Přijal jsem úkol spolupracovat při výrobě většího počtu 70cm antén DK7ZB, které by měly být následně sfázovány do složitější anténní soustavy.  Aby to bylo možné a výsledek odpovídal očekávání, je nutno zajistit nejen impedanční, ale také vzájemnou fázovou uniformitu výstupního portu každé antény. A protože jinak velice osvědčené antény DK7ZB mají nominální výstupní impedanci 28 Ohmů, je třeba u každé antény zajistit nejen transformaci impedance z 28 na 50 Ohmů, ale také desymetrizaci - tedy převést symetrické napájení zářiče této antény na nesymetrickou impedanci výstupního koaxiálního portu. Konstruktéři tak činí (zejména u antén pro 2m pásmo) dvěma paralelně spojenými, čtvrtvlnými úseky koaxiálních kabelů o impedanci 75 Ohmů, takže vznikne lambda/4 vedení 37,5 Ohmu, jenž transformuje symetrických 28 Ohmů výše uvedeným způsobem. Tolik teorie. Pokud ovšem takovou transformaci děláme na 70cm, vychází délka koaxiálního vedení okolo 10cm a s touto délkou jsou již zcela srovnatelné zhruba jeden cm dlouhé volné konce koaxiálního vedení, které je nutno nějak připojit jak ke svorkám antény, tak i k výstupnímu koaxiálnímu konektoru typu N. To vede k tomu, že dochází k parazitním fázovým i impedančním posunům transformačního vedení. U jedné antény to obvykle nepřináší žádný problém, jen se obvykle trochu zhorší přizpůsobení antény. Horší to je v případě anténní soustavy, protože takto vzniklé odchylky v impedančním přizpůsobení mohou zhoršit parametry pracně vybudovaného anténního systému.

Abych zajistil opakovatelnost výroby takového přizpůsobovacího vedení, zavrhnul jsem transformaci z 75 Ohmových koaxiálních kabelů a udělal transformaci ve formě mikropáskového vedení. Symetrické páskové vedení má cca 36 Ohmů a (elektricky) čtvrtvlnnou délku. Použil jsem laminát FR4 od renomovaného výrobce o tlouštce 0,8mm (0,79mm).  Při vývoji správných rozměrů pásmového vedení jsem několikrát změnil rozměry a u vyrobených vzorků podle navržené předlohy jsem kontroloval přizpůsobení tak, že jsem odříznul kontaktní plošky vedoucích ke svorkám zářiče a konce mikropáskového vedení zakončil dvěma paralelně spojenými SMD odpory 56R, abych mohl změřit útlum odrazu. Níže uvedená předloha plošného spoje dosahuje dosti plochého průběhu útlumu odrazu okolo 30dB na kmitočtu mezi 410 a 420MHz. To pro použití v anténě DK7ZB plně vyhovuje.  Při výrobě těchto plošných spojů je však zapotřebí kontrolovat parametr ε_r (relativní permitivitu) použitého laminátu plošného spoje, protože větší ε_r stlačuje rezonanční kmitočet transformačního vedení dolů (až pod 400MHz) a to už není optimální. Protože hodnota ε_r není u materiálu FR4 různých výrobních šarží a různých výrobců vždy stabilní (v praxi se může pohybovat mezi 4,3 až 5,3), kontrolujeme u vyrobených plošných spojů  vzájemnou kapacitu obou stran mikropáskového vedení - pokud se bude pohybovat mezi 14,2 až 14,8 pF, je to v pořádku, pokud ale bude kapacita vyšší, než 15pF a zejména pokud bude vyšší, než 16pF, bude rezonance mikropáskového vedení již mimo požadované pásmo.

Pokud již máme vyrobený vhodný plošný spoj mikropáskového vedení (je možno ho ale také koupit zde), bude vhodné si něco říci o mechanice 70cm antény DK7ZB a připojení koaxiálního kabelu.

Motiv oboustranného plošného spoje mikropáskového obvodu lze stáhnout zde - Strana A a strana B:  (pro zvětšení na obrázek klikněte)

O rozměrech 70cm antény DK7ZB je třeba říci to, že pokud tyto antény chceme spojovat do soustavy, musí být jejich rozměry stejné. Délky prvků nelze měřit svinovacím metrem, nebo pravítkem z umělé hmoty. Pořiďte si velkou šupléru! Konce prvků neřezejte pilkou ve svěráku, nedokážete je uříznout  dostatečně rovně. Lepší je prvky upíchnout na soustruhu. Vzdálenosti mezi prvky vždy měřte od reflektoru, ne mezi sebou! Požadovaná přesnost délky prvků jsou desetiny mm, vzdálenosti mezi prvky do 1mm. Zejména kritické jsou rozměry prvního direktoru antény - už jen ne zcela rovný řez konce antény může rezonanci antény posunout klidně o ± 5MHz (!). 
Délka zářiče musí být jasně definovaná. Obě poloviny jednoduchého zářiče tedy nejprve fixně spojíme vhodným izolantem, přičemž vzdálenost konců zářiče by měla být cca 10mm. Mně se jako izolant osvědčila tyčka ze skelného laminátu o stejném průměru jako je průměr trubky zářiče (u DK7ZB je to 10mm) , kterou je třeba osoustružit na průměr cca 7,8mm tak, aby bylo možné izolační vložku zasunout do trubky zářiče, kde ji zalepíme epoxydovou pryskyřicí. Tím dostaneme mechanicky pevné spojení obou polovin zářiče, který je možné následně v soustruhu upíchnout na požadovanou délku. Tímto způsobem spojení obou polovin zářiče zároveň vyřešíme případné zatékání vody (skrz trubku zářiče) do krabičky, kde je umístěn transformační člen. Jako krabička zářiče antény se nám osvědčila plastová krabice typu ACIDUR italské výroby. Ty z výroby SEZ Dolný Kubín nejsou vhodné pro montáž výstupního konektoru (typu N).

Plošný spoj mikropáskového transformačního členu před montáží do krabičky ostříhneme na rozměry požadované krabičky a spojíme obě strany plošek, kam se připojují svorky zářiče antény. Pro propojení obou stran těchto kontaktů stačí provrtat plošky vrtákem 1mm a proletovat jimi protaženou drátovou spojku podobného tvaru jako sponka do sešívačky. Po stranách plošky, kam se pájí střední vodič N konektoru, pronýtujeme zemní plochu dvěma dutými nýtky o průměru 3mm. tím se spojí obě strany zemních plošek a umožní to připájet uzemňovací očka N konektoru jak zdola, tak i shora. Vzhledem k tomu, že je lepší vidět, než stokrát slyšet, prohlédněte si níže uvedené obrázky. Na jednu stranu plošek kontaktů pro konce zářiče připájíme mosazné matičky M3 (do těch se přišroubují šroubky, připojující zářič), na druhou stranu matice M4, které vytvoří požadovaný odstup trubky zářiče nad mikropáskem plošného spoje. Matice M4 lehce zahloubíme pilníkem (viz obrázek), aby konec trubky zářiče seděl na matici ve čtyřech a nikoli jen ve dvou bodech dotyku.

Těchto antén bylo s uvedeným mikropáskovým symetrizátorem vyrobeno 12 kusů a všechny mají útlum odrazu lepší, než 24 dB (typicky -27dB). Pro útlum odrazu -20dB (PSV cca 1:1,2)  jsou antény široké cca 5MHz. Bylo ovšem nutno lehce prodloužit zářič (cca o 3mm), což jsem provedl naklepnutím hliníkových vložek do konce trubiček zářiče. Kmitočet minima PSV byl typicky okolo 433MHz a u všech antén se minimum pohybovalo v toleranci 431 až 434MHz. To znamená, že na 432,200 neměla žádná z antén PSV horší, než 1: 1,15.

Myslím, že tedy mohu považovat za ověřené, že navržený mikropáskový obvod pro impedanční přizpůsobení 70cm antény DK7ZB je opakovatelný. Níže je série obrázků, které asi celou konstrukci vysvětlí lépe, než několik stran textu. Jediné, co zůstalo otevřenou otázkou, je výkonová zatížitelnost mikropáskového obvodu. Podle zkušeností z 23cm pásma bych řekl, že 250W VF by nemělo představovat žádný problém. A větší výkon do každé z antén u nás pouštět stejně nebudeme, hi.

73 de OK1VPZ

PS: pokud by vás zajímalo, kde sehnat 10mm tyčku ze skelného laminátu, mám pro vás tip - zeptejte se zemědělců na tyčky od elektrických ohradníků!