OK2PPK » Texty » Technika a provoz » Antény rok 2023 - 7el/144MHz a 14el/432MHz | ---

Antény rok 2023 - 7el/144MHz a 14el/432MHz

Dle vzoru DK7ZB, pro portejblový provoz

Obsah:

• Anténa 7el 144MHz DK7ZB
• Anténa 14el 432MHz DK7ZB

Po úspěšném vyzkoušení 3D tištěných držáků prvků na starých anténách jsem začal v roce 2022 chystat výrobu nových delších antén. V plánu jsem měl zhotovení antén opět podle vzoru DK7ZB, a to 7el na 144MHz a 14el na 432MHz, tentokráte už s dělenými ráhny. Ráhna měla být lehká, z jeklu Al 15x15 a bez vyvazování, což při délce antén 3.3m a 3.1m bylo ještě proveditelné. Nenašel jsem žádný jekl nebo jiný čtvercový profil, který by pasoval k ráhnům jako spojka, takže jsem nakonec zkusil spojky ráhen vyrobit jako dvoudílné, sestávající se z vnitřního jeklu 10x10 a vnějšího 3D tištěného plastového pláště. Vznikla tak tato konstrukce spojky ráhna.

Prvky měly být opět naklapávací, akorát oproti starým anténám jsem musel model držáku prvků upravit - potřeboval jsem prvky posunout o 5mm výše nad ráhno, tak aby byly v rovině s dipólem. Vzniknul tak tento držák prvků. A protože už jsem měl i zkušenost, že se z tištěného držáku může při přepravě antény v rozloženém stavu ve vaku spolu se stožárem ulomit část poměrně tenké objímky prvku, tak jsem si zrovna připravil k držákům i jejich nový ochranný kryt. Kvůli lepšímu odlišení prvků při montáži jsem je označil barevnými zátkami a na ráhna do držáků prvků přišla vložit značítka se shodnou barvou.

 

Zvažoval jsem i vyrobení celého dipólového boxu, u kterého jsem se chtěl zbavit některých problémů, které jsem měl s původním boxem u starých antén, 3D tiskem. To se mi nakonec podařilo a na antény jsem použil tento tištěný dipólový box. Přizpůsobovací vedení bylo zhotoveno z tenkého PTFE koaxu RG179, a jak na 432MHz, tak i na 144MHz se celé vešlo dovnitř boxu. Izolační mezera mezi polovinami dipólu byla 10mm.

 

 

 

Pro nové antény jsem také potřeboval upravit spojení jejich ráhna se stožárem. Dřevěný nástavec stožáru jsem nad i pod otvory pro spojení s ráhnem zatím zpevňoval proti podélnému rozštípnutí objímkami z hadicových spon. Nicméně u nových delších antén jsem měl obavu, že dřevo povolí. Takže jsem sice zachoval princip připevnění ráhen ke stožáru pomocí na ně trvale přišroubovaných kolmých Al pásků, ale místo hadicových spon jsem vyrobil tiskem velké plastové dvoudílné objímky, které se nasadily pod upevňovací pásky a obemkly pevně stožár v mnohem větší délce. Vybrání pro stožár v nich bylo tvarované přesně podle dřívějším používáním zdeformovaného obvodu dřevěného nástavce a okraje objímek měly pozvolné přechody, tak aby nikde nevznikaly ostré hrany.

 

 

Antény jsem dodělával ve velikém spěchu těsně před únorovým zimním VKV QRP závodem v roce 2023 a nakonec se mi je podařilo na tento závod už použít.

 

 

Anténa 7el 144MHz DK7ZB

Yagi pro pásmo 2m podle DK7ZB v roce 2023, ráhno délky 3260mm, 7 prvků, impedance 28Ω, zisk 11.03dBd na 144.3MHz, SWR cca 1.0 na 144.3MHz. Anténa byla publikována na této stránce. Pokud tam časem již původní podklady nenajdete, tak zde je případně k nahlédnutí moje kopie původní stránky z roku 2023, jak jsem si ji uložil.

