Antena WA-27 jako wielopasmowa mobilna antena KF dostrajana zewnętrzną skrzynka antenową

Moja antena WA-27 to 205,5 cm długości łącznie ze sprężyną – cewką, średnicy zewnętrznej 50 mm i 5,2 mm grubości drutu. Sprężyna a zarazem cewka to 9 zwojów drutu średnicy 5,2 mm o długości jednego zwoju 14,1 cm. Długość drutu zwiniętego w tej cewce to około 125 cm. Grubość drutu następnego, środkowego odcinka, to początkowo 3,77 mm zwężając się do 3,7 mm na końcu odcinka. Następnie kolejny tym razem górny odcinek długi na 96,5 cm, jednakowej średnicy na całej długości 2,8 mm.

Można przyjąć że długość elektryczna tej anteny to 3,15 metra pomimo długości mechanicznej 205,5 cm.

Spotykane są różne wykonania tej anteny zależne od producenta, opisałem budowę mojego egzemplarza anteny pochodzącej od producenta z Italii. Najczęściej spotykane rozwiązania anteny WA-27 charakteryzują się budową dwu odcinkową, odcinek dolny grubszy, górny cieńszy, mój egzemplarz jest trzyodcinkowy.

Antenę WA-27 można kupić w stosunkowo dobrej cenie np. w tym SKLEPIE

 

Aby antena WA-27 stała się wielopasmową, należy zasilać ją poprzez zewnętrzną skrzynkę antenową AH-2 zamontowaną jak najbliżej anteny. Skrzynkę antenową AH-2 łączymy z WA-27 jednożyłowym kablem a nie koncentrycznym, najlepiej w izolacji teflonowej dzięki czemu będzie praktycznie niezniszczalny. Zewnętrzna skrzynka antenowa AH-2 jest wodoszczelna, może być zamocowana do relingu tuż obok anteny WA-27, czym bliżej tym lepiej. Można też skrzynkę antenową zamontować wewnątrz auta tuż pod dachem, przewód należy wypuścić przez klapę bagażnika na zewnątrz. W przypadku montażu wewnętrznego należy zadbać żeby kabel łączący skrzynkę z anteną był jak najkrótszy, czyli skrzynka tuż pod anteną. Należy pamiętać, że kabel wychodzący ze skrzynki antenowej jest promieniującą częścią anteny, czym krótszy tym mniej promieniowania w.cz. wewnątrz auta.

Obecnie ceny AH-2 na rynku wtórnym są dość atrakcyjne.

AH-2, to chyba najtańsza zewnętrzna skrzynka antenowa typu L na rynku wtórnym. Skrzynka ta jest wyposażona w zewnętrzny box zdalnego sterowania dostrajaniem, działającym z każdym radiem po zastosowaniu kabla przejściowego. Kupiłem skrzynkę automatyczną ICOM AH-2 ze względu na to, że współpracuje z 2.5 m anteną AH-2b od 3.5 MHz oraz jest fabrycznie wyposażona w oddzielny, zewnętrzny box AH-2a do sterowania skrzynką antenową oraz TRX’em. Według mnie jest to idealny zestaw do mobilnej pracy w eterze. Z powodu wysokiej ceny anteny AH-2a, powyżej 400$, postanowiłem zastąpić ją nieco krótszą, i tańszą anteną mobilną WA-27. Antena mobilna WA-27 jest wyposażoną sprężynę będącą jednocześnie cewkę wydłużającą do długości elektrycznej 3,15m. Dzięki takiej konstrukcji anteny WA-27 powinna przewyższać sprawnością oryginalną antenę mobilną AH2b.

Box AH-2a można dostosować praktycznie do każdego radia, wystarczy dorobić odpowiedni kabelek do tego celu. Ja wykonałem go według własnego pomysłu. Podczas dostrajania steruje radiem FT-857D, tak żeby nadawał falę nośną jednocześnie redukując moc nadajnika w trakcie strojenia do 10W. AH-2 to świetny zdalny tuner, który pracuje bez zarzutu z wszystkimi antenami drutowymi różnych długości, dostraja się na wszystkich pasmach.

