Menu

25.1.2. A függőleges félhullámú sugárzó

Mint a 19.7. ábrán látjuk, a függőleges félhul­lámú sugárzó annyiban előnyösebb a negyedhul­lámú sugárzónál, hogy a függőleges síkban kisebb a nyílásszöge, és ezáltal majdnem 3dB antenna­nyereséget ér el. Az is igaz azonban, hogy kissé problematikus a függőleges λ/2 sugárzók gerjesztése. Ha ugyanis a geometriai középpontjában megszakítjuk, és itt tápláljuk, mint a vízszintes polarizációjú dipólusokat, a tápkábelt legalább λ/2 hosszúságú szakasz mentén vízszintesen kel­lene elvezetni a tápponttól, mert egyébként nehézségeink volnának az illesztéssel, és erősen eltorzul­nának a sugárzási viszonyok. Ugyanilyen okok miatt nem lehet az ilyen függőleges dipólusokat függőlegesen felállított fémrúdra vagy földelt tar­tóárbocra szerelni, mert a mechanikai követelmények miatt ez a rúd vagy árboc benyúlna a dipólus sugárzási terébe. Mechanikailag és elektromosan még a lehetőleg hosszú vízszintes tartókar se nagyon alkalmas a szerelésre (előárbocos szerelés). Előnyösnek látszik viszont a sugárzó alsó végén alkalmazott feszültségtáplálás. Itt persze feszültségmaximumot és a sugárzó karcsúságától függően néhány ezer ohm csatlakozási impedanciát kapunk. Ezt a nagy impedanciát le kell transzfor­málni a felhasználandó tápkábel hullámellenállásának megfelelő értékre.
A rövidrezárt negyedhullámú vezeték teszi le­hetővé legegyszerűbben az ellenállás illesztést, és ily módon a 19.26. ábra szerinti J-antennát kapjuk. A negyedhullámú párhuzamos csővezetéken, amelyet a félhullámú rúd végére szerelünk, nullá­tól (a rövidrezárt végtől) néhány ezer ohmig (a nyitott végig) minden impedancia értéket megkapunk, úgyhogy megfelelő leágazással illeszteni tudunk bármilyen tápkábelt. A párhuzamos csövek távol­sága 10...20 mm, úgyhogy ebben a közben jól elfér még a tápkábel. Elektromosan a párhuzamos csövek távolsága és átmérője, tehát hullámellen­állása is közömbös; mindössze arra kell ügyelnünk, hogy a párhuzamos vezeték elektromos hossza λ/4 legyen. A rövidrezárt talppont földelve van, úgyhogy az egész antenna földpotenciálra kerül. A 2 m-es sávban alig 1,50 m teljes hossz esetén úgy képezzük ki az antennát, hogy önmagát tarthassa, és ebben az esetben a tartóoszlop és a sugárzó közös egységet képez. A hossz kiszámításában figyelembe veendő a rövidülési tényező, amely a sugárzó λ/d karcsúságától függ (3.7. ábra).
A kísérletek során bebizonyosodott, hogy ezzel a J változattal nem lehet teljesen megszüntetni a tápkábelen az állóhullámokat. Ennek oka, hogy maga a negyedhullámú párhuzamos csővezeték is sugároz, és hogy a negyedhullámú vezeték alatt a tartóoszlop alsó részén szintén kialakulnak még állóhullámok. E hátrányok kiküszöbölésére koaxi­ális záróedénynek megfelelően lehet kiképezni a negyedhullámú vezetéket.
A 25.2. ábrán ez az elektromosan és mechanikailag tökéletesített változatú J antenna látható, amely az amatőrök körében záróedényes antenna néven ismeretes.

