Short Delta Loop Antenna for 40 to 6 meters bands

Αγάπη μου, συρρίκνωσα την κεραία!!!

Εισαγωγή:
Η κατασκευή και η εγκατάσταση τελικά μιας κεραίας Delta Loop αντικειμενικά αποτελεί φετίχ για κάθε ραδιοερασιτέχνη ανά την υφήλιο! Αρκεί βεβαίως να έχει όρεξη για επαφές DX ή για κάποια σοβαρή έστω παρουσία στις μπάντες. Όσο για τον υποφαινόμενο … ουδείς λόγος για διαφοροποίηση στάσης! Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή.

Πριν από μερικές ημέρες μου τηλεφώνησε ο Θοδωρής ο SV1EGE, με τον οποίο είχαμε μια αρκετά εποικοδομητική συζήτηση, με αφορμή και φυσική αφετηρία, την δημιουργία της Ελληνικής Λέσχης PSK. Αφού είπαμε αρκετά, έφτασε και η ώρα της ανταλλαγής εμπειριών γύρω από τις κεραίες που χρησιμοποιεί ο καθένας μας. Ο φίλος μου ο Θοδωρής λοιπόν χρησιμοποιεί μια Delta Loop full size η οποία ξεκινάει να παίζει από τα 80 μέτρα.
Φοβάμαι όμως πως ίσως κάποιοι φίλοι να μην γνωρίζουν τι ακριβώς είναι αυτή η κεραία Delta Loop ή βρόγχου, Ελληνιστί. Τι λέγατε για λίγη θεωρία; Λίγη θεωρία άλλωστε, δεν έβλαψε ποτέ κανέναν μας!

Θεωρία:
Η κεραία βρόγχου λοιπόν, είναι η κεραία εκείνη που σχηματίζει ένα κλειστό κύκλωμα, βρόγχο, της οποίας ο αγωγός σχηματίζει μία ή περισσότερες στροφές ούτως ώστε οι δύο άκρες του να είναι κοντά μεταξύ τους.

Delta Loop Antenna Schematic

Οι κεραίες βρόγχου μπορούν να χωριστούν γενικά σε δύο κατηγορίες. Εκείνες στις οποίες τόσο το συνολικό μήκος του αγωγού και η μέγιστη γραμμική διάσταση της στροφής είναι πολύ μικρές σε σύγκριση με το μήκος κύματος, και σε εκείνες που τόσο το συνολικό μήκος του αγωγού και η μέγιστη γραμμική διάσταση αρχίζουν να είναι συγκρίσιμα με το μήκος κύματος. Η πρώτη κατηγορία ονομάζονται small Loop και η δεύτερη large loop. Εμείς εδώ ουσιαστικά θα ασχοληθούμε με τις large loop ή full size loop κεραίες. Αυτές τώρα με τη σειρά τους μπορούμε να τις χωρίσουμε σε κατηγορίες, ως προς το σχήμα τους. Υπάρχουν λοιπόν οι τρίγωνες, οι τετράγωνες, οι πολύγωνες και φυσικά οι κυκλικές. Ως προς τη πόλωση τώρα, τις κεραίες βρόγχου μπορούμε να τις πολώσουμε οριζόντια ή κάθετα. Όρεξη μόνο να έχουμε και τα υπόλοιπα τα βρίσκουμε!

Υπάρχει και κάτι άλλο που πρέπει να γνωρίζουμε. Οι λούπες συντονίζουν και στις αρμονικές τους! Δηλαδή f*2, f*3,f*4 κτλ. Έστω f = 7 MHz τότε έχουμε, f*2 = 14 MHz, f*3 = 21 MHz, και f*4 = 28 MHz Μπορείτε τώρα μόνοι σας να υπολογίσετε σε πόσες ακόμα συχνότητες θα συντονίζει μια κεραία δέλτα λούπ αν τη σχεδιάσουμε για τους 3,5 MHz.
- Ωραία όλα αυτά, αλλά τι διαστάσεις έχει αυτή η κεραία βρε παιδιά;
- Το μόνο που χρειάζεται να κάνει κάποιος, σε πρώτη φάση τουλάχιστον, είναι η χρήση του μαθηματικού τύπου: 306,3/f Όπου f η συχνότητα σε μεγακύκλους. Με τον τύπο θα βρούμε την περίμετρο της κεραίας μας. Όσοι πάλι δεν έχετε και πολύ όρεξη για μαθηματικά μπορείτε να επισκεφτείτε το παρακάτω σύνδεσμο:
http://mysite.verizon.net/ka1fsb/loopcalc.html
Δεν έχετε παράπονο, έτσι; Ευκολάκι σας έβαλα σήμερα (μέχρι στιγμής!!!).

