Odpowiedź na zapytanie jednego z kolegów
....Nie odpowiedziałem Tobie na zapytanie, jaki długi powinien być vertical na 7 MHz.
Nie da się jednoznacznie odpowiedzieć na to pytanie, gdyż jego długość dla rezonansu zależy
od stosunku długości do średnicy L/d, więc dla tej samej długości, ale różnych średnic
Rezonans będzie też różny.
Dlatego buduje się vertical z przynajmniej jedną częścią ruchomą, aby po postawieniu i pomiarach móc tą długość
Skorygować. ( w szczególności dotyczy to vertical-a z przeciwwagami na lub w ziemi)
W przypadku przeciwwag podniesionych rezonansowych można zaniechać z dokładnego
Ustawiania długości vertical-a do rezonansu gdyż tą możliwość daje nam korekta długości przeciwwag.
W taki przypadku ustalamy wypadkową średnice masztu (wypadkową gdyż przeważnie zwęża się on do góry)
oraz wyliczmy teoretyczną długość uwzględniając materiał (rodzaj metalu), z jakiego vertical jest wykonany.
Tak wyliczony vertical ustawiamy i reszty strojenia dokonujemy przeciwwagami (cztery symetrycznie)
Jeszcze trochę o dopasowaniu:
Vertical ćwierćfalowy postawiony na idealnej ziemi ( 120 przeciwwag, słona woda, płyta metalowa o średnicy 1/2 lambda)
ma impedancję 36 Ohm jednak w praktyce jest więcej, ponieważ nie mając tak idealnej ziemi
(jak w nawiasie podałem) do tych 36 Ohm-ów dodają się straty właśnie w tej "nie idealnej ziemi"
Jeżeli mamy "średnią" ilość przeciwwag leżących na ziemi straty te są rzędu 10 Ohm, co daje
wypadkową 46 Ohm, która to wartość jest bliska 50 Ohm-om kabli, których używamy, więc mamy prawie idealne dopasowanie.
W przypadku, gdy mamy 120 przeciwwag (straty ok 2 Ohm) można uzyskać dopasowanie
poprzez zastosowanie transformatora impedancji wykonanego z odcinka kabla 75 Ohm
lub zastosowanie układu L-network (cewka i kondensator).
Niemnie jednak 38 Ohm do pięćdziesiąt nie stanowi znaczącego niedopasowania i można ta kwestię pominąć.
Jest jeszcze trzecia metoda, ale dotyczy to tylko vertical-i z przeciwwagami nierezonansowymi
( na lub w ziemi, lub o długości znacznie odbiegającej od 1/4 lambda lub 1/4 lambda, ale dużo wtedy zatraca sie ich charakter rezonansowy)
A mianowicie:
Vertical buduje się o ok 10% dłuższy niż to wynikło z wyliczeń
Następnie pomiędzy początek vertical-a a żyłę gorącą kabla zasilającego
Wpinamy szeregowo kondensator, który spełnia dwie role
1. Skraca elektrycznie za długi fizycznie vertical 'ściągając" go tym samym do rezonansu
2. Transformuje impedancję do góry, czyli w kierunku pożądanych 50 Ohm
Przez taki kondensator płynie duży prąd, więc należy zastosować kondensator odpowiedniej
Liczbie kawarów (wydolność prądowa) adekwatnej do używanej mocy.
Wytrzymałości napięciowej takiego kondensatora nie są stawiane duże wymagania
Gdyż w miejscu jego włączenia mamy strzałkę prądu a węzeł napięcia ( max. I, min. U)
W przypadku chęci fazowania dwóch vertical-i przy pomocy odpowiedniej długości kabli
Nie wchodzą w rachubę układy L Network czy tez inne elementy mające służyć dopasowaniu a
Wprowadzające reaktancję a jednocześnie przesuwające fazę.
Oczywiście poza fazowaniem przy pomocy kabli jest jeszcze
Kilka mniej lub bardziej rozbudowanych sposobów
Odpowiedniego dopasowania i przesunięcia fazy dla uzyskania charakterystyki promieniowania
O kształcie kardioidalnym ( ~ najlepsze F/B), którą to charakterystykę przy rozstawie 1/4 lambda
Uzyskuje się zasilając z przesunięciem fazy 90 stopni ( wg teorii) pomiędzy jednym a drugim vertical-em.
