 |
| Γελιογραφία από ΑΙ |
Μην ανησυχείτε καθόλου για αυτές, μερικές φορές είναι πολύ καλύτερες από τις συντονισμένες. Πάρα πολλοί ραδιοερασιτέχνες χρησιμοποιούν μη συντονισμένες (ή εκτός συντονισμού) κεραίες με πολύ καλά αποτελέσματα.
Με τον όρο «μη
συντονισμένες κεραίες» εννοούμε ότι το φυσικό μήκος της κεραίας δεν αντιστοιχεί
σε συντονισμό (ακέραιο πολλαπλάσιο ή υποπολλαπλάσιο του λ/2 ή λ/4) στη
συχνότητα εκπομπής.
Από την
κείμενη νομοθεσία έχει προβλεφθεί ότι όλοι οι σταθμοί θα πρέπει να διαθέτουν
σωστά σχεδιασμένο διάγραμμα ακτινοβολίας και υψηλό βαθμό απόδοσης, ώστε να
λειτουργούν εντός προδιαγραφών και να μην προκαλούν παρεμβολές σε γειτονικούς
σταθμούς.
Γνωρίζουμε
ότι, ανάλογα με τον τύπο της κεραίας που χρησιμοποιούμε, αυτή πρέπει να έχει
συγκεκριμένο μήκος. Αυτό προκύπτει από έναν μαθηματικό τύπο που λαμβάνει υπόψη
τη συχνότητα εκπομπής, την ταχύτητα διάδοσης του φωτός και τον συντελεστή
βράχυνσης.
Αν η
κεραία είναι κατακόρυφη και μη συντονισμένη, η απορία μερικών συναδέλφων είναι
πώς είναι δυνατόν να την τροφοδοτούμε με ομοαξονικό καλώδιο 50 Ohms, αφού η
σύνθετη αντίστασή της διαφέρει σημαντικά. Η απάντηση είναι ότι η τροφοδοσία της
γίνεται με την παρεμβολή μιας διάταξης προσαρμογής (κυκλώματος συντονισμού),
που περιλαμβάνει συνήθως πηνίο και έναν ή δύο μεταβλητούς πυκνωτές, ή
ενδεχομένως ένα UnUn. Έτσι εξασφαλίζεται η προσαρμογή της σύνθετης αντίστασης
της γραμμής μεταφοράς (50 Ohms) με αυτήν της κεραίας.
Οι
διατάξεις προσαρμογής/συντονισμού πρέπει να τοποθετούνται στη βάση (σημείο
τροφοδοσίας) της κεραίας και όχι στην έξοδο του πομπού. Αν η διάταξη
τοποθετηθεί στην έξοδο του πομπού, αναπτύσσονται στάσιμα κύματα στη γραμμή
μεταφοράς (καθόδου) και προκαλούνται απώλειες λόγω ανακλώμενης ισχύος.
Το
κύκλωμα συντονισμού μπορεί να είναι διάταξης Τ ή Π. Η διάταξη Τ περιλαμβάνει
πηνίο και μεταβλητό πυκνωτή (ή δύο πυκνωτές σε σειρά με πηνίο προς τη γείωση),
ενώ η διάταξη Π περιλαμβάνει ένα πηνίο και δύο μεταβλητούς πυκνωτές στα άκρα
του. Επίσης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα tuner του εμπορίου ή μια
ιδιοκατασκευή (home-made).
Ένας
πολύ δημοφιλής τύπος είναι η κεραία 5/8λ. Αυτή έχει μήκος κατακόρυφου στοιχείου
ίσο με τα 5/8 του μήκους κύματος της συχνότητας λειτουργίας, συνυπολογίζοντας
τον συντελεστή βράχυνσης (περίπου 3%–5% ανάλογα με το πάχος του
αγωγού/αλουμινίου). Η 5/8λ παρουσιάζει υψηλότερη απολαβή και χαμηλότερη γωνία
ακτινοβολίας σε σχέση με την λ/4.
