Moxonův obdélník pro pásmo CB

Je tomu necelý rok, kdy se mezi PMR amatéry úspěšně rozmohla velice zajímavá anténa. Fox Jirny ji láskyplně nazval Moxonek. Cílem tohoto článku je jen poreferovat o anténě Moxon pro pásmo CB. Nebudu proto nosit dříví do lesa a zabývat se tu celým popisem Moxonka, to už udělalo přede mnou mnoho jiných, například Franta CV, který vlastně má boom Moxonka u nás na svědomí, Standa Králíky, Cebik, atd., atd... Zůstanu u konstatování, že se jedná o dost povedenou směrovou anténku, která s přihlédnutím k její jednoduchosti a malým rozměrům má udávaný velice slušný zisk cca 10 dBi. Na její výpočet je napsán slušně fungující program (ke stažení zde). K této anténě jsem zpočátku byl poněkud skeptický, ale nakonec mi to nedalo a jeden exemplář pro PMR jsem zbastlil. Program spočítal rozměry tak, že při jejich přesném dodržení nebylo na Moxonkovi už co ladit (tzn. při každém zásahu šly jeho parametry dolů). Někdo může mít malý problém - při stavbě Moxonka se neobejde bez posuvky, protože rozměry jsou předepsány na desetiny milimetru. Na portejblu se Moxonek držel statečně, v porovnání se čtyřprvkovou yagi dával zhruba stejné výsledky. Porovnání je to sice relativní, protože yagi je více směrová, ale vlastnosti téhle malé anténky mne přivedly na myšlenku, že by vůbec nebylo špatné mít něco takového na pásmo CB. Bude to menší než jakákoliv jiná zisková anténa (cca 4x1,4 m), jednodušší a přinejmenším stejně tak dobré. Michal Polepy v expedici v té době celkem úspěšně experimentoval s dvouprvkovým quadem podle Kaenge, takže to pro mne byla i výzva :o)      Začal jsem přemýšlet, jak na to. Při výběru portejblu nechceme být omezováni dostupností vozidlem, proto je potřeba, aby konstrukce naší antény byla lehká, skladná, dobře přenosná, snadno sestavitelná a pro případ nezdaru tohoto projektu co nejlevnější.      Řešení je několik: - anténu zhotovit z duralových trubek - s ohledem na odhad ceny přes 2000,- Kč jsem tuto možnost prozatím odložil. - anténu vytvořit z kabelu SYA (měděné lanko) nataženého přes úhlopříčné bambusové paprsky nebo jinou konstrukci      Odhad ceny do 1000,- Kč.      Po několika více či méně zdárných krocích jsem se nakonec dopracoval k takovéto plastobambusolaminátové konstrukci s anténou tvořenou kabelem SYA:      Nosná konstrukce je tvořená ráhny připevněnými na prodloužení stožáru - páteři antény. Kabel je napínán do obdélníku v jeho rozích vrchním a spodním pružným ráhnem. Prostřední, částečně pružné ráhno, nese balun1:1 se svorkovnicí a zároveň vyvádí napájecí kabel středem reflektoru do prostoru za anténou. Oproti konstrukci s úhlopříčnými paprsky je tato konstrukce jednodušší, je na ni potřeba asi o pět metrů délky méně nosných prvků.      Pružná ráhna jsou sestavena z plastových elektrikářských trubek zpevněných tenkým bambusem uvnitř. Horní ráhno: trubka průměr 20 mm, délka 150 cm, uvnitř bambus 140 cm, průměr cca 16 mm. Dolní ráhno: trubka průměr 16 mm, délka 150 cm, uvnitř bambus odpovídajícího průměru (12-14 mm).      Prostřední ráhno je sestaveno z plastových elektrikářských trubek o průměrech 32 mm, 20 mm a dvou spojených 16 mm trubek. Všechny čtyři trubky mají délku 150 cm a jsou do sebe zasunuty. Napájecí kabel je veden vnitřkem 16 mm trubek. Plastová krabička se svorkovnicí a toroidem je přišroubována k trubkám průměr 32 a 16 mm, trubka průměr 20 mm je povytažena přes spoj 16 mm trubek a zpevňuje je ve vyložení. Ve složeném stavu prostřední ráhno měří asi tři metry.      