CALCULUL ANTENEI DIPOL HF


                 Formule de calcul intalnite in diferite publicatii :

L = 142500/ F ( Mhz ); L = 141900/ F ( Mhz );
L = 143/ f ( Mhz ); L = 145.7/ f ( Mhz ).
L ( m ) = 150000/ F ( KHz ).

3500 kHz - L = 40.71 ( m ); 3700 Khz - L = 38.51 ( m ); 3800 Khz - L = 37.50 ( m ); 7000 Khz - L = 20.35 ( m ); 7100 Khz - L = 20.07 ( m ); 14000 Khz - L = 10.17 ( m ); 14200 Khz - L = 10.03 ( m ); 21000 Khz - L = 6.78 ( m ); 21200 Khz - L = 6.72 ( m ); 28000 Khz - L = 5.08 ( m ); 28600 Khz - L = 4.98 ( m ).

Fig. 1 FOLOSIREA DIPOLULUI PENTRU 3.5 MHz IN 5 BENZI

Un dipol in lambda/ 2, in 80m, are impedanta Z aprox. 60 ohmi. In 40m va lucra ca si lambda si impedanta Z va fi aprox. 4000 ohmi. In 20m lucreaza ca si 2 x lambda, in 15m este 3 x lambda, iar in 10m este 4 x lambda. Aceste lucruri sunt pura teorie, practic, din calcule rezulta ca antena va functiona pe o singura banda, pe celelalte benzi ea acordandu-se cu mult in afara benzii. Astazi problema ar fi rezolvata, deoarece tot mai mult transceiverele moderne au incorporat ATU ( Automatic Antena Tuner ).
Cablul coax. trebuie sa fie de lungime : lambda/ 4, 3 x lambda/ 4, 5 x lambda/ 4, 9 x lambda/ 4, etc. In 80m are orice lungime. Pentru 21m cablul coax. se poate folosi si in 40m si 15m. Daca se adauga cu ajutorul unei mufe o bucata de 3.4 m de cablu coax. antena se poate folosi si in 20m. Se mai adauga la cei 2m o bucata de 1.66m si se lucreaza in 10m.

                                           80m            40m            20m            15m            10m
lambda/ 4                                               7.02           3.496          2.326          1.743
3 x lambda/ 4                                        21.064        10.46          6.98            5.23
5 x lambda/ 4                                        35.10          17.43          11.63          8.715
7 x lambda/ 4                                        49.14          24.4            16.28          12.2
9 x lambda/ 4                                                           31.37          20.93          15.687
11 x lambda/ 4                                                                            25.586        19.173
13 x lambda/ 4                                                                                                22.66
15 x lambda/ 4                                                                                                26.145