Σχεδιασμός και κατασκευή.
Αφού με έβαλε για τα καλά στη πρίζα ο φίλος μου ο Θοδωρής, άρχισα κι εγώ να σκέφτομαι τι θα μπορούσα να φτιάξω και έτσι ξεκίνησα τους υπολογισμούς μου, 3 το λάδι, 3 το ξύδι … φτου σου (μη σε ματιάσω) δεν χωράει μέσα στην ταράτσα μου! Ήτοι, 306,3/f => 306,3/7,050 = 43,447 μέτρα η περίμετρος! Αν τώρα τη κάνω τετράγωνη αυτό σημαίνει ότι η κάθε της πλευρά θα έχει μήκος 43,447/4 = 10,86 μέτρα! Που στην ευχή να την τοποθετήσω μου λες; Αν την κάνω τρίγωνη 43,447/3 = 14,82 μέτρα η κάθε πλευρά!!! Αυτή κι αν δεν χωράει, εκτός και αν … (πέρασαν μερικές βρώμικες σκέψεις από το μυαλό μου), εκτός και αν τις χώσω εκεί πέρα κανά πηνίο ή την αναδιπλώσω!!! Πέρυσι είχα φτιάξει μια δέλτα λούπα για τα 17 μέτρα και για καθαρά πειραματικούς λόγους, την είχα αναδιπλώσει! Δεν ήταν άσχημη ως ιδέα, απλά παρουσίαζε πολύ στενό εύρος, συντόνισε πιο χαμηλά, σε κάποια σημεία υπερτερούσε ενώ σε κάποια άλλα όχι και κάτι τέτοια παράξενα κι έτσι δεν με ενθουσίασε και τόσο αυτή η ιδέα. Ωστόσο όμως η χρήση πηνίου εξακολουθούσε να στριφογυρίζει στο μυαλό μου και είχα ήδη αρχίσει να το βλέπω πιο σοβαρά το όλο εγχείρημα! Αφού ξεκίνησα εκ νέου τους υπολογισμού μου 3 το λάδι, 3 το ξύδι και 6 το λαδόξυδο! Ναι σου λέω. Τώρα μου έβγαιναν οι διαστάσεις όπως εγώ τις ήθελα!!! Για μια δέλτα λούπα με 8,5 μέτρα η κάθε πλευρά και το υπόλοιπο μήκος που μας λείπει θα το συμπληρώσει ένα υπέροχο πηνίο! Κατέληξα στο σχήμα δέλτα γιατί με βόλευε περισσότερο ως προς την τοποθέτηση.
Αφού διάβασα ένα άρθρο σχετικό με το θέμα που με απασχολούσε και είχε να κάνει όχι μόνο με την τιμή της αυτεπαγωγής του πηνίου που έπρεπε να χρησιμοποιήσω, αλλά και το σημείο που έπρεπε να το τοποθετήσω κατέληξα στα εξής:
Α) Η τιμή της αυτεπαγωγής που χρειάζομαι είναι 56,7 μΗ (έβαλα κάτι τοις παραπάνω)
Β) Το πηνίο το τοποθετούμε ‘απέναντι’ από το σημείο τροφοδοσίας.

Ακολουθεί σύντομο βίντεο με το σχηματικό της Short Delta Loop Antenna καθώς και άλλες χρήσιμες πληροφορίες.



