Menu

10.2.2. A Windom-antenna

 

Még az amatőrrádiózás hőskorában fejlesztette ki Lorenz Windom, W8GZ, a róla elnevezett Windom-antennát. Ez egy olyan félhullámú sugárzó, amelyet egy tetszőleges hosszúságú, illesztett egyhuzalos tápvonal segítségével táplálhatunk. Az egyhuzalos illesztett tápvonal alkalmazásínak elvi alapja az a tény, hogy egy 1,5...2 mm átmérőjű huzal hullámellenállása hozzávetőleg 500Ω, ha az elektromosan kifogástalan föld felett húzódik. Ha tehát a sugárzón találunk egy olyan pontot, amelynek impedanciája szintén 500Ω, akkor az egyhuzalos tápvonalat ehhez a ponthoz csatlakoztatva illesztés érhető el. A félhullámú huzal antennánál ez a pont a sugárzó végétől közelítően 0,18λ távolságra van (10.10. ábra.)

 

10.10. ábra. Windom-antenna

 

A Windom-antenna jó működésének alapfeltétele a kifogástalan földelés, ugyanis a föld jelenti tulajdonképpen a tápvonal hiányzó, második vezetékét. Ez a körülmény okozza a legtöbb problémát ennél a korszerűnek éppen nem mondható antennatípusnál; hozzájárul ehhez az is, hogy a tápvonal minél hosszabb szakaszát az antennához  merőlegesen kell vezetni, ezenkívül erősebb törés a vonalvezetésben kerülendő, akár csak az épület falának, az ereszcsatornának közelítése is: ez ugyanis ellenőrizhetetlen mértékben befolyásolja a tápvonal hullámellenállását.

A sugárzó l hosszának és az A csatlakozási pontnak az antenna végétől mért távolsága az alábbi összefüggések alapján méretezhető:

 

és

 

ahol l és A m-ben és f kHz-ben helyettesítendő be. A helyes csatlakozási pont meghatározásának legegyszerűbb módja az, hogy ha az egyhuzalos tápvonalat a szükségesnél legalább λ/4-del hoszszabbra méretezzük, és ezt a megtoldott szakaszt úgy feszítjük ki, hogy könnyen hozzáférhető legyen. Ezután a nagyfrekvenciás áramot (vagy pedig a nagyfrekvenciás feszültséget) a toldalék darab különböző pontjain megmérjük. A csatlakozási pont változtatásával elérhető egy olyan állapot, amikor a nagyfrekvenciás áram (illetve nagyfrekvenciás feszültség) a toldalékdarab minden pontján közelítően egyenlő lesz. Ilyenkor az áram értékének nincs jelentősége, és óvakodjunk attól, hogy esetleg árammaximumra vagy feszültségmaximumra hangoljunk. Ha a toldalék tápvonalszakasz minden pontján közelítően azonos nagyfrekvenciás áram mérhető, a tápvonal gyakorlatilag illesztettnek tekinthető. Ezután a toldalék tápvonalszakaszt a tápvonalból kiiktatjuk (10.11. ábra).

 

10.11. ábra. Windom-antenna közbenső csatolókörrel és toldalék-vonalszakasszal

 

Kevésbé körülményes az a módszer, amikor a toldalék tápvonalszakaszon a nagyfrekvenciás feszültséget egy megfelelő nagyfrekvenciás cső voltmérővel mérjük, ilyenkor ugyanis a tápvonal szakaszt árammérés céljából nem kell megszakítani. Illesztés állapota akkor áll fenn, ha valamennyi mérési pontban közelítően azonos nagy frekvenciás feszültség mérhető.

