Basic Antenna Information part 2

 Basic Antenna Information by Lew McCoy W1ICP

Τα έχω πει και τα έχω γράψει πάρα πολλές φορές σχετικά με τα μήκη των κεραιών και των καθόδων.

Άντε μια φορά ακόμα straight from horse's mouth, Lew McCoy W1ICP. Κάτι παραπάνω ξέρει αυτός από τους πανεπιστήμονες των Ελληνικών nets.

Restoring the Collins 180S-1

Next on the bench, a Collins 180S-1 antenna tuner found its place.

A friend of mine ask me to have a look and remove a Plexiglas plate someone had installed for some reason adding also the missing bank of 100pf capacitors.

He new nothing of its former owners, simply he wanted to be in original state rather this mistreated one.

He was wrong as it proved. The ATU wasn't mistreated but heavily vandalised.

Some one had try to make it working as Tee rather than the original Pi/L network and a lot of interconnecting wires were missing.

Easy to cut, difficult to replace and solder. 

I ordered from the Eastern Market the missing caps and load meself with tones of patience. Internet was my help the whole time with photos and useful articles.

Step by step I disassembly it by 95% being cautious not to made a bigger damage. Luckily enough there weren't  any unnecessary wholes made at the fascia or anywhere else so cosmetically it was going to fine.

And went!

It took me some time to figure what to unscrew and how in order not to make any damage and then  widen a bit the holes to pass the bolts of the new capacitor bank being different #number that the one already punched. Small stuff of great care.

Eventually everything fell in position, nothing went missing or surplus apart of a few bolts that the former owner had used for his mod. 

So another project came to a glorious end.

Enjoy the article and the photos and #staysafe

73 de sv3auw/m0lpt

Multiband Dipole Antenna.

I installed a dipole with a side length of 22 meters at SV1AIA. The aim was to cover the whole HF range ie from 160m up to 10m. with only one antenna. RF is fed to the center of the dipole via 4 meters of ladder line and is tuned with the help of a Furuno AT-5075 ATU you see at the base of the mast.

Two lengths of wire in the form of dipole, can tuned over a wide frequency range, if we manage to adapt the specific impedance of the feed line to the Impedance (Z) of the dipole at the frequency that we have selected for transmission.
In most of the time there will be mismatches and high standing wave ratio. This has almost no importance because in most cases, if the feed line is Ladder Line, the  power losses due to standing waves(SWR) are minimal. Also the transceiver sees Impedance 50 Ohms at the input of ATU and delivers maximum power while the ATU being almost in the center of the dipole assuming the role of Gama match, T match, Hairpin match etc! Small mismatches because of the length and Z, of the ladder line are minor and the final result is not affected .
This is a true multi-band antenna with emission of more than 98 % of the power that reaches the connector input of ATU overcoming the losses of the coaxial cable. To all those who have automatic ATU's, I would highly recommend them to construct this antenna. The ease of matching / tuning and performance will amaze you !

As you can see in the accompanying pictures, at the first stage of the installation , I used a pulley mounted straight on the mast. This resulted the proximity of the ladder line with the grounded metal mast. Kostas made ​​a bracket length of half a meter zeroing the proximity losses of ladder line due the metal mast.

Εγκατέστησα ένα δίπολο με μήκος πλευράς 22 μέτρα στον SV1AIA. Σκοπός ήταν να καλύπτει όλο το HF φάσμα, ήτοι από τα 160 μέτρα έως και τα 10 μέτρα.

