Dipol wielopasmowy – rozszerzenie zakresu jednopasmowej anteny typu inverted Vee

Po pomyślnym zakończeniu budowy mojej pierwszej anteny na fale krótkie, o której pisałem wcześniej, naszła mnie chęć uruchomienia swojej stacji w kolejnym paśmie. Jako, że oryginalna konstrukcja (ze względu na ograniczone możliwości terenowe) została wykonana na pasmo 40[m] mogłem sobie pozwolić jedynie na pójście w wyższe częstotliwości. Wybrałem zatem pasmo 20[m] jako bardzo atrakcyjne ze względu na możliwość robienia dalekich łączności (głównie za dnia).

Plan przewidywał dodanie kolejnej sekcji promienników do już istniejącej konstrukcji i weryfikacji czy “ulepszona” antena rzeczywiście staje się multi-bandem. Prace techniczne poprzedziło oczywiście studiowanie literatury z zakresu konstrukcji dipoli wielopasmowych. Z lektury, oraz rozmów na lokalnym przemienniku FM, wynikało, że proces wzbogacania obecnej konstrukcji powinien być prosty i bez pułapek.

Zabrałem się zatem za przycięcie nowych promienników wykonanych, tak jak poprzednio, z przewodu w izolacji o przekroju 1,5[mm2], które uzyskały długość nieco większą niż wynika to ze wzoru na długość fali. To wydłużenie zrobiłem celowo, aby móc wykorzystać znaną mi już metodę obciążania liniowego do strojenia anteny. Promienniki zostały przycięte symetrycznie na długość 5,09[m] i zakończone na jednym z końców lutowanym oczkiem pozwalającym na skręcenie z balunem przy pomocy nakrętki motylkowej.

Zaczep promiennika lutowany do przewodu

Następnym etapem było dołączenie dodatkowych ramion do istniejącego już punktu zasilającego, a następnie upięcie obu promienników z wykorzystaniem opasek winylowych – trytów.

Promienniki dwóch pasm podłączone do punktu zasilania i spięte razem

Po zakończeniu tego etapu, czując sukces i zapas czasu na wieczorne testowanie anteny, z zaciekawieniem przystąpiłem do pomiarów SWR by ocenić jak stroi się całość i dokonać stosownych korekt.

Ku mojemu zdziwieniu wykres SWR w funkcji częstotliwości prezentował się dramatycznie! Nie tylko nie trafiłem w pasmo 20[m], ale popsuło się także – dotychczas doskonale zestrojone – pasmo 40[m]. SWR osiągał duże wartości i nie było mowy o tym, że to co powiesiłem ma szanse w ogóle pracować – chyba, że z wojskową skrzynką. Jako, że zbliżał się zmrok postanowiłem przeznaczyć wieczór i – jak się okazało – nadchodzące dni na ponowne przemyślenie konstrukcji.

Analiza tego co może być nie tak, przegląd literatury i rozmowy na lokalnym przemienniku FM rozjaśniły mi problem. Sam pomysł na to, by rozszerzyć możliwości anteny, poprzez dodanie dodatkowych promienników na żądane pasma, jest jak najbardziej OK. Problemem okazał się sposób montażu. Mianowicie bliskie poprowadzenie kabli spowodowało, że zaczęły na siebie wzajemnie oddziaływać i od strony zasilania antena nie przedstawiała dwóch niezależnych sekcji antenowych, ale jedną o raczej skomplikowanej impedancji nie rezonującej w żadnym z amatorskich pasm. Wszystkiemu winna znacząca pojemność pomiędzy przewodnikami i efekt transformatorowy bliskich przewodów…

Poprawa usterki polegać miała na rozpięciu przewodów i odseparowaniu ich na bezpieczną odległość, przy której wzajemny wpływ na siebie miał być do pominięcia. Z rozmów z praktykami, oraz literatury, wyciągnąłem wniosek, że odległość ta powinna być jak największa, jednak rozsądna i nie mniejsza niż 8-15[cm]. Postanowiłem spróbować z odległością 15[cm].

Mając plan pozostał jeszcze do rozwiązania problem natury technicznej czyli jak szybko i tanio wykonać rzeczoną separację. Zależało mi na działającej antenie oraz na skonfrontowaniu teorii z praktyką. Podróż do pobliskiego marketu ogrodniczego napełniła mnie pomysłami. Spośród kilku możliwych wariantów wybór ostatecznie padł na (tanią) żyłkę (o małym przekroju) do podkaszarek elektrycznych.

