[CCF] Vertikaalikommentti OH2KI - Povitasku_4-square

['Zaba' OH1ZAA]

Sirs!

Kiitoksia OH2KI/Jormalle kommenteista! Jorma on oman pitkän kokemuksen,
ja välillä antennispesialistien, kuten OH2DT/Antin avustuksella saanut
säteilevän maailman semmoiseen kuriin, että olkoon antenniratkaisun
lopullinen sijainti, tai sen "maataso" (counterpoise) sitten millä
korkeudella tahansa, niin hyvin se toimii (kuten alla olevasta
listauksesta ilmenee).

Siitä taitaa olla jo kohta 20 vuotta, kun suunnittelin Jormalle ZB2X-
peditiolle lyhennetyn 4-square antennin. Tämä povitaskuversio ei nähnyt
ehkä koskaan päivänvaloa (ainakaan Gibraltarissa), mutta suunnittelussa
tuli esille joitakin erittäin mielenkiintoisia seikkoja. "Kuution" sivu
ei ollut tehty perinteisellä 1/4 lambdan välillä, vaan 1/8 spacingillä.
Myös elementtien korkeus oli vain puolet normaalista.

Kyse oli 3.5 MHz:n 4-square "miniatyyristä", sisällöltään vain vaivaiset
kahdeksasosa normaalikokoisesta. Maatasoa en tarkalleen muista, mutta
yksi neliönmuotoinen lankakehä taisi kiertää pystykeppien juuret, ja
vinot radiaalit antennin "painopisteestä" poispäin neljään suuntaan.
Mallinnuksessa oletettiin keskinkertainen maan laatu. Pystyelementtien
huiput oli sähköisesti lyhennetty niin, että niistä lähti kaksi liki
1/8 aallon lankaa, jotka olivat rinnan naapurielementtien huippulankojen
kanssa, aina pari kerrallaan. Koko rakenne pysyi pystyssä neljällä mini-
haruksella jokaisen vertikaalin huipusta alas viistoradiaalien suuntaan.
Saattaa olla, että osa viistoharusta palveli myös huippukapasitanssina.
Tarkoitus oli, että tämä olisi noussut jonkun suuremman kontestin ajaksi
Gibraltarin (ainoalle?) jalkapallokentälle, merimajakan läheisyyteen.

Antenna Optimizerilla (tai oliko vielä varhainen K6STI:n MN-versio?),
tuli yllätyksenä esiin, että sekä suuntakuvio, että absoluuttinen
vahvistus eivät poikenneet desibeliäkään täysikokoisen arvoista.

Lisäksi rakenne oli merkillisen laajakaistainen. Siihen löytyi
myöhemmin intuitiivinen selitys: että tässä oltiin tekemisessä
samanlaisen ilmiön kanssa, kuin ULA-radion välitaajuusfiltterin
yhteydessä. Huippukapasitanssilankojen rinnakkainasetuksen takia
saatiin ylikriittisesti kytketyt virityspiirit, jotka yhteensä
täydellisen symmetrian kanssa - toisin kuin atomipommileikeissä
käytetyn kriittisen massan tapauksessa - antoivat erittäin
toivottavan ja hallitun ominaisuuden (sallittakoon tämä
herkullinen vertauskuva).

Tämän päälle tuli vielä yksi bonuslaukaus: kun täysimittaisen
4-squaren keskipisteeseen ("painoakselille") laittaa johtimen,
niin siihen indusoituu virta tai jännite, koska vaihesuhde
elementeissä on 0, -90, -90, -180 astetta. Tämä ei ole mikään
ongelma silloin kun siellä ei ole johdinta. Mutta jos laittaa
tämän rakenteen mastoon, tai esim. Volvo 240:n katon päälle
(kuten minulla oli 50 MHz:n "Zabacube:n tapauksessa"), niin
maatasoon indusoituu virtavektori, joka pilaa säteilykuvion.
Noiden neljän elementin virtavektorien summa ei ole nolla.

