Každý, kdo si někdy pořídil ruční radiostanici či skener na cesty, zcela jistě řešil otázku, zda je vhodné toto zařízení používat s výrobcem dodanou anténou, nebo, zda je lepší pořídit jinou. K ručním profesionálním radiostanicím vždy výrobci dodávají antény laděné na zvolené pásmo, ale k univerzálním skenerům či vícepásmovým vysílačkám to již tak jednoduché není. Zkusme se tedy podívat na tuto problematiku pomocí známé poučky že „bez měření není vědění“. Před nedávnem jsem našel po šuplíkách různě poschovávané antény a rozhodl jsem se, že se konečně podívám na to, jak jsou vlastně tyto antény vlastně použitelné.
Na začátek by bylo ale dobré připomenout pár základních poznámek a aspektů používání zkrácených – přesněji induktivně kompenzovaných antén ručních (nebo chcete-li kapesních) radiostanicích a přijímačích.
Elektricky zkrácené antény nejsou vlastně nic jiného, než upravená přijímací anténní soustava. Využívá se zde možnost zmenšení velikostí antény tak, že se k nim připojí kompenzační induktivní nebo kapacitní elementy. Těmi je možné vykompenzovat jalové složky impedance zkrácením nepřizpůsobených zářičů. Lze se tak velmi přiblížit k rezonanci antény v požadovaném frekvenční pásmu.
U stacionárních antén je možné použít obě kompenzace. Kapacitní kompenzaci můžete vidět například u vysílacích antén radiomajáků NDB (tzv. kapacitní klobouk). Induktivní kompenzace můžete vidět například u krátkovlnných směrových antén s trapovanými rameny, nebo například u obyčejné základnové antény pro pásmo CB. Induktivní kompenzace, tedy pomocí vložených cívek do anténního systému, se používá i u antén pro přenosné radiostanice a skenery. Kompenzační cívky se u malých antén instalují buď u paty antény přímo nad anténní konektor (nejčastěji se tato varianta používá u antén pro pásma VKV a UKV) a nebo uprostřed antény (tuto verzi můžete často vidět malých antén na pásmo CB).
Zkrácené antény mají některé výhody i nevýhody:
(+) Rozměry – jednoznačným kladem jsou výrazně menší rozměry, váha a jednoduchá transportovatelnost.
(+) Jednoduchá instalace – Instalace antény je prakticky jen připojením na anténní konektor, popřípadě jednoduchým upravením zářiče do potřebné délky.
(-) Omezená zaměnitelnost – Jedná se o problém především u vysílacích antén. Originální antény bývají často vyrobeny tak, aby rezonanční kmitočet odpovídal při použití konkrétní radiostanice. To znamená, že tvar a velikost těla radiostanice může výrazně ovlivnit použitelnost antény tzn. použití neoriginálních antén na stanicích může způsobit jejich rozladění a tedy horší parametry jen díky jinému tvaru stanice, než na který byla anténa designována.
(-) Kapacitní kmitočtová závislost – Elektricky zkrácené antény jsou extrémně závislé na přiblížení k vodivým předmětům. Pokud anténu přiblížíte k vodivému předmětu, nebo třeba i jen k vlastní ruce, dojde vždy ke změně rezonance antény, jelikož do anténního rezonančního obvodu doplníte další paralelní „parazitní“ kapacitu. Dochází tak k výrazným změnám rezonančního kmitočtu antény. Tento problém je především kritický u vysílacích zařízení. Zásadní je samozřejmě i poloha antény – ideální je situace, kdy držíte zařízení co nejdál od těla a co nejvýš. Na druhou stranu pomocí vodivých předmětů či vlastním tělem, lze vytvořit celkem jednoduchý reflektor tj. lze ovlivnit směr příjmu signálů a současně i přijímané signály z preferovaného směru nepatrně zesílit.
(-) Vysoké a nestabilní PSV antény – Kvůli v předchozím bodu jmenovanému problému, je velmi problematické udržet impedanci antény v rozumných mezích. Ruční radiostanice tak mají často vyřazenu ochranu koncového stupně proti vysokému nepřizpůsobení, nebo je zde automatický regulátor VF výkonu, který při velmi špatných parametrech antény výrazně zmenší výkon. U přijímačů není tento efekt extrémně důležitý, jen když sledujete velmi slabé stanice, ale i zde máte možnost udělat pár pokusů s polohou antény a dohnat tak ztrátu nepřizpůsobením.
