Menu

22.4.6. Négyszintes, 4/4/4/4 elrendezésű emeletes Yagi-antenna

A 22.4.5. pont szerinti 4/4 elrendezésű rendszerekből kettő egymás fölé helyezve jó teljesítőképességű 2m-es antennát eredményez. Ez a rendszer négy szintben 16 elemet tartalmaz. A függőleges irányban mért szerkezeti magassága 3,35m. Ebben az esetben a lehető legkisebb mechanikai anyagfelhasználással egyesíthetjük a Yagi-antennák előnyeit a csoportantennák előnyeivel.
A 4/4 elrendezésű antenna méretei mind ugyanazok maradnak, mint a 22.19. ábrán, mindössze annyit keli tennünk, hogy két ilyen antennát egymás fölé helyezünk és távolságukat egy fél hullámhossznak megfelelően állítjuk be. Ezért a 22.20.(a) ábrán a két rendszerből csak a táplált elemek vázlatos rajzát mutatjuk be; a 22.20.(b) ábra a teljes antennarendszer oldalnézete.
A teljes komplexum táplálására két lehetőség adódik: mivel a két felső és a két alsó szintemelet) XX táppontjában mindig 240Ω a talpponti ellenállás, ezt a két talppontot tetszés szerinti hosszúságú, de 240Ω hullámellenállású vezetékkel köthetjük össze. Ennek az összekötő vezetéknek a geometriai közepén megkapjuk az antenna két felének közös ZZ táppontját. Itt azonban párhuzamosan csatlakoznak egymáshoz a 240Ω-os vezetékek, tehát a ZZ pontban megjelenő ellenállás az előbbinek csak a fele, vagyis 120Ω. Így hát most már az egész elrendezést egy szimmetrikus 120Ω-os vezetékkel (például a 120 D 10-1 típusú szimmetrikus, árnyékolt kéthuzalos vezetékkel) táplálhatjuk. Az ilyen vezetékek azonban költségesek, és nem is kaphatók mindenhol, egy negyedhullámú transzformátor beiktatásával visszatranszformálhatjuk 240Ω-ra a 120Ω-os impedanciát. Végeredményben tehát 240Ω-os kábellel vagy félhullámú illesztőtagon keresztül 60Ω-os koaxiális kábellel táplálhatjuk a rendszert. A ZZ pontban csatlakoztatandó negyedhullámú transzformátor hullámellenállása az (5.31) képlet szerint

22.20. ábra. A 4/4/4/4 elrendezésű emeletes Yagi-antenna: (a) a táplált antennaelem; (b) a teljes antenna oldalnézete

Mint az 5.4. ábrán látjuk, ebben az esetben a huzalok távolságának és átmérőjének úgy kell aránylania egymáshoz, mint ahogyan 2,2 aránylik az 1-hez. Az ilyen levegőszigetelésű kéthuzalos vezeték geometriai hossza 0,98Ω/4, vagyis 145MHz üzemi frekvencián kereken 510 mm. Ezt a vezetéket kis köz tartásával egy keskeny műanyag csíkra szereljük, és a mechanikailag immár merev transzformáló tagot felerősítjük a ZZ pont és a tartóoszlop közé. A csatlakozási impedancia nagysága a Q-match nyitott végén újra 240Ω.
Azt, hogy a 240Ω hullámellenállású ultrarövid hullámú szalagkábelek sem elektromosan, sem pedig mechanikailag nem nagyon kedvezőek, már többször említettük. Légszigetelésű kéthuzalos vezetékeket is készíthetünk ekkora hullámellenállásra, minthogy azonban a huzalok távolsága és átmérője közötti arány ebben az esetben csak 3,8:1 (lásd az 5.4. ábrát), kissé nehéz az antenna megépítése. A következőkben ismertetendő táplálási mód ezért kedvezőbb megoldást nyújt.
Az l1 és az l2 vezetéket ebben az esetben nem vehetjük tetszés szerinti hosszúságúra, mert az elektromos hossznak mindkét vezeték mentén pontosan 0,75 nagyságúnak kell lennie. Az azonban teljesen közömbös, hogy a tényleges vezetékhossz 1/4λ, 3/4λ, 5/4λ... közül a valóságban melyik, mert az ellenállás transzformálás szempontjából 1/4λ minden páratlan számú többszöröse egyenértékű a negyedhullámú transzformátorral. Ezért a 3/4λ hosszúságú összekötő vezeték is mint negyedhullámú transzformátor működik. Így hát a két 3/4λ hosszúságú vezeték ZZ összekötési pontjában jelentkező impedancia e vezetékek Z0 hullámellenállásától függ. Minthogy pedig a ZZ pontban 240Ω tápponti ellenállásra törekszünk, és a két vezeték itt párhuzamos egymással, mindkét vezetéknek külön-külön ebben a ZZ pontban 480Ω-ra kell transzformálnia az ellenállást. Az (5.13) egyenlet értelmében

A 340Ω hullámellenállású, légszigetelésű kéthuzalos vezetékre az 5.4. ábráról azt olvashatjuk le, hogy a huzalok középvonala közötti távolság és a huzalátmérő arányának 8,5:1 nagyságúnak kell lennie. Ilyen vezetéket aránylag könnyen megvalósíthatunk. A levegőszigetelésnek megfelelő rövidülési tényező figyelembevételével 145MHz üzemi frekvencián (0,75λ=155,3cm) l1 és l2 értéke:

Összefoglalás
A két 4/4 elrendezésű rendszer XX talppontját egy-egy légszigetelésű, 150cm hosszú kéthuzalos vezeték felhasználásával összekötjük a ZZ ponttal. A vezetékek hullámellenállása 340Ω. A ZZ pontban ily módon 240 Ω nagyságú szimmetrikus talpponti ellenállást kapunk.
Az emeletes elrendezés révén a rendszer antennanyeresége körülbelül 11,5dB-re nő meg, a kereken 60° nagyságú vízszintes nyílásszög változatlan marad, a függőleges nyílásszög viszont körülbelül 32°-ra csökken.
A többemeletes Yagi-antennákra szerkezeti példaként a 22.21. ábrán bemutatjuk DL6MH 5/5/5/5 elrendezésű antennáját.

4/4 elrendezésű emeletes Yagi-antenna DL3FM szerint                           Tartalom                                    Emeletes hosszú Yagi-antennák