WINDOM ANTENNA Γράθει ο Νηίνος Νομικός – SV1GK Ι΢ΣΟΡΙΑ Η θεξαία απηή παξνπζηάζηεθε γηα πξώηε θνξά ηνλ Σεπηέκβξην ηνπ 1929 ζην πεξηνδηθό QST . Σπγγξαθέαο ηνπ άξζξνπ ήηαλ έλαο εξαζηηέρλεο από ην Reynoldsburg ηνπ Ohio , ν Loren G. Windom , W8GZ. Ήηαλ έλαο έκπεηξνο ξαδηνεξαζηηέρλεο θαη κάιηζηα από ηνπο πξώηνπο πνπ είραλ εκθαληζηεί επίζεκα ζηελ Ακεξηθή . Τελ πξώηε ηνπ άδεηα ηελ πήξε όηαλ ήηαλ ζην Columbus ηνπ Ohio ηo 1922 θαη είρε ηόηε ην ραξαθηεξηζηηθό 8ZO . ‘Όηαλ πξσηνπαξνπζηάζηεθε ην άξζξν ηνπ γη απηήλ ηελ θεξαία έθαλε κεγάιε αίζζεζε, ηόζν γηα ηελ απιόηεηα όζν θαη γηα ηελ ιεηηνπξγηθόηεηά ηεο. Ήηαλ κία απιή ζπξκάηηλε θεξαία ππνινγηζκέλε γηα ηα 80 m ,πνπ ζπλδεόηαλ ζην 1/3 πεξίπνπ ηνπ κήθνπο ηεο κε έλα θαιώδην πνπ έπαηδε ηνλ ξόιν ηεο θαζόδνπ (Σρήκα 1) . Δίρε δε έλα πνιύ βαζηθό πιενλέθηεκα , ήηαλ multiband . Λεηηνπξγνύζε ηθαλνπνηεηηθά θαη κε έλαλ απνδεθηό ιόγν ζηαζίκσλ ζε όιεο ηηο άξηηεο (δπγέο) αξκνληθέο ηεο ζπρλόηεηαο γηα ηελ νπνία ήηαλ ππνινγηζκέλε . Αλ δειαδή γηα παξάδεηγκα είρε κήθνο ι/2 πνπ ζπληόληδε ζηελ κπάληα ησλ 80 m , ηόηε ζπληόληδε εμίζνπ θαιά θαη κε αλεθηά ζηάζηκα θαη ζηα 40m , 20m ,10m. Τν θαιώδην ηεο θαζόδνπ παξνπζίαδε κία αληίζηαζε ζε ζρέζε κε ηελ γε πεξίπνπ 600 Ωκ . Δίρε όκσο θαη ηξία βαζηθά κεηνλεθηήκαηα , πξώηνλ θαη θπξηόηεξν ε θάζνδόο ηεο , αθνύ ήηαλ κέξνο ηεο θεξαίαο εμέπεκπε αθηηλνβνιία , άξα ππήξρε κεγάινο θίλδπλνο ε RF λα ηηλάμεη ηνλ ρεηξηζηή ζην shack , δεύηεξνλ ήζειε πνιύ θαιή γείσζε θαη ηξίηνλ γηα λα απνδώζεη ζσζηά έπξεπε ην έδαθνο πνπ ήηαλ θάησ από ηελ θεξαία λα είρε πνιύ θαιή αγσγηκόηεηα . Παξόια απηά όκσο ε multiband ιεηηνπξγία ηεο ππεξίζρπζε θαη έγηλε γξήγνξα από ηηο πην πξνζθηιείο θεξαίεο ηεο επνρήο . Όινη πιένλ ηελ απνθαινύζαλ Windom , από ην όλνκα ηνπ αλζξώπνπ πνπ πξώηνο ηελ πεξηέγξαςε . Τν 1937 κάιηζηα ζεσξείην σο ε πξώηε ζπκβαηηθή multiband θεξαία ηεο επνρήο . MULTIBAND ΛΕΙΣΟΤΡΓΙΑ Η θάζνδόο ηεο όκσο εμαθνινπζνύζε λα απνηειεί έλα βαζηθό πξόβιεκα πνπ έπξεπε λα εμαιεηθζεί . Έηζη ινηπόλ ζθέθηεθαλ λα αληηθαηαζηήζνπλ ην απιό θαιώδην ηεο θαζόδνπ κε κία γξακκή κεηαθνξάο παξάιιεισλ αγσγώλ 300 Ωκ (Σρήκα 2) . Πώο όκσο ιεηηνπξγεί κία ηέηνηα θεξαία θαη ηη είλαη απηό πνπ ηελ θάλεη λα ιεηηνπξγεί multiband ρσξίο ηελ ρξήζε πξόζζεησλ ζηνηρείσλ όπσο traps θιπ ; Γηα λα ην θαηαλνήζνπκε όκσο απηό θαιιίηεξα , πξέπεη λα δνύκε πξώηα πώο ιεηηνπξγεί έλα απιό δίπνιν , ηόζν ζηελ βαζηθή ζπρλόηεηα εθπνκπήο όζν θαη ζηηο αξκνληθέο ηεο . Αο ππνζέζνπκε ινηπόλ όηη έρνπκε έλα απιό δίπνιν ππνινγηζκέλν γηα λα ζπληνλίδεη ζηελ ζπρλόηεηα f .Όπσο ήδε γλσξίδνπκε από ηηο πξνεγνύκελεο αλαιύζεηο πνπ έρνπκε θάλεη , ην δίπνιν ζην κέζνλ ηνπ παξνπζηάδεη κία ζύλζεηε αληίζηαζε πεξίπνπ 75 Ωκ , αλάινγα βέβαηα θαη κε ην ύςνο ζην νπνίν είλαη ηνπνζεηεκέλν . Αλ πξνζέμνπκε ην (Σρήκα 3 , εηθόλα Α) ζα δνύκε όηη ζην κέζνλ ηνπ δηπόινπ ην ξεύκα παίξλεη ηελ κεγαιύηεξή ηνπ ηηκή , πνπ ζεκαίλεη όηη ζύκθσλα κε ηνλ ηύπν : R=V/I , ε αληίζηαζε R ζε απηό ην ζεκείν έρεη ηελ κηθξόηεξε δπλαηή ηηκή , ε νπνία αο πνύκε όηη είλαη πεξίπνπ 75 Ωκ . Η (εηθόλα Β ζην Σρήκα 3) , καο δείρλεη ηελ θαηαλνκή ηνπ ξεύκαηνο ζηελ δεύηεξε αξκνληθή ζπρλόηεηα πνπ είλαη 2f . Eδώ βιέπνπκε όηη ην ξεύκα ζην κέζνλ ηνπ δηπόινπ είλαη κεδεληθό θαη επνκέλσο ε αληίζηαζε ζε απηό ην ζεκείν ζα είλαη πάξα πνιύ κεγάιε . Αλ ινηπόλ ηξνθνδνηνύζακε ην δίπνιό καο κε ηελ ίδηα θάζνδν π.ρ. ησλ 75 Ωκ , ηόηε ζηελ (Α) πεξίπησζε θαη γηα ηελ ζπρλόηεηα f , ζα είρακε άξηζηε πξνζαξκνγή κε ζηάζηκα ζρεδόλ 1:1 , ελώ ζηελ (Β) πεξίπησζε θαη γηα ηελ αξκνληθή ζπρλόηεηα 2f ζα είρακε ζην κέζνλ ηεο θεξαίαο κηα αληίζηαζε αξθεηώλ ρηιηάδσλ Ωκ πνπ ε θάζνδνο ησλ 75 Ωκ δελ ζα ηαίξηαδε θαη ζα είρακε άπεηξα ζηάζηκα . Αο δνύκε ηώξα ηη ζπκβαίλεη ζηελ θεξαία καο όηαλ ιεηηνπξγεί ζηελ 3ε αξκνληθή , 3f (Σρήκα 3 , εηθόλα C) . Eδώ βιέπνπκε όηη ζην κέζνλ ηεο ην ξεύκα μαλαέγηλε κέγηζην , άξα ε αληίζηαζε πήξε πάιη ηελ ειάρηζηε ηηκή ηεο , ε νπνία ήηαλ πεξίπνπ 75 Ωκ , πνπ ζεκαίλεη όηη ε θάζνδόο καο ηώξα ζα πξνζαξκόδεηαη άξηζηα κε ηελ θεξαία , άξα ζα έρνπκε ζηάζηκα πεξίπνπ 1:1 . Τη ζπκπέξαζκα ινηπόλ βγάδνπκε από απηήλ ηελ κειέηε ; Όηη κε ηελ ίδηα θάζνδν ε ίδηα θεξαία κπνξεί λα ιεηηνπξγήζεη άξηζηα ζε δύν ζπρλόηεηεο πνπ ε κία είλαη ην πεξηηηό (κνλό) πνιιαπιάζην ηεο άιιεο πνπ ζεσξείηαη όηη είλαη ε βαζηθή . Άξα κε απιά ιόγηα , αλ έρνπκε έλα απιό δίπνιν ζπληνληζκέλν ζε κηα ζπρλόηεηα f , ζα ιεηηνπξγεί εμίζνπ θαιά θαη ζηηο ζπρλόηεηεο 3f , 5f , 7f θιπ . Οπόηε έλα δίπνιν ζπληνληζκέλν γηα ηελ ζπρλόηεηα ησλ 7 Mc/s ζα ιεηηνπξγεί εμίζνπ θαιά θαη ζηνπο 21 Mc/s . Αλ ηώξα ην δίπνιό καο δελ ην ηξνθνδνηήζνπκε ζην κέζνλ ηνπ αιιά ζε θάπνην άιιν ζεκείν ηνπ , ηόηε ζα παξαηεξήζνπκε ην εμήο : Όζν ην ζεκείν ηξνθνδνζίαο απνκαθξύλεηαη από ην κέζνλ ηνπ δηπόινπ ηόζν κεγαιώλεη θαη ε ζύλζεηε αληίζηαζε ζην ζεκείν απηό . Έηζη ινηπόλ , αλ ζην κέζνλ ελόο δηπόινπ ε αληίζηαζε είλαη πεξίπνπ 75 Ωκ , όζν κεηαθηλνύκαζηε πξνο ην έλα άθξν ηνπ ε αληίζηαζε κεγαιώλεη ηόζν πνπ κπνξεί λα θηάζεη θαη ηηο 3000 Ωκ . Γελλάηαη ινηπόλ ην εξώηεκα . Τπάρτει κάποιο ζημείο ζηο δίπολο , εκηός θσζικά από ηο μέζον ηοσ , όποσ ηο πλάηος ηης ένηαζης ζηο ζημείο ασηό να είναι περίποσ ηο ίδιο για πολλές αρμονικές ζστνόηηηες ; Aλ παξαηεξήζνπκε ηηο θακπύιεο ησλ ξεπκάησλ ηνπ (Σρήκαηνο 4) ζα παξαηεξήζνπκε όηη ζηα ζεκεία Β θαη Γ ην πιάηνο ηνπ ξεύκαηνο είλαη πεξίπνπ ην ίδην. Άξα αλ ηξνθνδνηήζνπκε ηελ θεξαία καο ζην ζεκείν Α κε κηα γξακκή κεηαθνξάο πνπ ζα έρεη αληίζηαζε ίδηα κε απηήλ πνπ παξνπζηάδεη ζε απηό ην ζεκείν , ηόηε ζα κπνξεί λα ιεηηνπξγεί ε θεξαία απηή ζηηο κπάληεο 80 m, 40 m, 20 m, θαη 10 m , κε ηθαλνπνηεηηθό ιόγν ζηαζίκσλ , πνπ ζεκαίλεη όηη γίλεηαη multiband . Τν ζεκείν Α βξίζθεηαη ζε απόζηαζε πεξίπνπ 0,36L από ην άθξν ηεο θεξαίαο (όπνπ L=142,5/f είλαη ην κήθνο ηνπ δηπόινπ) . Όζν όκσο πεξλνύζαλ ηα ρξόληα θαη ην θαιώδην coaxial έκπαηλε ζηελ δσή καο , ηόζν κεγάισλε θαη ε απαίηεζε λα ηξνθνδνηεζεί απηή ε θεξαία κε γξακκή κεηαθνξάο coaxial θαη κάιηζηα ησλ 50 Ωκ . Έηζη ινηπόλ θηάλνπκε ζην 1971 όπνπ ν Dr Fritz Spillner - DJ2KY παξνπζίαζε ηελ θεξαία FD4 , ηελ νπνία αλέιαβε λα θαηαζθεπάζεη ν παζίγλσζηνο