LOOP Antenler

Loop antenler amatörlerin daha ziyade 160-80 metre bandlarında kullandıkları antenler olup şekli ve boyu ne olursa olsun bir kapalı devre antendir çünki iki ucu yan yana gelmektedir..

Bu tip antenler iki genel sınıfa ayrılırlar..

Anten olarak toplam iletken uzunluğu dalga boyuna göre çok küçük olan antenler, bunlar Küçük loop antenler, anten olarak toplam iletken uzunluğu dalga boyuna göre mukayese edilebilir uzunlukta olanlar Büyük loop antenler olarak adlandırılırlar.

Küçük loop antenlerin iletken uzunluğu 0.085 – 0.1 lambda arasındadır.Bu lambda boyundaki antenlerde akım dağılımı, loop’un her yerinde ayni genlikte ve ayni fazdadır..

Büyük loop antenlerde akım loop’un her yerinde ayni genlikte olmadığı gibi fazıda ayni değildir.Biz bu yazımızda önce Büyük loop antenlerden bahsedelim ve bunların en küçüğü ½ lambda, yani yarım dalga boyunda olanlardır..Bunlarda akım, yan yana duran açık uçlara yani bizim deyimimizle Besleme uçlarına X ve Y uçları dersek, X’ten başlar ve Y’ye doğru ayni yönde akar,tam dalga 1 lambda boyunda kesilenlerde ise şekli nasıl olursa olsun kollardaki akım yönleri farklıdır..Loop antenlerin elektriki uzunlukları, düz dipol antenlerin aksine, fiziksel uzunluğundan daha kısadır..30 MHz’in altındaki antenlerde kullanılan iletkenlerde L / d , yani Uzunluk / Çap oranı oldukça büyük ise, bunun anlamı L ayni değerde olduğuna göre kullanılan tel çapı büyük olmalıdır..Bu durumda loop’un uzunluğu sürücü (driven) Eleman için :

Metre olarak karşılığını bulmak için , çıkan değeri 30.5 ile çarpın.Eğer böyle bir loop antende reflektörde kullanılıyorsa bunun uzunluğu da :

Eğer anten formülüne göre kesilmişse, kesildiği frekansta rezonansa çok yakındır ve Rezonant bir tam dalga loop’un radyasyon rezistansı 100 ohm civarındadır..

Radyasyon rezistansına geçmeden önce, anten rezistansı nedir onu görelim..Bir antene uygulanan RF enerjisi esas olarak iki yolla emilir, bunlardan birincisi Radyo dalgalarının antenden yayını, ikincisi ise anten olarak kullanılan teldeki Isı kayıplarıdır, ayrıca bu kayıplara anten civarındaki objelerden kaynaklanan kayıplarıda eklemelisiniz..

İster emilme ister harcama olsun bu değer :

Harcama = ( I kare x R ) dir

Isı kaybında R, gerçek rezistans, radyasyonda R ise sanal rezistans olarak görülecektir..

Bu ne demektir, yani bu sanal R’nin yerine ayni değerde bir rezistans koyduğumuzda ayni radyasyon miktarı elde ediliyorsa bu R değerine Radyasyon rezistansı diyoruz..

İfade böyle olunca ( I kare x R ) formülü biraz değişerek I kare x (Ro + R ) olur.

( Ro ) radyasyon rezistansını, ( R ) ise gerçek rezistansı ifade etmektedir..

Amatör frekanslarda kullanılan Yarım dalga uzunluğundaki antenlerde ısı olarak kayıp, uygulanan RF enerjisine oranla yüzdelik olarak çok azdır çünki bakır telin RF rezistansı, yere çok yakın olmayan, etrafında çok yakın objeler bulunmayan antenlerdeki Radyasyon rezistansına göre çok düşük olup dolayısıyle de ihmal edilebilir bir değerdedir..Yani eğri oturup doğru konuşacak olursak, antenin kurulumunda, iyi bir yüksekliğe çıkılmışsa ve yakınında, etrafında bir takım metal objeler olmayan bir yer seçilmişse, böyle bir antenin besleme noktasındaki Toplam rezistansı ( Ro + R ) deki ( Ro ) değeri antenin safi radyasyon rezistansı olacaktır..