(-) Nízká účinnost – Vzhledem k rozměrům těchto antén je zcela logický i jejich velmi malý zisk. Ten je v případě ručních skenerů a přijímačů kompenzován úpravou parametrů vstupních prvků (nejčastěji záměrně vysokým ziskem aktivních prvků)
Nyní k samotným testům.
Pro měření antén jsem použil zařízení Nano VNA, na kterém jsem nastavil rozsah standardních profesionálních pásem 25 – 500 MHz. Jelikož je tělo VNA celokovové, je tak velmi podobné ručním skenerům a stanicím, nevymýšlel jsem žádné speciální protiváhy. Na testy jsem připravil několik antén originálních, se kterými se asi každý setkal, některé volitelné náhražkové (extra kupované) a nakonec i čínské kopie profesionálních armádních antén.
Originální anténa k radiostanicím ANYTONE (dualband)
Tuto anténu každý zná. Zajímavostí je její mechanická „neohebnost“ a dle štítku výrobce její neuvěřitelná širokopásmovost (136-174 a 400-470 MHz). Tato anténa má klasické otočené SMA, které se používá u většiny čínských radiostanic typu AnyTone nebo Wouxung.
Z grafu jasně vyplývá, že je tato anténa relativně vhodná pro radioamatérské pásmo VHF, ale na UHF příliš použitelná není, jelikož její rezonance má ostrou špičku v pásmu kolem 390 MHz, což je od radioamatérského pásma kmitočtově dost daleko. Ačkoliv se jedná o originální anténu, není zcela jasné, pro jaká pásma měly být antény určena. Na vyšší UHF pásma určitě ne.
Originální anténa UNIDEN
Je opět anténa, kterou každý uživatel těchto skenerů zná. Dodává se totiž ke všem skenerům UNIDEN již od verze UBCD3500 až na lehce modifikovanou dnešní verzi pro SDS100. Tato anténa má klasický SMA konektor (samec). Její klasická vlastnost je opět velmi malá ohebnost díky velmi tvrdé gumě na povrchu antény.
Zajímavostí této originální antény je to, že v podstatě ladí někde v pásmu 160 MHz a pak kolem 420 MHz. Když jsem si navíc roztáhnul sledované pásmo až nad 900 MHz, kde jsou v USA velké radiové sítě, tato anténa tam překvapivě příliš nepřijímá.
Originální CB anténa pro ALLAMAT 95 (stará verze)
Tato anténa je zajímavá právě tím, že má prodlužovací cívku uprostřed antény a když si představíte, jaká je vlnová délka pásma CB, tak je opravdu co kompenzovat. Na druhou stranu byla tato anténa před mnoha lety uživateli CB velmi chválena. Dodávala se jen ke staré verzi ruční stanice Allamat 95 a její specifikum je použití TNC konektoru.
Z průběhu grafu je jasné, je tato anténa velmi povedená. Skutečně je naladěná na střed pásma CB a zde se dostává až ideální impedanci 50 ohmů. Pokud si tuto anténu na provoz v pásmu CB pořídíte, zcela jistě to nebude špatná volba.
Univerzální anténa ALINCO – pásmo UHF
Tuto anténu znají především starší radioamatéři, jelikož se dodávala k ručním radiostanicím ALINCO DJ-F4 apod. Tato anténa má poměrně malé rozměry, vysoce flexibilní hlavní část antény a je zde použit klasický konektor BNC.
Pohledem na graf této univerzální antény pro pásmo UHF je jasné, že se jedná o velmi univerzální anténu, která byla spíš určená na velmi blízkou komunikaci. Nevyniká ziskem, ale ani výrazným přizpůsobením pro zájmové pásmo. Jedná se tedy jen o nouzovou anténu made in Japan.
Univerzální anténa ALINCO – pásmo VHF
Jedná se opět o velmi často používanou anténu především u profesionální řady radiostanic ALINCO řady DJ-180 a podobných klonů. Tato anténa byla používána ještě u novějších řad radiostanic, které již vyráběly v Číně. Nevýhodou těchto antén byla poměrně rychlá degradace kaučuku použitého na tyto antény (i zde jsem již po čase musel použít „ochranu“).
Graf průběhu přizpůsobení této antény je již mnohem veselejší. Když vezmu v potaz, že se tato anténa dodávala k profesionální řadě radiostanic v pásmu VHF, nebyla to sice, co se přizpůsobení týká, žádná hitparáda, ale pro běžný provoz použitelná je. Na ruční radioscanner pro poslech ve VHF pásmu bych ji ale asi nepoužil.
