VHF/UHF antenni- ja diplexeri

Tässäpä vinkkiä siitä miten voi suht edullisesti saada aikaan toimivan VHF/UHF aseman. Koko tarina perustuu omaan kokemukseeni, ja tarina on tosi. Suodattimesta ja antennista on mittaustulokset, sekä suodattimen kuva, josta näkyy suunnilleen rakenne.

Ostin tuossa kevättalvella TVL mopen 2m radioksi ja mukaan tarttui syksyllä Nokia RD58 70 cm koneeksi. Tulipa halu saada signaalia kauemmaksi kuin 2 km päähän. Päätin rakentaa ulkoantennin, jolla voisi workkia molempia bandeja.

Ratkaisu oli dualband-keppi. Jos otatte pari nummeroa vanhan Vipusen, niin takakannessa on W4:n kuva. Antenni on rakenteeltaan samanlainen. Antennielementiksi hankin 3 mm vahvaa messinkitankoa. Sitä saa rautakaupasta kilohintaan. Radiaalilangoiksi ostin 1.5 mm messinkitankoa 4 kpl (1m pätkiä). Messinkitanko loytyy kaupasta hitsaustarvikeosastolta. Koko hokotyksen rakensin N-runkoliittimen paalle. Liitin oli laipallinen, eli sitä mallia, jossa on neljä ruuvinreikää nurkissa.

Antennin vaantelyohjeet

Ota 3 mm elementti käsittelyyn. Tarvittavat työkalut ovat ruuvipenkki ja pihdit. Lähtötilanne on se, etta elementti kuvitellaan vertikaaliseen asentoon pöydän päälle. Tama helpottaa sanallista kuvausta. Mittaa toisesta paasta 33 mm matka ja väännä tankoon 90 asteen mutka vaakatasoon.

Seuraavaksi otat 21.5 mm mitan vertikaalisen osan keskeltä pitkin vaakatasossa olevaa elementtiä ja väännät taas 90 asteen mutkan vaakatasoon. Jompaan kumpaan suuntaan :) Sitten käytät suostuttelupihtejä, ruuvipenkkiä ja käsiä sopivasti sillä tavalla että lopputuloksena on ulkohalkaisijaltaan 49 mm, 280 astetta oleva ympyräsektori. Ja kun 280 astetta on täynnä, taivutat loppuelementin kohti sektorin keskustaa ja keskipisteestä elementti taivutetaan taas kohti taivasta (== 90 asteen mutka ylöspäin) Antennin kokonaispituudeksi juuresta huippuun tulee 385 mm. Kierteen nousu sektorilla on noin 4 mm. Näillä mitoilla antenni toimii VHF/UHF ja GSM bandeilla.

Itse jätin elementin yläpäästä hieman ylipitkäksi ja vasta viritysvaiheessa katkaisin lopulliseen mittaansa. Radiaaleiksi tein 4 kpl n. 52 cm tanko ja ja 4 kpl n. 18 cm tankoja, jotka kiinnitin muttereilla runkoliittimeen.

Tinasin elementin kiinni ja vahvistin epoksikerroksella. Radiaalit kallistettiin viritysvaiheessa alaspäin. 2m radiaaleja n. 40 astetta, 70 cm radiaaleja hieman vahemman.

Käytössani ole piirianalysaattori. Käytännössa muillakin (==halvemmillakin) laitteilla selviää. Antenni meni hyvin vireeseen 2m/70cm ja GSM bandille, lisäksi löytyi hyvä kohta jostain 800 MHz paikkeilta. Piirikone tosin kertoi vain SWR:n. Suuntakuviot ym ominaisuudet eivät tietenkään ole tiedossa. Liitteenä oleva tiedosto näyttää SWR-käyrän alueella 50 MHz - 1GHz.

Syöttökaapeliksi valitsin Aircell 7:aa se on pienihäviöinen notkea kaapeli joka on mukava käsitella, ja jonka liittimet on helppo kiinnittää. Miinuspuolena on korkea hinta, mutta eihän köyhällä ole varaa muuhun kuin kalliiseen. Lisäksi kaapeli vaatii omat liittimensä, ja nekin maksavat hieman tavallisia enemman.

