Rekonstrukce mého anténního systému

V roce 2013 jsem vyměnil původní anténu ECO tribander za 5-bander od Waldeka SP7GXP.Viz původní popis zde:
    Posledním rokem došlo k poruše v ovládání antény po uvolněním nosné Al trubky ve třmenech rotátoru a byl jsem odkázán na to, kam mi vítr zrovna anténu nasměroval (šlo o zcela náhodný směr).
     Ve svém věku už nemám dost fyzické síly, abych si mohl dovolit vystoupat po stupačkách na stožáru ke kleci rotátoru a závadu sám opravit. Trvalo mi dost dlouho, než se mi podařilo dát dohromady 5 mladších a silných kamarádů, kteří mi stožár s anténou sklopili a anténu pomohli odstrojit. Využil jsem té situace k nátěru stožáru a k rekonstrukci celého systému.     (Natočení antény před sklopením provedl kamarád ručně přímo na stožáru).
    Tento článek píši proto, že v něm lze najít inspiraci ke konstrukci směrových antén na "paneláku" (pokud to majitel domu dovolí).

Obr.1 Původní stav 5-bander od SP7GXP před demontáží. Podélná osa domu je 83° východně, před sklopením byla anténa natočena tímto směrem. aby direktor sedl na střechu vodorovně.

Obr.2 Starý stožár - pozinkovaná trubka 2" délky 6m se stupačkami po demontáži je připravená k opravě a nátěru univerzálním ochranným lakem.

Obr.3 Provizorní uložení antény na střeše (pod jednotlivými opěrkami jsou dány překližkové podložky, aby nedošlo k poškození krytiny střechy.

Obr.4 Umístění antény SP7GXP na trojnožce, pro zjednodušení manipulace při provádění opravy a údržby.

Oprava spočívala ve výměně rezavých součástí za nerezové (očnice a řetězové spojky na lankách spevňujících prvky). Použití nerezových napínáků na vyrovnání prvků pomocnými (původními) lanky "MASTRANT" průměr 6mm,spevnění boomu lankem (6mm) a provrtání nosné desky mezi příchytkami v ose stožáru pro použití průchozích (2 ks) šroubů M8 x 80mm pro pozdější zajištění proti protáčení na stožáru.
Úprava prvků pro pásmo 10m s cílem posunout rezonanci z oblasti 28450 kHz k začátku pásma do CW segmentu. Reflektor jsem upravil výměnou střední trubičky (průměr 10mm x 2000mm) za Al trubičku průměr 12mm x 2000mm a z obou stran (naříznutých modelářskou rozbrušovačkou v délce cca 40mm) jsem do ní zasunul Al trubičky průměr 10mm nastavil původní rozměr + 40mm a zajistil proti posunutá a pro pevný spoj hadicovými svorkami. Na prodloužení dipólu a direktoru jsem použil trubičky Al průměr 12mm (viz obr.8) na jedné straně naříznuté v podélné ose tak, aby po nasunutí na konce původních prvků průměru 10mm šly zajistit pevně pomocí hadicových svorek. Délku jsem volil cca 100mm a nastavoval jsem prodloužení prvků též ccao 40mm. Proti vnikání vody do těchto spojů jsem je obtočil zamovulkanizační páskou.

Co se týče měření vlivu úprav na konečnou změnu chování antény se nedá provést v této provizorní poloze antény nízko nad střechou. Definitivný výsledek bude poznat až v provozní výšce na stožáru, což dost komplikuje konečné nastavení ve stávajícím provedení konstruke anténního stožáru, protože sklápění stožáru a spětná stavba jsou fyzicky velice náročné a vyžadují větší počet fyzicky zdatných pomocníků, jak jsem již uvedl v úvodu.

Obr.5 Takto dopadly zinkované očnice a řetězové spojky za čtyři roky na anténě.

Obr.6 Nerezové řetězové spojky náhradou za původní rezavé.
napínáky nerez

Obr.7 Nerezové napínáky nově použité k vyvázání prvků antény.

Obr.8 Prodlužovací Al trubička průměr 12mm nasunutá na Al prvky průměr 10mm pro pásmo 10m. Pod hadicovou sponou (pro průměr 12mm) je naříznutá podélně. Po nastavení správné délky prvku je pevně zajištěna šroubem a celý spoj se po změření vlastnosti antény zaizoluje samovulkanizační páskou.

