Perusluokan palsta 2015-19/J-tikku

Radioamatööriwikistä
Siirry navigaatioon Siirry hakuun

Tämä sivu on osa Tomi Helpiön Perusluokan palsta 2015–19 -kirjaa, johon on uudelleentoimitettu Radioamatööri-lehdessä vuosina 2015–2019 julkaistut Perusluokan palsta -juttusarjan artikkelit.

J-tikku

Monen ensimmäinen radio on 2 m:n (ja 70 cm:n) ”käsikapula” FM-työskentelyyn. Tämä onkin hyvä valinta, koska se mahdollistaa workkimisen paitsi suorilla taajuuksilla myös toistinasemien kautta, ja se on helppo pitää mukana melkein missä tahansa. Näiden radioiden heikko kohta on kuitenkin niiden antenni. Vakiona tulevat pamppuantennit ovat kyllä pieniä, mutta niiden säteilyteho on vastaavasti heikko. Jotain ”kättä pidempää” olisi siis hyvä saada.

J-antennin historia

J-antenni mainitaan ensimmäisen kerran QST-lehdessä vasta vuonna 1977 /1/, mutta silloin kirjoittaja viittaa 1950-luvulla julkaistuun J-antennin esitelleeseen artikkeliin. Tosin eräs toinen kirjoittaja /2/ väittää rakentaneensa J-antennin omaan käyttöönsä jo 1930-luvulla. Antennialan auktoriteetti Rothammel /3/ ilmoittaa lopulta J-antennin perustuvan patenttihakemukseen vuodelta 1924. Antenni on siis peräisin lähes radion alkuajoilta. Tästä huolimatta se on edelleen ajankohtainen.

J-antennin periaate

Kuva 1. J-antennin periaate, ei mittakaavassa. Lyhennyskertoimen arvo on 0,95. Noin puolenaallon pituista vertikaalia syötetään noin neljännesaallon pituisella sovitusosalla, johon syöttöjohto on kytketty.

J-antenni on päästä syötetty vertikaalinen puoliaaltoantenni, jonka päässä on neljännesaallon pituinen sovitusosa (kuva 1). Nimensä J-antenni on saanut J-kirjainta muistuttavasta ulkonäöstään. Sovitusosan alapäässä on oikosulku, impedanssi 0, ja yläpää on avoin, erittäin korkea impedanssi. Näiden kahden ääripään väliltä löytyy haluttu syöttöimpedanssi, joka on yleensä 50 ohmia. Antennia voi siis syöttää suoraan koaksiaalikaapelilla, vaikka jonkunlaisen baluunin käyttäminen syöttöpisteessä on suositeltavaa. Tämä voi yksinkertaisimmillaan olla muutama syöttöjohdosta tehty kieppi /4/. Se toimii kuristimena, joka katkaisee syöttöjohtoon pyrkivän manttelivirran. Sovitusosan voi tyvestään maadoittaa. Säteilijää voi siis jatkaa alaspäin ja käyttää sitä hyväksi mastoon kiinnittämisessä. J-antenni on vertikaalipolarisoitu, joten se soveltuu hyvin toistinasema-, /P- ja /M-liikenteeseen. Sillä on vahvistusta neljännesaallon pituiseen Groundplane (GP)-antenniin verrattuna 3 dB ja vakiokumipamppu-antenneihin verrattuna jopa 20 dB /5/. Sen säteilykuvion lähtökulma on matalampi kuin GP:n. Lisäksi sen SAS-kaistaleveys on suuri; se kattaa helposti koko 2 m:n bandin.

J-tikun rakentaminen

Kuvassa 2 on esitetty eräs J-tikun rakenne. Piirroksessa on annettu mitat 2 m:n antennille (mitoitustaajuus 145,500 MHz) lähteen /4/ mukaan. 70 cm:n antennin mitat ovat likimain 0,7 / 2 = 35 % tästä. Materiaalina on halkaisijaltaan 10 mm:n alumiiniputki. Varsinainen antenni koostuu neljästä pääosasta: säteilijäputki (1), sovitusputki (2), eristepala (3) ja oikosulkupala (4).

Kuva 2. Eräs J-tikun rakenne. Mitat ovat lähteen /4/ mukaiset. Eriste- (3) ja oikosulku (4) paloissa on M6-kierteet putkien ruuvikiinnitystä varten. Käytettävien pulttien tulee ulkokäytössä olla ruostumattomia. Säteilijäputkea (1) voi jatkaa alaspäin mastoon kiinnittämistä varten.

