Τι Είναι η Κάθοδος για τον Ραδιοερασιτέχνη... feed lineΑν πρόκειται να χρησιμοποιήσουμε μια ασυντόνιστη κεραία, μια γραμμή μεταφοράς-κάθοδο και μια διάταξη συντονισμού σαν και αυτήν που αναφέραμε στην ανάρτηση «ασυντόνιστες κεραίες» θα συναντήσουμε :
1) στάσιμα κύματα
2) ποσοστό ανακλώμενης ισχύος από την κεραία προς τον πομπό αντίστοιχη με το μέγεθος των στάσιμων κυμάτων που αναπτύσσονται στην κάθοδο.
Αν υπάρχει διαφορά αντιστάσεων μεταξύ καθόδου και κεραίας ή ακόμη και μεταξύ του πομπού και της καθόδου τότε αναπτύσσονται κύματα τα οποία δεν φεύγουν προς την κεραία γιατί αυτή δεν έχει τη δυνατότητα να τα ‘απορροφήσει’. Τα δυο αυτά μπορεί να έχουν καταστρεπτικές συνέπειες για το σταθμό και ίσως για τον υπόλοιπο εξοπλισμό. Έτσι λοιπόν σε περίπτωση ασυντόνιστης κεραίας έχουμε να διαχειριστούμε στάσιμα κύματα και επιστρεφόμενη ισχύ. Το σημαντικό είναι ότι στα βραχέα είναι σύνηθες να αντιμετωπίζουμε τέτοια προβλήματα. Όμως αυτά μας επιφέρουν και άλλα συνοδευτικά προβλήματα όπως ενδοδιαμορφώσεις, χαμηλή ισχύ, παρεμβολή σε γειτονικές συσκευές. κ.λπ.
Για να αξιολογήσουμε την κατάσταση αυτή χρειάζεται να εξετάσουμε τέσσερις παραμέτρους:
1) Συχνότητα
2) Τύπος της γραμμής μεταφοράς – καθόδου
3) Μήκος της γραμμής μεταφοράς – καθόδου
4) Ποιότητα της καθόδου (απώλειες για τη συχνότητα λειτουργίας)
Αν τροφοδοτήσουμε με 30 μέτρα ομοαξονικό RG8U ένα πομπό που λειτουργεί στους 4 Mhz και η γέφυρα στασίμων δείχνει 10:1 το αποτέλεσμα είναι απώλεια περίπου 1db, σε σύγκριση με έναν άλλο πομπό που δεν παρουσιάζει στάσιμα στην κάθοδο με καλή προσαρμογή των στοιχείων του κεραιοσυστήματος. Το αποτέλεσμα αυτό προκύπτει από δυο πηγές :
1) Οι απώλειες της συγκεκριμένης καθόδου (RG8U) στους 4 Mhz και για 30 μέτρα μήκος δίδεται από τον κατασκευαστή ότι είναι 0,3db
2) Οι απώλειες ισχύος από το διάγραμμα που περιέχεται στο antenna handbook της ARRL (η σελίδα ποικίλει ανάλογα με την ετήσια έκδοση) βλέπουμε αυξάνονται σε σχέση με τα στάσιμα. Αυτά πάντα σε σύγκριση με μια εγκατάσταση που είναι καλά συντονισμένη. Αν ακολουθήσουμε την γραμμή των .3db και την προβάλουμε κάθετα στην γραμμή του λόγου στασίμων 10:1 θα δούμε στον αριστερό άξονα ότι οι επιπρόσθετες απώλειες είναι λιγότερες από 1 db.
Αν αναζητήσουμε στο Google "TABLE COAXIAL CABLE LOSS" θα βρούμε πολλούς πίνακες με απώλειες καθόδων που χρησιμοποιούμε.
Αν αναζητήσουμε στο Google "TABLE COAXIAL CABLE LOSS" θα βρούμε πολλούς πίνακες με απώλειες καθόδων που χρησιμοποιούμε.
Η μείωση ισχύος στο μισό περιγράφεται σαν απώλειες της τάξεως των 3 db.
Αντίστοιχα αύξηση ισχύος στο διπλάσιο περιγράφεται ως απολαβή 3db.
Αντίστοιχα αύξηση ισχύος στο διπλάσιο περιγράφεται ως απολαβή 3db.
Συνολικά οι απώλειες είναι γύρω στο 1db. Αυτό απλά σημαίνει ότι η μισή ισχύς του σταθμού μετατρέπεται σε θερμότητα-απώλειες λόγω στασίμων.
Κάθοδοι όμως δεν είναι μόνο τα ομοαξονικά, έχουμε τις γνωστές μας «ποντικόσκαλες» με αντίσταση 300 (twin lead), lader line 450 Ohms και 600 Ohms (bare line).
