Jeżeli trafi nam się antena "przycięta" do innego pasma pamiętajmy przy zakupie nowych rurek, że dla części L1 istotna jest średnica ZEWNĘTRZNA gdyż wchodzi ona do środka elementu mocującego ją do cewki środkowej.

Średnicę elementu L2 mierzymy WEWNĄTRZ rurki gdyż nachodzi ona na element mocujący cewki dolnej.

Dla częstotliwości 145 MHz długość elementu L1 wynosi 1200 mm (1,2 m) a dla elementu L2 długość wynosi 1400 mm (1,4 m).

A teraz recenzja anteny Diamond CP22E by John S. Huggins

Pamiętajmy, że recenzuje Amerykanin który ma inne szerokości pasm i inne jednostki miary.

„CP22E to 2-metrowa jednopasmowa antena naziemna o długości fali 2-5/8, zoptymalizowana dla pasma amatorskiego w USA. Wykonana z wytrzymałego aluminium, CP22E jest łatwa w montażu, zapewniając doskonałą wydajność ze wzmocnieniem 6,5 dB w porównaniu z dipolem 1/2 fali .”

Położono nacisk na specyfikacje, które nie wytrzymują analizy lub własnych pomiarów Diamonda. Ta jedna skaza nie psuje pozytywnych atrybutów. Przyjrzyjmy się bliżej CP22E, aby zobaczyć dlaczego.

Elegancki wygląd

Diamond CP22E zachowuje smukły wygląd dzięki stosunkowo cienkim elementom aluminiowym.

Oto widok anteny na dwumetrowym maszcie z włókna szklanego.

Następne zdjęcie daje poczucie skali CP22E.

Rys. 2 – CP22E na 8 stopowym maszcie z włókna szklanego obok Forestera.

Konstrukcja mechaniczna

CP22E ma cienkie, odporne na wiatr elementy aluminiowe. Ten na moim dachu do tej pory wytrzymał podmuchy z prędkością 50 mil na godzinę. Drugi CP22E, którego używam do wydarzeń, niedawno się przewrócił i doznał pewnych uszkodzeń.

Na zdjęciu antena CP22e z wygiętymi po upadku aluminiowymi elementami po położeniu na siatkę ogrodzeniową.

Aluminium zastosowane w CP22E jest odpowiednie do obsługi wiatru tylko dlatego, że jest tak cienkie. Wydaje się, że dobrze radzi sobie na wietrze, ale zachowaj szczególną ostrożność, jeśli jest używany do celów przenośnych.

Projekt elektryczny

Jak potwierdza opis Diamonda, konstrukcja elektryczna CP22E wytwarza prądy antenowe podobne do prądów odpowiednio rozmieszczonej pionowej, współliniowej anteny dwupolowej. Rysunek 3 przedstawia przewodowy model symulacyjny CP22E.

Rys. 3 – model elektryczny CP22E z prądami.

Najważniejsze cechy to od góry do dołu:

Górny element wykonany z aluminiowej tuby o średnicy ~1/4 cala o długości około 5/8 długości fali przy 146 MHz.
Cewka fazująca ~1,5 cala o indukcyjności około 0,7 uH dla prawidłowego fazowania górnego i dolnego elementu. Pomyśl o tej cewce indukcyjnej jako „zużywającej” większość środkowej połowy fali prądu anteny poza fazą, pozostawiając tylko górne i dolne piki prądu, aby promieniować w fazie.

Dolny element wykonany z aluminiowej rurki o średnicy 1/2 cala i długości około 3/4 długości fali przy 146 MHz. Ta długość zawiera składnik o długości fali 5/8 wraz z dodatkową sekcją o długości fali 1/8, aby nadać dopasowanej sekcji lepszą impedancję do zasilania.
Dopasowana sekcja o charakterystyce górnoprzepustowej otwartego obwodu prądu stałego między centralnym przewodnikiem złącza RF anteny a elementami anteny plus zwarcie między elementami anteny a osłoną mocowania/koaksjona. *
Odporna na WX obróbka metalu na dwóch aluminiowych elementach rurowych z powłoką elektroizolacyjną.
Trzy odsprzęgające promienie o długości 20,25 cala.

Prądy pokazane po prawej stronie rysunku 3 pokazują, w jaki sposób projektanci z powodzeniem manipulują fazowaniem, aby wytworzyć dwa wyraźne szczyty prądu w fazie z prawie idealną separacją pionową, aby zbliżyć się do teoretycznego maks. 3 dB wzmocnienia na antenie dipolowej. Prądy pozafazowe występują pomiędzy dwoma szczytami prądu i pod nimi, ale mają małą amplitudę.

* Jeśli wykonasz tę kontrolę samodzielnie, pamiętaj, że rura aluminiowa ma nieprzewodzącą powłokę metalową (malowanie). Umieść sondę miernika na śrubach mocujących.

Sekcja dopasowująca.

Dzika impedancja występująca u podstawy aluminiowych lamp nie zbliża się do 50 omów, więc sekcja dopasowująca stanowi rozwiązanie. Rysunek 4 przedstawia obliczenia 4nec2 służące do przekształcenia silnie pojemnościowej impedancji (251-j297 omów) na 50 omów przy użyciu konfiguracji dolnoprzepustowej i górnoprzepustowej.