Εκτός όμως από την αναδίπλωση και το πηνίο υπήρχε και κάτι άλλο που με απασχολούσε και που δεν είχα δοκιμάσει ποτέ σε κεραία λούπα και που το ήθελα πολύ όμως. Αυτό ήταν η προσθήκη ανοιχτής γραμμής, μέχρι κάποιο σημείο τουλάχιστον. Πιο εύκολα θα συντόνιζε στις υπόλοιπες μπάντες, κυρίως σε αυτές που βρίσκονται εκτός αρμονικών. Άντε τώρα βρες ανοιχτή γραμμή με σύνθετη αντίσταση σαν αυτή τις κεραίας μας! Εδώ το ρισκάρισα λιγάκι, για να είμαι ειλικρινής, και επέλεξα καλώδιο ηχείων, το γνωστό μας κόκκινο – μαύρο, διατομής αγωγών 1 χιλιοστό. Αυτό παρουσιάζει σύνθετη αντίσταση περίπου 90 Ωμ. Η λούπα παρουσιάζει σύνθετη αντίσταση περί τα 110 Ωμ χωρίς όμως πηνία ή άλλες μεθόδους τεχνητής επιμήκυνσης. Με τέτοιες μεθόδους η σύνθετη αντίσταση πέφτει. Άρα η όποια ελπίδα για απόλυτο ταίριασμα μεταξύ κεραίας και γραμμής μεταφοράς, είχε σχεδόν εξανεμιστεί!
Το τελευταίο στάδιο που μου είχε απομείνει, πριν αρχίσω την κατασκευή, ήταν η επιλογή πόλωσης της κεραίας. Επέλεξα κάθετη πόλωση, περισσότερο για να εκμεταλλευτώ τη χαμηλότερη γωνία ακτινοβολίας που προσφέρει αυτή η πόλωση, σε σχέση με την οριζόντια. Το αν δικαιώθηκα για αυτή μου την επιλογή θα το διαπιστώσετε πιο κάτω.

Για την κατασκευή της δέλτα λούπ χρησιμοποίησα μονόκλωνο καλώδιο ηλεκτρολογικών εφαρμογών 1 χιλιοστού. Το ίδιο χρησιμοποίησα και για την κατασκευή του πηνίου. Το πηνίο το τύλιξα σε σωλήνα υδραυλικών εφαρμογών και η διατομή του είναι 63 χιλιοστά. Το μήκος του πηνίου είναι 12,6 εκατοστά.
Η κατασκευή αναρτήθηκε σε ιστό ύψους 10,5 μέτρων και η απόσταση της κάτω πλευράς από την ταράτσα πρέπει να είναι κάτι παραπάνω από 2,5 μέτρα.
Μεταξύ ανοιχτής και ομοαξονικής γραμμής τροφοδοσίας, έχω τοποθετήσει το γνωστό choke balun. Αυτό υλοποιείται από 7 σπείρες RG 213 ή RG 8 κολλητές μεταξύ τους, με εσωτερική διατομή 13 εκατοστά. Παράλειψη που δεν το αναφέρω στο βίντεο!

Απόδοση – το ποθούμενο!
Αφού τελείωσα την εγκατάσταση, κατέβηκα αμέσως στο shack και άρχισα τις ακροάσεις. Η συχνότητα που μου συντόνισε, με την τιμή που έχει το πηνίο, είναι 6,812 με minimum SWR 1.2 Θα πρέπει κάποια στιγμή και με την πρώτη ευκαιρία, να αφαιρέσω 2 σπείρες από το πηνίο και να τη ‘ψάξω’ εκ νέου!!! Είχα προσθέσει περισσότερο πηνίο όταν την έφτιαχνα για τον φόβο των Ιουδαίων, hi, hi!!! Αν είχα κάποιο Antenna analyzer, σίγουρα ο συντονισμός της θα ήταν πολύ πιο εύκολος. Έτσι αναγκαστικά βαδίζω με τους γνωστούς πατροπαράδοτους τρόπους!
Τη κατασκευή συντονίζει με ιδιαίτερη ευκολία το εσωτερικό antenna tuner του π/δ ICOM IC-7400
Στην ταράτσα έχω εγκαταστήσει και ένα δίπολο με κυματοπαγίδες – trap (επιφυλάσσομαι για μια παρουσίαση στο εγγύς μέλλον), για τις μπάντες των 20 και 40 μέτρων. Αφού είχα μια δεύτερη κεραία ήμουν έτοιμος για συγκρίσεις. Και οι κόντρες άρχισαν!
Με το δίπολο των 20 – 40 μέτρων οι απόψεις … διίστανται! Στα μπάντα των 40 μέτρων λχ. πάει καλύτερα το δίπολο εντός Ελλαδικού χώρου. Εκτός Ελλάδας τώρα, δεν μπορώ να πω ότι πάει άσχημα. Στις πάνω μπάντες όμως (10 – 12 – 15) που την δουλεύω κατά κόρον όλες αυτές τις μέρες, η Short Delta Loop πάει πολύ καλά! Ειδικά στα 10 μέτρα είναι υπέρ του δέοντος ικανοποιητική! Υπάρχουν στιγμές μάλιστα που η απόδοση της μου θυμίζει κεραία υψηλού κέρδους!!!



Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
Εντάξει τώρα, μην περιμένετε ότι ανακαλύψαμε τον τροχό! Όπως έχω γράψει και στο άρθρο με τις κυματοπαγίδες – trap, σε αυτή τη ζωή τίποτα δεν μπορεί να είναι τέλειο. Έτσι λοιπόν και σε αυτήν τη περίπτωση μην περιμένετε ότι αυτή τη κεραία δεν τη διέπουν οι παραπάνω κανόνες. Υπάρχει άλλωστε και αυτό που υποστηρίζουν και φίλοι μας οι JA (Ιάπωνες, γα όσους δεν το γνωρίζουν) που λέει ότι είναι προσβολή προς το Θεό αν ο άνθρωπος φτιάξει κάτι που θεωρείται τέλειο!
Ας ξεκινήσουμε όμως πρώτα με τα ευχάριστα.
Πλεονεκτήματα:
1) Σε μία γραμμή μεταφοράς πολλές μπάντες. Χαρακτήρας πολυμπαντικός – multiband.
2) Οι περιορισμένες διαστάσεις της, με τη χρήση πηνίου – τεχνητή επιμήκυνση όμως, την κάνουν ιδιαίτερα ελκυστική ως κατασκευή.
3) Στις πάνω μπάντες, 15 – 12 – 10 πάει υπέρ του δέοντος καλά!
4)Η παρουσία της ακόμα και στα 6 μέτρα εξακολουθεί να τις δίνει έξτρα πόντους!
5) Πολύ οικονομική κατασκευή που δεν πρόκειται να ξεπεράσει το αστρονομικό ποσό των … 12 €! ΔΝΤ και καλή καρδιά παιδιά.
Μειονεκτήματα:
1) Στη μπάντα των 40 μέτρων συμπεριφέρεται όπως ορίζει η πόλωσή της. Μέσα δεν πάει πολύ καλά ενώ έξω καλά.
2) Στην μπάντα των 20 μέτρων … χωλαίνει!
3) Στη μπάντα των 18 μέτρων RF-ιάζει το σύμπαν!!!

Επίλογος.
Η οποιαδήποτε κατασκευή, ακόμα και η πιο απλή, αποτελεί πάντα πρόκληση για όποιον ραδιοερασιτέχνη σέβεται τον εαυτό του. Αυτό δεν αποτελεί ανάθεμα ούτε αιχμή προς όποιον έχει επιλέξει ή έχει χαράξει την πορεία που του ταιριάζει καλύτερα. Άλλωστε ο ραδιοερασιτεχνισμός δεν μπαίνει και δεν πρέπει άλλωστε να μπαίνει, σε κλισέ! Πάντα όμως θέλω να έχετε στο μυαλό σας ότι, μια ιδιο-κατασκευή είναι πάντα ένα βήμα προς την αυτοδιδασκαλία, την απόκτηση πολύτιμων εμπειριών και την ικανοποίηση της δημιουργίας και της δημιουργικότητας, στοιχεία που τόσο πολύ έχουν λείψει τα τελευταία χρόνια από την κοινότητά μας!

Πηγές:
Βιβλιογραφία, ARRL Antenna Book 20th Edition
Διαδίκτυο: http://www.rsars.org.uk/ ...

Πολλά 73 και για όσους επιχειρήσουν, καλή κατασκευή.