Páteř antény umožňuje jednoduchou rotaci celou anténou. Je sestavena ze tří plastových elektrikářských trubek průměr 40 mm, 120, 150 a 180 cm dlouhých (celkem 4,5m), zpevněných dvěmi 180 cm dlouhými bambusovými tyčemi o průměru 30-35 mm. Bambusové tyče vyplňují asi 2/3 délky páteře, nejsou navzájem nijak spojovány, jen jsou zasunuty do trubky. V místě, kde bambusy na sebe navazují, je proto páteř zpevněna laminátovou bandáží.      Stožár antény je zhotoven z bambusových tyčí, spojených 30 cm plastovými trubkami průměr 40 mm, rovněž zpevněnými laminátovou bandáží. Kotvení stožáru s anténou při výšce sestavy cca 9 metrů postačuje jednoduché, za spojovací trubku pod anténou. Při očekávání většího větru kotvíme anténu navíc i šňůrami určenými pro vztyčování antény (je vidět na prvním obrázku), kde 2. kotvící bod je cca 150 cm pod vrcholem antény. Pokud je sestava ukotvená jen v dolním kotvícím bodu, je anténa plně otočná. K rotování antény připevňujeme na střední ráhno šňůru, kterou lze rovněž zajistit anténu proti samovolnému natáčení (má totiž tendenci natáčet se proti větru). V případě použití kovového stožáru je nutné páteř antény prodloužit tak, aby kovová část nezasahovala do obdélníku, nebo na poslední díl stožáru použít např. bambus. Anténu byste tak spolehlivě rozladili.      Připevnění ráhen k páteři musí zajišťovat, aby ráhna s páteří svírala pravý úhel. Realizováno je pomocí upínacího prvku sešroubovaného z lakované překližky a nacvakávacích upínek zakoupených spolu s trubkami.            Anténa je zhotovena z izolovaného měděného kabelu SYA (lanka) o průřezu 6 mm2 (chceme-li ostřejší anténu, může být i menší), v mezeře C je kabel propojen obyčejnou umělinovou prádelní šňůrou (viz obrázek nahoře :o)      Schéma antény je patrné z výkresu. Do kalkulátoru zadáváme průměr lanka (pozor, neodpovídá průřezu, a protože je to lanko, neodpovídá ani průměru spočítanému z průřezu - je lepší to prostě změřit). Neopomeneme rovněž v kalkulátoru zadat námi používané jednotky - milimetry, nebo metry. Tak, jak kalkulátor přesně všechno spočítal, když jsem stavěl Moxonka pro PMR z holých trubiček, tentokrát moc dobře nezafungoval. Anténa s rozměry, které spočítal, byla ujetá asi o 1 MHz níž. Připisuji to skutečnosti, že kabel SYA tvořící aktivní prvky antény má izolaci, a to ji elektricky prodlužuje.      Balun: Jedná se o symetrickou anténu s impedancí 50 ohmů. Zdá se býti jako stvořená k napájení koaxiálem, ovšem s podmínkou, že vřadíme symetrizaci 1:1, aby anténa nešilhala. K tomu jsem použil balun 1:1 tvořený toroidem, do kterého je navinut přímo koaxiální kabel, viz obrázek:      Vyvedení koaxiálního kabelu od balunu 1:1 je vnitřkem trubek prostředního ráhna, vedoucí kabel v úrovni středu reflektoru až do prostoru za anténou, kde teprve je PL-konektorem připojen kabel od stanice. Při stavbě antény nepodceňujte vyvedení a svěšení napáječe mimo obdélník ať už dozadu, nebo do boku. V žádném případě neveďte kabel dolů po stožáru v blízkosti mezery "C", anténu tím rozladíte.      