Anténu jsem zhotovil ve variantě 2 (CW/SSB) s průměry trubek dipólu 12mm a ostatních prvků 8mm. Na dělené ráhno jsem použil jekl 15x15mm (tloušťka stěny 1mm) o délce 3300mm (přesah ráhna za krajní prvek byl na obou stranách 20mm). Úchyt na stožár byl udělaný zhruba ve středu ráhna (mezi D2 a D3) na pozici 1650mm od zadního konce ráhna. Dělení ráhna bylo na zadní část (R, Z, D1 až D3) o délce 2000mm a přední část (D4, D5) o délce 1300mm. Přizpůsobovací vedení λ/4 37.5Ω bylo ze 75Ω PTFE koaxu RG179, délka byla 363mm mezi konci stínění.

 

Zkoušel jsem si anténu před její výrobou namodelovat v EZNEC i 4Nec2, ale nějak mi stále vycházelo, že ladí nikoliv v segmentu CW/SSB, ale o několik set kHz výše. Při modelování mi vyšlo, že by bylo lepší dipól prodloužit o 8mm. Stejně jsem chtěl dipól udělat na každé straně o několik mm delší a případně ho pak zkrátit, tak jsem místo původní délky 964mm říznul trubky na celkovou délku dipólu 972mm. Anténu jsem měřil doma v omezených prostorových podmínkách (vystrčená z balkónu a otočená zadkem k zemi) pomocí nanoVNA a včetně koaxu 8.2m, který s ní měl být ve finále používán. Ladila na 144.425MHz s SWR 1.02, na 144.300MHz bylo SWR 1.03 a na 145.500Mhz bylo SWR 1.18. Takže jsem rozměry nechal tak jak jsem anténu vyrobil a dipól nezkracoval. Záznamy z měření antény pomocí nanoVNA najdete níže. A níže jsou i výstupy ze simulace antény.

S touto anténou jsem spokojený, oproti původní 5el to byl poznatelný rozdíl k lepšímu. Obsolvovala se mnou už i závod v extrémní vichřici, takže se osvědčila i po mechanické stránce. Jediná nevýhoda je problematičtější montáž antény na můj malý stožárek a zvedání celé sestavy oproti staré kratší anténě, kdy se dostávám na limit, co stožár ještě unese, a co dokáži sám vybalancovat mezi okolními překážkami a stromy na kopci.

 

Původní rozměry antény dle DK7ZB:

Prvek	Průměr [mm]	Délka [mm]	Poloha [mm]
Reflektor	8	1010	0
Zářič	12	964	320
Direktor 1	8	945	595
Direktor 2	8	919	1145
Direktor 3	8	900	1825
Direktor 4	8	902	2615
Direktor 5	8	886	3260

Skutečné rozměry vyrobené antény:

Prvek	Průměr [mm]	Délka [mm]	Poloha [mm]
Reflektor	8	1010	0
Zářič	12	972	320
Direktor 1	8	945	595
Direktor 2	8	919	1145
Direktor 3	8	900	1825
Direktor 4	8	902	2615
Direktor 5	8	886	3260

Modelování antény v 4Nec2 - původní rozměry dle DK7ZB:

• ant144_7el-org-sim4nec.nec - simulace původní 7el v 4Nec2, model (nec, 1kB)
• ant144_7el-org-sim4nec-sy.nec - simulace původní 7el v 4Nec2, model - s SY (nec, 1kB)
• ant144_7el-org-sim4nec-swr.png - simulace původní 7el v 4Nec2, SWR (png, 15kB)
• ant144_7el-org-sim4nec-imp.png - simulace původní 7el v 4Nec2, impedance (png, 18kB)
• ant144_7el-org-sim4nec-g_fb.png - simulace původní 7el v 4Nec2, zisk a F/B (png, 15kB)
• ant144_7el-org-sim4nec-hpat.png - simulace původní 7el v 4Nec2, H diagram (png, 39kB)
• ant144_7el-org-sim4nec-vpat.png - simulace původní 7el v 4Nec2, V diagram (png, 40kB)

Modelování antény v EZNEC - původní rozměry dle DK7ZB:

• ant144_7el-org-simeznec.nec - simulace původní 7el v EZNEC, model (nec, 1kB)
• ant144_7el-org-simeznec-swr.pdf - simulace původní 7el v EZNEC, SWR (pdf, 9kB)
• ant144_7el-org-simeznec-hpat144m3.pdf - simulace původní 7el v EZNEC, H diagram 144.3MHz (pdf, 13kB)
• ant144_7el-org-simeznec-vpat144m3.pdf - simulace původní 7el v EZNEC, V diagram 144.3MHz (pdf, 13kB)
• ant144_7el-org-simeznec-hpat144m95.pdf - simulace původní 7el v EZNEC, H diagram 144.95MHz (pdf, 13kB)
• ant144_7el-org-simeznec-vpat144m95.pdf - simulace původní 7el v EZNEC, V diagram 144.95MHz (pdf, 13kB)