Η λ/4
είναι συντονισμένη κεραία (εφόσον συνδυάζεται με κατάλληλα radials) και
παρουσιάζει σύνθετη αντίσταση κοντά στα 50 Ohms όταν τα radials σχηματίζουν
γωνία περίπου 45 μοιρών ως προς τον ιστό. Η κατακόρυφη κεραία 5/8λ είναι
ασυντόνιστη στην αρχική της μορφή διότι η σύνθετη αντίστασή της περιλαμβάνει
χωρητικό συνιστώσα και δεν είναι 50 Ohms καθαρά ωμική. Προκειμένου να
επιτευχθεί προσαρμογή στα 50 Ohms, τοποθετείται στη βάση της ένα πηνίο σειράς
(προσαρμογής) που εξουδετερώνει τη χωρητική αντίσταση.
Για
να διευρύνουμε το εύρος συχνοτήτων (εύρος ζώνης συντονισμού), μπορούμε να
μεταβάλουμε ελαφρώς τις διαστάσεις και τα στοιχεία προσαρμογής στη βάση της.
Έτσι
λοιπόν, μην ανησυχείτε καθόλου αν έχετε τη δυνατότητα να τοποθετήσετε μια
κεραία μεγαλύτερη από την προβλεπόμενη. Η απολαβή της θα είναι καλή και η
προσαρμογή της μπορεί να γίνει εύκολα με κάποια διάταξη (tuner, UnUn). Αν το
μήκος της είναι μικρότερο, μπορούμε πάλι να τη συντονίσουμε με ένα κύκλωμα Τ ή
Π, αλλά η απόδοση και η απολαβή της θα είναι μικρότερες σε σχέση με μια κεραία
πλήρους μεγέθους.
Γνωρίζουμε
ότι η σύνθετη αντίσταση της κεραίας ποικίλλει ανάλογα με το μήκος της σε σχέση
με τη συχνότητα εκπομπής. Μια κεραία τύπου Long Wire (μακρού σύρματος)
παρουσιάζει διαφορετικές αντιστάσεις ανάλογα με τη συχνότητα και υψηλή απολαβή
λόγω μεγάλου μήκους. Η αντίστασή της στο σημείο τροφοδοσίας μπορεί να
κυμαίνεται από μερικές εκατοντάδες έως και χιλιάδες Ohms (π.χ. 450 Ohms έως
2500+ Ohms ανάλογα με το μήκος κύματος).
Πώς
θα τη συντονίσουμε ώστε να προσαρμοστεί στα 50 Ohms της καθόδου;
Σίγουρα
δεν πρέπει να βασιζόμαστε μόνο σε ένα tuner στην έξοδο του πομπού. Η χαμηλή
ένδειξη (SWR) στο tuner του σταθμού δείχνει προσαρμογή μόνο μεταξύ πομπού και
tuner· η κάθοδος εξακολουθεί να μεταφέρει στάσιμα κύματα, να παρουσιάζει
απώλειες και πιθανώς να ακτινοβολεί (RF στο Shack).
Αν
όμως τοποθετηθεί ένα UnUn 9:1 στο σημείο τροφοδοσίας της Long Wire / End-Fed
κεραίας, η υψηλή αντίσταση της κεραίας (π.χ. ~450 Ohms) μετασχηματίζεται κοντά
στα 50 Ohms της καθόδου. Με τον τρόπο αυτό προσαρμόζουμε την κεραία απευθείας
στη γραμμή μεταφοράς, διατηρώντας τα στάσιμα χαμηλά σε μεγάλο εύρος συχνοτήτων
στα βραχέα (HF).
Isolator
(Απομονωτής / Choke Balun)
Αν
αποφασίσουμε να χρησιμοποιήσουμε κύκλωμα συντονισμού στη βάση της κεραίας, η
πρόκληση είναι ο συντονισμός σε κάθε αλλαγή μπάντας. Ωστόσο, η σύγχρονη
τεχνολογία παρέχει αυτόματα tuners εξωτερικού χώρου (remote tuners) που λύνουν
το πρόβλημα αυτό.
Από
την πολυετή εμπειρία μας στις κατασκευές κεραιών, προτείνουμε ανεπιφύλακτα την
τοποθέτηση Isolator / Line Isolator (Choke Balun) σε κάθε κεραιοκατασκευή
(εμπορίου ή ιδιοκατασκευή). Το εξάρτημα αυτό αποτρέπει την επιστροφή ρευμάτων
κοινού ρυθμού (Common Mode Currents / RF) μέσω του εξωτερικού πλέγματος της
καθόδου προς το ραδιοσταθμό. Μπορεί να τοποθετηθεί στο σημείο σύνδεσης κεραίας-καθόδου
ή/και κοντά στον πομπό.