Pokud si provedeme analýzu originálního provedení antény, dostaneme toto:
Vyzařování do stran při horizontální polarizaci je potlačeno v průměru o 40 dB a předozadní poměr je přes 21 dB, zisk 15,5 dBd. Srovnáme-li ji s anténami YU7EF, dojdeme k tomu, že stařičká K1FO (délka 4,24m, zisk 15,5 dBd) mezi své moderní kolegyně EF7017 (délka 4,13m, zisk 15,4 dBd) a EF7018 (délka 4,37m, zisk 15,7 dBd), docela dobře zapadne.
Jestli lze něco anténě 22el K1FO pro 70cm vytknout, je to provedení zářiče, a to pro jeho úzkopásmovost. Důsledkem zvoleného typu přizpůsobení je extrémní háklivost antény na vodu, jednoduše řečeno anténa funguje jenom pokud je suchá. Jakmile prší a zářič zmokne, poklesne útlum odrazu antény až na 12 dB. Pro ověření jsem dělal pokus. Anténu jsem namontoval na nízký stožár tak, abych ze štaflí dosáhl na zářič. Ten jsem poléval vodou ze skleničky a současně jsem sledoval odezvu připojeným sitemasterem. Ukázalo se, že vliv vody na ráhno je zanedbatelný, vliv na pasivní prvky je malý, zatímco vliv vodních kapek na zářič je zcela zásadní. Experimentálně se podařilo zjistit, že nejcitlivější místo zářiče je v oblasti, kde je tenký drát, který tvoří spodní část zářiče, připojen k symetrizační smyčce. Na toto místo stačí kápnout jednu kapku vody z injekční stříkačky a anténa je rozladěna. Pokus probíhal opakovaně, horkovzdušnou pistolí jsem anténu opakovaně osušil a opět zkusil pokapat vodou v citlivých místech. Závislost je zcela prokazatelná a je jisté, že anténa s originálně navrženým zářičem nesnáší vodu. Fyzikální příčinou je to, že voda má velmi vysokou permitivitu (cca 80) a každá kapka vody vlastně mění elektrické rozměry zářiče, resp. kapka vody v místě ukončení symetrizační smyčky vlastně dělá vysokofrekvenční zkrat v místě, kde končí stínění koaxiálního vedení. Domnívám se tedy, že podstatná část problému je skryta v tom, že symetrizační smyčka, zejména její konce, nejsou schovány v nějaké anténní krabici, ale jsou vystaveny povětrnostním vlivům. Autor antény Steve Powlishen K1FO si toho je vědom a v článku v časopise QST z ledna 1988 píše v popisu diagramu kmitočtového průběhu PSV "SWR performance of 33-element Yagi in dry weather". Protože 22el verze i 33el verze používají stejný systém zářiče, platí poznámka o suchém počasí i pro 22el. verzi.
Originální provedení zářiče - kopie z QST 1/1988
Anténa s originálním zářičem v průběhu testování odolnosti proti vodě.
Při repasi mechanicky poškozené 18 let staré klubové anténní sestavy 4x22el. K1FO na jaře 2019 jsem se pokusil tento nedostatek odstranit přepracováním zářiče. Vyšel jsem z předpokladu, že pokud by primární zářič v anténě nebyl napájený oboustranným bočníkem, ale anténa by byla buzena klasickým skládaným dipólem, měla by mít teoreticky větší šířku pásma. Zkusil jsem navrhnout pro 22el. K1FO zářič typu skládaný dipól tak, aby měl impedanci 200 Ohmů, což po symetrizaci s transformací půlvlnnou symetrizační smyčkou umožní přímé připojení 50 Ohmového napáječe. Drobnou modifikací prvků kolem zářiče se dílo podařilo, výsledek je zde - anténa má dokonce nepatrně lepší zisk. Prokázalo se tedy, že za malou šířku pásma původního provedení antény je skutečně odpovědný primární zářič a vlastní direktorová řada zvládne podstatně větší šířku pásma.
Změny jsou následující:
Vzdálenost mezi reflektorem a zářičem je v originálním provedení 104mm, v modifikovaném provedení je vzdálenost mezi reflektorem a zářičem 125mm. Skládaný dipól je dlouhý 340mm, vysoký 44mm a je vyroben z měděné trubky průměr 5 mm. Vzdálenost mezi zářičem a prvním direktorem je v originálním provedení 42mm, v modifikovaném provedení je 35mm, délka prvního direktoru je v originálním provedení 321mm, v modifikovaném provedení je 312,2 mm. Vzdálenost mezi prvním a druhým direktorem je v originálním provedení 78mm, v modifikovaném provedení je 89mm. Ostatní rozměry zůstávají stejné. Deatily jsou zřejmé z fotografií.
Modifikovaná anténa má významně větší šířku pásma a je zcela imunní proti vodě, funguje stejně dobře suchá i mokrá. Předozadní poměr je nepatrně horší, zisk je dokonce nepatrně lepší. Výpočet kmitočtového průběhu impedance je zde
Detail zapojení symetrizační smyčky. Pahýl zapojený paralelně ke konektoru kompenzuje malou jalovou složku impedance (doplňuje chybějící příčnou kapacitu v místě přechodu z N konektoru na koaxiální kabel).
Je až s podivem, jak lze jednoduchou úpravou zlepšit vlastnosti antény. Anténní soustava je v provozu od 6/2019 s dobrými výsledky. Závěrem je třeba zmínit, že původní uspořádání zářiče má i jednu výhodu, kterou ovšem autor nejspíš nezamýšlel. Původní uspořádání zářiče není symetrické vůči vodorovné rovině proložené skrze prvky antény, zářič je podvěšen pod anténu směrem dolů. To má za následek nesymetrii postranních laloků antény ve vertikálním řezu, postranní laloky směrem dolů pod anténu jsou potlačeny více, než postranní laloky, která směřují nahoru nad anténu. To v dnešní digitální době, kdy jsou pod anténou často umístěny počítače, monitory, šumící spínané zdroje k wifinám a jiné zdroje rušení může, zejména, je-li anténa instalovaná nízko, zlepšit odstup rušení vyzařovaného těmito digitálními zařízeními.
Použitá instalační krabice je typu WK040 od firmy ELS, vývodky běžného provedení, příchytka na zářič je vytištěna na 3D tiskárně. Krabice ELS WK040 je dielektricky bezvadná, je dobře utěsněná proto vodě a hlavně je dlouhodobě odolná vůči povětrnosti a UV záření. Nevýhodou je, že je podobně křehká jako bakelit, proto při vylamování otvoru pro N konektor se doporučuje mít našroubované a utažené víko, krabice se tím zpevní a sníží se pravděpodobnost, že praskne.
Zadní díl antény je nutné vyrobit nový, zde jsou výrobní výkresy. Do hliníkové trubky 22x1 mm se vyfrézuje lůžko pro instalační krabici, na dno lůžka se přivaří kus plocháče 20x2mm. Krabice je přišroubovaná dvěma nerezovými škouby M4 do otvorů v plocháči s vyříznutým závitem. Střední a přední díl antény zůstanou původní beze změn. Symetrizační smyčka je uvnitř krabice a je vyrobena z 3mm teflonového koaxiálního kabelu vyráběného kdysi Teslou Vrchlabí, dnešní přibližný ekvivalent je RG316.
Dokumentace k originálnímu provedení je k dispozici na webu ARRL