ANTEN SOHBETLERİ-6 KÜÇÜK MANYETİK LOOP ANTENLER

                                       ANTEN SOHBETLERİ - 6

                             KÜÇÜK MANYETİK LOOP ANTENLER

       Elektriksel olarak küçük verici loop antenler alıcı loop antenlerden farklı dizayn  kriterlerine sahiptir.Alıcı loopların aksine büyüklüklerinin limitleri açıkca belirtilmemiştir.
Değişik birçok amaçlarla yapılmış uygulamalarda fiziki çevreleri toplam iletgen uzunluğuna bakılmaksızın ¼ lambdadan küçükse bunlar Küçük Loop anten olarak adlandırılabilirler.
Bu tip antenlerde çevreleri boyunca farklı akım dağılım noktaları oluşur.
       Verici loop antenler temelde bir Paralel Rezonans devresi olduğundan, alıcı loop antenlere nazaran farklı formüllere bağlı olarak hesaplanırlar.Bunların temel formülü ise hepimizin bildiği endüktif reaktans  formülüdür:

      XL = 2pi x f x L  formülüdür. Netice ohm olarak çıkar.
                                                                              f
Bir elektronik devredeki Q değeri ise:     Q = ----------     olarak bilinir.
                                                                          Delta f                                                                         

  Q formülü diğer taraftan :

                                                              XL
                                             Q = --------------------    olarak da ifade edilir.
                                                         2(Rr+Rl)


                                                                         NA          2
                                  Rr = 3,12 x  10 üssü4 ( ------------- )      ohm                         
                                                                         Lambda2     

                                   Vc = Karekök içinde P x. Xl x .Q       dir.

                                                                    P x Q
                                   Il = Karekök içinde ----------              olur.
                                                                       Xl
Formülleriyle hesaplanabilirler.   
Buradaki değerlerin karşılıkları:
Xl =  Ohm olarak endüktif reaktans
f  =   Hz olarak frekans
Delta f = Hz olarak band genişliği
Rr  = Radyasyon rezistansı,ohm
Rl  = Kayıp rezistansı,ohm
N = sargı sayısı
A = Metrekare olarak loop’un çevrelediği alan
Lambda = Çalışma frekansındaki dalga boyu,metre
Vc = Kapasitördeki voltaj
P = Uygulanan güç,watt
Il = Loop’taki rezonans akımı

Resimlerin Görüntülenmesine İzin Verilmiyor. Üye Ol ya da Giriş Yap

Geçmiş yıllarda amatör literatüründe iki tip Verici loop anteni vardı..Birincisi “Army loop” olarak bilinen  ve Lew McCoy ,W1ICP tarafından lanse edilen  loop’tur..İkincisi ise “Yüksek verimli” loop olarak  bilinen ve Ted Hart,W5QJR tarafından lanse edilen Hart loop’tur.
Aşağıdaki Şemada G3BGR’nin Küçük Manyetik loop’unu görüyorsunuz.
G3BGR loop anteninde iki adet kapasitör bağlanmış, bunlardan küçük olan ince ayar yapabilmek için bağlanmıştır..0.8 mm lik bakır boru kullanılmıştır.Antenin çevresi 39 x 2,54x3,1415 = 311,2 cm dir..Frekans bandı 7, 10, 14 MHz dir.Koaks şildini anten borusuna lehimlemiş,  koaksın orta nakilini gamma match uygulaması için kullandığı 0,3 mm lik telden 30 cm uzunlukta ana borudan 2,5 cm aralıkla yalıtgan klipslerle yerleştirilmiş tele lehimlenmiştir..
 Army loop sekizgen şekilli alttan paralel  seri kapasitörlerle beslenen ve  seyyar bir loop olarak Amerikan ordusu tarafından  Vietnam savaşlarında kullanılmıştır.Uygulamadaki zorlukları sebebiyle Army loop anten amatörler tarafından pek tutulmamış ve Hart’ın loop antenin yapımındaki kolaylığı nedeni ile  daha çok kullanılma alanı bulmuş ve çeşitli uygulamaları ile radyo amatörlerince denenmiş ve benimsenmiştir.. 
Aşağıdaki loop antende büyük loop’un içine yerleştirilen  daha küçük bir loop tarafından beslenen bir anten örneği görülmektedir.
 Küçük loop antenler vertikal olarak monte edilirse düzleminin dairesel olarak her açısından yayın yapar.

Resimlerin Görüntülenmesine İzin Verilmiyor. Üye Ol ya da Giriş Yap                                                  

Böylece hem vertikal hemde dipol antenlerin yerine geçer.Bu antenlerdeki tek olumsuzluk band genişliklerinin  yüksek Q nedeniyle çok dar olmasıdır.Yaklaşık her 20-30 KHz de bir anten kapasitörünü ayarlamak gerekmektedir.Bununla beraber redüktörlü küçük bir elektrik motorunu varyabl kapasitörün miline bağlayarak Radyo odasından kontrolu ve ayarı mümkün olmaktadır..Bilgisayarlı programlarla yapılan anten örneklemelerinde antenin yapımında kullanılan bakır borunun en az ¾ inç yani 2 cm olması gereklidir.Bununla beraber bu anteni yapan birçok amatör çapı 1,0 cm lik bakır boruyu da kullanmışlardır.Loop’un çevresi ¼ ila
1 / 8  lambda uzunluğunda kesilmelidir..1/4 lambdanın üzerindeki boylarda self resonant olacağından verimliliği azalmaktadır..Küçük besleme loop’u büyük loop’un 1/5 i oranında daha küçük çevre uzunluğundadır..
Aşağıda verilen listede muhtelif frekans bandlarında çalışacak. Manyetik loop anten dizayn bilgilerini görüyorsunuz, burada temel kriterler gösterilmiştir..Daha detaylı bilgi için Bakınız:
ARRL Antenna Book,1992, Chapter 5 page 5-12 , 5-13 .(.Daha sonraki basımlarında da bilgi vardır şüphesiz.)

1-Frekans sahası MHz     :   7,6 - 29,4  --   Çevre: 258 cm  --- Kapasitör : 102 pf – 5,4 pf
Band genişliği : Frekans aralığındaki amatör bandlarda 5,5 KHz ile 90 KHz arasındadır.

2-Frekans sahası MHz   : 3,6 – 16,4 --- Çevre : 610 cm --- Kapasitör 310 pf -11 pf
Band genişliği : Frekans aralığındaki amatör bandlarda 3,3 – 73 KHz aralığındadır..

3-Frekans sahası MHz : 2,1 – 10 ---Çevre : 1159 cm --- Kap : 192 pf – 30 pf
Band genişliği : Frekans aralığındaki amatör bandlarda 4,2 – 33 KHz aralığındadır.

4-Frekans sahası MHz : 1,3 – 10 --- Çevre: 1159 cm --- Kap: 750pf – 30 pf
Band genişliği: Frekans aralığındaki amatör bandlarda  2,3 – 121 KHz aralığındadır..

Kapasitörler 10 Kilovolt çalışma voltajından aşağı olmamalıdır..Yukarıda verilen antenlerin hepsinin bakır boru çapları 2,3 cm ( 0,9 inch ) olacaktır..
Dikkat : Bu tip antenlerde Verici gücünüzün 5 watt olduğu durumlarda bile kapasitörün bağlandığı noktada 10000 V luk RF voltajı oluştuğunu dikkate almalı bu noktalara hiçbir şekilde dokunmamak gerektiğini unutmamak hayati önem taşıyor..

Çember hesaplarını hatırlatma bakımından formüller şöyledir :
                                               C                                       C
C = d x Pi  -----         Pi = --------------     --           d = ----------  olarak hesaplanır...
                                               d                                        Pi

C : Çemberin çevresi
d  : çap
Pi : 3,1415 

Eğer daha küçük loop’a ihtiyacınız varsa  verimliliği arttırmak için  bakır borunun çapını büyütmelisiniz veya altına radyaller koyarak toprak ekranı sağlamalısınız..Bu durumda radyaller anten bölgesini Loop’un imajı sebebiyle ikiye katlamaktadır..Her radyalin uzunluğu loop çapının iki misli uzunluğunda olmalıdır.. Toprağın zayıf performanslı olduğu yerlerde
Radyalleri ¼ lambda boyunda yapmak iyi netice vermektedir.Loop antenler yakınlarındaki metal objeleri sevmezler çünki manyetik saha ile çalıştıklarından etrafındaki metal objelerde RF akımı endüklenmekte ve bu akım kayıp olarak loop’a geri dönmektedir...Bu tip antenleri evin içinde kullandığınız takdirde betonarme yapı sebebiyle kayıp oldukça büyük olacaktır.
Yapım sırasında parçalar birbirine çok iyi lehimlenmiş veya daha iyisi mümkünse gümüş kaynağı ile birleştirilmelidir..
Aşağıdaki resimde Vertikal yerleştirilmiş bir Loop antenin yayın paternini görüyorsunuz :

Yayın açısının DX QSO’ları için çok müsait olduğu açıkça görülmektedir.