Diplex-suodatin

Jotta antennia voisi käyttää tehokkaasti molemmilla bandeilla, rakensin viela suodattimen syöttökaapelin alapäähän. Suodatin toimii silla tavalla, etta antennin syöttökaapeli on kiinni molemmissa rigeissä yhtä aikaa, eli jopa cross-band full duplexia voi workkia. Painettaessa tangenttia esim 2m raadiosta, on signaalin tiella kaistanesto 70 cm koneelle, eli toisen rigin etupäätä ei saa rikottua liian voimakkaalla signaalilla. Sama logiikka on tietysti myös toisinpäin. Liitteenä on mittaustulokset valmiista suodattimesta. Estokaistan vaimennukseksi saatiin n. 40 dB molemmilla bandeilla. Liitteena on myos kuvat suotimen mekaanisesta toteutuksesta ja sahkoisesta kytkennasta.

Suotimen kasausohjeet

75mm x 60 mm x 25 mm alumiinipeltikotelon kanteen kiinnitetaan kolme kpl BNC-runkoliittimiä (tietysti myös muut käyvät, mutta BNC on kompromissi hinnan ja laadun välillä).

Kotelon sisälle tulee kondensaattoreita 4 kpl ja keloja 4 kpl. Kelat voidaan vääntää lakatusta kuparilangasta ISO 9002 standardin täyttämän lyijykynän pofiilin paalle. Kaksi kelaa on kaksi kierrosta pitkiä, kaksi on neljän kierroksen mittaisia. Kelojen lopullinen fyysinen ulkonako ratkeaa vasta viritystilanteessa ja näillä ohjeilla sen kyllä pitäisi toimia.

2m radiolta tulevaan runkoliittimen kuumaan karvaan tinataan yksi neljän kierroksen kela ja konkka sarjaan, Tässä järjestyksessä, ja tinataan (konkka) antenniliittimen kuumaan karvaan. Lisäksi 2m runkoliittimen kuumaan karvaan tinataan konkka ja 2 kierroksen kela sarjaan ja kela lopuksi kiinni peltikoteloon mutterin alle.

70 cm rigiltä tulevaan runkoliittimen keskikarvaan tinataan konkka ja 2 kierroksen kela sarjaan, ja kela tinataan antenniittimen keskikarvaan. Lisäksi 70 cm runkoliittimen keskikarvasta tinataan kela ja konkka sarjaan, ja konkka taas maihin (==koteloon).

Lopuksi koko laatikko pannaan kasaan ja viritetään esim piirianalysaattorilla kohdilleen (== maximaalinen esto ja minimaalinen päästokaistavaimennus molemmille bandeille.

Homma toimii myös käytännössa. Kun tangenttia painaa, edes kohinataso ei nouse toisessa rigissa. Oma antennini on noin 15 m korkeudella ja 2m yhteysetäisyydeksi on saatu n. 30 km, kauemmas tosin en ole kokeillutkaan. 70 cm:lla qso kulki Oulusta Zeppeliiniin kohtuullisesti pienellä kohinalla.

Koko projektin hinnaksi ei kehity huikeata summaa. Filtteri, antenni, välikaapelit maksavat kukin muutaman kympin, riippuen siita mista osat tekee ja hankkii. Kallein menoera oli Aircell-kaapelin hankkiminen. Jos hankint Aircellia Oululaisesta amatoööiliikkeestä, ilmoita etukateen etta ole tulossa, niin ei tarvitse odottaa kaapelin mittausta ja katkaisua.

Tarvikeluettelo

• 1 kpl 3 mm messinkitanko
• 4 kpl 1.5 mm messinkitanko
• 1 kpl N runkoliitin (laippa)
• 1 kpl N-liitin (Aircell 7)
• 1 kpl BNC-liitin (Aircell 7)
• 1 kpl syottokaapeli
• 3 kpl BNC runkoliittimet
• 4 kpl 2-30 pF muovieristeiset konkat (Philips from SP-E)
• 2 kpl valikaapelit filtterilta radioille liittimineen
• 1 kpl alumiinipeltikotelo