Modelování antény v EZNEC - skutečné rozměry:

• ant144_7el-cor-simeznec.nec - simulace upravené 7el v EZNEC, model (nec, 1kB)
• ant144_7el-cor-simeznec-swr.pdf - simulace upravené 7el v EZNEC, SWR (pdf, 9kB)
• ant144_7el-cor-simeznec-hpat144m3.pdf - simulace upravené 7el v EZNEC, H diagram 144.3MHz (pdf, 13kB)
• ant144_7el-cor-simeznec-vpat144m3.pdf - simulace upravené 7el v EZNEC, V diagram 144.3MHz (pdf, 13kB)
• ant144_7el-cor-simeznec-hpat144m35.pdf - simulace upravené 7el v EZNEC, H diagram 144.35MHz (pdf, 13kB)
• ant144_7el-cor-simeznec-vpat144m35.pdf - simulace upravené 7el v EZNEC, V diagram 144.35MHz (pdf, 13kB)
• ant144_7el-cor-simeznec-hpat145m5.pdf - simulace upravené 7el v EZNEC, H diagram 145.5MHz (pdf, 13kB)
• ant144_7el-cor-simeznec-vpat145m5.pdf - simulace upravené 7el v EZNEC, V diagram 145.5MHz (pdf, 13kB)

Výsledky měření antény pomocí nanoVNA:

• ant144_7el-cor-mereni1.jpg - měření upravené 7el, SWR 144.425MHz (jpg, 190kB)
• ant144_7el-cor-mereni2.jpg - měření upravené 7el, SWR 144.300MHz (jpg, 153kB)
• ant144_7el-cor-mereni3.jpg - měření upravené 7el, SWR 145.500MHz (jpg, 157kB)

Anténa 14el 432MHz DK7ZB

Yagi pro pásmo 70cm podle DK7ZB v roce 2023, ráhno délky 3085mm, 14 prvků, impedance 28Ω, zisk 14.66dBd na 432MHz, SWR cca 1.0 na 432MHz. Anténa byla publikována na této stránce. Pokud tam časem již původní podklady nenajdete, tak zde je případně k nahlédnutí moje kopie původní stránky z roku 2023.

Anténu jsem zhotovil ve variantě s průměry trubek dipólu 12mm a ostatních prvků 8mm. Na dělené ráhno jsem použil jekl 15x15mm (tloušťka stěny 1mm) o délce 3125mm (přesah ráhna za krajní prvek byl na obou stranách 20mm). Úchyt na stožár byl udělaný zhruba ve středu ráhna (mezi D6 a D7) na pozici 1560mm od zadního konce ráhna. Dělení ráhna bylo na zadní část (R, Z, D1 až D7) o délce 1900mm a přední část (D8 až D12) o délce 1225mm. Přizpůsobovací vedení λ/4 37.5Ω bylo ze 75Ω PTFE koaxu RG179, délka byla 121mm mezi konci stínění.

 

 

 

Při modelování antény v EZNEC a 4Nec2 mi vycházelo, že s původními rozměry by anténa ladila kolem 433.4MHz (SWR 1.01). Dipól jsem chtěl zase stejně udělat o něco delší, s tím že se pak dle potřeby zkrátí, tak jsem ho vyráběl prodloužený z originálních 322 na 323mm, tj. o 1mm delší. Při této délce mi modelováním vycházelo nejnižší SWR 1.02 na 432.4MHz. Po zhotovení jsem anténu měřil nanoVNA a anténa podle něho ladila někde kolem 430MHz s SWR kolem 1.2 a na 432.225MHz měla SWR 1.225. Přeměřil jsem trubky dipólu a ukázalo se, že jsem trubky říznul nepřesně a navíc také zešikma. Tak jsem zářič dopiloval na původních 322mm a pak jsem naměřil nejmenší SWR 1.200 na 433.35MHz a na 432.200MHz bylo 1.207. Neměl jsem už čas s tím něco dále dělat, anténa jela vzápětí už se mnou na kopec. SWR bylo trošku horší než by podle modelu mohlo být, ale použitelné to bylo. Výsledky měření z nanoVNA najdete níže.