25.2. ábra. A félhullámú záróedényes antenna
(a) vázlatos felépítés; (b) részletrajz a záróedényről

A félhullámú szakasz szabad hossza vékony antennarúd (pl. teleszkópantenna) esetén 960mm, vastagabb csövek esetében pedig 10mm átmérőtől felfelé csak 950mm (lásd a 3.7. ábrát is). A sugárzót becsavarozás vagy beforrasztás útján kötjük össze az illesztő tag belső csövével. Ha meg felelő anyagot kapunk hozzá, egyetlen átmenő munkadarabból képezhetjük ki a sugárzót és a belső vezetőt. A negyedhullámú edény mechanikai részletei szempontjából [25.2.(b) ábra] egy olyan javaslatról van szó, amelyet a meglevő anyagnak megfelelően messzemenően lehet még módosítani, amennyiben a hatásos belső tér hosszát meghagyjuk 495mm-nek. A D:d átmérőarány kedvező értékei 3:1 és 4:1 között vannak (pl. D=28mm és d=8mm). Az edény felső, elektromosan nyitott végét a műanyagból kiesztergált A fedéllel zárjuk le, ez egyúttal központosítja a belső vezetőt. Az esővíz behatolását egy esztergálással beillesztett gallér akadályozza meg. Az edény alja egy fémből kiesztergált lap, amely centrikusan be fogja a hozzá forrasztott belső vezetőt. Ez a fenék lap ki van fúrva, hogy át lehessen vezetni rajta a tápkábelt, de egy másik furata is van a kondenzvíz és az esővíz elvezetésére. A fém fenéklapot és a műanyag fedelet három-három csavarral rögzítjük a külső csőhöz.
A külső cső ráhelyezése előtt a tápkábel belső vezetőjét 100 mm-rel a fenéklap felett hozzáforrasztjuk az edény belső vezetőjéhez. Ugyanebben a magasságban át kell fúrni a külső csövet, a lyukon keresztülfűzünk egy vezetőhuzalt, és a végét hozzáforrasztjuk a koaxiális tápkábel külső vezetőjéhez. A külső cső rátolásakor egyúttal megfeszítjük ezt a huzalt, hogy a kábel körüli árnyékoló harisnya átjusson a furaton, és utána hozzáforraszthassuk a csőhöz. Csak ezen a helyen szabad belül fémesen összekötni az árnyékoló fonatot az edénnyel.
Az edény külső és belső csövét rézből vagy sárgarézből lehet elkészíteni. A sima falú acélcső is megfelel, ha előzőleg berezezzük vagy legalábbis a korróziótól megvédjük. A 25.2.(a) ábra szerinti kengyeles szerelés során ügyeljünk arra, hogy ez a kengyel lehetőleg minél közelebb kerüljön az edény aljához. Ha ez nem megy, legfeljebb 250 mm-rel lehet az edény fenéklemeze fölött a rögzítő kengyel.
Az E táppont helyzetét kissé eltolhatjuk, és a sugárzó szabad hosszát is kissé megváltoztathatjuk, hogy bármilyen koaxiális kábelt optimálisan illeszthessünk.
A negyedhullámú illesztőedény alkalmazása természetesen nem szorítkozhat a függőleges félhullámú sugárzók impedanciahelyes gerjesztésére. Ugyanilyen jó eredményekkel alkalmazhatjuk az illesztőedényt a legkülönbözőbb fajtájú, függőlegesen polarizált Yagi-antennákon is. Minthogy a szabad félhullámú szakasz geometriai középpontjában feszültségminimumot kapunk, egy fémes kereszttartót erősíthetünk hozzá, és erre a tartóra szerelhetjük a reflektorokat és direktorokat. Az illesztőedényben a tápkábelhez szükséges legkedvezőbb leágazási pont (E) a sokelemes antennákban valamivel távolabb van a rövidrezárási ponttól, mint az egyszerű félhullámú függőleges sugárzókkal kapcsolatban. Minden esetben mérésekre van szükség, és állóhullámmérő alkalmazásával keressük meg az illesztőedényben a legkedvezőbb megcsapolási pontot.

A koaxiális antenna
Tartalom
Az 5/8λ hosszúságú sugárzó