Můj první vertikál

V8-9A4ZZ - Osmipásmový vertikál v provedení OK2MTW

Bydlím v panelovém domě, kde už jen úvahy o nějaké anténě jsou hřích. Mým HAMshackem se stala garáž. Tady už úvahy o anténě nejsou takovým hříchem, ale trvalá montáž určitě nepřichází v úvahu. Co tedy zvolit ... co se nestalo, v práci se mně dostalo do ruky Amatérské rádio 07/15, ve kterém je zajímavý článek o 8 pásmovém vertikálu pro KV od Mladena 9A4ZZ [1]. Měsíc mně to v hlavě šrotovalo a pak jsem si řekl, jdu do toho.

Obr. 1 Můj první vertikál

Nebudu tady popisovat, co popsal již autor nebo překladatel v AR. Popíšu vlastní příklad, použitý materiál a první zkušenosti. 

Originální článek definuje stavební prvky, které nejsou jednoduše dostupné. Hledal jsem kde jsem mohl a pak jsem začal vymýšlet sám. Narazil jsem na tři problémy: 

1. Vnější / vnitřní průměr propojovacích částí

2. Dostatečně pevná izolační trubka pro helikoidní cívku

3. Vodič pro helikoidní cívku

Tak ale zpět, hlavní část antény a současně zářič na 80 m je sestaven ze 7 dílů (bez radiálů):

1. Kapacitní klobouk

2. Horní díl zářiče

3. Horní prodlužovací cívka

4. Dolní díl zářiče

5. Dolní cívka - prodlužovací a přizpůsobovací

6. Patní část protiváhy

7. Patní podpěrný izolant

Kapacitní klobouk

Obr. 2 Kapacitní klobouk

Mladen si popsanou konstrukci zjednodušil, vzal horní díl zářiče, 4x jej provrtal naskrz s pootočením o 45° a trubky pro kapacitní klobou prostrčil skrz. Prakticky to nemá vliv na funkci, ale představte si, že doma na koleni vrtáte otvor o průměru 20 mm, navíc alespoň s nějakou přesností. I volba trubek 20 mm není nezbytná, ano lepší z mnoha důvodů, které zmíním později, ale ne nezbytná.

Tedy moje řešení je, trubka o průměru 18 mm / 1mm stěna. Propojení na hliníkovém disku o průměru 150 mm / min 2 mm tloušťa. Jednotlivé trubky v délce 750 mm jsou přišroubovány vždy dvěma šrouby M4x25 s křídlovou maticí. Tak tohle už zvládnete skoro na koleni.

Napadlo vás, jak tohoto "draka" připevnit k zářiči?

Obr.3 Detail spojovacího disku

Tady je to na vaší fantazii a zručnosti. Já si na tomto disku nakreslil kružítkem otvor o průměru 50 mm a od této kružnice jsem směrem dovnitř nakreslil čtyři uši o šíři 15 mm. Tyto uši po odvrtání a odpilování zbytku vytvoří montážní packy. Ty je možné obejmout utahovací objímkou nebo provrtat a následně přišroubovat k hornímu dílu zářiče. Já to tak udělám, protože objímka se mně moc neosvědčila, nemohu se na to dívat :-). Opět ručně, trochu práce to dá, ale žádné extra nářadí.

Tak a kapacitní klobouk je hotov. Konstrukčně lehký, jednoduchý a bez shánění vrtáku velkého průměru. Určitě by jste našli i jiné jednoduché řešení. Já se chtěl hlavně vyhnout soustruhu a zbytečnému nákupu drahých nástrojů. Ještě musím doplnit, jednotlivé paprsky jsou zároveň závěsem pro čtvrt vlnné zářiče pro vyšší pásma, mám už odzkoušeny dvě, tak abych si ověřil, že i slabší trubka s tenkou stěnou se mně nezlomí, no a ne :-).

Horní, dolní díl zářiče a radiálová pata

Autor volil pro tyto díly hliníkové trubky o průměrech 50 a 55 mm.

Není problém koupit hliníkové trubky, tedy krom průměru 55 mm, to už musíte do speciálky nebo objednat. Každopádně jsou to dva průměry se kterými se musíte následně poprat.

