Pata kattilaa soimaa !

Hullunhauska ja -halpa antenni 6 cm:lle

Antennin toteutusidea on alunperin JA3UMZ:n. Antennia on käytetty mm. Matsuko Ham Club:in 5.7 GHz:n majakan antennissa ( JA2NYP ) ja siitä on valokuva Japanilaisessa Micro Wave Report- lehden numerossa Vol. 3, 8/1997. Ideasta innostuneena tein heräteostoksen IKEA:ssa eräänä keväisenä päivänä ja ryhdyin pohdiskelemaan antennin mitoitusta ( lehdessä oli joitain mittoja, mutta japaninkielentaitoni on päässyt ruostumaan... ).

Se tosiseikka, että antenni on pystypolarisoitu ei riitä kumoamaan ajatusta paistinpannujen hyötykäytöstä, sillä
useimmat ( ja niitähän on suomessa paljon ) näkemäni OH-hamssin ja myös muutaman OZ-hamssin aseman peilinsyöttö on sellainen, että peilin pohjalla on N-liitin, johonkoaksiaalinen dipolisyöttö kiinnitetään ja polarisaatio 
voidaan helposti dipoli pyöräyttämällä muuttaa vaa-asta pystyyn ja takaisin.

Tämän antennin rakentamiseen meni noin kaksi tuntia, johon kuului empiirinen mitoitus ja viritys alkeellisissa
radioamatöörisäätämön olosuhteissa. Kaikki tarvikkeet oli kerätty ennen rakentamisen ja säätämisen alkua, sillä mm. projektiin tarvittavia IKEA:n paistinpannuja ei ollut  riittävästi säätämöllä lojumassa, vaikka halpoja ovatkin.

Projektiin tarvitaan kaksi IKEA:n tuotenumerolla 962.258.00 olevaa 24 cm:n halkaisijaista teflonpaistinpannua, teflontappeja, halkaisija noin 7mm ( ei kriittinen ), reksoliittisauvaa, halkaisija noin 7 mm, ( tavaramerkki polystyreenille, joka on kiinteässä muodossa, voidaan valmistaa itsekin liuottamalla tavallista polystyreeniä xyleeniin ). Reksoliitti ( Rexolite ) voidaan korvata myös em. 7 mm teflontapilla, mutta mitoitus SMA-liittimeen rakennetulle sondin pituudelle tulee muuttumaan, koska reksoliitin ja teflonin suhteellinen permittiiviisyys on
eri. Joka tapauksessa onnistunut antennin sovitus edellyttää manuaalista viritystä valmistustoleranssien takia, vaikka sovitus onkin laajakaistainen.

Lisäksi tarvitaan laipallinen SMA-liitin. Mielellään sellainen malli, jossa teflon-eriste on pitkää sorttia, jotta läpi-
vienti paistinpannun pohjan läpi voidaan toteuttaa ilman epäjatkuvuuksia ( teflon-eriste leikataan tasan paistinpannun pohjan kanssa antennipuolella ). Teflontappien liittämiseen tarvitaan myös vaikkapa 4 mm:n nylonruuveja 12 kpl.

Tarvikelista:

- kaksi kappaletta n. 24 cm:n alumiinista teflonpaistinpannua( 71k )
- kuusi kappaletta 7 mm:n teflontappia, pituus 15 mm joihin tehdään 4 mm:n sisäkierre
- 12 kappaletta 4 mm:n nylonruuveja em. tappien kiinnitykseen
- yksi kappale 7 mm:n reksoliittitappi tai teflontappi, pituus 15 mm
- 0.8 mm messinkiputkea tms. SMA-keskitapin jatkamiseksi, jos tarpeen
- L- tai U-alumiiniprofiilia mastokiinnityksen tekoon
- ruostumattomia teräsruuveja em. mastokiinnityksen tekoon
- sopivankokoisia pakoputkiklemmareita em. mastokiinnitykseen

Valmistuksessa huomioitavaa

Mastokiinnitys olisi hyvä tehdä sellaiseksi, että koaksiaaliliitin tulee mastoputken sisälle, jolloin siihen eivät pääse vääntövoimat vaikuttamaan, eivätkä luonnon elementitkään kohtele liitintä niin pahasti. Jos L- tai U-profiilin siihen reunaan, joka tulee paistinpannun pohjaa vasten, tehdään juurikin putken halkaisijan kokoinen reikä, ei tarvita kuin yksi pakoputkiklemmari ja näppärä säätäjä keksii myös menetelmään ujuttaa putken pään ja pannun
pohjan väliin sikaflexiä tms. tai peräti kumisen o-renkaan.