Säteilijäputki on pituudeltaan 1500 mm, sovitusputki 490 mm, ja niiden keskilinjat ovat 56 mm:n etäisyydellä toisistaan. Säteilijäputkea voi tarvittaessa jatkaa alaspäin esimerkiksi 300 mm mastoon kiinnittämistä varten. Pohjalla oleva oikosulkupala voi olla esimerkiksi 90 mm:n pätkä kantiltaan 20…30 mm:n alumiinineliötankoa. Eristepalan voi tehdä periaatteessa mistä eristemateriaalista tahansa, mutta helpoin valinta on jonkin muovin käyttäminen. Esimerkiksi kirkas akryylimuovi, eli pleksi, on antenninrakennuksessa paljon käytetty materiaali. Mitoiltaan eristepala on samanlainen kuin oikosulkupalakin. Kumpaankin palaan on työstetty reiät antenniputkia varten sekä kierteet putkien kiinnitystä varten. Palojen työstäminen riittävällä tarkkuudella on kotikonstein melko vaativaa, joten saattaa olla perusteltua antaa se osaavan tekijän tehtäväksi.

Kun antenni on koottu, on vuorossa oikean syöttöpisteen etsiminen. Tätä varten putkien ympärille laitetaan sopivan kokoiset putkiklemmarit. Ne kannattaa aluksi laittaa noin 50 mm:n etäisyydelle oikosulkupalasta. Syöttöjohto kiristetään näillä klemmareilla putkia vasten siten, että koaksiaalikaapelin keskijohdin tulee kiinni säteilijäputkeen ja vaippa sovitusputkeen. Juuri syöttöpisteen vieressä kaapeli kierretään kolmelle päällekkäiselle, halkaisijaltaan 20 cm:n kiepille. Lähettimen ja antennin väliin kytketään luotettava SWR-mittari ja seisovanaallonsuhde pyritään minimoimaan siirtelemällä syöttöpisteen paikkaa putkilla. On otettava huomioon, että antenni on hyvin herkkä lähikentän muutoksille ja häiritseville esteille. Antennin viritys täytyy siis tehdä mahdollisimman avoimessa paikassa, ja mittaajan on oltava riittävän etäällä antennista. Oikean syöttöpisteen löydyttyä on liitokset vielä tiivistettävä säänkestäviksi. Erityisesti koaksiaalikaapelin pää on tiivistettävä huolellisesti, jottei vesi pääse kaapelin sisään.

J-tikun muunnelmia

J-tikun rakennusohjeita löytyy netistä pilvin pimein. Siitä on tehty useita muunnelmia: pidennettyjä tai kahden bandin (2 m / 70 cm) versioita. Myös 6 m:n J-tikkuja on tehty. Uuden 4 m:n alueen ensiantenniksi se soveltuu myös hyvin. Mitoiltaan, rakennettavuudeltaan ja saavutettavalta hyödyltään on tavallinen 2 m:n J-tikku kuitenkin mielestäni paras.

Kuvassa 2 esitetty rakenne on vain yksi mahdollinen. Rakennetta voi muunnella esimerkiksi käytettävissä olevien materiaalien mukaan. J-tikun rakennusmateriaalina voi käyttää vaikka kuparivesijohtoputkea /4/. Kevyen ja nopean antennirungon voi tehdä sähköasennusputkesta, jolloin varsinainen antenni tehdään sähköjohtimesta, joka teipataan näin tehdyn antennirungon päälle. Myös 300 ohmin parijohdosta voi tehdä J-antennin /5, 6/. Tällaisen antennin voi rullata taskuun ja otettaessa käyttöön laittaa vaikka katosta roikkumaan.

J-tikku on yksinkertainen, helppo rakentaa ja itsetehtynä halpa. Se pesee kannettavien radioiden omat kumipamppuantennit mennen tullen. Jos FM-kusot ovat pääasiassa suhinaa, kunnollinen antenni voi tuoda siihen avun. J-tikku on klassikko, jota ei ole sattumalta rakennettu V/UHF-bandeille jo vuosikymmenten ajan. Sen alkuperäinen idea on osoittautunut hyväksi, ja se on soveltunut hyvin myös koaksiaalikaapelin tuloon syöttöjohdoksi.

Lähteet

1. W.B. Freely, K6HMS, ”A Two-Meter J Antenna”, QST Apr 1977.

2. Lee Aurick, W1SE, “Build the Timeless J Antenna”, QST Nov 1982.

3. Krischke, A., DJØTR. Rothammels Antennenbuch, 12. painos, 2006, DARC Verlag, Baunatal, ss. 511…513.

4. Silver, Ward H., NØAX, (toim.), The ARRL Antenna Book, 22. painos, 2011, ARRL, Newington, CT, ss. 15-6…15-9.

5. John Belrose, VE2CV, “300-Ohm Ribbon J Antenna for 2 Meters: A Critical Analysis”, QST Apr 1982.

6. Dennis Blanchard, K1YPP, “Build a Weatherproof PVC J-Pole Antenna”, QST Jul 1995.

Julkaistu CC BY-NC-ND 4.0 -lisenssillä.