Nyt se bonus: 1/8 aallon povitasku_4-squaren virtojen vaiheet
ovat 0, -135, -135, -270 astetta. Kun nämä vektorit piirtelee
paperille niille kuuluvilla amplitudiarvoilla, ja summaa ne,
niin resultoiva kenttä keskipisteessä on liki nolla. Tämäpä
sallii siis ratkaisuja muuallekin kuin maa(taso)n päälle.

Tämän viikon kunniaksi aoinkin (ehkä) vielä esittää mastoon
projisoidun version, joka mahdollisesti pystyy korvaamaan
jossain määrin 3.5 MHz:n yagit, eliminoi kääntömoottorin
tarpeen, ja mahdollistaa workkimissuunnan pikamuutoksen.
Katsotaan nyt riittääkö tälle aikaa. Mieluimmin näkisin
muitakin tältä pohjalta suunniteltuja kokonaisuuksia, jotta
voitaisiin vähän vertailla ominaisuuksia (ainakin paperilla).

Jään nyt aluksi mielenkiinnolla odottelemaan, kuten ehkä moni
muukin. Puolestani tämä ei ollut vielä 100%:n lupaus. Varmempaa
on ensin julkistaa pelit, ja sitten ihmetellä, että mitä nyt
taas tuli tehtyä. Lähiaikoina rauhoitetaan tämä aihepiiri, ja
laitetaan vapaaehtoiset oravat rakentelemaan (tai majavat,
kts. alla). Mutta lähettäkää omat ehdotuksenne (elevated_4-sq)!

Haaste on heitetty; onko tämä kontesti? 73, "Zaba" OH1ZAA/2


P.S. Joku voisi kokeilla sen "tislatun" dielektrisen antennin,
      tekemällä jääkairalla reiän riittävän syvän puhdasvetisen
      järven jäälle. X-muotoiset neljä radiaalia reiästä eri
      tuulensuuntiin jään päälle; reiästä 2.5 metrin pituinen
      alumiiniputki kokonaan veden alle. Sitten mittaukset
      impedanssianalysaattorilla. Menisikö vireeseen 3.5 MHz:n
      paikkeilla, ja workitaanko jatkossa vedenalaisilla DX:iä?
      [varoitus: merivedessä ei toimi, ja naskalit kaulaan!].


At 12:28 21.2.2006 -0500, OH2KI wrote:

>OH1ZAA puhuu asiaa, kokemukseni ovat aivan samanlaisia.

>OH6TI:n 4-square oli Suomen ensimmäinen, se toimi loistavasti, maataso oli
>todella hyvä, maassa.
>EA8EA:lle teimme OH2DT:n kanssa 4-squaren, elementit T-elementtejä, 12 m
>korkeita vain, ja yksi maatasolanka per elementti a varttiaalto. Se toimi
>aivan superhyvin.
>SA/Intin AKI-radion antennin oli insinööri suunnitellut joskus 1940-luvulla,
>siinä oli kolme "vastapainoksi" nimettyä maatasolankaa, korkealla ilmassa,
>se toimi loistavasti.
>
>Kommentti maatasolankoihin: YLEn kirjastosta saa sen kirjan, johon kaikki
>referoivat lukematta koko kirjaa. Sen mukaan optimaalisessa maatasossa on
>114 (vai oliko 112) puolen aallon pituista maatasolankaa. Koe tehtiin 1937
>USA:ssa RCA:n laboratoriossa, testattiin noin 5 MHz:lla erilaiset maatasot,
>pitkiä ja lyhyitä, eri lukumäärä lankoja. Yksi testisarja oli, miten syvälle
>maahan langat pitää haudata. Lopputulos oli suunnilleen, ettei pidä haudata.
>Testaaajat eivät testanneet ylös nostettuja maatasolankoja, mikä olisi
>tuonut uusia ajatuksia. Nämä 1930-luvun keskiaaltoantennitestaajat lähtivät
>siitä, että antennin peilikuva on mukamas maan sisällä...kysyinkin kerran
>ON4UN:ltä, onko kukaan nähnyt sitä. Näkemättä sanon, ei se siellä ole.
>Turvallista matkaa vain kastemadoille.
>
>73 OH2KI