Η τροφοδοσία γίνεται στο κέντρο του διπόλου με 4 μέτρα ανοικτής γραμμής και ο συντονισμός με το  AT-5075 ATU της Furuno που βλέπετε στην βάση του ιστού. Δύο μήκη σύρματος με την μορφή διπόλου, μπορούν να συντονίσουν σε ένα μεγάλο εύρος συχνοτήτων, εφόσον καταφέρνουμε να προσαρμόσουμε τη συγκεκριμένη Σύνθετη Αντίσταση (Z) της γραμμής τροφοδοσίας με την εκάστοτε Σύνθετη Αντίσταση του διπόλου στην συχνότητα που έχουμε επιλέξει για εκπομπή. Σε αρκετές περιπτώσεις θα υπάρξει δυσπροσαρμογή και υψηλός λόγος Στασίμων Κυμάτων. Αυτό δεν έχει σχεδόν καμία σημασία διότι στην πλειοψηφία των περιπτώσεων, εφόσον η γραμμή τροφοδοσίας είναι ανοικτή γραμμή, οι απώλειες ισχύος λόγω Στασίμων Κυμάτων είναι ελάχιστες. Επίσης ο πομποδέκτης βλέπει Σύνθετη Αντίσταση 50 Ω και αποδίδει το μέγιστο της ισχύος του ενώ το ATU στο κέντρο σχεδόν του διπόλου αναλαμβάνει τον ρόλο του Gama match, T match, Hairpin match etc! Η μικρή δυσπροσαρμογή λόγω του μήκους της ανοικτής γραμμής είναι ήσσονος σημασίας και δεν επηρεάζει το τελικό αποτέλεσμα.
Αυτή είναι  μιά  πραγματική πολυζωνική κεραία με εκπομπή πάνω του 98% της ισχύος ή οποία φτάνει στον κονέκτορα εισόδου του ATU ξεπερνώντας τις απώλειες του ομοαξονικού καλωδίου. Σε όλους όσους έχουν αυτόματα ATU's θα τους συνιστούσα ανεπιφύλακτα να κατασκευάσουν αυτήν την κεραία. Η ευκολία συντονισμού/προσαρμογής και η απόδοση της, θα σας καταπλήξουν!

Όπως μπορείτε να δείτε στις συνημμένες φωτογραφίες, στο πρώτο στάδιο της εγκατάστασης, χρησιμοποιούσα ένα ράουλο στερεωμένο επάνω στον ιστό. Αυτό είχε σαν αποτέλεσμα την γειτνίαση της ανοικτής γραμμής με το μέταλλο του γειωμένου ιστού. ο Κώστας έφτιαξε ένα μπρακέτο μήκους μισού μέτρου απομακρύνοντας έτσι την ανοικτή γραμμή από τον μεταλλικό ιστό.


Some time ago a fellow radio amateur asked me about the number and the length of counterpoise wire(s) for his random wire antenna of 27.5 meter exactly!
My answer and suggestion to him was to run another length of 27.5 meter opposite to the direction of the one already installed. Thus creating a dipole antenna more like an Inverted Vee. For DX sake I hope that he followed my advise. If not, he better start doing it!

Πριν από λίγο καιρό ένας συνάδελφος ραδιοερασιτέχνης με ρώτησε για τον αριθμό και το μήκος των αντίβαρων για μιά τυχαίου μήκους, 27.5 μέτρων, συρμάτινη κεραία.
Η απάντηση και πρότασή μου ήταν, να τρέξει ένα άλλο μήκος σύρματος 27.5 μέτρων αντίθετα προς την κατεύθυνση του ενός ήδη εγκαταστημένου. Δημιουργώντας έτσι ένα δίπολο, κάτι σαν ένα ανεστραμμένο Vee. Για DXικό καλό του, ελπίζω ότι ακολούθησε τις συμβουλές μου . Αν όχι, καλύτερα να αρχίσει να τεντώνει σύρματα!!!

Κάθετες Κεραίες ή αλοιώς και μονόπολα!

¨ένας σταθμός ασυρμάτου είναι τόσο αποδοτικός, όσο η κεραία από την οποία εκπέμπει¨

ARRL Antenna Book

Υπάρχουν δυο τύποι κεραιών. Οι κάθετες και οι οριζόντιες. Καμιά φορά και ο συνδυασμός αυτών.