Nová klec pro rotátor: klec nanečisto

Obr.9 Původní provedení klece pro rotátor G-1000DXC.
Čela jsou vyřezána vodním paprskem z nerezové oceli síly 6mm na zakázku,viz. výkres na Obr 10. Volil jsem provedení z nerez oceli a pro jednoduchost obě desky stejné, i když střední otvor průměr 52mm je třeba pouze v horní desce. Vzhledem k tomu, že obě desky váží dohromady cca 6kg, dnes bych jako materiál volil Al plech 6-10mm silný.
Horní ložisko je z produkce YAESU typ GS-050. Vzhledem k použití nosné trubky průměr 50mm je vyhovující.
Svorníky - závitové tyče M12 l=1000mm s distančními Al trubičkami průměr 15mm se neosvědčily pro značnou stranovou pružnost a nerezové distanční trubky jsem neměl k dispozici, tak jsem se použil původní kratší nerez distanční trubky délky 470mm..Konečná úprava viz. obr.11

Obr.10 Výkres pro objednání výroby desek na klec rotátoru.

Obr.11     Klec s rotátorem:   V závěru jsem použil původní nerezové distanční trubky délky 470mm. Závitové tyče jsou zkráceny na 500 mm. Šrouby, matice a podložky jsou z nerezové oceli.
   Rotátor jsem použil typ YAESU G-1000DXC z důvodu možnosti řízení z PC a oproti původnímu typu G-650C má dvě prizmatické čelisti se šroubem jistícím nosnou trubku proti proklouznutí.
   Ovládací kabel pro tento rotátor má být šestižilový a já použil původní stíněný kabel pětižilový, jako 6. vodič jsem použil stínění (později se ukázalo, že to není při 1kW VF na závadu).

Před montáží na stožár je třeba rotátor připojit k ovládací skříňce originál ovladacím kabelem skutečné délky, který má být použit k jeho ovládání (nejlépe doma v klidu a suchu) - postup je jednoduchý a je popsán v manuálu. Po seřízení a přepnutí přepínače (v zadním panelu ovládací skříňky) do provozního stavu jsem ještě natočil podle ukazatele azimutu do polohy 257° jihozápadně, z důvodu. že je to směr podélné osy střechy našeho domu (tento údaj jsem zjistil pohodlně na zobrazení našeho domu na internetu v mapách s využitím zadání trasy z jednoho konce na střeše domu ke druhému v podélné ose domu). Důvodem je, aby bylo možno instalovat směrovou anténu reflektorem vodorovně se střechou a aby po vstyčení stožáru anténa správně směřovala.

Obr.12 Spodní objímka úchytu stožáru.

Obr.13 Uchycení spodní objímky stožáru na spodní konzole

Spodní objímka úchytu stožáru (Obr.12) je zajištěná na trubce stožáru třemi nerez šrouby M8 s kontramatkami.Spevňující podložka je z ocelového plechu 4mm. a na obrázku jí drží 4 šrouby M8 s maticemi spolu s objímkou, aby bylo možno svrtat objímku s trubkou a do trubky pak vyřezat závity M8. Podložku pak v pracovní poloze zajišťují 2 štoubky M4, pro udržení polohy objímky vůči otvorům v objímce.Tak je zajištěná pevnost spodního držáku, aby při zvedání stožáru s anténami nedošlo k jeho deformaci.
V této montážní poloze viz. Obr.13 je spodní objímka stožáru spojena se spodní konzolou pouze jedním šroubem M8, který slouží jako čep pro zvedání stožáru do vzpřímené polohy. Poloha stožáru pro montáž antén je zajištěna prknem s výřezem a štaflemi. které se nastaví tak, aby byla dosažitelná nosná trubka v místě zrovna instalované antény viz. Obr.14.

Obr.14 Poloha stožáru pro montáž antén.
BALUN

Obr. 15Balun ECO ze strany výsttupu před konečnou´úpravou

Všechny pomocné podpěry a komponenty v dotyku se střechou musí být podloženy podložkami s větší plochou, aby nedošlo k poškození střešní krytiny. Tyto práce byly dělány v době, kdy kolem poledne byly tropické teploty. Jako první byla na vrchní část nosné trubky připevněna VKV YAGI anténa z produkce OK1IM typ ZY 144+432 5+8 následovala montáž pětipásmové směrovky a po její uchycení na stožáru byly vyvrtány dva na základní desce již předvrtané otvory a dvěma nerez šrouby M8x 70 byla anténa fixována proti nežádoucímu pootočení vůči původní poloze na stožáru. Nakonec byl naimstalován dipól MHF1e/40 pro pásmo 40m v místě mezi oběma anténami (symetrizátor pro tento dipól viz. Obr.15 a 16). Po instalaci všech antén byly připojeny napájecí koaxiální kabely a ke kleci rotátoru připojena zadní kotevní lana naměřená na míru, aby stožár po vstyčení zůstal stát kolmo. Tyto přípravné práce se pohodlně zvládnou ve dvou lidech.
BALUN pro 40m dipól

Obr.16 Balun ECO pro dipól 40m po konečné úpravě

Obr.17 Postaveno.

