Hyviä perusantenneja DX-kuuntelijalle

Hyvään vastaanottoon vaaditaan hyvän vastaanottimen lisäksi myös hyvä antenni. Tästä parivaljakosta jälkimmäinen on usein utopiaa: sen vaatima tila on liian suuri, tai se on muuten vaivalloinen, mutta pieneenkin tilaan voidaan rakentaa tehokkaita ja suuntaavia antenneja.


Radioaallot etenevät maapinnan ja ionosfäärin välisin hypyin. Yhdyn hypyn pituus on noin 4000 km:n luokkaa, ja sitä pitemmät yhteydet vaativat useita hyppyjä. Ionosfääristä tapahtuneiden hyppyjen seurauksena radioaalto saapuu kohti Suomea tietyssä kulmassa, jota kutsutaan signaalin tulokulmaksi. Esimerkiksi Suomen ja Brasilian välillä signaalien tulokulmat vaihtelevat 5 – 45 asteen välillä horisontista ylöspäin katsoen.

Antennien DX-signaalien vastaanottotehoa määritellään tulokulmalla. Dipoliantennin suuntakuvio on kahdeksikon muotoinen, ja siksi itä-länsi suuntaan asennettuna se vastaanottaa parhaiten etelästä ja pohjoisesta saapuvia signaaleja. Dipolin päävastaanottosuunnat ovat siis etelä ja pohjoinen. Antennin tulokulmaksi kutsutaan sitä kulmaa, joka muodostuu antennin päävastaanottosuuntiin, mutta maanpinnan ja taivaan väliin, eli juuri sinne josta signaalit saapuvat. Optimitilanteessa sekä saapuvan signaalin tulokulma että antennin tulokulma ovat yhtäsuuret.

 

Matti Meikäläisen L-antenni

 

DX-kuuntelijan yleisantenniksi on muotoutunut L-antenni. Se onkin yksinkertaisin ja varmasti ongelmattomin lanka-antenni. L-antennin muodostaa käännetyn L-kirjaimen muotoon asennettu kuparilanka, jonka sekä pysty- että vaakasuora osa toimivat antennina.

Lyhyenä, alle 0.8 aallonpituuden mittaisena L-antennin suuntakuvio on kahdeksikon muotoinen. Parhain vastaanotto saadaan lankaa vasten kohtisuorassa tulevista signaaleista, eli jos antenni on sijoitettu suuntaan itä -länsi, on vastaanotto parhain etelästä ja pohjoisesta. Kun L-antennin vaakaosa pitenee yli aallonpituuden mittaiseksi, syntyy 40-45 asteen kulmiin langan kummallekin puolelle vastaanottokeilat. Antenni vaimentaa, niin lyhyenä kuin pitempäkin suoraan langan suunnasta tulevia signaaleja.

Lyhyen L-antennin oikea suuntaus on erityisen tärkeää. Jos 60 metrin lattarikuunteluun rakennetun 45 metrin mittaisen L-antennin langan suunta on akselilla itä – länsi ja tarkalleen kohti Venezuelaa, on suuntauksessa paljon vikaa. Kun 45 metriä on 60 metristä tarkalleen 0.75 aallonpituutta, koskee tämän L-antennin suuntausta edellä luetut asiat. Oikeassa suuntauksessa langan suunta tulisi kulkea 90 asteen kulmassa kohti Venezuelaa, eli akselilla etelä – pohjoinen, jotta lattarivastaanotto onnistuisi. Sen sijaan yli aallonpituuden mittainen L-antenni tulisi suunnata 40-45 astetta kohdemaan tai -alueen viereen.

Vanhoja DX-Kuuntelija ja DXClusive-lehtiä selailemalla olen päätynyt olettamukseen, että DX-kuuntelijan keskiverto L-antenni on pituudeltaan 60 metrin mittainen, korkeintaan 4 metrin korkeudelle ja keskikuivan maan päälle sijoitettu antenni. Tässä pituudessaan ja sijoituskorkeudessaan muodostuu antennin tulokulman arvoksi 60 metrin tropiikkialueen kuuntelussa 65 – 55 astetta. Kun DX-tasoiset signaalit saapuvat alle 45 asteen kulmista, voidaan huomata että, antenni ei kykene vastaanottamaan niitä parhaalla mahdollisella tavalla, ts. se vaimentaa niitä.

Jos tämä kestovertoantenni vaimentaa DX-signaaleja, niin mitä se sitten vastaanottaa parhaiten? Vastaus on yllättävä: antenni on parhaimmillaan lähialueen asemien vastaanotossa. Satakunnasta katsottuna voimakkaammat Virolais- ja Latvialaisasemien signaalit saapuvat väliltä 47 – 53 astetta, kun taas Norjalaiset, Ruotsalaiset, Suomalaiset ja myös lähialueen Venäläisasemat kuuluvat ”ylempää” eli 54 ja 90 asteen kulmista.