Buradan şu neticeye varabiliriz, ½ lambda antenin besleme noktasındaki radyasyon rezistansı değeri birçok faktöre bağlıdır..Bunların birincisi antenin kurulacağı yer, ikincisi yüksekliği,üçüncüsü toprağa olan mesafesi, dördüncüsü uzunluğunun tel çapına bölünmesi ile elde edilen orantının değeri yani L / dia olacaktır..

Boşlukta kurulmuş ( free-space ) çok ince telden yapılmış bir antenin radyasyon rezistansı Ro, yaklaşık olarak 73 ohmdur..Anten teli ne kadar kalın olursa radyasyon rezistansı değeri okadar düşecektir..Bu değer 65 – 72 ohm arasındadır..Yani diğer bir deyimle antende tel kalınlığı ile radyasyon rezistansı ters orantılıdır..Borudan yapılmış antenlerde bu değer 55-60 ohm arasındadır..Rezonant bir antenin radyasyon rezistansı, transmisyon hattının dolayısı ile

Verici cihazın yükü olmaktadır..Böyle olunca Anten rezistansının, Transmisyon hattının karakteristik empedansının, Vericinin çıkış empedansının uygunluğu antenin yayın performansı bakımından önemli kriterler olarak kabul edilmektedir..Mesela 72 ohm radyasyon rezistansı olan bir anteni 50 ohmluk bir koaks kablo ile beslediğiniz zaman 72 / 50 = 1,44 SWR’ niz hemen SWR hanesine yazılır..Yani Tuner kullanılmazsa Cihaz bu SWR’ ye karşı çalışacağı için azami RF enerjisinin nakli mümkün değildir..

Küçük loop antenler gönderme ( Transmitting ) için kullanıldığında alıcı antenlere nazaran daha farklı kriterlerle çalışırlar..Bu tip loop antenlerde boyut kısıtlaması alıcı antenlerdeki gibi net değildir..Genel olarak fiziksel çevre uzunluğu ¼ lambda ‘dan küçük olanlar Küçük verici loop antenler olarak adlandırılmaktadır..Geçmiş yıllarda iki tip verici loop anten kullanımı görülmüştür..Bunlardan birincisi Ordu loop’ u ( Army loop) olarak bilinen ve Lew McCoy, W1ICP tarafından ortaya çıkarılan anten diğeri ise Yüksek yeterlilik loop’u ( High Efficiency loop )olarak bilinen ve Ted Hart, W5QJR tarafından lanse edilen antendir.. Oldukça büyük çaplı iletkenlerden yapılan Verici loop’ları tipi ne olursa olsun radyatör görevi yapar..Alma loop’larında olduğu gibi Gönderme loop’larında da endüktans değeri yani endüktif reaktansı aşağıdaki förmül ile hesaplanabilir :

0,996 x 10 üzeri -6 x Karekök f
R = ——————————————–
d

R = Foot başına Ohm olarak rezistans,

F = MHz olarak frekans,

d = İnç olarak iletkenin çapı..

Kullanılan iletkenin bakır olduğu düşünülmelidir ve sonuç iletkenin ( a.c ) rezistansı olarak

çıkacaktır..

Loop antenlere örnek olarak başlıca Quad , Delta loop, Skywire loop antenleri sayabiliriz..

Quad anten Clarence Moore W9LZX tarafından 1940′ ların sonunda dizayn edilmiş olup

kullanıma girmesinden bu yana bir Yagi antenden daha performanslı olduğu konusunda amatörler arasındaki münakaşalar devam etmektedir..

Quad’lar ve Yagi’ler arasındaki mukayeseli çalışmaları en geniş şekilde yapan J.Lindsay

W7ZQ , bu konudaki Dataları yayınlamış ve ayni dizi uzunluğunda olmak şartıyle bir quad antenin yagi’den 2 dB daha kazançlı olduğu görülmüştür..

Ayrıca ayni yükseklikte olduğu za
man quad anten yagi’den daha alçak bir radyasyon açısına sahiptir..Otoriteler bu konuda ayni fikirde olmamakla beraber ..Quad antenin H plane paterni

3 dB noktalarındaki değerlere göre yagi’den daha geniştir..Bu ne demektir diyorsanız Quad antenler Vertikal plane’deki yayın paternleri bakımından daha geniş bir bölgeyi kaplamaktadırlar.. İki tam dalga loop’u arkalı önlü yerleştirirseniz bu bir Quad loop anten olacaktır..Parazitik eleman olarak kesilen loop sürücü loop’un ( Driven ) arkasına yerleştirilir ve frekansı sürücüye nazaran daha düşük olmak üzere kesilmiş ise bu eleman Reflektör olarak çalışacaktır, yani tel boyu sürücü elemana göre daha uzun olacaktır..Sürücü frekansına göre daha yüksek bir frekans için kesilmişse bu takdirde Direktör olarak çalışacaktır yani tel boyu sürücü elemana göre daha kısa olacaktır..