Následně jsem pak přeměřil délky všech prvků, protože jsem čekal, že jsem jich nařezal špatně více. Když jsem antény vyráběl, tak jsem měl na to omezený čas, hnal mě termín únorového závodu. O týden času jsem přišel kvůli problémům s výrobou přizpůsobovacího vedení antény na 70cm, kde jsem se nebyl několik dnů schopný doměřit smysluplných výsledků, sháněl jsem pak kvůli tomu i koax od jiného dodavatele. A na nařezání a navrtání ráhen a prvků mi tak nakonec zbyl omezený čas jen několika hodin. Ráhna jsem pak vyměřil, nařezal i navrtal ještě v klidu, ale následně jsem se zaseknul se spojkami ráhen, kdy jsem je musel zdlouhavě dobrušovat. Prvky na 70cm jsem pak už chystal ve velikém spěchu, kdy mi na jejich kompletní naměření, nařezání i navrtání zbyla asi půlhodina času, takže přesnost dostala na frak. Přeměření prvků ukázalo, že rozměry mi opravdu občas trochu ulétly. Zadal jsem změřené rozměry do EZNEC, a výsledk byl zajímavý. Anténa by podle toho měla ladit na 433.8MHz, ale SWR by mělo být kolem 1.0. Výsledky modelování najdete níže.

Anténu zatím používám v tomto stavu, ale ještě se chci na ni podívat a zkusit s tím něco udělat. Je tam spousta otevřených otázek, a to nejen ustřelené délky prvků. Kvůli trablům při přípravě vedení jsem nakonec do boxu naletoval to, které dostalo během několika dnů pokusů docela mechanicky i tepelně zabrat. A problém může být i v délkách jeho zakončení, ve způsobu připojení na poloviny dipólu, v připojení na N-konektor, ve způsobu zemnění boxu na ráhno, ve způsobu vedení koaxu podél ráhna ... . A chtělo by to změřit bez toho dlouhého koaxu a pokud možno někde v otevřeném prostoru a ne v omezených domácích podmínkách, ale na to zatím nebyl čas. Z reálného používání této antény na kopci jsem rozpačitý. Nějakým způsobem funguje, spojení udělám, ale oproti staré 9el jsem čekal trochu větší rozdíl. Snad jedinou věc, co vím už jistě, je, že hlavní lalok je o poznání užší než měla 9el a je potřeba držet směr na protistanice přesněji.

 

Původní rozměry antény dle DK7ZB:

Prvek	Průměr [mm]	Délka [mm]	Poloha [mm]
Reflektor	8	336	0
Zářič	12	322	112
Direktor 1	8	309	175
Direktor 2	8	294	340
Direktor 3	8	287	565
Direktor 4	8	280	830
Direktor 5	8	276	1115
Direktor 6	8	273	1410
Direktor 7	8	272	1705
Direktor 8	8	270	2000
Direktor 9	8	270	2300
Direktor 10	8	272	2595
Direktor 11	8	280	2860
Direktor 12	8	266	3085

Upravené rozměry antény:

Prvek	Průměr [mm]	Délka [mm]	Poloha [mm]
Reflektor	8	336	0
Zářič	12	323	112
Direktor 1	8	309	175
Direktor 2	8	294	340
Direktor 3	8	287	565
Direktor 4	8	280	830
Direktor 5	8	276	1115
Direktor 6	8	273	1410
Direktor 7	8	272	1705
Direktor 8	8	270	2000
Direktor 9	8	270	2300
Direktor 10	8	272	2595
Direktor 11	8	280	2860
Direktor 12	8	266	3085

Skutečné rozměry vyrobené antény:

Prvek	Průměr [mm]	Délka [mm]	Poloha [mm]
Reflektor	8	335	0
Zářič	12	322	112
Direktor 1	8	308	175
Direktor 2	8	293.5	340
Direktor 3	8	286	565
Direktor 4	8	279	830
Direktor 5	8	275	1115
Direktor 6	8	272.5	1410
Direktor 7	8	271.5	1705
Direktor 8	8	269	2000
Direktor 9	8	269	2300
Direktor 10	8	272	2595
Direktor 11	8	279	2860
Direktor 12	8	266	3085

Modelování antény v 4Nec2 - původní rozměry dle DK7ZB:

• ant432_14el-org-sim4nec.nec - simulace původní 14el v 4Nec2, model (nec, 1kB)
• ant432_14el-org-sim4nec-sy.nec - simulace původní 14el v 4Nec2, model - s SY (nec, 1kB)
• ant432_14el-org-sim4nec-swr.png - simulace původní 14el v 4Nec2, SWR (png, 16kB)
• ant432_14el-org-sim4nec-imp.png - simulace původní 14el v 4Nec2, impedance (png, 18kB)
• ant432_14el-org-sim4nec-g_fb.png - simulace původní 14el v 4Nec2, zisk a F/B (png, 17kB)
• ant432_14el-org-sim4nec-hpat.png - simulace původní 14el v 4Nec2, H diagram (png, 39kB)
• ant432_14el-org-sim4nec-vpat.png - simulace původní 14el v 4Nec2, V diagram (png, 40kB)

Modelování antény v EZNEC - původní rozměry dle DK7ZB:

• ant432_14el-org-simeznec.nec - simulace původní 14el v EZNEC, model (nec, 1kB)
• ant432_14el-org-simeznec-swr.pdf - simulace původní 14el v EZNEC, SWR (pdf, 9kB)
• ant432_14el-org-simeznec-hpat432m.pdf - simulace původní 14el v EZNEC, H diagram 432MHz (pdf, 14kB)
• ant432_14el-org-simeznec-vpat432m.pdf - simulace původní 14el v EZNEC, V diagram 432MHz (pdf, 14kB)
• ant432_14el-org-simeznec-hpat433m4.pdf - simulace původní 14el v EZNEC, H diagram 433.4MHz (pdf, 14kB)
• ant432_14el-org-simeznec-vpat433m4.pdf - simulace původní 14el v EZNEC, V diagram 433.4MHz (pdf, 14kB)

Modelování antény v EZNEC - upravené rozměry:

• ant432_14el-cor-simeznec.nec - simulace upravené 14el v EZNEC, model (nec, 1kB)
• ant432_14el-cor-simeznec-swr.pdf - simulace upravené 14el v EZNEC, SWR (pdf, 10kB)
• ant432_14el-cor-simeznec-hpat432m.pdf - simulace upravené 14el v EZNEC, H diagram 432MHz (pdf, 14kB)
• ant432_14el-cor-simeznec-vpat432m.pdf - simulace upravené 14el v EZNEC, V diagram 432MHz (pdf, 14kB)
• ant432_14el-cor-simeznec-hpat432m4.pdf - simulace upravené 14el v EZNEC, H diagram 432.4MHz (pdf, 14kB)
• ant432_14el-cor-simeznec-vpat432m4.pdf - simulace upravené 14el v EZNEC, V diagram 432.4MHz (pdf, 14kB)

Modelování antény v EZNEC - skutečné rozměry:

• ant432_14el-real-simeznec.nec - simulace vyrobené 14el v EZNEC, model (nec, 1kB)
• ant432_14el-real-simeznec-swr.pdf - simulace vyrobené 14el v EZNEC, SWR (pdf, 9kB)
• ant432_14el-real-simeznec-hpat432m.pdf - simulace vyrobené 14el v EZNEC, H diagram 432MHz (pdf, 14kB)
• ant432_14el-real-simeznec-vpat432m.pdf - simulace vyrobené 14el v EZNEC, V diagram 432MHz (pdf, 14kB)
• ant432_14el-real-simeznec-hpat433m8.pdf - simulace vyrobené 14el v EZNEC, H diagram 433.8MHz (pdf, 14kB)
• ant432_14el-real-simeznec-vpat433m8.pdf - simulace vyrobené 14el v EZNEC, V diagram 433.8MHz (pdf, 14kB)

Výsledky měření antény před úpravou dipólu pomocí nanoVNA:

• ant432_14el-cor-mereni1.jpg - měření upravené 14el, SWR 432.225MHz (jpg, 167kB)

Výsledky měření antény po úpravě dipólu pomocí nanoVNA:

• ant432_14el-real-mereni1.jpg - měření vyrobené 14el, SWR 433.35MHz (jpg, 156kB)
• ant432_14el-real-mereni2.jpg - měření vyrobené 14el, SWR 432.225MHz (jpg, 156kB)
• ant432_14el-real-mereni3.jpg - měření vyrobené 14el, SWR 432.2MHz (jpg, 136kB)