Profesionální anténa pro pásmo MB (86 MHz)
Tuto anténu jsem vybral kvůli extrémním rozměrům samotné antény. Obsluha musela být opravdu nadšená, když musela držet v ruce ne-úplně miniaturní radiostanici SIMOCO a na ní nasazenou asi třikrát delší „zkrácenou“ anténu na pásmo 80 MHz. Její účinnost byla ale prý údajně velmi slušná. Na stanici se připojovala tato anténa navíc ještě přes tlustou redukci SMA-BNC.
Pohledem do Smithova diagramu je jasné, jak se dělá kvalitní anténa. Na anténě je označení 85 MHz a na tomto kmitočtu má anténa perfektní přizpůsobení. Asi takto si představuji profesionální anténu určenou pro profesionální radiostanici. Bohužel se s těmito anténami již asi moc nesetkáte, jelikož je pásmo MB postupně opouštěno a kvalitní ruční radiostanice se již nedají sehnat.
Profesionální anténa pro letecké pásmo (ICOM A6)
Anténu od ruční stanice ICOM A6 asi netřeba představovat. Kdo létá a měl v ruce ruční stanici ICOM, zcela jistě se setkal i s touto anténou. Poměr délky antény vůči rozměrům samotné stanice je celkem rozumný a tak tato kombinace běžně slouží i mnohých letištích. Jako anténní konektor zvolen klasický BNC.
To, že je originální anténa od letecké stanice velmi povedená, to už vím pár let a nyní to potvrdilo i měření. Perfektně naladěná anténa doprostřed zájmového rozsahu 120-130 MHz je zárukou slušného příjmu ( v rámci rozměrů antény). Impedančně je na tom anténa v požadovaném pásmu také velmi dobře. Pokud vás letecké pásmo zajímá, doporučuji tuto anténu pořídit i na ruční radioskener.
Kopie DIAMOND SRH-36
Anténa SRH-36 a její kopie jsou velmi zajímavé svou extrémní flexibilitou 30cm zářiče. Můžete na něm doslova dělat uzly (samozřejmě v tom případě rapidně klesá účinnost antény). Nevýhodou těchto antén je velmi vysoká mechanická poruchovost hlavního zářiče. Bez ohledu na to, zda máte japonský originál či čínskou kopii, při častém použití se do několika měsíců drátěný svazek hlavního zářiče vždy přelámal.
Když se na průběh přizpůsobení této antény podíváte, je jasné, že se v podstatě jedná o dobře přizpůsobenou UHF anténu pro pásmo 430-440 MHz. Ačkoliv se má jednat o dvoupásmovou anténu, na VHF příliš vhodná není – tedy ano, pokud ji chcete připojit k přijímači DAB, ale na provoz v klasických profesionálních pásmech nikoliv.
Kopie DIAMOND SRH-771
Originální anténa s klasickým SMA konektorem je zcela jistě jedna z nejkvalitnějších dvoupásmových antén do délky 30cm. Na trhu jsou ovšem i čínské kopie určené pro čínské radiostanice typu Wouxung (originální čínské otočené SMA) a tu jsem si vzal na test.
Tato čínská kopie japonského SRH (RH) 771 je velkým zklamáním a propadákem. S přihlédnutím na délku antény je její použitelnost dost mizerná. Ačkoliv se prodává jako ziskovější alternativa k originální anténě radiostanic Wouxung, výsledná kvalita je na podobné úrovni. Anténa je trochu použitelná v leteckém pásmu, ale o nějakém význačném přizpůsobení nelze hovořit. Tuto anténu rozhodně nedoporučuji kupovat, jsou to vyhozené peníze.
Teleskopická anténa SRH-789
To je podle mého názoru Ferrari mezi přenosnými anténami. Myslím, že jsem asi v ruce nikdy neměl kvalitnější teleskopickou anténu. Jednak je zde tabulka délky antény vs. kmitočet a tato tabulka opravdu sedí a také je potřeba upozornit na použitý materiál, který je velmi odlehčený nerezavějící kov. Jedinou slabinou této antény byl vždy kloub u paty. Ten velmi často odcházel mechanicky a bylo nutné jej po čase zafixovat (lze to samozřejmě udělat i mnohem lépe, než tak humpolácky, jak jsem to udělal já :-)). Anténní konektor je klasický SMA.