Loop’ların uzunluklarının hesaplanması aşağıdaki formüllere göre yapılır :

1005
Sürücü (feet ) = —————-
f (MHz)

1030
Reflektör (feet) = —————
f (MHz)

975
Direktör (feet) = ————–
f (MHz)

Bu förmüller 30 MHz altındaki frekanslar da çalışan Quad antenler için verilmiştir..

Elemanlar arası mesafeler genel olarak 0,14 ila 0,2 lambda olacaktır..eğer ikiden fazla eleman kullanılacaksa quad’da ara mesafeler biraz daha kısa olacaktır..Bu aralıklarla yerleştirilmiş bir quad antenin besleme noktası empedansı 40 ila 60 ohm arasında olacaktır..Empedans durumu böyle olunca sürücü eleman doğrudan doğruya 50 ohm koaks kablo ile beslenebilir..Eğer iki eleman arası mesafe 0,25 lambda olursa bu durumda karakteristik empedans 80 ila 100 ohm arasında olurki bu değer tek bir elemanlı antenle ayni değerdedir..Quad anteni horizontal polarizasyon ile çalıştırmak için diyagonalin alt köşesinden, vertikal polarizasyon için yan köşesinden beslemek gerekir. ..Bakınız Şekil 1

Delta loop antenler quad antenlerin varyasyonlarındandır. Bakınız Şekil 2

Delta loop anten. Şekil 2 ( Anten resmi ylRadio’dan alınmıştır.)

Bu antenler quad antenlerin üçgen şekillisi olup band genişliği bakımından quad’lardan daha iyidir.İki elemanlı olarak yapılabilir ve bu takdirde de kazancı 3 elemanlı yagi ile aynidir.

Yukarıda ki antende her kenar 8,5 metredir..12 nolu bükülü telden yapılmıştır..Besleme bağlantısı ( feedpoint ) empedans uygulaması için 1 / 1 koaks balun uygulaması yapılacaktır.Koaks balun için 8 inç çaplı ve 6 ila 8 turlu bir bobin yapıp bunu izoleband veya daha uygun bir band ile sıkıca sarmak gerekir.Bu balunu antene gelen koaksın hemen ucuna yapmak burada konnektör kullanmayı ortadan kaldıracağı için daha pratik gibi gözükmektedir .Eğer anteni alt köşe birleşme uçlarından ayırarak beslersek yan kenarlarından beslemeye nazaran empedans uygulaması değişecektir.Bu durumda besleme noktasındaki empedans 450 ohm olup burada 9/1 empedans transformasyon rasyosu vardır ve 9’un karekökü 3 olduğundan 3/1 bir trafo ile empedans uygulaması yapılabilir.Bunun için

Philips’in Mavi renkli Toroid göbeğine 24 tur / 8 tur veya 45 tur / 15 tur rasyosu ile bir balun hazırlanabilir.

Sargıdaki tel kalınlığı 1 mm emaye telden olabilir.Sargı orantısı elinizdeki ferrit toroidin çapına bağlıdır. ( 18 / 6 da olabilir.) ve tel kalınlığı uygulayacağınız RF gücün miktarınaVe toroidin boyutlarına yani akım sığasına bağlıdır.Bir kenarının 8,5 metre olduğunu söylemiştik buradan 8,5 metre = 8500 cm ve 8500 / 30,5 = 278,6 feet çıkar.

1005
278,6 = ———— = 3607 KHz çalışma frekansında olduğu görülür.
f MHz

Küçük Manyetik loop antenleri başka bir yazıda inceleriz..Umarım loop antenler hakkında yeterli bilgiyi verebildim.Sorularınıza açığım.Çekinmeyin lütfen.

İzmirden Selamlar.

73’s de Özhan Önder TA3BQ

Özhan ÖNDER (TA3BQ)
ozhano@ttnet.net.tr