Z průběhu vstyčování stožáru není dokumentace, nebyl nikdo volný k fotografování. Na této akci vstyčení antén se podílelo celkem 7 lidí a všichni byli něčím zaměstnáni.Když bylo postaveno, viz Obr17 následovalo dotažení šroubů na horní konzole a doplnění šroubů a jejich dotažení na spodní konzole. Bylo provedeno ukotvení na západní straně, zavěšení koaxiálů a ovládacího kabelu rotátoru na nosný nerezový drát natažený mezi výtahovými přístřešky, úklid nářadí a pomocného materiálu. Následovalo měření a testování antén na amatérských pásmech. Celá sestava druhý den je na Obr.18

Obr.18 Pohled z východní strany druhý den.

Při testování se ukázalo, že dipól na pásmo 40m rezonuje cca na kmitočtu 7330 kHz a na obrázku je zřemmé, že díl s trapem je nainstalován obráceně delší stranou ke středu antény. Po prodloužení prvků na pásmo 28MHz (o 30mm na každé straně) rezonanční kmitočet klesl z 28450 kHz do oblasti 27700 kHz místo do CW segmentu na začátek pásma.
Tudíž vyvstala otázka, jak dát dohromady opět partu silných chlapců, sladit termín s počasím a anténu opět sundat a doladit tak, aby pracovala co nejlépe a opět postavit.

Tak vlastně vznikla druhá a zásadní část celého projedktu rekonstrukce antén.

Podstata rozšířeného projektu je v tom usnadnit manipulaci se stožárem tak, aby nebylo nutné mít současně k dispozici tolik silných lidí a aby se s ním dalo manipulovat maximálně ve dvou ne zrovna fyzicky zdatných lidech.
MATERIÁL:
Zakoupil jsem jak první ruční naviják (TYP XT Line P19793 s lanem 10m a zatížitelností 1200Kg - i s portem vyšel na 829.- Kč) Lano při výšce stožáru jsem spočítal na 14m nerez průměru 4mm (7x19 v ceně 250.-Kč) Třmeny vysokopevnostní, lanové svorky duplex (nerez)Očnice 4mm a 6mm (nerez) I s lanem a dopravou 906,-Kč. Kladka na upevnění na vodorovnou plochu (360kg, pro lana 6-8mm) včetně dopravy za 338.-Kč. Satelitní držák (cca 360.-Kč), nerez šrouby M8x30 + matice a podložky, natloukací moždinky M10x100 cca 750,-Kč. Konzole z jeklu 45x45 mi nechal zhotovit přítel zadarmo (typuji cenu tak 750.-Kč). Pozinkovaná trubka 2" x 6m ve Feroně vyšla na 1726.-Kč a dovoz mi zajistil kamarád bez nároku na odměnu. Další náklady tedy celkem 5909.-Kč

vrátek

Obr. 19 - Pomocný vrátek s kladkou pro realizaci transportu trubky na střechu pomocí lanka "MASTRANT" průměr 6mm.....
vrátek ze spodu

Obr. 20 Totéž ze spodní strany - kraje spevněné Al úhelníky, Al deska pod vrátkem a pod kladkou zajišťují tuhost systému.

Obr.21 Už se ta roura vznáší vzduchem jak to pírko....

Problém byl trubku na pomocný stožár do druhého dně někde uskladnit, aby mi ji nezcizili "bakelitový" zběrači kovů (v minulosti jsem tak přišel o 10,5m dlouhý vertikál ze zušlechtěných bezešvých trubek - do druhého dne uložený za panelovým domem - ne zrovna na očích). Vyřešilo to okénko do sklepa, kam ta trubka vešla s "odřenýma koncema".
Další úkol, jak 30kg x 6m dostat do výšky cca 30m na střechu. Vyřešil jsem to pomocí provizorního využití nakoupených komponent - naviják jsem přidělal na delší prkno po stranách spevněné Al úhelníky, na konci s kladkou (viz soupis materiál Obr. 18 a 19,) nerezové lano průměr 4mm x 14m jistilo provizorní vrátek k držáku vertikálu cca 12 metrů od okraje střechy. Lanko MASTRANT průměr 6mm x cca 40m zajištěné v navijáku a druhý konec přivázán v jedné třetině trubky a na koncích trubky dvě pomocná lana spuštěná ze střechy posloužila k vyrovnání do vodorovné polohy u okraje střechy a trubka s hadrama obalenými konci byla bez poškození zateplené fasády na střeše. U této operace mi asistovali 4 pomocníci. Dokumentace je opět skoupá, neboť jsme všicni byli dost soustředěni na průběh operace a nebylo dost prostoru na fotodokumentaci. Něco ale málo mám, viz Obr.20. Trubka byla uložena tak, aby nepoškodila střechu a zde byla postupně přistrojena do podoby pomocného stožáru, viz.obr.21.