 

Dlaczego Icom AH-2 ?

AH-2 w porównaniu do skrzynki AH-4 pracuje z 2.5 m anteną już od 3 MHz oraz posiada zewnętrzny box AH-2a. Skrzynka antenowa AH-2 jest większa od skrzynki antenowej AH-4, jest zbudowana z większych oraz bardziej wytrzymałych podzespołów. Wszystkie przekaźniki, kondensatory i cewki są dużo większe niż w AH-4.

Główną zaletą tego tunera nad AH3 jest to, że jest wyposażony w zewnętrzny box AH-2a sterujący pracą skrzynki i TRX’a. W rezultacie można stosunkowo łatwo dostosować AH-2 do pracy z dowolnym TRX’em, dowolnej marki.

Wystarczy kupić żeński wtyk DIN7 i połączyć zgodnie ze schematem w instrukcji. Do wtyczki DIN7 należy podłączyć linię kluczującą, która wchodzi do gniazda KEY. Należy też podłączyć kabel zwrotny ALC zmniejszający moc wyjściową nadajnika do 10W w trakcie strojenia tunera do anteny. Następnie włączasz radio i naciskasz „tune” umieszczony w box’ ie sterującym AH-2a, a tuner zrobi resztę.

Dorobiłem dodatkowe zabezpieczenie przed oddawaniem mocy z radia w przypadku nie dostrojenia skrzynki w dość prosty  a zarazem oryginalny sposób. Wyprowadziłem sygnał 5 woltów z czerwonej diody LED sygnalizującej ERROR, wprowadziłem go poprzez kabel na pin TX inhibit w FT-857D. Gdy skrzynka wyświetli ERROR to FT-857D nie wypuści sygnału z nadajnika.

Jedyną wadę jaką zauważyłem w skrzynce antenowej AH-2 porównując do nowszych produktów, jest to że posiada tylko 8 pamięci ustawień.

Są skrzynki antenowe które mają ilość pamięci ustawień np. 20 000 tyś. myślę że tyle nie będzie nikomu potrzebne. Natomiast 8 pamięci ustawień to trochę mało, biorąc pod uwagę ilość pasm oraz możliwych częstotliwości do wybrania. Optymalną liczbą byłoby np. 200 komórek pamięci, taka liczba umożliwiłaby zapamiętanie praktycznie wszystkich możliwych wariantów dostrojeń.

Pamięci ustawień poprawiają komfort użytkowania skrzynki antenowej poprzez skrócenie czasu potrzebnego do osiągnięcia gotowości operacyjnej. Korzystanie z pamięci ustawień jest bardzo wygodne, umożliwia szybkie przeskakiwanie na inną częstotliwość bądź pasmo bez ponownego kilkusekundowego dostrajania.

 

Są też inne zewnętrzne skrzynki antenowe które można wykorzystać do pracy wielopasmowej z anteną WA-27

AH-3 skrzynka typu L lecz nie jest wyposażona w box sterujący typu AH-2a który znacząco ułatwia użytkowanie skrzynki.

SG-230 dałoby radę lecz jest bardzo drogą skrzynką typu Pi, skrzynki typu L charakteryzują się większą sprawnością.

AH-4 w mobilu można używać dopiero od 7 MHz, więc dla 3,5 MHz może być problem, chyba że pomiędzy skrzynką a anteną wstawimy cewkę indukcyjną. Dostałem informacje od jednego z kolegów, że AH-4 dostraja tę antenę dla 3,5 MHz nawet bez zastosowania cewki przedłużającej.

Automatyczne tunery antenowe SG-230 posiadają zakres częstotliwości: 1,8 do 30 MHz. Tuner automatycznie dopasowuje anteny drutowe: minimalna długość 2,5m, począwszy od 3,5MHz (SG-235: 7 m), 8m od 1,6MHz (SG-235: 16 m). Można również dopasować anteny drutowe o długości do 100 metrów. Wbudowany układ Pi umożliwia do 500 000 kombinacji połączeń elementów. Pamięć nieulotna przechowuje kombinacje elementów nawet bez podłączenia zasilania. Pamięć nieulotna przechowuje ostatnie 500 kombinacji i zastępuje starsze dane strojenia. Ponowny czas strojenia to tylko 10 ms dla wcześniej dostrojonej częstotliwości.

