Helikal rezonator – za  kratki val

Priklop z antene izvedemo na »hladnem« spodnjem koncu tuljave in to na cca 0,6 prvega ovoja, ki prične na oklopu rezonatorja. Če je tuljava izvedena iz bakrene cevi, je najbolje priklop izvesti z objemko in preizkusno določiti najobtimalnejšo točko  priklopa, ki pa, kot se je izkazalo v praksi, na kratkovalovnem področju, ni kritična. 

Priklop za sprejemnik, se izvede z enim ovojem pri »hladnem« koncu tuljave, se pravi tam, kjer je glavna tuljava spojena na oklep helikala. Sprežna zanka je izvedena enostavno: s srednjega priključka konektorja – zanka in na drugem koncu  priključena na oklep helikala. Sprego določate s premikanjem in odmikanjem od glavne tuljave. Zelo v redu bi bilo seveda, da sprežno zanko primikate in odmikate glavni tuljavi, s posebnim mehanizmom.

Material za obod – oklep helikala naj bi bil vsaj iz pocinkane pločevine, še bolje iz bakrene pločevine po možnosti polirane. Sam sem uporabil tudi prazno posodo za razredčilo iz bele pločevine, ki je za KV  povsem v redu in še spajkati se da odlično. Helikal mora biti na koncih valja zaprt s kovinskim pokrovom sicer  vam bo delal kot mala selektivna antena, oziroma sprejemal nezaželjene VF motnje okolice, kar pa seveda nočemo. Pri mojih poizkusih je tudi sam helikal deloval kot je navedeno. Potem sem s ceneno tanko kovinsko mrežo, zaprl spodnjo in zgornjo odprtino valja, in popolnoma odpravil sprejemanje helikala.
 

Kot material za tuljavo je najbolje uporabiti bakreno cev in jo spolirati ter jo pred končno vgradnjo primerno zaščititi  s kvalitetnim brezbarvnim lakom. Srebrenje bi bilo zelo priporočljivo. Idealno bi bilo, da je tuljava samonoseča, na gornjem – vročem koncu, pritrjena na keramični izolator.    

V primeru, da nameravate helikal uporabljati tako, da bo preko njega potekala tudi oddaja signala, je treba seveda posvetiti izdelavi veliko večjo pozornost. Obod mora biti čvrst in se ne ovijati, trimer kondenzator je treba zamenjati in kot C uporabiti dve plošči, ki s premikanjem dosežeta ustrezno kapaciteto, seveda dobro izolirani, saj prihaja v času oddaje na vročem koncu tuljave do velikih napetosti. Skratka problemi. Bolje ga je koristiti le za sprejem, v času oddaje pa zaobiti z relejnimi preklopi v kolikor uporabljate primopredajnik. 
 

Praktična izvedba helikala za amaterske potrebe na kratkem valu
 
Za potrebe določanja ustreznega Q faktorja, je potrebno vedeti notranji premer oklopa. Ker se na kratkem valu zunanji in notranji premer ne razlikujeta v taki meri, da bi bilo potrebno ločiti, ju bomo zanemarili. V tabeli je podan primer načrtovanja helikal rezonatorja za 7 MHz. S premerom valja 10 cm, je predvideni Q rezonančnega kroga 500 (glej tabelo). Na isti frekvenci bomo s premerom oklopa okoli 40 cm že dosegli Q okoli 2000, vkolikor upoštevamo že navedeno. Tabela omogoča, da iz materiala, ki ga imamo oz. nameravamo izdelati valj določene želene velikosti, tudi okvirno odčitamo pričakovan Q rezonatorja. 

Kaj v praksi lahko pričakujemo od pravilno izdelanega helikal rezonatorja. 

Najprej – helikal za razliko od drugih preselektorjev raznih tipov ima najmanjše slabljenje vhodnega signala. Vsak drug preselektor, pa naj si je izdelan še tako pazljivo, lahko iz lastne prakse navedem, vnaša več slabljenja. Reševanje zadeve s predojačevalci pa je problematična zadeva, predvsem za zahtevnejše operaterje. 

