Opravy 70cm antény M2 38 el.

(automatic translation)

Tuhle anténu si řada OK radioamatérů pořídila v 90 letech a má ji dodnes. Parametry té antény jsou i v porovnání s novějšími anténami velmi dobré, především z hlediska odolnosti na boční vítr během závodů. Antény jsou koncipovány především pro pozemský provoz, pro EME vadí jejich poměrně malý předozadní poměr, který může přinést zvýšení šumové teploty antény. Jenže 25 let je dlouhá doba a antény stárnou podobně, jako jejich majitelé. Níže tedy uvádím typické aktuální závady antény Yagi tohoto výrobce a způsoby jejich odstranění.

Nejprve přepočet na metrické míry této populární antény:

Problémy a opravy:

Nebudu se zabývat mechanickými problémy těla antény. Pokud ji správně sestavíte, je poměrně odolná, Originální třmeny umožňují její montáž na trubku o průměru do 53mm. Prvky mají průměr 3/16 palce a jsou na svém místě zafixovány nerezovými "zakusovacími" kroužky Starlock. Pokud jsou vadné, doporučuji koupit nové v nějakém e-shopu se spojovacím materiálem v zemích, kde se obvykle neměří na mm - tedy primárně v USA, nebo UK. Chcete-li si problém řešit doma, potom doporučuji izolační kroužky prvku vytočit na soustruhu z nějakého materiálu, který lze lepit (například textit, nebo skelný laminát) a izolační průchodky i s vloženým prvkem (pozor na jeho vycentrování) ve správné pozici zafixovat epoxidovým lepidlem. Se samotnou anténou většinou více problémů není a pokud přece jen, mechanicky šikovný radioamatér si jistě dokáže pomoci sám.

Poznámky k opravě zářiče u antény M2:

a) u některých antén není na koncích dolních hliníkových vodičů dipólu správně zalisovaný měděný vodič, na který se pájí vývody balunu a N konektor. Výsledkem je, že měděný vodič (u starších antén je použita licna, u novějších Cu vodič cca 1,6mm) utvoří v otvoru v hliníkovém vodiči o průměru 3,2mm (přesně 3,175mm) galvanický článek a přechodový odpor, který časem vytvoří vakl. Anténa má horší zisk (zejména při větším výkonu) a šumí při příjmu. Řešením je demontovat tyto dva prvky dipólu, vytáhnout (vytrhnout) měděné vodiče, otvor protáhnout na soustruhu vrtákem 1,7mm, ustříhnout si z nějaké licny (např. vodič 4mm2 k reprobednám) cca 2cm dlouhý svazek měděných drátků a ty jeden za druhým nastrkat do otvoru tolik, kolik se jich tam vejde. Potom pomocí lisovacích kleští na konektory zalisovat toto spojení šestihranem  1/10 palce. Měděné drátky ocínovat a přistřihnout na požadovanou délku (cca 6mm).

b) u starších antén, které jsou na povětrnosti, časem díky UV záření degraduje nylonový izolant, kterým prochází dolní vodiče dipólu (viz výše) do vyfrézované hliníkové krabičky, kde jsou F konektory pro balun a N konektor. Nejprve vybereme izolační gel, odpájíme vodiče, povolíme červíky, které drží izolant na místě a izolant i s dolními vodiči dipólu (viz výše) vytáhneme z krabičky. Nové izolační vložky vytočíme na soustruhu z teflonové kulatiny 15-16mm. Délka izolantu je 19mm, průměr 12,7mm a otvor pro vodič dipólu vrtáme na soustruhu vrtákem 3,2mm. Teflonové izolační průchodky naklepneme do těla hliníkové krabičky tak, aby zakrývaly max 40% otvoru pro příslušný F konektor (který odpájíme a z krabičky předem vyšroubujeme). Potom F konektor do těla vyfrézované krabičky opět zašroubujeme (bude teflonovou vložku držet na místě ve správné poloze) a naklepneme do teflonových průchodek zpět dolní vodiče dipólu tak, aby dovnitř do prostoru spojů v krabičce právě lícoval vnitřní konec spodního vodiče dipólu. Venkovní konec těchto vodičů potom trčí z krabičky ven cca 132mm (není to kritická délka). Červíky s citem dotáhneme.

