Menu

19.4.1. A groundplane antenna

A groundplane-antenna vázlatos rajza a 19.8. ábrán látható. A radiálok lehetőleg nagy számban elhelyezett negyedhullámú huzalok, és a függőleges negyedhullámú sugárzó talppontjában vízszintes helyzetben feszítjük ki őket.

 

19.8. ábra. Groundplane antenna vízszintes radiálokkal

A talppont közelében összekötjük egymással a radiálokat, a függőleges rudat viszont elszigeteljük tőlük. Legalább négy radiálra van szükség, és szigetelten kell őket felfüggeszteni, mert mint negyedhullámú rezonáns vezetékdarabok feszültségmaximumot létesítenek a végükön.

A groundplane bemeneti ellenállása alig 36Ω, úgyhogy illesztési hibát kapunk, ha koaxiális kábel útján közvetlenül akarjuk táplálni. Az illesztéssel kapcsolatban egy gyakori megoldás szerint a radiálokat nem vízszintes helyzetben kell kifeszíteni, hanem úgy, hogy ferdén lefelé mutassanak, és körülbelül 135°-os szöget zárjanak be a sugárzóval. Így körülbelül 50Ω talpponti ellenállást kapunk. Ezzel azonban sajnos bizonyos mértékben elvész a mesterséges földelőhálózat sajátságos előnye, hogy lapossá teszi a kisugárzást. Hogy a szokásos 60Ω-os koaxiális kábelekkel jó illesztést kaphassunk, függőlegesen kellene lelógatni a radiálokat. A groundplane ezáltal függőleges helyzetű félhullámú dipólussá alakul át, és a groundplane kétszeres magasságába kerül.

19.9. ábra. Groundplane antenna nyitott negyed hullámú illesztővezetékkel

A szalagvezetéket vagy a koaxiális kábelt a 6.6. alfejezet szerinti negyedhullámú illesztővezeték beiktatásával lehet pontosan hozzáilleszteni a groundplane talpponti ellenállásához. Ezt az illesztővezetéket a 19.9. ábra szerint kell kialakítani ahhoz, hogy az ultrarövid hullámú szalagvezetékhez csatlakoztathassuk (számítását a 6.6. alfejezetben találjuk meg). Az ismert okok miatt a koaxiális tápkábelt kell előnyben részesítenünk, már csak azért is, mert a groundplane is aszimmetrikus rendszer. A koaxiális illesztővezeték előállítása azonban mechanikai nehézségeket okoz, ha nincs megfelelő T-tagunk a koaxiális kábel részére. Aki nem bízik abban, hogy elektromosan kifogástalan és a nedvesség behatolása ellen biztosan megvédett megcsapolásokat tud készíteni a koaxiális kábelen, koncentrált áramköri elemekkel próbálja meg elérni az illesztést.

Nagyon ajánlhatjuk a drezdai W. Seefried által kidolgozott transzformátorkapcsolást (19.10. ábra).

19.10. ábra. A groundplane illesztése transzformáló taggal Seefried szerint

Itt egy olyan T-tagról van szó, amely az elektromos tulajdonságok megváltoztatása nélkül helyettesítheti a negyedhullámú transzformátort. Az L1, L2 induktivitások egyenlők egymással. Térbelileg úgy kell elhelyezni ezeket a tekercseket, hogy ne lehessen csatolás közöttük. Ajánlatos vastag huzalból, tekercstest nélkül elkészíteni azokat, hogy a szabadon álló menetek széthúzásával vagy összenyomásával bizonyos határok között meg lehessen változtatni az induktivitásukat. A C kondenzátor helyén levegődielektrikumú forgó kondenzátort célszerű használni, hogy lehetőleg minél kisebb veszteségeket okozhasson az illesztő áramkör.

A számítás egyszerű. A követelmény az, hogy a ZK kábelimpedanciát visszaverődés mentesen illesszük az antenna ZA talpponti ellenállásához. A transzformáló tag T impedanciája az ismert (5.31) képlet szerint:

 

 

Érvényesek továbbá a következő összefüggések is:

 

és

 

 

 f MHz-ben, C pF-ban, L μH-ben és Z Ω-ban értendő.

Példa. Az antenna talpponti ellenállását 32Ω-nak vesszük. A tápláláshoz 60Ω hullámellenállású koaxiális kábelünk van:

 

 

 

f=14,15 MHz üzemi frekvenciával számolva:

 

 

A C kondenzátor:

 

(lásd a 6.19. és a 6.20. ábrát is).

A gyakorlatban 300pF-os forgókondenzátort választunk, hogy kiegyenlíthessük majd azokat a tényezőket is, amelyeket a számításban nem vehetünk figyelembe.

19.11. ábra. Sajtolt műanyag házban elhelyezett transzformáló tag

A tekercseket és a kondenzátort olyan házban kell elhelyeznünk, amely védelmet nyújt az időjárási viszontagságok ellen. Jól beválik erre a célra egy műanyagból sajtolt nagy, négyszögletes alakú nedvességálló doboz (19.11. ábra). A pontos behangolást egy reflektométer alapján lehet a legbiztonságosabban elvégezni. Ha nincs ilyen műszerünk, egy távolabb elhelyezett térerősségmérő ki térései alapján a legnagyobb kisugárzásra állítjuk be a viszonyokat.

Ha az illesztéshez frekvenciafüggő tagokat használunk fel, tudnunk kell, hogy ezzel csökkentjük az antenna sávszélességét. Ezért mindig jól fontoljuk meg, hogy a pontos illesztés érdekében beérjük-e valamivel kisebb sávszélességgel (például kizárólag távíróüzemre szorítkozunk-e), vagy inkább kereken 1 : 2 illesztési hibával közvetlenül kötjük be a tápkábelt, hogy nagyobb sávszélességet érhessünk el. Az amatőr-gyakorlatban egy 50Ω-os koaxiális tápkábellel többnyire közvetlenül tápláljuk a groundplane-anlennát. Ebben az esetben körülbelül 1,5 állóhullámarányra kell számítanunk.

A groundplane közvetlen illesztésének egyik roppant egyszerű, bár kissé költséges módszere, hogy a tápvezetéket két párhuzamosan kapcsolt, 75Ω hullámellenállású (pl. 75-4-4 típusú) koaxiális kábelből állítjuk össze. E párhuzamos kapcsolás eredő hullámellenállása kereken 38Ω, vagyis jól megközelíti a groundplane talpponti ellenállósát. A közvetlen táplálásnak ezt a módját azonban a költségek miatt csak az esetben érdemes alkalmazni, amikor elég közel van az antenna táppontja az adóhoz.

Hogy a negyedhullámú koaxiális transzformátort könnyen beszerezhető kábelfajtákból állíthassuk össze, a negyedhullámú kábelszakaszt 50Ω-os koaxiális kábelből, a tápvezetéket pedig 75Ω-os koaxiális kábelből készítjük el (lásd a 6.5. alfejezetet). A (6.6) képlet értelmében akkor lesz jó az illesztés, ha a groundplane talpponti ellenállása 33,3Ω. Az 50Ω-os transzformátor ezenkívül a 70Ω hullámellenállású tápkábelt 35,7Ω, a 60Ω-os tápkábelt pedig 41,7 Ω talpponli ellenállású antennához tudná illeszteni. A felsorolt esetek mindegyikében ― ha rezonanciában van az antenna ― elég pontos illesztésre számíthatunk.

A körsugárzó függőleges antennák szerkezeti változatai

Tartalom

A földelt groundplane