7dB COLINEAR ANTENNA

    ไม่ได้อัพเดทนานมากแล้วเพราะช่วงนี้ไม่มีข้อมูลมาเขียน เผอิญไปเจอบทความสายอากาศของ SM0VPO เห็นว่าสร้างง่ายและมีอะไรพิเศษจากที่เคยทำมา โดยมีอัตราขยายประมาณ 7dBd ก็เลยนำมาเสนอแบบไม่ต้องลงทุนทำเอง เอาเป็นว่าแปลให้อ่านแล้วไปลองทำเองละกัน

   SM0VPO นี้ผมรู้จักเวปไซต์ของเค้าตั้งแต่เรียนอยู่สมัยปี 2540 (แก่ไปมั้ยเนี่ย) เป็นคนที่ทำเวปและเผยแพร่บทความดีๆ มากมาย ด้วยเนื้อหาที่อ่านเข้าใจง่าย จนถึงปัจจุบันนี้เวปไซต์ของท่านผู้นี้ก็ยังมีบทความดีๆ ให้ได้อ่านอยู่เสมอ

Introduction

   เมื่อ 6 ปีก่อน SM0VPO ได้นำเสนอสายอากาศ Halfwave Colliner 2 element  ซึ่งเรารู้จักกันดีอยู่แล้ว มาคราวนี้ก็เลยลองเพิ่มอัตราขยายดูโดยเพิ่มส่วนแพร่กระจายคลื่นเป็น 5 element โดยมีจุดป้อนสัญญาณเข้าที่ตรงกลางเหมือนเดิมแต่พิเศษคือไม่ได้ใช้ควอเตอร์เวฟสตับแมตช์ แต่ป้อนเข้าตรงกลางส่วนแพร่กระจายคลื่นเลยโดยมีควอเตอร์เวฟบาลัน 4:1 ช่วยแมตช์

Materials

   อุปกรณ์ที่ใช้ก็ประกอบด้วย สายไฟแบบมีฉนวนหุ้มเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1.5mm ยาว 9 เมตร ขนาดก็ประมาณสายเบอร์ 4 , ท่อ PVC สำหรับทำแขนยึดตัวสายอากาศเป็นรูปตัว T ความยาวแขนก็ประมาณ 2.6 เมตร

   ท่อนไม้กลมเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 26mm ความยาวให้คำนวณจากเส้นผ่าศูนย์กลางรวมเปลือกฉนวนของสายไฟ สมมติว่าเส้นผ่าศูนย์กลางรวมเปลือกประมาณ 2.5mm ก็คูณด้วย 16 จะได้ความยาวของแต่ละท่อนประมาณ 40mm แต่ผมว่าใช้ท่อ PVC สีเทาหรือสีเหลืองขนาดเดียวกันจะทนน้ำได้ดีกว่าไม้

Construction

   มาถึงจุดสำคัญคือการพันคอยล์เพื่อเป็นส่วนกลับเฟสโดยมีความยาวทั้งหมด 1/2λ ความยาวสายไฟครึ่งหนึ่งคำนวณจากความยาว 1/4λ ที่ความถี่ 145MHz และคูณด้วย 0.8 (เป็นค่าประมาณจากการทดลองอันเนื่องจากผลของการพันคอยล์) ก็จะได้ความยาวสายไฟสำหรับการพันแค่ครึ่งเดียวนี้ประมาณ 408mm เมื่อใช้แกนขนาด 26mm ก็จะได้ประมาณ 5 รอบพอดี พอพันไปได้ 5 รอบก็เว้นช่องว่างไว้แล้วกลับทิศทางการพันแล้วพันไปอีก 5 รอบโดยใช้ความยาว 408mm เท่ากัน ในรูปจะเห็นตะปูตัวเล็กๆ ตีลงบนไม้ห่างกัน 20mm เพื่อช่วยให้พันคอยล์ได้ง่ายขึ้น อ่านแล้วก็งง ดูรูปง่ายกว่า ทำทั้งหมดเหมือนกันจำนวน 4 อัน

   ส่วนแพร่กระจายคลื่นความยาว 1/2λ โดยมีค่า velocity ประมาณ 0.96 จะได้ความยาวประมาณ 150000 / MHz = ความยาวเป็น mm สำหรับ 145 MHz ก็ราวๆ 1 เมตรพอดี ใช้ทั้งหมด 5 เส้น

Feeding the Antenna

   จุดป้อนสัญญาณใช้ควอเตอร์เวฟบาลัน 4:1 สร้างจากสายนำสัญญาณธรรมดานี่แหละ ความยาวทั้งหมด 1/2λ คูณด้วย velocity ของสาย PVC ประมาณ 0.66 ที่ 145 MHz ก็ประมาณ 686mm แล้วพับทบครึ่งบัดกรีชีลด์รวมเข้ากับสายนำสัญญาณ อินเนอร์ข้างหนึ่งของบาลันรวมกับอินเนอร์ของสายนำสัญญาณ อินเนอร์อีกข้างของบาลันเป็นกราวน์  ตามรูป ง่ายสุดๆ !!!

  

Supporting the Antenna

   ใช้ท่อ PVC ต่อเป็นรูปตัวทีความยาวแขนข้างละ 2.6m ปิดหัวท้ายกันน้ำเข้า เจาะรูข้างล่างให้น้ำออกด้วย ต่อกับด้วย 3 ทาง ส่วนแขนยื่นตรงกลางประมาณไม่เกิน 1m

 

Conclusion

   SM0VPO บอกว่าได้อัตราขยาย 7dBd แต่หากพิจารณาจากโครงสร้างแล้วมันก็คือ Halfwave Collinear จำนวน 5 element ที่วางปลายเกือบจะชิดกัน อัตราขยายของ Halfwave Dipole ที่มีเฟสตรงกัน 2 element มีอัตราขยายประมาณ 1.6dBd , 3 element ประมาณ 3.1dBd, 4 element ประมาณ 3.9dBd ( อ้างอิงจาก ARRL Antenna Book, 21st Edition หน้า 8-38 ) ดังนั้นสำหรับสายอากาศต้นนี้มี 5 element  ผมก็ขอประมาณว่าคงจะมีอัตราขยายประมาณ 5dBd หากมีโอกาสจะลอง Simulate ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อหาอัตราขยาย และจะนำเสนอในครั้งต่อไป

   สายอากาศประเภทนี้ไม่ได้เป็นสายอากาศที่แปลกใหม่อะไรสำหรับเพื่อนๆ นักวิทยุสมัครเล่น แต่ด้วยเทคนิคในการสร้างที่สามารถทำสตับกลับเฟสให้อยู่ในรูปคอยล์ซึ่งสะดวกสำหรับการนำสายอากาศใส่ท่อ PVC หรือคันเบ็ด และเทคนิคการป้อนสัญญาณเข้าตรงกลางรวมกับการใช้บาลันเพื่อจัดกระแสให้ไหลเท่ากันทั้งสองแขนของไดโพล คงจะเป็นประโยชน์สำหรับนำไปพัฒนาต่อไปได้นะครับ

ที่มา :

7dB COLINEAR ANTENNA

by Harry Lythall – SM0VPO