Tato anténa nemá samozřejmě jakékoliv kompenzační cívky a charakteristika je dána délkou antény. Zde je vidět, že vhodným nastavením délky zářiče lze dosáhnout situace, kdy anténa přijímá celkem rozumně v obou leteckých pásmech. Tuto anténu obecně pro použití s ručními radioskenery doporučuji.
Teleskopická anténa CT-7000
Jedná se o jednu zajímavost, která se dala před lety u nás koupit. Jedná se o půl-vlnnou anténu pro pásmo 145 MHz, která je svými rozměry 1m velmi extrémní obzvlášť, když si představíte, že tuto šílenost posadíte na malou ruční stanici. Základna a pata antény je ovšem dostatečně robustní, takže je pravděpodobnější, že zničíte anténní konektor v radiostanici (či přijímači) než u antény.
Ačkoliv se jedná o anténu určenou pro pásmo 144 MHz, myslím, že by z ní byli nadšeni posluchači pásma MB, kteří sledují stanice BMIS. Zde totiž má anténa největší zisk a dokonce je zde i perfektně přizpůsobená. Tato anténa, s přihlédnutím k rozměrům je opravdu vhodná především na radioskenery a nikoliv na vysílání.
Alternativa SRH-805S
Jako opačný extrém proti předchozí anténě jsem vzal i extrémně malou anténu (jen 5cm dlouhou ) pro stejné pásmo 145 MHz. Její účinnost si asi dokážete představit. Nejčastější použití těchto antén jsou malé domácí digitální hotspoty (MMDVM apod.). Na radiostanici je to v podstatě nepoužitelné, jedná spíš jen o lepší útlumový článek.
Příroda se prostě nedá obelstít a čím máte menší anténu a menší možnosti vytvářet kvalitní laděné indukční obvody, tím jsou parametry takových antén samozřejmě horší. Příkladem je i tato miniaturní anténa. pomocí přesně naladěné cívky (a možná i interního kondenzátoru) pracuje anténa v pásmu 144 MHz s relativně rozumným přizpůsobením. Rozhodně se ale jedná o anténu, která je vhodná především pro radioamatérské lokální spojení. Na radioskenery není tato anténa v žádném případě použitelná.
Čínská kopie taktických antén HARRIS (RACAL)
Jedná se kopii antén určených pro taktické radiostanice HARRIS FALCON III apod. V originálním provedení tyto antény pracují v extrémně širokém pásmu 30 – 500 MHz s tím, že v rozloženém stavu se jedná o antény skutečně i přes 1m dlouhé. Zajímavostí je zářič tvořený ohebným (lámacím) dlouhým izolovaným ocelovým páskem. V čínské verzi se jedná o anténu určenou pro pásmo 136-470 MHz distribuované s kopiemi radiostanice FALCON III. Opět se dají koupit různé varianty této antény s výběrem anténního konektoru včetně otočeného SMA.
Podle diagramu je vidět, že slouží tato anténa opět jako náhražka, která funguje spíš jen na vizuální efekt, ale není nijak extra přizpůsobená na jakékoliv pásmo. Nejvyššího zisku a přizpůsobení dosahuje ve spodní části prvního leteckého pásma a tam poslouchá opravdu málokdo. Koupi této antény vzhledem ke kvalitě a rozměrům nijak zvlášť nedoporučuji, ani pro skener a už vůbec ne pro radiostanice.
Čínská kopie SATCOM antény HARRIS
Je opět anténa, která mne velmi zaujala. Jedná se o kopii satelitní antény pro L pásmo. Tato verze samozřejmě nemá s tímto použitím nic společného, jelikož je určená opět jako alternativní anténa pro běžné čínské radiostanice v rozsahu 136-470 MHz. Tato anténa má být určena především pro vyznavače tzv. Paintballu, kteří na sebe rádi oblékají vojenské vybavení včetně radiostanic.
Dle diagramu tato anténa není tak nepoužitelná. Nalezneme zde dva body , které se velmi přibližují dobré impedanci a oba jsou shodou okolností v profesionálních pásmech VHF i UHF (172 a 450 MHz). Nevím, zda bych tuto anténu přímo doporučil na vysílání, ale jako zajímavá alternativa pro váš skener to určitě je. Anténa není extra velká, ani těžká, ale celkem dobře poslouchá v obou základních profesionálních pásmech.