Jos paistinpannun "aaltoputkipuolelle" jättää liittimen omaa tefloneristettä siten, että se yltää sondin päälle tulevan reksoliittisauvan tai teflonsauvan sisälle jonkin matkaa, saadaan aika hyvä vesitiiviys ( kokemusta ei vielä ole, sillä oma antenni on ollut vasta ruustukissa kiinni säätämön pöydällä, tosin tehoa siihen on tullut ajettua messevät 5 W,  joka riittää polttamaan sormia ikävästi, silmistä puhumattakaan ).

Eräs konsepti, joka on myös vilahtanut ajatuksissani on mahdollinen antennin asentaminen "ylösalaisin" so. siten, että koaksiaaliliitin tuleekin yläpuolelle ( ks. kuva ideasta virittää 5.7, 10 ja 24 GHz:n majakat samaan mastoasennettavaan koteloon ).

Virittäminen

JA3UMZ:n ratkaisussa on haettu laajakaistaisuutta rakentamalla sondin päähän huomattava paksunnos, joka vaatisi sorvin käyttöä. Sellaista kun ei ( vielä ! ) ole, niin ajattelin iskeä kaksi kärpästä yhdellä iskulla, eli käyttää tuttua ja turvallista menetelmää saman asian aikaansaamiseksi, eli suojata sondi em. reksoliitti- tai teflonsauvalla. Samalla sondin kaista leveyttä saadaan kasvatettua. Q-arvo toki laskee hieman, mutta viritys muuttuu ei-kriittiseksi ja on myös ajanoloon stabiilimpi leveämmän sovituksen vuoksi ( kyseiset halpis-pannut lienevät lähes puhdasta alumiinia, sillä ne ovat erittäin pehmeitä ja muuttavat muotoaan melkein itsestään ).

Itse suoritin virittämisen ja sopivan pannujen välisen etäisyyden lähestulkoon empiirisesti. Sovituksen mittaus
tapahtui kuvassa ( 67k ) näkyvällä 30 dB:n suuntakytkimellä, jonka suuntaavuus on tarkoitukseen riittävä. Koska kytkentä on  näinkin pieni ja tehomittarini käyttökelpoinen mittausalue  -25 ... + 10 dBm ( niin omatekoisen kuin kaupallisenkin  mittarini dynamiikka ), tarvitsin lisää leistunkia, joten otin käyttöön majakkaa varten virittämäni 5 W:n transistorivahvistimen ( 92k ), jonka ulostuloon laitoin kiertoelimen ja  riittävän järeän päätteen ( täydellisen heijastuksen päättämiseksi ). Kalibroin täyttä heijastusta vastaavan tason käyttämällä SMA-liittimeen juottamalla tehtyä RF-oikosulkua ja tähän vertaamalla ryhdyin etsimään oikeaa sondin pituutta.

Sondin virityksestä

Pituutta viilatessa lyhyemmäksi täytyy aina muistaa laittaa sondin reksoliitti- tai teflontappi paikoilleen, sillä tämä
kuormittaa sondia siirtäen sen viritystä alaspäin. Siis sondin lyhentäminen nostaa resonanssitaajuutta ja reksoliitti/teflon laskee sitä. Samalla täytyy aina silloin tällöin laskea toinen paistinpannu paikoilleen, jotta senkin vaikutus saadaan näkyviin ( tätä varten täytyy sondinpuoleisessa pannussa olla ne 6 kpl teflontappeja ruuvattuna paikoilleen ).

Sovituksen sain n. 21 dB:iin parinkymmen megahertsin kaistalla. Tämä on erittäin hyvä sovitus ja täysin riittävä vaativallekin majakalle ;-)

Huomattavasti mukavampaa olisi omata mikroaaltobandit peittävä vektoripiirianalysaattori, mutta toisaalta kuvatunlainen viritystapa on mahdollinen tosissaan olevalle säätäjälle  ( omat laitteeni olen keräillyt vuosien varrella mm. poistomyynneistä, huutokaupoista, romuliikkeistä ja jopa jätelavoilta ). 40 vuotta vanhalla HP:n taka-aalto-oskillaatorilla varustetulla signaaligeneraattorilla pääsin vielä tarkistamaan kaistanleveyden ja se on riittävä, so. koko hamssibandi  peittyy mukavasti.

Lopuksi

Koska kaupallisten mastojen operaattorit/omistajat tuskin huolivat alumiinisia teflonpaistinpannuja mastoihinsa, kuten Artjärven Viestikalliolla, täytynee ko. komeus ripustaa amatöörimastoon. Siksikin sitä leistunkia on riittävästi, jotta korkeusero kompensoituisi. Antenni on komea, workkii FB ( ainakin labran pöydällä... ), halpa ja sopivan  innovatiivinen kaikessa halpuudessaan. Toinen kansallisista iltalehdistä on kommentoinut muidenkin insinöörien väärikäyttämistä paistinpannuista seuraavaa ( 70k ).