Vaikka keskiverto L-antennimme 60 m. tropiikkialueen suorituskyky onkin maksimoitu lattari- ja brassariasemia häiritsevien asemien kuunteluun, on hyviäkin uutisia. Antennin kaukaisten ja heikkojen signaalien vastaanottokyky, eli tulokulman arvo paranee taajuuden kasvaessa. Tällöin antennin mitat ”kasvavat” aallonpituuden lyhentyessä. Vaikka Matti Meikäläisen L-antenni toimi heikonlaisesti tropiikkiaalloilla, toimii se huomattavasti paremmin 31 ja 25 metrin sekä ylemmillä taajuusalueilla. Selventävän kuvan tulokulman muutoksista taajuuden kasvaessa antaa seuraava kuva.

Mainittakoon, että antenniviritin, balun tai muut sovituselimet eivät paranna antennin tulokulman arvoja. Sen sijaan ne sovittavat antennin tai antennikaapelin tai vastaanottimen antenniliitännät välisiä sähköisiä eroavaisuuksia ja epäsovituksia. Oikealla sovituksella kyetään vahvistamaan antennista vastaanottimeen tulevaa signaalia. Huomioitavaa on myös se, että ei edes preselektorilla tai muulla vastaavalla vahvistimella kyetä merkittävästi parantamaan antennista johtuvaa huonoa vastaanottoa.

 

Muita antenneja

 

Varttiaallon lanka

Varttiaallon lanka on nimensä mukaisesti kuunneltavan aallonpituuden neljäsosan mittainen ja viistoon, noin 30..55 asteen kulmaan sijoitettu lanka.

Antennin parhain vastaanottosuunta on viiston nousun päinvastaisella puolella. Pisteestä X ja siitä viistosti kohti pohjoista nousevan antennin parhain vastaanotto saadaan siis etelästä. Lähes pyöreästä suuntakuviosta huolimatta, antenni vaimentaa viiston nousun suunnasta tulevia signaaleja.

Antennin mitta saadaan selville kaavasta:

73500 : taajuus kHz) = tulos (m)

Eli 4900 kHz taajuudelle suunniteltu antenni on siis pituudeltaan tarkalleen 15 metriä. Antenni voidaan sijoittaa talon ikkunan tai katon sekä korkean puun väliin yms. siten että lanka saadaan suoraan kytkettyä antenninvirittimeen.

 

Maatasoantenni

Perinteisesti maatasoantenni on kaikista suunnista vastaanottava pystyantenni. Rakenteensa vuoksi se on vähän huomiota herättävä. Antenni muodostuu noin kuunneltavan aallonpituuden neljäsosan mittaisesta pystyosasta, eli säteilijästä ja vähintään neljästä liki saman mittaisesta, antennin kiinnityskohdasta säteittäin lähtevästä maatasoelementistä, eli radiaalista.
Radiaalit voidaan sijoittaa maanpinnan yläpuolelle, maanpinnalle tai haudata sopivaan syvyyteen. Niiden määrä vaikuttaa antennin vastaanottokykyyn: mitä enemmän niitä on, sitä tehokkaampi antenni saadaan. Merkittävää on myös se että, radiaalit voidaan sijoittaa omakotitalon peltikaton päälle, ja näin monen antennin toimintaa haittaavasta peltikatosta syntyy erittäin hyödyllinen.

Koska antennin pystyosa on melkein neljäsosa aallonpituuden mittainen, tarkoittaa se matalilla lyhytaaltoalueilla suuria mittoja. Esimerkiksi 49 metrin alueella antennin korkeus olisi 12 metrin luokkaa, ja 60 metrin alueella se lähentelee 15-16 metrin rajaa. Korkeudestaan huolimatta antennin pystyosa voidaan sijoittaa sellaisenaan varsin vaivattomasti, esim. kahden korkean puun väliin kiristetyn nailonköyden varaan.

Pystyosan korkeutta voidaan pienentää kun se kokonaisuudessaan tai vain alapäästään kiedotaan harvoin kierroksin halkaisijaltaan 10-15 mm paksun nailon yms. muoviköyden ympärille. Radiaalilankoille en suosittele moista, sillä niiden on oltava täysimittaiset. Mainittakoon, että talon pihalla seisova lujitemuovinen 8 – 12 metrin mittainen lipputanko soveltuu mainiosti maatasoantennin pystyosan piilopaikaksi: sen voi sellaisenaan sijoittaa lipputangon sisälle. Kiedontatekniikan avulla lipputankoon voi kätkeä jopa 75 ja 90 metrin tropiikkialueiden antennin.