Rys. 4 – Kalkulator meczów 4nec2

Poniższe wskazówki pokazują, jakiego rozwiązania używa Diamond Antenna dla CP22E.

Istnieje zwarcie prądu stałego między elementami pionowymi a konstrukcją montażową/ekranem linii zasilającej, co sugeruje, że Xparallel jest cewką indukcyjną.
Między elementami pionowymi a przewodem środkowym linii zasilającej jest otwarty obwód prądu stałego, co sugeruje, że seria X jest kondensatorem.

Stąd jedynym realnym wyborem jest obwód górnoprzepustowy z pojemnością szeregową i cewką bocznikową po stronie elementu pionowego „LOAD”, jak pokazano powyżej. Bezpiecznym założeniem jest to, że impedancja 251 – j297 omów z symulacji prawdopodobnie nieco różni się od rzeczywistej anteny. Chodzi o to, że ten obwód transformacji z odpowiednimi wartościami Xs i Xp może doprowadzić go do 50 + j0 omów.

CP22E VSWR i S11

Porównajmy wartości symulacji (z powyższym układem korekcji górnoprzepustowej) VSWR i S11 z rzeczywistymi wartościami zmierzonymi. Zauważ, że zmierzone wartości mają kawałek RG58 o długości 12 stóp między punktem zasilania anteny a VNA.

Rys. 5 – CP22E VSWR.

Rys. 6 – Strata powrotna CP22E

Pomiary i symulacje całkiem dobrze się zgadzają, sugerując, że symulacje są rozsądnym obrazem wydajności CP22E. Diamond CP22E z łatwością pokonuje całe pasmo 2m.

Charakterystyka anteny CP22E

Rys. 7 – promiennik Izotropowy , dipol i wykres zysku E-plane CP22E

Rysunek 7 pokazuje symulowany wzór wzmocnienia 5 dBi w płaszczyźnie E (pionowe cięcie w wolnej przestrzeni) z 2m anteny Diamond CP22E w kolorze zielonym. Dla porównania pokazano, że antena izotropowa i dipolowa zapewniają poczucie wzmocnienia wzoru CP22E.

Pomiar wzorca anteny Diamond

Strona internetowa Diamond zawiera coś, co wydaje się być zmierzonym wzorcem anteny CP22E. Nie podaje żadnego odniesienia do wzmocnienia bezwzględnego, ale oznaczenia pokazują -1 dB, -2 dB, -3 dB itd. z zewnętrznego pierścienia. Ta wskazówka dotycząca skali umożliwia bezpośrednie porównanie między danymi symulacji a danymi Diamond. Rysunek 8 porównuje skalowany powyżej wzór symulacji (czerwony) nałożony na wzór anteny Diamond (czarny).

Rys. 8 – Kierunkowość mojego modelu sim CP22E i zmierzone wzmocnienie Diamonda

Łatwo jest stwierdzić, że wyniki symulacji dość dobrze zgadzają się z wzorcem zysku anteny Diamond , który dodatkowo potwierdza dokładność modelowania.

Rozszerzony podwójny Zepp

Czy wzór anteny CP22E pobudza twoją pamięć? Jeśli coś z tego wygląda znajomo, masz rację. Tak rozmieszczone szczyty prądu wzdłuż długości anteny CP22E są prawie identyczne z tym, co osiąga się w klasycznej, centralnie zasilanej antenie Extended Double Zepp. Rysunek 9 porównuje je oba…

Rys. 9 – CP22E kontra rozszerzony podwójny Zepp

Co więcej, wzorce obu na rysunku 10 są niezwykle podobne, oba osiągają kierunkowość około 5 dBi… prawie, ale nie całkiem, 3 dB nad anteną dipolową.

Rys. 10 – Wzór wzmocnienia CP22E vs. EDZ

Zysk anteny CP22E

Pomimo faktu, że firma Diamond Antenna sugeruje, że ta antena ma wzmocnienie „6,5 dB”, gdzie dB bez punktu odniesienia jest bez znaczenia, można argumentować, że zakładają wzmocnienie odniesienia z samej definicji samego wzmocnienia … promiennik izotropowy. Przy takim założeniu, wzmocnienie jest nadal o 1,5 dB większe niż 5 dBi (~3 dB na dipolu) teoretycznie możliwe przy dwóch współliniowych szczytach prądu w fazie. Ale czekaj, jest o wiele więcej… sprawdźmy jeszcze raz ich opis…

Rys. 11 – Opis Diamond CP22E

Ach, więc teraz twierdzenie o wzmocnieniu wzrasta do 6,5 dBd lub około 8,7 dB w stosunku do izotropowego. 8,7 dBi ? Jak wspomniano powyżej, teoretyczna maksymalna poprawa wzmocnienia dwóch współliniowych, współliniowych anten dipolowych na pojedynczym dipolu wynosi zaledwie 3 dB lub około 5 dBi. To jest dokładnie to, co widać w symulacji i zmierzonym wzorze Diamonda. Jedynym sposobem na uzyskanie poprawy o 6 dB (nie mówiąc już o 6,5 dB) w stosunku do dipola, jak sugeruje Diamond, jest zastosowanie czterech współliniowych dipoli współliniowych z odpowiednim odstępem w pionie. Aby lepiej to zilustrować, spójrz na ryc. 12, aby zobaczyć, jak układ CP22E wypada w porównaniu z symulacją rzeczywistej dookólnej 4-zatokowej anteny współliniowej…