W praktyce (na podstawie wielu opracowań w literaturze oraz moich doświadczeniach praktycznych)
Bardziej optymalne jest przesunięcie ok. 102 stopnie, ale o tym następnym razem.
W tym miejscu muszę koniecznie zwrócić uwagę na bardzo istotny aspekt
Dotyczący przesuwania / opóźniania fazy o 90 stopni przy pomocy odcinka kabla 1/4 lambda
Spotykam się bardzo często z powielaniem tego książkowego błędu w praktyce
Stąd uważam za bardzo istotne poruszenie tego tematu.
Otóż odcinek kabla o długości eklektycznej 1/4 lambda przesuwa
Fazę o 90 stopni. Tak, ale pod warunkiem.
W przypadku dwóch vertical-i ustawionych 1/4 lambda od siebie
Ten warunek nie jest spełniony.
Więc do rzeczy:
Warunkiem tym jest obciążenie odcinka kabla impedancją
Nominalną ( bądź zbliżoną) do impedancji kabla.
( zakładamy, że każdy z vertical-i z osobna ma
36 Ohm plus oporność strat razem ok 46 Ohm)
Z OSOBNA jednak nie jest równoznaczne z "stoją od siebie 1/4 lambda”!
Mianowicie tak blisko stojące od siebie vertical-e oddziaływają na siebie
Bardzo silnie, czego efektem jest zmiana ich impedancji i to znacznie.
( mutual impedance)
Wtedy kabel o długości 1/4 lambda zakończony takim vertical-em
Nie przesuwa już fazy o pożądane 90 stopni i tu rodzi się błąd powielany wielokrotnie.
Polega on na tym, że zasila się dwa vertical-e poprzez trójnik a jedną z odnóg od
Trójnika wydłuża się o 1/4 lambda chcąc uzyskać przesunięcie potrzebne 90 stopni.
Nic bardziej błędnego jak właśnie takie "książkowe postępowanie"
Bez uwzględnienia własności transformujących linii przesyłowej (w tym przypadku kabla koncentrycznego)
W odniesieniu do impedancji obciążenia.
Część z parametrów musimy zmierzyć resztę wyliczyć ( mutual impedance nie da sie mierzyć)
Zmierzenie napięcia wzdłuż linii zasilającej (bez naruszenia kabla) jest brew pozorom możliwe
A mianowicie faza napięcia jest przesunięta względem prądu o 90 stopni, więc mierząc
Prąd w koncentryku potrafimy wyliczyć napięcie w punkcie odległym o te 90 stopni (1/4 lambda)
Znając impedancje nominalną kabla.
( Pomiar prądu jest prosty poprzez rdzeń ferrytowy nawleczony na koncetryk a na tym rdzeniu
Dziesięć zwojów do układu pomiarowego)
O szczegółach napiszę następnym razem.
Dwa kable zasilające idące od vertical-i możemy połączyć razem
Poprzez trójnik tylko i wyłącznie w miejscu gdzie na każdym z nich występuje
Jednakowe napięcie! Więc staranie powinno iść w kierunku znalezienia
Takiej długości kabli, aby różnica ich długości wnosiła pożądane przesuniecie fazy
I aby na ich końcach patrząc od strony trójnika napięcie było jednakowe
Aby można było je poprzez ten trójnik połączyć razem do kabla
Idącego do nadajnika.
Dopiero po zastosowaniu metody pomiarowej polegającej
Na określeniu tłumienia słabego źródła sygnału znajdującego sie z tyłu anteny
Wykorzystaniu analizatora Wektorowego
Wg N2PK i zastosowaniu oscyloskopu do pomiaru przesunięcia
Fazy w punkcie zasilania każdego z vertical-i powyższe stało się
Faktem odzwierciedlającym wiedzę zdobytą w literaturze.
(Kilka lat temu przeprowadzane pomiary na natężenie pola
Nie przyniosły pożądanych efektów będąc zbyt mało precyzyjnymi),
łączę pozdrowienia
SP9P