Maatasoantenni voidaan myös vaivattomasti rakentaa korkeammille lyhytaaltoalueille. Lasikuituisen ongenvavan voi näppärästi valjastaa maatasoantenniksi: sen sisälle voidaan sijoittaa sätelijälanka. Mikäli em. onkivapa antenni sijoitetaan talon katolle, on kiinnityksestä syytä tulla varsin tukeva. Lasikuituisen vavan säänkestoa voidaan lisätä maalauksella. Jos talon katolle asetetaan maatasolangat on asennustyö tehtävä huolellisesti ja hyvin varovaisesti. Kaikki kattomateriaalin yms. läpi tulevat reiät ja liitännät tulee tarkasti suojata kosteutta vastaan.

Antennin pystyosan, säteilijän ja radiaalien pituus saadaan selville kaavasta:

72000 : taajuus (kHz)= pituus (m)

Taajuudelle 11800 kHz mitoitettu pystyosa on siis pituudeltaan 6.10 metriä. Jos antennin syöttöpisteineen nostetaan metrin korkeudella maan pinnasta, vaikuttaa se antennin säteilijän mitoitukseen, siten että kaavaksi muodostuu: 76500 jaettuna taajuudella.

Antenni kytketään 50 ohmin koaksiaalikaapeliin esim. LA-puhelin käytössä yleiseen ohueen ja edulliseen AJS 50-3 kaapeliin, siten että kaapelin keskijohdin liitetään antennin pystyosaan ja kaapelin vaippaosa kaikkiin maatasoelementteihin. Liittämisen yhteydessä on varmistettava, ettei antennin pystyosa ja maatasoelementit ole oikosulussa, eikä säteilijä ei saa olla maadoitettu. Koaksiaalikaapelin pää samoin kuin kaikki liitokset on syytä suojata kosteutta ja hapettumista vastaan.

 

Maatasoantenni heijastajalla

Heijastajalla varustettu maatasoantenni eroaa aavistuksen edellisestä perinteisestä maatasoantennista. Kytkentä ja mitoitus noudattavat samaa kaavaa, mutta eroavaisuuksia löytyy mm. maatasolankojen sijoituksessa.
Tässä antennissa maatasoelementit on sijoitettu siten, että ne nousevat maahan kytketyistä päistään kohti metrin korkeudella olevaa kytkentäpistettä. Antennin pystyosan alin piste on siis metrin korkeudella. Antennikaapeliksi soveltuu tässäkin ohut ja edullinen 50 ohmin koaksiaalikaapeli, joka kytketään samoin kuin tavallisessakin maatasoantennissa.

Heijastaja on antennin säteilijän mittainen maadoitettu kuparilanka tai putki. Se on sijoitettu noin neljäosa aallonpituuden etäisyydelle säteilijästä, mutta kuunneltavan maanosan tai alueen päinvastaiselle puolelle. Jos aiomme tällä antennilla kuunnella esimerkiksi Afrikkalaisia asemia, sijoitetaan heijastaja säteilijän pohjoispuolelle.

Heijastajalla varustettu maatasoantenni suuren suuntaavuutensa lisäksi myös vaimentaa takaa tulevia signaaleja, ja mikä parhainta, matalan tulokulmansa ansiosta se on varsin epäherkkä lähialueen häiriöille. Antennin hyvänä puolena on myös teoriassa yhtenäinen ja 138 astetta leveä suuntakuvio. Afrikkalais- ja lattarikuuntelija voi hyödyntää sitä yksinkertaisemmin siten, että antennin säteilijä maatasolankoineen sijoitetaan pisteeseen X, josta haetaan kompassilla suunta 50 astetta ja sijoitetaan tähän suuntaan heijastaja. Tällä saavutetaan se, että antenni vastaanottaa signaaleja sekä Afrikasta että Etelä-Amerikasta.

Antennin mitat saadaan seuraavasta kaavasta:

säteilijä:     76800 : taajuus (kHz) = pituus (m)
radiaalit:    72900 : taajuus (kHz) = pituus (m)
heijastaja:    75210 : taajuus (kHz) = pituus (m)

Jos maasto yms. tekijät pakottavat antennin asentamaan suoraan maan päälle, vaikuttaa se aavistuksen antennin mitoitukseen. Maanpinnalle asettavan antennit mitat saadaan seuraavasta:

säteilijä:     73200 : taajuus (kHz) = pituus (m)
radiaalit:    72900 : taajuus (kHz) = pituus (m)
heijastaja:    74400 : taajuus (kHz) = pituus (m)

Kummassakin tapauksessa säteilijän ja heijastajan välinen etäisyys saadaan kaavasta 73500 jaettuna taajuudella.