c) u některých antén, které jsou zatěžovány větším VF výkonem, většinou vyhoří kleštinka v jednom z F konektorů (maminka), které jsou zašroubovány do hliníkové krabičky zářiče (viz popis výše). Anténa má vysoké SWR a špatně poslouchá. Když demontujeme krabičku zářiče z antény (i s dolními vodiči dipólu), nemají tyto vodiče galvanické propojení přes balun tvořený 75-ti ohmovým kabelem s kompresními F konektory. Při této opravě budeme postupovat takto:
    -  Nejprve je zapotřebí si uvědomit, že F konektory na toto místo nepatří. Nejsou dimenzovány na takovou výkonovou zátěž a miniaturní kleštinka v F konektoru (maminka) dříve, nebo později prostě vyhořet musí. Proto budeme upravovat oba F konektory - i ten, který zatím nevyhořel. Koupíme si kabel RG6 (pod různým označením ho vyrábí prakticky každý výrobce koaxiálních kabelů - Commscope, Belden, Cavel, atd, atd a to včetně různých malých i "no name" výrobců. Najděte si ho na webu. Kabel má obvykle bílou barvu (pro vnitřní použití), PVC obal o průměru cca 6,8mm, dvojité stínění - jedno stínění tvoří hliníková fólie, druhé poměrně řídké opletení z pocínovaných drátků. Stejný kabel je použit i na balunu výrobce antény (M2), ale ten nemůžeme použít, protože stávající kompresní kabelové F konektory (tatínek) není možno rozebrat a použít znovu.  Musíme tedy koupit nejen příslušný kabel, ale také F konektory na tento kabel. Pokud chceme zachovat výkonovou zatížitelnost antény, musí to být konektory kompresní - to jsou profesionální konektory, které se používají při výstavbě sítí kabelové televize. K jejich montáži ovšem budeme potřebovat i odpovídající nářadí, bez kterého není možné na správnou montáž kompresních konektorů ani pomyslet. Potřebujeme zejména příslušný ořezávák kabelu a kompresní kleště na příslušné konektory. Doporučuji oslovit některého z techniků sítě kabelové TV - ten by měl být plně vybaven. Ovšem pozor - délka fázovacího vodiče by měla být na daném kmitočtu právě polovina vlny - samozřejmě včetně započtení zkracovacího činitele daného kabelu. Na 432MHz je to pro kabel RG6 s pěnovým dielektrikem a zkracovacím činitelem 0,85 (velocity) právě 295mm (mezi konci stínění). Délka stávajícího fázovacího vodiče balunu na anténě M2 je 285mm, protože se počítá s délkou F konektoru (F - maminka, zašroubovaná v tělesu krabičky zářiče). Jenže v tomto konektoru je právě ta problematická kleštinka... Jak dá rozum, nejméně poruch má v provozu ten díl, který není vůbec použit! Pokud kleština F konektoru (female) nepřenese požadovaný výkon, jednoduše ji nepoužijeme. Konektor F na kabelu (tatínek) namontujeme tak, že z něj bude trčet 3 cm dlouhý centrální vodič koaxiálního kabelu a tento vodič zasáhne až dovnitř krabičky, kde bude připájen do obvodu přizpůsobení. Jak prosté! Ale k tomu je nejprve nutné použít takový ořezávák kabelu, který to umožňuje (já jsem v něm vylomil zarážku) a zajistit, aby průchodka prostřednictvím F konektoru dovnitř do krabičky, měla charakteristickou impedanci a zkracovací činitel, aby bylo možné v obvodu s těmito parametry počítat. Aby to bylo možné, použil jsem pro tento účel dvě spojky F (maminka - maminka), přičemž tu stranu, která je zapertlovaná, jsem opatrně odstranil na soustruhu. Spojka se rozpadne (ty kleštinky jsou opravdu nic moc, že?) a zbyde nám polyetylénová trubička - na jedné straně s dnem a milimetrovou dírkou uprostřed a tu druhou polovinu přiřízneme tak, aby nám zbyla jen trubička. Tyhle trubičky pasují do kovového tělesa F spojky, kterou protáhneme vodič z konce kabelu fázovacího vedení. Abychom dodrželi impedanci (vnitřní průměr F spojky je cca 7mm) zastrčíme do F spojky jak polyetylénovou trubičku s dírkou (dírku ve směru do krabičky) ale dovnitř trubičky se nám ještě vejde 19mm dlouhý sloupeček pěnového dielektrika kabelu. Jo, opravdu, do té trubičky perfektně sedne! Tím jsme se skrz těleso F spojky dostali dovnitř do krabičky, kde je možné vnitřní vodič koaxiálního kabelu zkrátit na požadovanou délku a zapájet! S druhým koncem fázovacího kablíku a druhou F spojkou učiníme totéž. Jenže... Prodloužením koaxiálního vedení (každá spojka je dlouhá 18mm) musíme zase příslušným způsobem pokrátit kabel fázovacího vedení. Od původního kabelu bude přesně o 10mm kratší, tedy 275mm (mezi dny konektorů F - tatínek). Pokud obě F spojky mají mechanicky 36mm délky, tak prostřednictvím zkracovacího činitele 0,73 se elektrická délka zkrátí cca o 27mm. A pokud polovina lambdy bude s využitím tohoto kabelu 295mm, tak bychom měli použít kabel o délce 268mm. Jenže, šedá je každá teorie. Protože nějaký vliv ještě mají i parazitní parametry obvodu, jako nejlepší délka fázovacího vedení nám vyšla hodnota 275mm. Naštěstí tahle délka není úplně kritická a 2mm chybu délky fázovacího kabelu tahle anténa "zkousne". Vnitřní prostor "krabičky" ponechávám bez originálního izolačního gelu, ale pokud by se vám zachtělo, podobný izolační gel je možné koupit tady (nezkoušel jsem).