Wystarczy podłączyć automatyczny tuner do trx oraz anteny i zapomnieć! Nadajnik-odbiornik będzie zawsze „widział” dobrze dopasowaną antenę. Układ charakteryzuje się optymalną wydajnością tylko wtedy gdy tuner zostanie zainstalowany bezpośrednio w punkcie zasilania anteny. Jest to idealne rozwiązanie dla aplikacji mobilnych – już nigdy nie wymieniaj cewek antenowych podczas zmiany pasma lub częstotliwości! Automatyczny tuner antenowy jest dobrym rozwiązaniem dla radioamatorów z ograniczoną przestrzenią przy braku anten bazowych. Praktycznie prawie wszędzie można zarzucić drut na drzewo lub maszt. Tunery SGC są wbudowane w wodoszczelną obudowę, co ułatwia instalację na zewnątrz bazy antenowej. Zakres napięcia zasilającego DC wynosi 10 – 18V przy poborze prądu 1A.

 

Drobne modyfikacje zwiększające sprawność anteny WA-27

Można dla próby początkowo przedłużyć obecny odcinek dodatkowym odcinkiem 70 cm przy pomocy kostki energetycznej. W przypadku pozytywnych wyników, wymienić cały górny odcinek na nowy, zdecydowanie dłuższy i zwężający się ku końcowi. Najbardziej odpowiednim do tego zadania powinien być pręt od anteny lemm długości 170 cm o średnicy początkowej 2,9 mm.

To są moje „luźne” pomysły dotyczące modyfikacji anteny WA-27, część z nich zrealizowałem a część czeka na wypróbowanie. Wydłużenie anteny o 70 cm nie powiodło się, ponieważ antena „kładła” się, należy wypróbować o ile cm można przedłużyć antenę.

Można też poeksperymentować z kątem pochylenia pręta anteny względem pojazdu, przy odpowiednio dobranym kącie pochylenia jest możliwe uzyskanie właściwości NVIS.

Innym ciekawym sposobem poprawienia sprawności stosunkowo krótkiej anteny jest zastosowanie pojemności końcowej

Na końcu można spróbować zastosować miotełkę jako pojemność końcową np. z masażera do głowy. Do pracy bardziej stacjonarnej można na końcu zainstalować krążek z bardzo cienkiej i lekkiej blachy lub z siatki. To może być metalowe sitko, takie do przykrywania patelni żeby nie pryskała tłuszczem albo z blachy do pieczenia ciasta.

Jako pojemności końcowej można użyć trzepaczki do piany, takiej zwijanej z drutu. Oprócz pojemności końcowej dawała by też wydłużenie anteny bo to indukcyjność spiralna. Trzeba jednak pamiętać że pojemność końcowa powoduje wzrost dobroci Q anteny a co za tym idzie zawężenie szerokości pasma przenoszenia. Ponieważ tak zmodyfikowana antena WA-27 wykorzystuje do pracy wielopasmowej skrzynkę antenową, to zmiany dobroci Q nie mają większego znaczenia.

Można przyjąć że tak powstała antena przy długości fizycznej około 280 cm, dzięki cewce przedłużającej będzie równoważna antenie o długości przynajmniej 4 m. Rozbudowując antenę WA-27 o pojemność końcową, jeszcze bardziej wrośnie sprawność w porównaniu do anteny 2.4 m. Zmniejszą się straty w cewce a prąd w wierzchołku anteny będzie miał większą wartość. Prawdopodobnie poprawi się charakterystyka promieniowania, ze względu na inny kąt promieniowania.

Przewidywany wzrost sprawności tej anteny w stosunku do typowych 2.5 metrowych anten np. AH-2b to kilka procent. Typowa sprawność 2.5 m anteny w paśmie 80m to około 1- 2 % . Sprawność anteny WA-27 jest nieznacznie wyższa, po modyfikacji powinna osiągnąć około 8-9 % ,czyli nie do pogardzenia, więc warto spróbować.