Cienka żyłka do podkaszarek elektrycznych to dobry materiał na separator promienników anteny

Idea montażu zakładała podwieszenie ramion pasma 20[m] do ramion pasma 40[m]. Żyłka separacyjna miała być zawiązywana na obu łączonych promiennikach, jednak sztywność i śliskość materiału spowodowały zmianę sposobu montażu na ściskanie zagiętej żyłki dwoma opaskami winylowymi po każdej stronie połączenia. Okazało się, że przy odrobinie wysiłku i precyzji połączenia te są nie tylko wytrzymałe, ale i także dobrze unieruchomione, a co za tym idzie zabezpieczone przed przesuwaniem się w przypadku pojawienia się wody. Nie jestem w stanie nic powiedzieć o wytrzymałości takiego wynalazku na promieniowanie UV i warunki atmosferyczne, ale przynajmniej w czasie rozbudowy anteny separatory spisały się doskonale.

Sposób mocowania żyłki separującej promienniki

Separacja promienników została wykonana tylko w kilku miejscach tak, aby konstrukcja utrzymywała założony dystans pomiędzy przewodnikami. Nie starałem się za wszelką cenę utrzymywać stałej odległości już od miejsca zasilania i z tego powodu promiennik pasma 20[m] swobodnie uwisa osiągając założoną odległość dopiero przy pierwszym separatorze (około 40[cm] od punktu zasilania anteny). Zapewne ma to wpływ na ostateczną charakterystykę promieniowania i strojenie, ale na tym właśnie polegają eksperymenty amatorskie, by próbować różnych rozwiązań.

Efekt końcowy – antena z rozseparowanymi promiennikami pasm: 40[m] (na górze) i 20[m] (poniżej)

Ponieważ promiennik pasma 20[m] jest krótszy od tego na pasmo 40[m] więc należało go napiąć osobną liną. Poza utrzymywaniem stosownego napięcia lina stała się także nośnikiem, na którym nastąpiło późniejsze strojenie poprzez powrotne zawijanie końców izolowanego przewodu na samego siebie.

Krótszy promiennik (na pasmo 20[m]) został napięty osobnymi linkami

Po zakończeniu montażu zrobiłem pomiar SWR w zakresie do 30[MHz], aby sprawdzić jak stroi się nowa dwupasmowa antena, oraz czy i jak na uprzednio strojone pasmo 40[m] ma wpływ dołożenie dodatkowych promienników. Ku memu zaskoczeniu pasmo 40[m] nadal było objęte całe z SWR < 2:1. Do tego pasmo 20[m] stroiło się tuż na jego początku co oznaczało, że należy zawinąć trochę końce promienników.

SWR w funkcji częstotliwości na zmodyfikowanej i jeszcze nie zestrojonej anteny

Wykonując iteracyjne strojenie i zapisując nowe wartości, oraz posiłkując się arkuszem kalkulacyjnym szybko udało się doprowadzić do sytuacji zestrojenia pasma 20[m] w samym jego środku. Na tym etapie prace nad rozszerzeniem możliwości anteny zostały zakończone.

SWR w funkcji częstotliwości zmodyfikowanej anteny po strojeniu

Na koniec należy wspomnieć, że dodanie promienników na pasmo 20[m] będących w odległości zaledwie 15[cm] od pasma podstawowego 40[m] wpłynęło nieznacznie na przestrojenie się tego ostatniego w górę o parę kiloherców, zaś SWR skoczył z wartości 1.06:1 do 1.12:1. Nadal całe pasmo stroi się dla SWR < 2:1 co jest, w mojej opinii, wynikiem bardzo dobrym.

Dzięki rozszerzeniu zakresu mojej inverted V uruchomiłem się i przeprowadziłem wiele QSO w modulacjach cyfrowych: FT8 i FT4.

Jestem bardzo zadowolony z uzyskanego efektu. Jednocześnie przećwiczyłem w praktyce wpływ bliskości promienników na podstawowe parametry anteny. Zachęcam czytelników do eksperymentowania nawet z antenami zawieszonymi tak nisko jak moja. Wiedza jaką wynosi się z eksperymentów jest nie do przecenienia.

Miłego antenowania!