d) inu - a na závěr už jen několik poznámek: krabičku samozřejmě vhodně zvenku zatěsníme proti vnikání vody (Resistin Car), nastavíme zkratovací spojky gama matche u obou polovin dipólu tak, aby vzdálenost mezi hliníkovou krabičkou a spojkou byla na obou stranách dipólu 108 až 111mm (výrobce M2 doporučuje 120mm, ale to je moc), podle tabulky zkontrolujeme délky prvků (někdy bývají prohozené) a můžeme se těšit na přizpůsobení okolo 1 : 1,1. To pochopitelně platí pro suché počasí. Při dešti kmitočet antény "odcestuje" cca 2-3MHz dolů, ale přizpůsobení by se nemělo zhoršit na víc ,než okolo 1: 1,4 což je ještě akceptovatelné. Kabelové vedení od N konektoru antény by mělo být přichyceno k ráhnu antény až zhruba po 30-40cm od konektoru. Pokud anténu sestavoval někdo jiný, doporučuji s pomocí veliké šupléry a ocelového svinovacího metru zkontrolovat správné délky prvků antény a jejich pozici. Anténa je velká a možnost chyby při sestavení není nikdy vyloučena. A jak s dvoumetrovou verzí této antény? Je to obdobné. Nebojte se. Hodně zdaru na pásmu!

73 de OK1VPZ

www.ok2kkw.com

Lépe jednou vidět, než stokrát slyšet...  Následují fotografie k tomuto tématu. Po rozkliknutí se zvětší:

	PS: díky DG7YBN za analýzu antény v programu EZNEC!  Gama match přizpůsobuje impedanci dipólu na 50 ohmů. Pokud bychom nechali na anténě jen samotný přímý dipól o stejné délce a poloze, impedance antény v rezonanci by byla okolo 32 ohmů. Anténa má výborný předo-boční poměr. Předo-zadní poměr (vlevo) je jen průměrný, což je ovšem pro pozemský radioamatérský provoz plně vyhovující.