θαηαζθεπαζηήο θεξαηώλ Kurt Fritzel-DJ2XH , (Σρήκα 5) . Ήηαλ κηα multiband θεξαία ηύπνπ Windom γηα ηα 80 m, 40 m, 20 m, 10 m , πνπ ρξεζηκνπνηνύζε έλα balun 6:1 ζην ζεκείν ηξνθνδνζίαο , έλα choke balun 1:1 θαη γηα γξακκή κεηαθνξάο θαιώδην coaxial ησλ 50 Ωκ . Σηηο κέξεο καο ε θεξαία Windom έρεη πάξεη θαη ηελ νλνκαζία Off Center Feed Dipole (OCF dipole) πνπ ίζσο απνδίδεη νξζόηεξα ηελ πεξηγξαθή ηεο . Δίλαη κία θεξαία , πνπ αλ επηπιένλ ρξεζηκνπνηήζεη θαλείο θαη έλα antenna tuner , ζα έρεη άξηζηε πξνζαξκνγή ζε πάξα πνιιέο κπάληεο . Μπνξεί λα ηνπνζεηεζεί είηε νξηδόληηα , είηε ζαλ inverted v , είηε ζαλ sloper. Δίλαη ηόζν θηιηθή κε ηνλ εξαζηηέρλε πνπ αθόκε θαη αλ δελ έρεη ηνλ απαξαίηεην ρώξν λα ηελ αλαπηύμεη νξηδόληηα , εηδηθά ζηελ πεξίπησζε ησλ 160 κέηξσλ , κπνξεί λα ηελ ηνπνζεηήζεη αθόκε θαη ζε ζρήκα Π (Σρήκα 6) . Τν δηάγξακκα αθηηλνβνιίαο ηεο παξνπζηάδεη κία ειαθξηά θαηεπζπληηθόηεηα ζε ζρέζε κε ην απιό δίπνιν , όπσο θαίλεηαη ζην (Σρήκα 7) . Μία ηέιεηα ππνινγηζκέλε θεξαία Windom (OCF dipole) θαη ηνπνζεηεκέλε ζε ηδαληθό ύςνο κε ηδαληθό πεξηβάιινληα ρώξν θαη κε έδαθνο πνπ έρεη άξηζηε αγσγηκόηεηα ζα έπξεπε λα είρε κία θακπύιε ζηαζίκσλ όπσο ηνπ (Σρήκαηνο 8) . CAROLINA WINDOM Πξηλ από θάπνηα ρξόληα ηξείο ξαδηνεξαζηηέρλεο από ηελ Βόξεηα Καξνιίλα , νη Jim Wilkie (WY4R) , Edgar Lambert (WA4LVB) θαη Joe Weight (W4UEB) , θαλαηηθνί QRP , ηξνπνπνίεζαλ ηελ θεξαία Windom παξεκβάιινληαο ζην ζεκείν ηξνθνδνζίαο ηεο θαη ζην balun έλα θνκκάηη πιαθέ θαιώδην TV ησλ 300 Ωκ , ην νπνίν είρε κήθνο πνπ ήηαλ πεξηηηό (κνλό) πνιιαπιάζην ηνπ κήθνπο θύκαηνο ι/4 ησλ 15 κέηξσλ (Σρήκα 9) . Η θεξαία απηή ήηαλ πάξα πνιύ απνδνηηθή θαη ρξεζηκνπνηήζεθε επξύηαηα ζε πνιιέο DX-pedition , ηεο έδσζαλ κάιηζηα θαη ην όλνκα ηεο πεξηνρήο ηνπο , CAROLINA . Λίγα ρξόληα αξγόηεξα , ν Len Carlson (K4IWL) ηξνπνπνίεζε ηελ παξαπάλσ θεξαία θαηαξγώληαο ην πιαθέ θαιώδην ησλ 300 Ωκ θαη παξελέβαιε κεηαμύ ηνπ balun θαη ηνπ coaxial πνπ νδεγνύζε ζηνλ πνκπνδέθηε έλα θνκκάηη θαιώδην RG-58 , κήθνπο 3,05 κέηξσλ πνπ ιεηηνπξγνύζε ζαλ stub , ηεο έδσζε κάιηζηα ην όλνκα The New Carolina Windom θαη κε απηήλ ηελ κνξθή θπθινθνξεί ζήκεξα (Σρήκα 10) . ΚΑΣΑ΢ΚΕΤΗ Θα ζαο πεξηγξάςσ κία θεξαία Windom (OCF dipole) πνπ ρξεζηκνπνηώ απηήλ ηελ πεξίνδν . Γπζηπρώο ιόγσ ειιείςεσο ρώξνπ είλαη κόλν γηα ηα 20m ,15m ,10m θαη 6m . Οη δηαζηάζεηο ηεο θαίλνληαη ζην (Σρήκα 11) . Τν ζύξκα πνπ ρξεζηκνπνηείηαη είλαη έλα θνηλό ειεθηξνινγηθό κνλνπνιηθό πνιύθισλν θαιώδην δηακέηξνπ ζύξκαηνο 1,5 mm , κε επέλδπζε PVC . Τν balun έρεη ιόγν 4:1 θαη γηα γξακκή κεηαθνξάο ρξεζηκνπνηείηαη θαιώδην coaxial H-2000 . Τν ύςνο ζην νπνίν επξίζθεηαη είλαη πεξίπνπ 7 κέηξα . Οη ζπλδέζεηο ζηνπο κνλσηήξεο θαη ζην balun πξέπεη λα κνλσζνύλ θαιά κε ζεξκνζπζηειιόκελν ή κνλσηηθή ηαηλία θαη ζηιηθόλε , όπσο θαίλεηαη ζηελ (Φσηνγξαθία) . Βέβαηα κελ παξαιείςεηε λα αθήζεηε γύξσ ζηνπο 15 πόληνπο παξαπάλσ θαιώδην ζε θάζε άθξν ηεο , γηα ηηο απαξαίηεηεο ξπζκίζεηο . ΜΙΚΡΑ ΜΤ΢ΣΙΚΑ Αλ θαηαζθεπάζεηε κία θεξαία Windom θαη ηα ζηάζηκα δελ είλαη ηόζν ρακειά όζν ζα ζέιαηε , ηόηε κπνξείηε λα θάλεηε ηα εμήο : 1ν Τπιίμηε γύξσ ζηηο 8-9 ζπείξεο ζε κνξθή πελίνπ δηακέηξνπ 15 cm από ην ίδην coaxial ηεο γξακκήο κεηαθνξάο θαη θάησ αθξηβώο από ην balun . Τν πελίν απηό ζα ιεηηνπξγήζεη ζαλ choke . 2ν Αιιάμηε ην ύςνο ηεο θεξαίαο , ρακειώζηε ην ή απμήζηε ην . 3ν Αληηθαηαζηήζηε ην balun πνπ ήηαλ 4:1 κε έλα 6:1 . 4ν Αλ ζε θάπνηα κπάληα είλαη αδύλαηνλ λα ζπληνλίζεη ε θεξαία γηαηί παξνπζηάδεη πάξα πνιιά ζηάζηκα , ηόηε ε ιύζε είλαη απιή . Πξνζζέζηε ζην ζεκείν ηξνθνδνζίαο ηεο Windom θαη παξάιιεια κε απηήλ έλα άιιν δίπνιν πνπ λα ζπληνλίδεη ζηελ κπάληα πνπ έρεηε ην πξόβιεκα , όπσο ζην θάζεηα κε ηελ Windom . (Σρήκα 12) . Καιόλ είλαη ην λέν δίπνιν λα ηνπνζεηεζεί ΕΠΙΛΟΓΟ΢ Η θεξαία Windom ζηηο κέξεο καο ρξεζηκνπνηείηαη επξύηαηα ζε όιν ηνλ ξαδηνεξαζηηερληθό θόζκν . Δίλαη απιή θεξαία , εύθνιε ζηελ θαηαζθεπή θαη κε πνιύ θαιά απνηειέζκαηα , ζε ζπλδπαζκό κάιηζηα θαη κε έλα antenna tuner θαιύπηεη επθνιόηαηα όιν ην θάζκα ησλ ξαδηνεξαζηηερληθώλ ζπρλνηήησλ . Νηίνος – SV1GK