Já jsem zvolil pro všechny hliníkové díly trubku o průměru 50 mm. Koupil jsem je v místním obchodě s hutním materiálem. Je to celkem 4,5 m trubky nařezané na tři díly už tam. Cenově to vyjde zhruba na 700 až 800 Kč, ale záleží na konkrétním dodavateli.

Cívky

Až sem to bylo snadné. Cívky, které by měli být na průměru 65 mm a být nosné, málo ohebné, s vnitřním průměrem 50 mm nebo těsně víc a zároveň vhodné pro VF cívky, tak to byl oříšek. Autor píše o PVC trubce, u nás jsou běžně dostupné PVC trubky 50, (63), 75 mm o síle stěny 2 mm (63 mm průměr se blbě shání). Jsou to různé typy odpadních trubek a pod. Ty se hezky ohýbají! Vůbec jsem si nedovedl představit trubku 2,2 m s robustní cívkou, na které stojí zbytek stožáru.

Obr.4 Horní cívka

Hledal jsem tedy dále ... trubka z polypropylénu, to by šlo.

Typické značení je PPR a jde o trubky na vodu nebo plyn. Každopádně, když vlezete do krámu, tak mezi topenáři vypadáte nezvykle. Říct že potřebujete trubku o vnitřním průměru 50 mm a aby měla silné stěny? No chvíli mně dalo zabrat, než jsem místního "specialistu" přemluvil na nahlédnutí do katalogu. Dostali jsem se k typu na trubku o vnějším průměru 63 mm a tzv. PN10 (něco kolem tlaku). Tato trubka PPR 63 mm, PN10 má stěny o síle 5,8 mm. Tedy vnitřní průměr vychází okolo 51,4 mm.

Obr.5 Dolní cívka
a proudový unun

Takovou trubku nemají všude, PN10 v tomto průměru není typická. každopádně sehnat se dá, pokud by se vám ale zdálo, že se pořád dost ohýbá, můžete jít o řád výše a to na 75 mm v průměru o síle stěn 12,5 mm. Tuším že jsou to trubky s PN20.

Jen doplním, taková trubka není nejlevnější, mně 3 m trubky vyšly na cca 550 Kč, ale pokud vás donutí koupit 4 m vcelku, pak se klidně můžete dostat až na 1000 Kč. Ještě pokud vás napadne, proč neuvažuji nad průměrem ve vztahu k indukčnosti, tak je to proto, že si zkrátka upravím počet závitů, tak aby to odpovídalo doladění.

Takže to bychom měli vhodný izolant na cívky, ale teď je potřeba sehnat drát na tu dolní. Horní je navržena z RG-58, ale dolní by měla být namotána z CU pásku 10 mm širokého. To byl pěkný oříšek, CU pásek u nás je obvykle používán pro elektrikáře a jeho typická šířka je 16 mm. To už je moc a stříhat se mně více jak 18 m pásku nechtělo. Tady jsem trochu zariskoval. Volba po dlouhém hledání padla na hliníkový drát 4,5 mm v průměru. Koupil jsem asi 1,5 kg drátu, v prodejnách s hutním materiálem vás pošlou někam, když jim řeknete, že chcete např. 30 m, navíc oni všechno účtují na kila. Dopředu jsem si raději zjistil, že čistý hliník 1,5 kg odpovídá asi 30 metrům tohoto drát a při ceně zhruba 130 Kč/kg si už zjistíte cenu sami. Je to každopádně levnější než měděný pásek a lehčí. Jedinou nevýhodou je, že to málokdo bude schopen pájet, ale to se dá taky řešit jinak.

Horní cívka

Obr.6 Horní cívka

Horní cívka je v originálním článku namotána z koaxiálního kabelu RG-58. Já však měl hliníku dostatek, tak jsem si řekl, že to zkusím s ním. Nejdřív jsem spočítal kolik taková cívka má indukčnost a jakou délku drátu potřebuji. Oba parametry jsou totiž důležité. Originál má 12 závitů těsně motané u sebe a to odpovídá indukčnosti zhruba 6,8 uH. Já mám 14 závitů s mezerami asi 2,5 mm. Cívku jsem namotal, závity proložil licnou co mám na drátové antény a pak přišlo na řadu tavné lepidlo. Postupně jsem odmotával licnu a mezery mezi závity jsem proléval tavným lepidlem zhruba pro 30° (stačilo by i po 120°). Moje cívka výpočtem i měření má indukčnost 6,5 uH a Q 540 / 3,75 MHz. Indukčnost tedy zhruba odpovídá, jakosti bylo učiněno za dost a mechanicky taky dobrý.