Fig. 2 TABEL CU LUNGIMI ALE CABLULUI DE COBORARE

Exemplul unei antene dipol

PROBLEMA ANTENEI DIPOL MULTIBAND - ANTENA DIPOL MULTIBAND FRITZEL FD4


   Dupa cum este cunoscut antena dipol in lambda/ 2 are impedanta teoretica la mijloc de cca. 70 de ohmi. Dar practic aceasta impedanta este influentata si de inaltimea desupra solului, in special la inaltimi mici sub 0.25 lambda.
   Prin anii '20 Lorenz Windom, W8GZ, a legat cablul de coborare la o antena orizontala de 41 de m la cca. 0.36 din lungimea antenei, nu utiliza cablu coax sau panglica. A constatat ca aceasta antena se poate acorda in toate benzile, dar azi ideea nu este buna, deoarece radioamatorii de azi trebuie sa utilizaze cabluri ecranate simetrice sau nesimetrice, deoarece in vremea aceea nu existau asa ce multe receptoare de TV/ radio, etc. si era permisa radierea undelor pe un spatiu local destul de intins, pe cand azi...
   Prin anii '40 antena se alimenta la cca. 0.33 din lungimea antenei cu cablu bifilar, idee mai buna, deoarece cablul bifilar este considerat simetric, deci este rezolvata problema simetriei si a radiatiilor parazite. Dar cablurile bifilare sunt tot mai rar utilizate azi.
La puteri mici, pentru alimentarea antenei se foloseste cablu coaxial pentru TV. Dar in astfel de cazuri, antena fiind simetrica, cablul nesimetric, diagrama de radiatie se deformeaza, tensiunea nu se mai anuleaza la mijloc, in punctul de alimentare. Stim ca un dipol il alimentam in curent, iar la mijloc dorim sa avem o amplitudine a curentului cat mai mare. Pentru simetrizare avem nevoie de un raport de 1:1 pe toate frecventele pe care dorim sa lucram cu aceasta antena. Se stie ca impedanta la mijlocul antenei este " transmisa " iesirii tancului final.
Un fir de 3 mm are o impedanta de cca. 600 ohmi. S-a constatat ca acesta impedanta este la cca. 0.18 lambda de la un capat, daca antena este la o inaltime mare, deasupra unui sol umed. In realitate, antena noastra se realizeaza la max. 10 - 15 m deasupra solului, de umiditatea solului ce sa mai spunem si rezulta o impedanta intre 400 - 500 ohmi, de exemplu intre doua blocuri turn. Calculand punctul de alimentare obtinem 14.80 m, punct in care obtinem curent diferit de zero, pentru toate benzile.
In cazul alimentarii dipolulului cu cablu coaxial este necesara utilizarea unui transformator de adaptare. Daca se ia in calcul o impedanta de 350 ohmi si cablu de 50 de ohmi, rezulta un raport de transformare de 7:1. Pentru 60 de ohmi raportul este 6:1, pentru 75 de ohmi raportul este de 5:1. Se poate face un baloon clasic cu doua infasurari, calculul acestuia este prezentat in continuare:
         ( n1/ n2 ) la patrat = R1/ R2;
unde :
      R1 impedanta cablului, 50 ohmi;
      R2 impedanta antenei, 350 ohmi;
      n1 numarul de spire a infasurarii pentru cablu coaxial;
      n2 2n, numarul de spire ale celor doua infasurari.
         n1 = n2 * radical din R1/ R2;
rezulta :
n1 = 2 * 14 * radical 50/ 350 = 10.58 ( spire )
Deci intre mijloc si punctul de interconectare a cablului coaxial avem 10.58 spire. Practic realizam 2 x 14 spire bifilar, desfacem 3.5 spire al unei infasurari, realizam priza si infasuram la loc. Legam inceputul cu sfarsitul celor doua infasurari bifilare. Tresa cablului se leaga la mijloc, inima cablului la priza infasurarii, iar antena la cele doua capete ramase libere.
Sarma utilizata la infasurari este de 1 - 1.5 mm. Miezul de ferita poate avea 30 - 50 mm, diametru exterior. O sectiune de 2 cm2 poate transfera o energie de RF de 1kW.
   Antena calculata astfel poarta denumirea de Fritzel FD4, The Off - Center - Fed Dipole.
                                                                        Material preluat din revista Radiocomunicatii si Radioamatorism, 1/1995/pag.7
   O solutie buna ar fi utilizarea antenei dipol multiband cu mai multe brate, pentru fiecare banda, alimentate la un singur cablu coaxial. Dar in acest caz intervine problema spatiului. Antena trebuie calculata dupa formula 142500/ f ( MHz ) si are dimensiunile : 39.60 m, 20.20 m, 10.10 m, 6.75 m, 5.00m. Este necesar un baloon cu raport de 1:1 daca antena se alimenteaza cu cablu coaxial de 60 - 70 ohmi. Dipol multiband cu un singur feeder - F5JTZ


BALOON FARA MIEZ DE FERITA CU RAPORT 1:1

Schema consta in realizarea unui transformator necesar adaptarii feeder-ului la antena, fara utilizarea clasica a miezului din ferita.
El realizeaza simetrizarea antenei dipol de 75 de ohmi cu cablu coaxial de 75 de ohmi. Cu rezultate bune se poate utiliza si alt tip de cablu coaxial, de 50 - 75 de ohmi. Comportatea baloon-ului este identica pe toate benzile. Mai ramane de rezolvat problema rezonantei antenei si feederului in functie de lungime, pentru lucrul pe toate benzile. Cablul coaxial trebuie sa aibe o astfel de lungime, incat el trebuie sa aibe proprietatea de a transmite impedanta antenei la mijloc ( 75 de ohmi ) tancului final, proprietate ce trebuie intalnita pe toate benzile.


Se bobineaza 12 - 13 spire trifilare pe o carcasa din material izolant, avand diametrul de cca. 25 mm. Conexiunile se realizeaza ca si in figura, iar izolarea se face printr-un bandaj din bumbac si impregnarea acestuia cu lac siliconic.
Din punct de vedere mecanic, baloon-ul este usor, are perderi reduse ( 0.5 dB ), lucreaza pana la 30 MHz, la puteri de pana la cativa kW. O piesa in forma de T permite conectarea baloon-ului la antena.


[Back] [Home]