Közepes vagy annál nagyobb adóteljesítményeknél feszültség-indikátorként egyszerű glimm (ködfény-) lámpa is alkalmazható, amelyet a tápvonalszakasz mentén végigviszünk: a parázsfény lámpának végig kb. azonos fényerővel kell világítania. Ha az egyhuzalos tápvonalat a 10.10. ábra szerint közvetlenül az adóvégfokozat hangolókörére kapacitíve csatoljuk, akkor az ott jelenlevő esetleges félhullámok minden akadály nélkül az  antennára jutnak. Ezért célszerűbb a 10.11. szerinti közbenső csatolókör alkalmazása. Még kedvezőbb eredmény érhető el az aszimmetrikus Collins-szűrő (lásd a 8.1.1.1. alpontot) alkalmazásával, mint az a 10.14. ábrán látható. A közbenső csatolókör jól bevált méretezési adatai a 10.2. táblázatban találhatók.

 

10.2. táblázat. Közbenső csatolókörök adatai

 

Amatőrsáv

Kapacitás

Induktivitás

Tekercsadatok

menetszám

tekercsátmérő

m

pF

μH

-

mm

80

200

15

20

60

40

100

10

16

50

20

50

3,5

9

50

15

50

1,5

6

50

10

50

1,0

5

50

 

Akár a 10.10. ábrabeli kapacitív csatolást alkalmazzuk, akár pedig a 10.11. szerinti közbenső csatolókörös megoldást, az adóvégfokozat rezgőköri csatlakozási pontját úgy kell megválasztani, hogy a tápvonal közelítően 500Ω-os hullámellenállása impedancia-helyesen zárja le azt. Ezért először a csatlakozási pont változtatásával, illetve a Collins-szűrő tagjainak változtatásával minimális hullámosságra állítjuk be a tápvonalat, majd a még visszamaradó hullámosságot a csatlakozási pont változtatásával szüntetjük meg teljesen.

A 10.12, ábra alapján az l sugárzóhossz és a B csatlakozási pont méretei határozhatók meg 80m-es sávon működő Windom-antennákra. Ha az egyhuzalos tápvonal 1,5...2 mm-es huzalból készül, és elforgatható földelési viszonyok vannak, gyakorlatilag jó illesztéssel lehet számolni.

 

10.12. ábra. Windom-antenna l hosszméretének és B kapcsolási pont helyzetének változása az üzemi frekvencia függvényében a 80m-es sávban

 

Példa. Meghatározandó egy 3700kHz üzemi frekvencián működő Windom-antenna l sugárzóhossza és a sugárzó középpontjától számított B távolságban levő csatlakozási pont helye.

Az f sugárzóhosszt megkapjuk, ha a függőleges rendezőn az üzemi frekvenciához tartozó metszéspontot megkeressük az 1 diagramon: 39,18 m (az ábrán szaggatott vonallal bejelölve). Hasonlóképpen kapjuk meg a sugárzó középpontjától számított csatlakozási pontot is: 5,38 m (az ábrán jobbra lent szaggatott vonallal jelölve).

A Windom-antenna fent ismertetett kicsatolási módozatait akkor célszerű alkalmazni, ha az adó közvetlenül az antenna-bevezetésen helyezhető el. Ha azonban a tápvonalat először a helyiségen át kell vezetni, akkor számíthatunk arra, hogy a hálózati vezeték nagyfrekvenciát vesz fel és ezzel  a szomszédságban jelentős rádió- és tv-vételi zavarokat okozhat.

 

10.13. ábra. Windom-antenna hurokcsatoló-vezetékkel

 

Az egyhuzalos tápvonal hullámellenállása jelentős mértékben megváltozik, ha a közelében vezető tárgyak vannak (fal stb.). Ilyenkor a helyiségben állóhullámok alakulnak ki. Ezért házon belüli energiaátvitel céljából mindig használjunk a 10.13, ábra szerint hurokcsatoló-vezetéket. Az L3 tekercs adatait a 10.2. táblázatban adjuk meg. A hurokcsatoló-vezeték méretezését a 8. fejezetben részletesen tárgyaltuk.

 

A kettős Zeppelin (doublet)

Tartalom

Többsávos Windom-antenna