Dolní cívka

Obr.7 Dolní cívka

Po zkušenostech s předchozí cívkou už nebyl problém. Jenom pracnost byla větší. Originál říká rozestup závitů 20 mm. Cívka má mít 90 závitů a to odpovídá 1,8 m délky vinutí. Pro fixaci vinutí jsem opět použil tavné lepidlo. Ze staré plastové desky jsem si nařezal roporky 15,5 mm, kterými jsem prokládal závity a přitom je zaléval lepidlem. Detail na obrázku říká vše. Konce cívky jsem raději fixoval stahovací objímkou než stahovacími pásky jako v předchozím. Ono utáhnout 90 závitů je trochu práce, tak až to drží.

Obr.8 Detail vinutí dolní cívky

Protiváhy, unun (balun) a první pokusy zatím jako single band

Obr. 9 Pata s koaxiálním
balunem

Anténu jsem sestavil v pátek pozdě v noci. Na třech šnůrách kotvené za kliky mezi řadovými garážemi. V originál článku píšou že anténa je dělaná pro 8 radiálů o délce 8 m, ale taky píšou, že i 4 radiály budou fungovat. Já jsem zatím nastříhal jen 4 z nich a funguje to. První pokus byl s koaxem připojeným bez balunu, odbočku na cívce jsem vytvořil ze zbytku koaxu s krokodýlkem na konci jak rychlo upínák pro hledání odbočky. Zatím jen provizórium. Rychle připojit k mojí TS-50tce přes PSV metr vlastní konstrukce. Zaklíčuji a špatný. Ochrany transcevru zareagovali rychle, výkon spanul, PSV špatný. Chvíli jsem honil odbočku než jsem se přesvědčil, že fyziku neobelstím a smyčkové proud je třeba zarazit balunem.  Já každopádně v šuplíku žádné zázračné ani jiné toroidy nemám abych si to zjednodušil, tak jsem po amatérsku udělal koaxiální proudový balun. 7 m RG 58, kterou jsem ušetřil u horní cívky a namotané na PVC trubce o průměru 50 mm.

Obr.10 Balun

Je to prosté, nesnažil jsem se nic vymýšlet, literatura obvykle pro 80 m pásmo uvádí 22 stop koaxu, prí je důležitá nejdříve délka a až pak průměr cívky. Samozřejmě, má to své nevýhody ve ztrátách, navíc pro 8 pásem, ji budu muset trochu zkrátit, ale pro start dobrý.

Druhý pokus jsem tedy provedl tentýž večer s takto narychlo vyrobeným balunem. Tentokrát už to bylo jiné, po několika pokusech jsem objevil vhodnou odbočku asi na 24 závitu, kde PSV na kmitočtu 3,73 MHz bylo 1:1 šířka pásma vycházela pro PSV 1:2 asi 120 kHz 3,68 až 3,8 MHz. No krása nemyslíte? Ale pozor, tohle je PSV jako mono-band jen pro 80 m. Další pásma jsem z časových důvodů ještě nedokončil. Odbočka se určitě změní, protože, každý čtvrt vlný zářič pro další pásmo trochu změní elektrickou délku. Každopádně, naladění 80tky je bylo snadné, změna cca 1 závit, byl posun asi o 40 kHz. Mně každopádně uvažovaný šířka pásma pro monoband vychází lepší, než deklaroval autor. Myslím si že na tom bude mít vliv mnou zvolený drát na cívky. Nemůžu tak však ani potvrdit ani vyvrátit. Je to "hypotéza".

Na závěr, až dodělám plný multiband, tak doplním zkušenosti. Aktuálně jsem spokojený, protože mně dávají skrze celou evropu reporty 59 a to na pouhých 6,5 m výšky antény.

Obr.11 Vertikál V8-9A4ZZ zatím jako monoband pro 80 m

Zdroje:

[1]    9A4ZZ, Mladen Petrović; http://web.hamradio.hr/9a4zz/