Οι τύποι αυτοί καθόδων παρουσιάζουν κατά πολύ λιγότερες απώλειες όμως τις διαχειριζόμαστε σχετικά δύσκολα λόγω σχήματος και όγκου που καταλαμβάνουν. Ας αναφέρουμε για παράδειγμα ένα δίπολο για τα 80 m που συντονίζει στους 3,750 Mhz στο μέσο της μπάντας.
Αν το ομοαξονικό έχει αντίσταση 50 Ohms τότε στους 3,700 η κεραία παρουσιάζει περίπου 75 Ohms και αν την τοποθετήσουμε σε inverted V με γωνία 135 μοιρών μεταξύ των σκελών του διπόλου η αντίσταση του πέφτει στα 50 Ohms. Η προσαρμογή είναι τέλεια μεταξύ πομπού, καθόδου, διπόλου. Αν προσπαθήσουμε να εκπέμψουμε στους 7 Mhz τότε τα στάσιμα θα είναι 80:1 (υπερβολικά πολλά) αφού η αντίσταση της κεραίας στη συχνότητα αυτή είναι 4000 Ohms. Από τη σχέση 4000:50=80:1 παρατηρούμε ότι ήταν αναμενόμενα τα στάσιμα κύματα της τάξης αυτής.
Το κύκλωμα συντονισμού (tuner) δεν μπορεί να περιορίσει αυτόν τον υψηλό λόγο στασίμων. Το κεραιοσύστημα τότε θα είναι εκτεθειμένο σε ασυνήθιστες υψηλές τάσεις και μεγάλες απώλειες. Ίσως καταλάβουμε ότι το tuner μας, όταν χρησιμοποιούμε κάθοδο από ομοαξονικό καλώδιο, δεν μπορεί να συντονίσει οποιαδήποτε κεραία και αυτές που μπορεί να συντονίσει το κάνει περιορισμένα. Αυτός όμως δεν είναι λόγος να αφήσουμε το tuner αχρησιμοποίητο ή να το χαρίσουμε.
 |
| Lader line 450 Ohms |
Το πρόβλημα δεν είναι στο tuner. Αν δοκιμάσουμε την ίδια κεραία που παρουσίαζε 4000 Ohms με μια κάθοδο lader line (έχει αντίσταση 450 Ohms) τότε 4000:450 = 9:1 τώρα το tuner μπορεί να διαχειριστεί εύκολα αυτόν τον λόγο στασίμων (9:1). Δεν υπάρχει πρόβλημα με υψηλές τάσεις στην κάθοδο αλλά ούτε και οι υψηλές απώλειες που είχαμε στην περίπτωση του ομοαξονικού.
Το δίπολο αυτό που αναρτήσαμε «κομμένο και ραμμένο» για τα 80 m, τώρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί όχι μόνο στα 80 και 40 m αλλά σε όλες τις μπάντες των βραχέων. Εξαιρούνται τα 160 m όπου θα χρειαστεί το διπλάσιο μήκος κεραίας. Όσο ανεβαίνουμε σε μπάντα το δίπολο των 80 m θα παρουσιάζει μεγαλύτερη απολαβή και βέβαια κατευθυντικότητα. Θα εκπλαγείτε από την ιδιαίτερα μεγάλη εμβέλεια που θα σας χαρίσει το δίπολα των 3,5 Mhz στις υψηλότερες μπάντες. Ο λοβός ακτινοβολίας στενεύει και ιδιαίτερα στα 10 m γίνεται πολύ λεπτός, αυτό έχει ως αποτέλεσμα την υψηλή κατευθυντικότητα.
Το δίπολο αυτό που αναρτήσαμε «κομμένο και ραμμένο» για τα 80 m, τώρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί όχι μόνο στα 80 και 40 m αλλά σε όλες τις μπάντες των βραχέων. Εξαιρούνται τα 160 m όπου θα χρειαστεί το διπλάσιο μήκος κεραίας. Όσο ανεβαίνουμε σε μπάντα το δίπολο των 80 m θα παρουσιάζει μεγαλύτερη απολαβή και βέβαια κατευθυντικότητα. Θα εκπλαγείτε από την ιδιαίτερα μεγάλη εμβέλεια που θα σας χαρίσει το δίπολα των 3,5 Mhz στις υψηλότερες μπάντες. Ο λοβός ακτινοβολίας στενεύει και ιδιαίτερα στα 10 m γίνεται πολύ λεπτός, αυτό έχει ως αποτέλεσμα την υψηλή κατευθυντικότητα.
Όλα τα παραπάνω αναφερόμενα στην ανάρτηση αυτήν έχουν ως βάση τις εμπειρίες του Blogger μετά την πολυετή δραστηριότητα του στα ερτζιανά...
73 de SV1AHH