Pomocí SWR metru a čichátka jsem zjistil, při jakém kmitočtu anténa rezonuje (za rezonanční kmitočet jsem považoval kmitočet, při kterém je SWR nejnižší a čichátko ukazuje největší sílu pole). Rezonuje-li anténa příliš nízko, je potřeba ji zkrátit a naopak. Při zkracování nebo prodlužování, musíme změnit všechny rozměry antény, tzn. A,B a D. Vhodné je nezkracovat zkusmo, ale rovnou si nový rozměr znovu vypočítat na upravenou frekvenci. Ladí-li anténa např. o 1 MHz níž, do programu zadám místo 27 MHz 28 MHz. Drát zkrátím, mezeru C ponechám beze změn, raději však delší, při ladění ji pak upravíme na ideální hodnotu.      Změnou mezery C dolaďuji impedanci antény (50 ohmů). Čichátkem kontrolujeme intenzitu vyzářeného elektrického pole, anténu dolaďujeme samozřejmě na maximum této hodnoty.      Anténa se ladí velmi dobře, chová se nezáludně, hodnota SWR je nepřímo úměrná intenzitě vyzářeného elektrického pole. Reakce na změnu rozměru mezery C je dobře měřitelná, žádné ostré výkyvy intenzity el. pole se nekonaly, ale dá se nastavit na ideální hodnotu +/- 1 mm. Mám zhotoveny dvě smyčky (pro pásmo B a pro pásmo C), které jsem při ladění střídavě upravoval a tím si zajistil nezkreslené porovnání, jak se anténa chová před a po ladícím kroku. Při ladění lze mezeru "C" měnit rozepřením spojovacích šňůrek. Po zjištění ideální mezery jejich délku upravíme, aby nebylo potřeba rozpěrky.     Praktické poznatky o této anténě v pásmu CB jsou zatím takové: Absolvovali jsme s ní sice Béčkový závod, LPD, RKL-contest a částečně EBH, zrada ale byla v tom, že prvotní nosná konstrukce z počátku nezajišťovala anténě vždy ten správný obdélníkový tvar a ta při každém dalším vztyčení vykazovala rozdílné parametry. Prostě nešla odpovědně doladit. Rozdíly nevypadaly nijak tragicky, hodnota SWR se střídavě pohybovala od 1,1 (někdy i od 1) do 1,4 a navíc se nám podařilo několik velmi pěkných spojení, takže mne to zpočátku příliš netížilo. Poslední úprava nosné konstrukce však anténu posunula do úplně jiné dimenze. Obdélník byl nekompromisně natažen do tvaru obdélníku a parametry po rozložení, složení a následujícím vztyčení od té doby zůstaly konstantní, ladící práce mohly začít.      Prvotní parametry antény sice umožňovaly provoz, ale úsilí věnované jejímu doladění stálo za to. Během tří "odpoledních ladicích a měřicích" zářijových portejblů se mi podařilo vytáhnout rezonanční kmitočet odněkud z pod spodního okraje pásma B do okolí desátého kanálu a intenzitu vyzářeného elektrického pole při SWR 1 zvednout o 20%.     Za veliké plus této konstrukce považuji to, že montáž - demontáž sestavy je velice jednoduchá a rychlá a nic při tom nemusíte šroubovat - sestavíte páteř, na tu nacvakáte ráhna se smyčkou, připojíte koaxiál, celé to napíchnete na stožár a můžete tyčit - nejpracnější je rozmotání kotevních lanek a koaxu :o) Hmotnost celé sestavy (anténa + dvoubambusový stožár, včetně kotvících kolíků) je 6,7 kg, svorkovnice napájení antény je vnecelých sedmi metrech nad zemí.      Tento článek není dogma, kromě postupu ladění je to jen popis jedné z mnoha variant, jak se lze vypořádat se stavbou této antény pro pásmo CB. Pokud se rozhodnete pro stavbu moxonova obdélníku pro CB, přeji úspěšnou stavbu a věřím, že jejími vlastnostmi nebudete zklamáni. Převzato z webu PMR + CB stránky Artabana.