ΚΑΘΕΤΕΣ ΚΕΡΑΙΕΣ

Είναι αυτό το οποίο τις χαρακτηρίζει. Το εκπέμπον στοιχείο είναι κάθετο ως προς το έδαφος. Πλεονέκτημα αυτής της κεραίας είναι η ανάγκη για ένα μόνο σημείο στήριξης (συνήθως στο κάτω μέρος). Μειονέκτημα αυτής της κεραίας είναι το γεγονός ότι για τις χαμηλές συχνότητες το ύψος γίνεται πολύ μεγάλο, με αποτέλεσμα προβλήματα στήριξης και ευσταθείας, για τον μέσο ερασιτέχνη. Λόγο της χαμηλής γωνίας ακτινοβολίας, είναι ιδανική κεραία για DX. Χρειάζεται όμως πολύ καλή RF γείωση. Αυτό δεν έχει να κάνει με το πόσα ηλεκτρόδια γείωσης θα τοποθετήσουμε στο έδαφος αλλά με τα Radials. Από μελέτες οι οποίες έχουν γίνει την δεκαετία του 30 ( G.H.Brown, R.F.Lewis και J.Epstein, “Ground Systems as a Factor in Antennas Efficiency” June 1937) και δεν έχουν διαψευσθεί από κανέναν κατασκευαστή κεραιών, χρειάζεται να τοποθετήσουμε ακτινικά ξεκινώντας από την βάση της κάθετης κεραίας μας 120 Radials μισού μήκους κύματος (λ/2) για την συχνότητα για την οποία είναι συντονισμένη η κεραία μας. Δύσκολο πράγμα θα μου πείτε.

Δεν γίνεται διαφορετικά. Ή τοποθετείτε τα Radials ή η γωνία ακτινοβολίας ανεβαίνει και η κεραία σας ακτινοβολεί σαν δίπολο χαμηλού ύψους. Κυκλοφορούν στην Ελληνική αγορά «κάθετες κεραίες» οι οποίες κοστίζουν ακριβά στους αγοραστές τους. Χωρίς κιόλας να δίνουν όλα αυτά που υποτίθεται ότι υπόσχονται.

Αλήθεια, τι είναι κεραία;

Κεραία είναι το μέσο δια του οποίου ακτινοβολείται στον χώρο Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία. Θα σας σοκάρω λέγοντας ότι και ένας μεταλλικός συνδετήρας είναι εν δυνάμει μια κεραία, ανεξαρτήτως συχνότητας. Με μια καλή μονάδα προσαρμογής μπορεί να «συντονίσει» ακόμα και στα 160 μέτρα! Εμείς οι ίδιοι όταν καιγόμαστε από RF, γινόμαστε εκείνη την στιγμή κεραίες. Συνεπώς μερικά κομμάτια αλουμίνιο, ενωμένα μεταξύ τους σε κάθετη διάταξη είναι μια κεραία. Και μάλιστα κάθετη! Ο συντονισμός της όμως και εδώ αρχίζουν τα ωραία, γίνεται με την βοήθεια ενός ATU του ιδίου κατασκευαστή.

Για να δικαιολογηθεί το «κάθετο» της κεραίας, κάτω από το ATU, συνιστάται να τοποθετηθούν 2 ράντιαλ για την κάθε μία μπάντα λειτουργίας. Η θεωρία ορίζει και μάλιστα από το 1937 ότι, για ένα κάθετο μονόπολο λ/4 τα ράντιαλς που θα ξεκινήσουν ακτινικά από την βάση του θα είναι λ/2 και μάλιστα 120 τον αριθμό. Αυτό το κάθετο πράγμα δεν ανήκει σε καμία κατηγορία μήκων κύματος. Δεν είναι λ/4, δεν είναι λ/2 , δεν είναι 5/8. δεν είναι τίποτα απ’ όλα αυτά. Είναι μία random wire κάθετη. Μην έχοντας άλλη εναλλακτική λύση δουλεύω και εγώ τώρα με μία random wire. Η μόνη διαφορά είναι ότι η δικιά μου είναι οριζόντια και με μήκος γύρο στα 45 μέτρα έχει μεγάλη γωνία ακτινοβολίας ενώ, η άλλη σαν κάθετη και μόνο 9 μέτρα έχει χαμηλή γωνία και κάνει για DX.

Νομίζετε!

