 cm açık kalmalıdır, yani kablodan çıkan uçlar en kısa şekilde bağlantı noktalarına ulaşmalıdır. Şok bobinin kullanılmasıni kesinlikle tavsiye ederim, bu durumda şart oluyor! 200:1 oranı yine kesinlikle dikkate alınmalıdır. 14 MHz için yapılacak X-Beam in kolları uzun olduğu için, destek düzleminin merkezinden yukarıya doğru koyulacak bir boru ile iletken olmayan iplerle (mesina) üstten ve antenin bağlandığı direğede alttan bağlanmalıdır. Benim yaptığım 14 MHz nin bir kolu alttan gelen rüzgardan yukarıya doğru kırılıp kopmuştu. X-Beam den 20-15-10 metreler için üç tane yaptım ve 2 sene hiç srunsuz kullandım, ev değişikliği nedeniyle söktüm. SWR ler 1.2:1 . Yapar ve bir sorunla karşılaşırsanız, lütfen e-posta adresime bir mesaj ile sorunuzu iletin. Kolay gelsin.
TA2IB Ömer Kavas Üsküdar İstanbul 25-Nisan-2002