Resimlerin Görüntülenmesine İzin Verilmiyor. Üye Ol ya da Giriş Yap
                     
Yaptığınız Loop antenin rezonans frekansını bulmak için Alıcınızı çalışacağınız frekansa getiriniz ve anteninizin kapasitörünü ayarlayarak azami sinyal şiddeti için ayarlayınız..Pik sinyalin çok keskin olarak ayarlandığını göreceksiniz buınun sebebi antenin yüksek Q değeridir..Loop antenin elektrostatik gürültüyü dipol veya vertikal antenlere nazaran  en az 25 dB bastırdığını yani azalttığını göreceksiniz..
Bu çok uygun gürültü azaltması VLF bandlarında çalışan arkadaşlar için büyük avantaj olarak görünmektedir.. Şimdi Verici cihazınızı varsa Tune modunda yoksa en az RF çıkış takati verecek durumda ayarlayıp çalıştırınız.SWR metrede minimum SWR için kapasitörü ayarlayınız..En düşük SWR’yi elde edince bu defa  besleme devresinin, eğer bu bir gamma match ise boyunu ve aralığını değiştirerek, eğer müstakil küçük bir loop ise yerini değiştirerek yine minimum SWR değerine ulaşacak  şekilde  ayarlayınız..Bazı durumlarda küçük besleme loop’unun yerini değiştirmek SWR’yi düşürmeye yetmeyebilir böyle durumlarda loop’un uzunluğunu değiştirerek istediğiniz neticeyi elde edebileceğinizi unutmayınız.. Genel olarak iyi yapılmış bir Loop antenin merkez frekansındaki, misal olarak 14270 için hazırladığınız bir loop antende, 14270 KHz frekansında  bu değer 1:1 SWR’yi geçmez..Ancak band genişliği frekanslarının sonuna gelindiğinde birdenbire çok yükselir.Yani 14260-14280 dışına çıktığınızda SWR bakımından çok dikkatli olmanız ve bu durumda yeniden ayar yapmanız gerekecektir.Bu band genişliği az geliyorsa bakır borunun kalınlığını arttırarak bir miktar daha band genişliği elde edilebilir.
Daha önce belirttiğimiz gibi Küçük Manyetik Loop antenler hemen hemen tam dalga bir dipol veya vertikal anten performansını vermektedir..Mukayeseyi yapmak bakımından 1,8 MHz bandında çalışacak bir loop antenin çevresi 30 metre, yerden yüksekliği ise 9 metre olacaktır ayni frekans için çalışacak bir dipol anten 74 metre ( ½ lambda) uzunluğunda ve 36 metre yüksekliğinde olmalıdır..Yine ayni frekans için bir vertikal dikmek isterseniz yüksekliği 36 metre olacak ve birçok radyal ile takviye edeceksiniz..Bu bakımdan her iki antenin yerine bir manyetik loop anten  kullanılarak ayni netice çok daha az gürültü seviyesi ile alınacaktır.VLF bandında çalışan arkadaşların bu konuyu iyi incelemelerinin bu bandlardaki çalışma koşullarının zorluğunu azaltacağını ve başarılarını arttırmaları  bakımından önemli olduğunu düşünüyorum..Yüksek frekanslarda ise üstünlüğü tartışılmaz çünki 7 MHz için dikilecek bir vertikal anten çeyrek dalga boyunda ise uzunluğu 10 metre olacak ve altında bir çok ayni boyda radyal isteyecektir..20 metre bandında ise vertikalde 5 metre uzunluk ve yükseklik en az 5 metre,en az 3 adet 5 metrelik radyal, Dipolde ise ( ½  lambda ) 10 metre uzunluk ve yerden en az 5 metre yükseklikte olması iyi bir performans elde edilmesi için gereklidir..
Loop anteni horizontal olarak yerleştirirseniz yayın paterni horizontal olacak üst kısmında  bir null bölgesi olacaktır  ve omni yönlü  anten olarak çalışacaktır.. Ancak horizontal olarak yerleştirildiğinde yerden yüksekliği vertikal yerleşime nazaran daha fazla olmalıdır, yükseklik yeterli değilse anteni vertikal olarak yerleştirmek daha başarılı bir performans  elde etmeniz için gereklidir..
Aşağıda resmini gördüğünüz varyabıl kapasitör bu antenler için en uygun olanıdır..

Resimlerin Görüntülenmesine İzin Verilmiyor. Üye Ol ya da Giriş Yap

Alt tarafta görülen ayar düğmesi yerine uzaktan kumandalı 12 V dc ile çalışan redüktörlü bir motorlu   düzen ile bağlantı yaparsanız, ayar işlemleri çok kolaylaşacaktır..

Aşağıdaki resimde altıgen şekilde yapılmış çoklu sargılı bir VLF  manyetik loop anten görülüyor.Burada besleme  bobin ve kapasitör uygulaması ile loop antenin dibinde yapılmıştır.Bu anten 80 ve 160 metreler için gayet başarılı olarak kullanılabilir.Denemeye değer bir anten olacağına eminim..
Bu antenin altında başka bir loop anten görülüyor.Bu defa altıgen biçim seçilmiş ve gamma match yapılmış olduğuna  dikkatinizi çekmek isterim..


Resimlerin Görüntülenmesine İzin Verilmiyor. Üye Ol ya da Giriş Yap

Resimlerin Görüntülenmesine İzin Verilmiyor. Üye Ol ya da Giriş Yap

Küçük manyetik loop antenler konusunda çok fazla denenmiş ve yapılmış mükemmel çalışan antenlerden birini seçip yapımını anlatan amatörün ağzından nakletmeyi üçüncü loop antenler yazımıza bırakıp, anteni yapacaklara  kolay gelsin diyor başarılı çalışmalarınızın neticesini duymaktan ve her türlü yardımı yapmaktan mutlu olacağımı bilmenizi rica ediyorum..

73’s de Özhan Önder TA3BQ
İzmir/Mart/2006



Linkback: https://www.radyoamatorleri.com/index.php?topic=845.0