Če uporabljamo anteno, ki sprejema širokopasovno, je pričakovati, da na vhod sprejemnika pride niz neželenih signalov, ki jih proizvajalci rešujejo z  elektronskimi sklopi, ki običajno vnašajo dodaten šum  v  sprejemnik. V kolikor za sprejem ne uporabljamo raznih vertikalk, FD4 in podobnih anten, marveč pravilno »poštimane« beveričke, magnetke, K9AY zanke ali podobne antene z dobrim odnosom signal/šum, poleg tega še na »tihi lokaciji«, so že same te antene vzrok za dober sprejem šibkih singalov. Signal s teh anten speljan preko helikal rezonatorja bo dodatno očiščen, poslušanje pa bo postalo pravi užitek. Pri antenah tipa FD4, vertikalkah, dipolih in podobnih, kjer na vhod RXa oziroma v tem primeru helikala, pride večji nivo signala na sprejemani frekvenci, bi bilo potrebno seveda  v serijo vezati dva ali celo več opisanih helikalov, da bi dobili zaželjeno selektivnost, ki jo boste sicer dobili z enim pri antenah, izključno namenjenih za sprejem. 

Kaj so pokazale meritve…

S Sandijem – S52ED, sva 27.novembra 2007 opravila osnovne meritve na  prikazanem helikalu z instrumentom R&S poliskopom SWOB 5, ki je pokazal sledeče rezultate: slabljenje na  merjeni frekvenci 7.050MHz je - 4 dB, torej manj kot eno S stopnjo, dušenje bokov: na 7.8MHz je – 80 dB (!), vendar je dušenje nižjih frekvenc slabše: na 6 MHz – 30dB, na 4.2 MHz -40 dB, 2 MHz – 50 dB. Torej, če je bilo za izdelavo helikala opravljenih 10 ur dela, bo za uglaševanje te naprave opravljenih predvidoma tudi toliko časa, seveda  z uporabo ustreznih instrumentov. Zelo razveseljivo bi bilo imeti tudi spodnji bok na 6 MHz – 80 dB !

Z upoštevanjem zgornjih navedb o izdelavi, je ta čas lahko bistveno krajši. Odjemna zanka za RX, je bila  pri merjenju cca 1.5 cm oddaljena od glavne tuljave na hladnem koncu.

Helikal za 7 MHz je lahko pogojno uporaben tudi na frekvenci 3.5 MHz z dodajanjem kapacitete za uglaševanje (cca skupaj 100 pF), vendar to ni več klasično delovanje helikala. Lahko pa se poigrate tudi na ta način. Če ne bo previsok nivo signalov z antene, bo tudi na tej frekvenci deloval kot preselektor. 

Vsekakor pa vam bo tale enostavna naprava pomagala  znižati »nus« produkte, ki jih poslušate poleg željenih signalov. Torej, v kolikor vam S meter na prosti frekvenci kaže neki nivo šuma in ostale VF nesnage bi moral rezonator ta nivo znatno znižati, pojavili pa se bodo signali, ki jih do tedaj, zaradi nivoja VF nesnage niste mogli slišati. V vsakem primeru je za »napredno« sprejemanje signalov treba spremeniti filozofijo sprejemanja. V raznih pogovorih,  forumih in drugih zapisih  zasledim, da je bil primerjalno signal na neki anteni z dobrim odnosom signal /šum slabši in se to vzame, kot da je sedaj ta antena slabša na sprejemu, od recimo primerjalne za toliko in toliko S stopenj … V tem je poanta! Signali so na dobro »poštimanih« sprejemnih antenah skoraj vedno slabši po nekem S indikatorju, vendar boste sprejemali signale, ki ta S indikator (meter) ne bo mogoče niti premaknil. Večina operaterjev na tak način ni navajena, ampak mora S indikator poskakovati  čimbolj, po možnosti krepko čez  S 9, ne glede na (pre)velik nivo šumov in drugih nus produktov  na spodnjem koncu skale S metra, ki drže kazalec S metra  (pre)visoko.  

Za konec:

Pravilno izdelan helikal z večjim Q je treba pazljivo poglasiti »v špico«. To bo toliko težje, kolikor je Q rezonatorja višji. Že pri Q 1000 – 1500 ga bo potrebno poglasiti za vsakih nekaj kHz, odvisno pač, v koliki meri vam je uspelo izdelati rezonator s čim večjo strmino bokov. Regulirajte sprego s primikanjem in odmikanjem sprežne zanke ali če imate trimer kondenzator še na prenosu (gumbu), boste pri samem delu verjetno kmalu ugotovili, da ni vedno najbolj ustrezno imeti poglašeno na maksimalni nivo, marveč malo  višje ali nižje od sprejemne frekvence predvsem v primeru, da so vhodni signali z antene, velikega nivoja. To je pač lažje, kot primikati ali odmikati sprego (ne pa isto). 

Potem je treba le še najti ustrezno mesto v vašem »shacku«, da bo »sodček« na dosegu roke.
 

Viri:
- Korespondenca z S57UW
- ARRL  H.B. 1999
- http://www.rfcafe.com/references/electrical/helical_resonator.htm 

Novo mesto, 27. november 2007
S52AB  Jože