Menu

15.4.4. A swiss quad

 

Jelenleg a quad legfejlettebb változata a swiss quad antenna. Konstruktőre az ismert svájci rádióamatőr, R. Baumgartner (HB9CV), ezért lett swiss quad (svájci quad) a neve. Teljes táplálású, irányhatású antenna címmel szabadalmat adtak rá Svájcban.

Mint a 15.14. ábrán látjuk, a swiss quad két pár huzamos négyzetből áll, a négyzetek oldala λ/4, egymástól mért távolságuk (0,075-0,1)λ.

 

15.14. ábra. A swiss quad antenna vázlatos elrendezése

 

A két vízszintes szakasz középső részén 45°-os szögben befelé hajlik a négyzet oldala, úgyhogy a középpontban összetalálkozik a tartóoszlopon mindkét sík vízszintes része.

A két cső keresztezési pontjában a legnagyobb az áramerősség, ezért itt jól vezető érintkezésre van szükség. Minthogy pedig az árammaximumnak feszültségminimum felel meg, ezekben a pontokban le lehet földelni a csöveket, vagyis fémesen összeköthetjük őket a tartóoszloppal.

A két sík kereszt alakú szakaszai elektromosan nem sokat zavarnak, mert itt az egymással szomszédos csőszakaszokban ellentétes fázisban folynak az áramok, tehát a sugárzások gyakorlatilag kioltják egymást.

A swiss quad érdekessége a táplálás. Néhány kivételt nem tekintve parazita módon, tehát pusztán csak sugárzási csatolás útján kap gerjesztést a reflektor. A reflektor sugárzási csatolásának és közvetlen táplálásának kombinálásával például a ZL special és a HB9CV-beam antennán elért kitűnő eredményeket (lásd a 14.2.1. és a 14.2.2. pontot) a swiss quad antennán is megkaphatjuk. A teljes táplálás azzal a következménnyel jár, hogy egyenletesen oszlik el az energia a négy antenna elem között. Ily módom a sugárzási ellenállás 30...40 © marad.

 

15.15. ábra. A swiss quad táplálása és gerjesztése:

(a) kettős T-illesztés és táplálás; (b) kettős gamma-illesztés és táplálás

 

A rendszer, tetszés szerint az alsó vagy a felső síkban táplálható. Ha az árboccső belsejében akarjuk levezetni a tápkábelt, a felső síkban célszerű betáplálni az energiát. Kettős T-illesztéssel [15.15. (a) ábra] szimmetrikus tápvezetéket is beköthetünk. A 15.15. ábrán azt is megfigyelhetjük, hogy a két antennaelemet egyszerű eljárással közvetlenül lehet ellenfázisban táplálni. Meglepő módon kiderült, hogy az egyirányú kisugárzáshoz a két antennanégyzet között szükséges, 180°-tól kissé eltérő fáziseltérést a táplálásban nem kell figyelembe venni.

 

15.2. táblázat. Méretezési adatok a 15.14. ábra szerinti swiss quad antennához

Amatőrsávok

20m

14 150 kHz

15m

21 260 kHz

10m

28 500 kHz

Az antenna magassága

 

Az antenna szélessége a direktor mentén

 

Az antenna szélessége a reflektor mentén

 

A direktor és reflektor közötti távolság

5,94

 

 

5,64

 

 

6,23

 

 

2,12

3,96

 

 

3,76

 

 

4,16

 

 

1,41

2,95

 

 

2,80

 

 

3,09

 

 

1,05

Minden adat méterben értendő

 

A helyes fázisviszonyok ugyanis maguktól is kialakulnak az antennában, ha a két négyzet kerületének hossza között 5% a különbség. A két négyzet közül a kisebbik ezáltal direktorrá, a nagyobbik pedig reflektorrá válik.

Két közvetlen táplálású, elektromosan egyen értékű négyzetben kölcsönösen kiegyenlítődik a reflektor induktív és a direktor kapacitív meddő összetevője (a táppontban). E megállapításunkat az a tény igazolja, hogy a rendszer rezonancia frekvenciája a táppontban mérve valahol a két antennanégyzet saját rezonanciája között van. A kerületek hossza között szükséges 5%-os különbséget számos mérés igazolja. Ha kisebb 5%-nál a különbség, megnőnek a melléknyalábok, ha pedig 5%-nál nagyobb a kerületek közötti különbség, kiszélesedik a főnyaláb, csökken az antennanyereség. Lényeges jelentősége van annak is, hogy az a swiss quad, amelyben a direktor és reflektor kerületének hossza között 5% a különbség, energia felvétel és csatolás szempontjából nagyjából ugyan úgy viselkedik, mint az egyszerű félhullámú dipólus. Ez a tény elvezet a közvetlen táplálás, sugárzási csatolás és térbeli csatolás között fennálló, matematikailag alig érzékelhető kölcsönös kapcsolat nyilvánvaló jelentéséhez. A swiss quad bevált méretezési adatai a következők:

 

a direktorkerülete=1,092λ;

a reflektor kerülete=1,148λ ;

― a direktor és reflektor közötti távolság=(0,075 . . . 0,1)λ.

 

A gyakorlati megvalósításhoz csupán a vízszintes részek között osztjuk meg a reflektor és direktor közötti hosszkülönbséget, a függőleges részeket egyenlő hosszúságúra készítjük. A vízszintes csőszakasz mentén a gamma- vagy T-illesztés meg csapolási pontját a beállítások során kell kijelölni, mert e pont helyzete a környezeti hatásoktól, az antenna magasságától és szerkezeti kialakításától is függ. Az itt közölt 15.2. táblázat a nagyobb frekvenciájú rövidhullámú amatőrsávokra adja meg a swiss quad kipróbált méreteit.

Az antenna magassága a 15.2. táblázatban a függőleges huzalok hosszát jelenti. Az antenna szélességén a vízszintes szakaszok teljes hosszát kell érteni a szakasz egyik végétől a másik végéig. Az árbochoz rögzített ferde szakaszt itt nem vesszük figyelembe. A csőből szükséges hosszt a legegyszerűbben geometriai eljárással kapjuk meg úgy, hogy milliméteres beosztású papíron ponto san megrajzoljuk kicsinyített léptékben az antenna felülnézeti rajzát.

 

15.16. ábra. A swiss quad antenna sugárzási diagramja

 

A swiss quad sugárzási diagramját HB9CV a 15.16. ábrán látható alakban adta meg. A vízszintes nyílásszög, mint látjuk, 60°. Az oldalsó minimumok a fősugár két oldalán körülbelül 80°-ra helyezkednek el. A hátrasugárzási csillapítás átlagosan 13dB, akárcsak a cubical quad antennán. A reflektor táplálása miatt az antennanyereség valamivel nagyobb, mint ahogy a cubical quad alapján várható. HB9CV a 6...7,9 dB értékeket közölte. A cubical quad esetéhez hasonlóan a swiss quad antennával is megfigyelhetünk a nagy távolságú forgalomban terjedési  többletnyereséget , amelyet az emeletes antennák kisugárzási tulajdonságaival magyarázhatunk meg. Ezek az átviteli nyereségek nincsenek semmilyen kapcsolatban a valóságos antennanyereséggel, de egyértelműen azzal a következménnyel járnak, hogy a távolsági forgalomban minden hasonló, de egysíkú antennához képest határozottan előnyösebbek a quad rendszerek.

 

 

 

A kalickaantenna G4ZU szerint

Tartalom

Tanácsok a swiss quad antennák megépítéséhez