Όσο λιγότερα τα ράντιαλς τόσο μεγαλύτερες οι απώλειες στο σημείο τροφοδοσίας. Ανάλογη με τις απώλειες είναι και η γωνία ακτινοβολίας. Μεγάλες απώλειες, μεγάλη γωνία ακτινοβολίας. Γι’ αυτό κιόλας να εκπέμπουν τόσο καλά στις χαμηλές, νόμιμες και παράνομες τοπικές μπάντες. Το ζητούμενο σε μία κεραία είναι να προσαρμόσουμε την είσοδό της στην ωμική αντίσταση της γραμμής μεταφοράς ή καμιά φορά και το αντίθετο. Προσθέτοντας παθητικά στοιχεία ( όπως μία μονάδα προσαρμογής) σ’ εκείνο το σημείο μόνο καλό που δεν κάνει στον λοβό ακτινοβολίας. Χωρίς να ξεχνάμε καις τις εισαγόμενες απώλειες. Δεν θα έχετε ακούσει πολλοί από σας για τον συντελεστή δ (δέλτα). Είναι ο συντελεστής απωλειών της κάθε μονάδας προσαρμογής. Ξέρει κανείς πόσες είναι οι απώλειες στην μονάδα προσαρμογής; Το μόνο που ενδιαφέρει είναι τα στάσιμα στο μηχάνημα να είναι 1.1:1.

Mα, αν δεν κάνω λάθος, το ίδιο συμβαίνει όταν στο μηχάνημα συνδέσουμε ένα Dummy Load!

Αγωνίζονται οι αγοραστές να ικανοποιήσουν τις «θείες εντολές» και να τοποθετήσουν τα ράντιαλ που «πρέπει» όσο «πρέπει». Ο μακαρίτης Doug DeMaw είναι σαφέστατος στο W1FB ANTENNA NOTEBOOK. Όταν μια κάθετη κεραία είναι μικρότερη από λ/4 τότε και τα ράντιαλς μπορούν να είναι μικρότερα χωρίς να υπάρχει μεγάλη επίπτωση στην γωνία ακτινοβολίας. Αρκεί να καλύπτουν το ενεργειακό είδωλο του κάθετου εκπέμποντος στοιχείου. Για ένα ράντιαλ μας μιλά και Les Moxon στο βιβλίο του HF Antennas for Al Locations περιγράφοντάς το στο σχήμα του τρομπονιού να γυρίζει γύρω από την βάση του μονόπολου. Συνιστά δε την ανύψωση του μονόπολου σε ύψος 0.2 του μήκους κύματος για καλύτερα αποτελέσματα.

Και τέλος στο Antenna Book στην σελίδα 3-14 το Radio Broadcast Ground Systems δηλώνει: «πειράματα δείχνουν ότι το σύστημα γείωσης το οποίο αποτελείται μόνο από 15 ράντιαλς δεν χρειάζεται να είναι πάνω από 0.1 του μήκους κύματος μακριά, ενώ το σύστημα το οποίο αποτελείται από 113 ράντιαλς συνεχίζει να είναι αποτελεσματικό έως και του 0.5 του μήκους κύματος».

Τώρα αν κάποιος δεν έχει καταλάβει την διαφορά ακόμα, ας τα πω πιο απλά και με χρηματικούς όρους. Η «κάθετη κεραία» αυτή η οποία δουλεύει το ίδιο καλά με την οριζόντια δικιά μου κοστίζει πάνω από 700Ευρώ. Η δικιά μου, η οριζόντια, η οποία δουλεύει το ίδιο καλά με την κάθετη έχει ένα κόστος στην χειρότερη περίπτωση 150Ευρώ. Όσο κοστίζει μια μονάδα συντονισμού από την MFJ. Στην καλύτερη περίπτωση με την σαβούρα που μαζεύουμε στα Ham fest, θα κοστίσει ένα κλάσμα της τιμής του εμπορίου. Όποιος δεν έχει τις τυπικές ραδιοερασιτεχνικές γνώσεις και την τυπική λογική να αγοράσει ένα βιβλίο ( να ξεστραβωθεί που έλεγε και ο παππούς μου), καλό είναι να έχει χρήμα!

Και μια δωρεάν παρατήρηση. Αν η κάθετη κεραία σας δεν «δουλεύει» καλά σε τοπικό επίπεδο, στην μπάντα των 80 και 40 μέτρων, δυο τινά συμβαίνουν. Ή έχετε ένα πολύ ωραίο ραβδόσχημο Dummy Load ή έχετε μια πολύ καλή κεραία για DX.

Πολλά 73 de SV3AUW