Obr.22 Pozinkovaná trubka 2" x 6m přistrojená do konečné podoby pomocného stožáru. (Podrobnosti Obr. 22a-22c).

Obr.22a Připevnění navijáku třemi nerez šrouby M8 (závit je zapotřebí do trubky vyříznout). Svorník fixuje boční stabilitu na trubce. Umístění je v podélné ose s náběhem do kladky.

Obr.22b Kladka je na nerez-plechu 100x100x4mm s výřezem pro lano připevněna 4x šroub M5,v rozích ja pomocí šroubů 4x M8x35 přichycena k YAESU čelistem.Pod šrouby jsou oka pro kotvy.

Obr.22c Spona pro spodní konzoli spojná nerez šroubem M8.

Obr.23 Konzole pro pomocný stožár

Obr.24 Detaily konzolí

Na obr. 23 a 24 je pohled na přidané konzole pro instalaci pomocného stožáru. Konzole jsou zhotoveny z jeklu 45 x 45 mm. Na pravé strane jsou připevněny k původním svorníkům M14 na původních stožárových konzolích, po levé straně byly použity (po vyvrtání otvorů průměr 10mm x 100mm a vyfoukání betonového prachu) čtyři narážecí moždinky M10 x 100mm jejichž celková délka je 200mm.
Před vstyčením pomocného stožáru bylo zapotřebí vystoupat na původní stožár, přesunout původní kotevní lano Obr.25 pomocí svorky do otvoru v horní desce klece rotátoru a na její místo do spodní desky klece rotátoru připevnit konec ocelového nerez lana průměr 4mm x 14m pro naviják.Tohoto úkolu se opět ujmul můj mladší kamarád, viz. Obr.26.

očnice

Obr.25 očnice na kotvě a svorky v desce klece rotátoru.

Obr.26 Připojení lana a kotev.

Obr.27 "vyšphal" pomocí navijáku..

Obr.28 Chybí jen zajistit kotevní lano..

Obr.28a Na laně visí sklopený anténní stožár...

Obr.28b Detail kladky na vrcholu pomocného stožáru.

Obr. 29 Stožár s anténami na cestě dolů.

Obr.30 Po úpravě dipólu pro pásmo 40m opět v pracovní poloze.

Takto navržený a realizovaný anténní systém mi umožní kdykoliv pokud počasí dovolí bez problému opravit, vyměnit, nebo doplnit antény na rotátoru pouze s jedním pomocníkem, což mi od samého počátku chybělo.

Dlouho jsem se neradoval, tak to dopadlo při silném vichru 29.10.2017 a to ještě má ta vichřice trvat nejméně do půlnoci a nyní je teprve 8:30 hodin ráno.....momentálně se v tom větru s tím nic nedá dělat.
při vichru

Obr. 31 A až skončí vichřice,mohu začít znovu.....:a tady je video.

Obr. 32 Před spuštěním...

Obr.33 ...a už je dole...

Obr.34 Příprava k opravě....

Obr.35a takto došlo k destrukci nosné trubky přímo v horním ložisku v kleci nad rotátorem.Stěna 1,65mm je málo na takové antény.

Obr. 36 Nová nosná trubka Al průměr 50mm/ stěna 5mm x 2000mm je těšší cca 6kg, ale ta by měla podobné situace zvládnout.

Obr.37Přistrojeno, dipól pro 40m je přemístěn na boom YAGI 5 banderu cca 1,3m za dipólem směrem k direktoru a celý systém je připraven ke vstyčení

Obr.38 Příprava ke zvedání do pracovní polohy - detail systému

Obr.39 A už zase stojí

Obr. 40 Pohled z dálky odhalil malou kosmetickou vadu - direkor je trochu šikmo oproti ostatním prvkům, ale na funkci to nemá zásadní vliv.
Pokud tento příběh pomůže někomu k inspiraci jak řešit stavbu směrových KV či VKV antén na "panelovém domě", tak má snaha se podělit o svoji obtížně nabytou zkušenost nebyla marná.

V Chomutově červenec - listopad 2017 Franta OK1AMF