Rys. 12 – Czterownękowa antena współliniowa a Diamond CP-22E

Czteropolowa antena ma znacznie więcej małych płatków powyżej i poniżej oraz niewielką asymetrię ze względu na maszt. Mimo to radzi sobie z imponującym poziomem 8-9 dBi, gdzie zmienność wynika po części z jego niecałkowitego dookólnego wzoru. Pionowa szerokość wiązki odpowiada temu, czego oczekujesz od anteny 8 dBi. Nie jest jasne, co myślała Diamond Antenna, projektując swoje informacje promocyjne. CP22E to bardzo imponująca antena, a 5 dBi w antenie o długości 9 stóp i 2 m to wygrana projektowa. Nie wiadomo, dlaczego Diamond błędnie przedstawia zysk anteny. Wygląda na to, że inżynierowie i zespoły produktowe nie dzieliły się zbyt wieloma informacjami w dniu jego projektowania.

Minusy anteny

Trendy radioamatorskie skłaniają się w stronę anteny dwuzakresowej o długości 2m i 70 cm. Oferty są liczne. Osiągi dobre (pomimo niemal uniwersalnej specyfikacji gainflation). Mając to i inne rzeczy na uwadze, niektóre wady CP22E obejmują:

Tylko 2m – W dobie robienia więcej za mniej, antena dwupasmowa rządzi. Antena jednopasmowa jest w wielu przypadkach ograniczeniem.
Bez udawania anteny na 70 cm – w przeciwieństwie do niektórych anten 2m, CP22E nie będzie dobrze rezonować na trzeciej harmonicznej, a nawet gdyby tak było, wzór anteny jest beznadziejnie absurdalny.
Wątpliwe przetrwanie błyskawicy – aluminiowa rura jest całkiem niezła, ale prawdopodobnie wyparuje podczas bezpośredniego uderzenia.
Skromna moc znamionowa 200 watów – górnoprzepustowy obwód dopasowujący i być może cewka indukcyjna między dwoma współliniowymi elementami są prawdopodobnie najsłabszym ogniwem w zakresie obsługi mocy i potencjalnym punktem awarii. Firmy dbające o budżet zbyt często mają pasywne komponenty lowball do dopasowywania sekcji, które działają bardziej jak bezpiecznik przy wysokich poziomach mocy.
Małe śruby montażowe i inne drobne elementy mocujące gwarantują, że znikną na zawsze, jeśli zostaną upuszczone. Umocowanie na nitkach to świetny pomysł.

Zalety

Fantastyczny projekt elektryczny — w konstrukcji CP22E istnieje wiele innowacji, które zapewniają prawie tak dobre wzmocnienie współliniowego pasma w zakresie 2 m, jak to tylko możliwe.
Stara konstrukcja – CP22E najwyraźniej istniał już od dawna i prawdopodobnie został zaprojektowany na długo przed zastosowaniem modelowania komputerowego. Wcale nie dokuczam modelowaniu komputerowemu, ale oddaję zasłużone uznanie oryginalnym projektantom.
Lekkość — ważący poniżej kilku funtów model CP22E jest łatwy w obsłudze.
Niski profil – w przeciwieństwie do wielu anten z włóknem szklanym, aluminiowe rurki są stosunkowo cienkie, co zapewnia smukłe linie na niebie.
Niskie obciążenie wiatrem – Nie ma wątpliwości, że smukłe elementy utrzymują obciążenie wiatrem znacznie lepiej niż wiele anten z włóknami szklanymi.
Tanie – można je kupić w sprzedaży za około 50 USD lub około 70 USD regularnie. Tak, to nie jest dokładnie darmowe, ale dostajesz solidną inżynierię elektryczną wraz z solidną mechaniczną konstrukcją za tę cenę.

Wnioski

W erze postępowej ekonomii i zacieśniania portfeli wartość i zwrot z inwestycji zajmują wysokie miejsce w głowach kupujących. Szczerze mówiąc, większość nowych krótkofalowców z nowym zestawem TRx 2m/70cm najlepiej obsługuje jeden z wielu dostępnych na rynku dwuzakresowych anten 2m/440. Jedna platforma, jeden kabel koncentryczny (nie oszczędzaj tutaj), jedna antena i gotowe. Jednak jeżeli:

Nie potrzebujesz 70 cm z jakiegoś szczególnego powodu?
Chcesz wycisnąć ze swoich komponentów radiowych do ostatniego kawałka wydajności 2 m?
Potrzebujesz tego eleganckiego, przyjaznego XYL wyglądu?
Masz obawy dotyczące obciążenia wiatrem i warunków montażu?
Czy możesz żyć z anteną jednopasmową?