Ansamblul statie, cablu coaxial, antena

[bratu romeo]

.

Pentru ca puterea de la iesirea statie sa se tranfere la intrarea antenei de emisie/receptie cu pierderi minime ( transfer maxim de putere) trebuie indeplinite urmatoarele conditii ( considerand ca statia si antena sunt destinate utilizarii in aceiasi banda de frecvente )

 

1 Impedanta de iesire a statie, 50 de ohmi sa fie egala cu impedanta de intrare a antenei , aprox 50 de ohmi ( mai aproape de 40 ).

2. Impedanta caracteristica a cablului trebuie sa fie 50 de ohmi.( exista si exceptii)

 

In practica este evident ca este dificil de indeplinit concomitent toate cele trei conditii. Avem insa cateva posibilitati:

Modificarea fina a impedantei de iesire a statie este o treaba foarte dificila si o eliminam din discutie.

Mai raman impedanta caracteristica a cablului coaxial si impedanta de intrare in antena. Printr-un artificiu putem elimina influenta negative a abaterii impedantei caracteristice a cablului din aceasta ecuatie si ramane astfel un singur reglaj, cel al impedantei de intrare a antenei.

Cablul coaxial transmite puterea de la iesirea statie catre antena, in teorie fara pierderi, in practica, exista evident pierderi datorita atenuarii semnalului RF, atenuare care creste odata cu frecventa semnalului. Aceste pierderi in cazul benzii CB si a lungimii cablurilor utilizate pot fi neglijate

Despre cablul coaxial dintre antena si statie nu prea vorbeste nimeni in acest topic si mi se pare normal atat timp cat antena se cumpara cu cablul aferent. Intrebarea este ce se intampla daca modificam lungimea cablului care este furnizat odata cu antena de exemplu pentru ca este prea scurt ?

Orice modificare a dimensiunilor fizice a cablului coaxial duce la modificari ale adaptarii statiei cu antena de emisie /receptie.

Suna destul de urat dar dupa cum am scris mai sus avem o rezolvare eleganta. Putem modifica in orice fel lungimea cablului coaxial cu o singura conditie.:

Sa pastram lungimea electrica a acestui cablu egala cu multiplii de jumatati de lungime de unda a frecventei canalului respective sau a frecventei centrale a benzii de frecvente in cazul nostru CB.

In felul acesta, impedanta de iesire a statie este reprodusa identic la celalat capat al cablului coaxial si astfel eliminam cablul coaxial din ecuatia adaptarii sistemului statie, cablu, antena . Acest "trick" nu este valabil din pacate pentru toata banda de frecvente CB dar daca folosim preponderent un canal este aplicabil pentru acel canal si pentru canalele adiacente.

Bineinteles ca nu putem elimina pierderile prin atenuare in cablu .

Astfel, din cele trei probleme initiale, impedanta iesire statie, impedanta caracteristica cablu coaxial, impedanta de intrare in antena, am ramas numai cu una, impedanta de intrare a antenei

 

Pentru F=27 MHz

_lungimea de unda este de 11,11m

_Jumatate de lungime de unda = 5,56 m

Luam in consideratie o viteza de propagare de 0.66 ( cablurile folosite nu sunt de cea mai buna calitate rezulta:

L = 3.66 m

O lungime de 3,66 m scoate din ecuatie impedanta caracteristica a cablul coaxial.

 

Prin asa numita “calibrare a antenei se face de fapt o acordare a acestei antene ( antena poate fi modelata ca un circuit oscilant acordat ) pe frecventa unui canal sau grup de canale adiacente in detrimentul celorlalte canale din banda alocata.

Aceasta acordare reduce VSWR ( raportul de unda stationara) pentru grupul de frecvente respectiv avand ca rezultat o reducere a puterii reflectate si implict a cresterii puterii utile emise de catre antena respectiva, precum si cresterea nivelului semnalului receptionat la intrarea statiei.

Acordarea are efect asupra impedantei de intrare a antenei adica pentru freventa respective, impedanta de intrare a antenei este cat mai apropiata de impedanta de iesire a statiei deobicei in jurul valorii de 50 de ohmi si nu are efect asupra castigului antenei respective ( sau un efect minor in jurul frecventei de acord )

In general antenele omnidirectionale sau “whip” au un castig de 0- 6 dbi.

O antena cu un castig de 3 dbi va radia o putere aparenta de doua ori mai mare decat o antena cu 0 dbi pentru aceiasi putere la iesirea statiei. Reciproca este valabila, prin utilizarea unei antene cu castig de 3 dbi semnalul receptionat la intrarea statiei va fi mai puternic

De regula antenele sunt acordate de catre fabricant pentru adaptare maxima si castig maxim in mijlocul benzii respective de frecvente.

Fabricantul prevede pentru unele modele posibilitati de acordare, inductante sau capacitati variabile sau combinatii ale acestora care “scurteaza” sau “lungesc” electric dimensiunea antenei respective.

Bineinteles ca in cazul ca aceste acorduri lipsesc se poate adopta metoda de scurtare fizica prin taieri successive pana obtinem rezultatul dorit ( mai greu este daca trebuie sa o lungim)

Daca antena este mutata , adapatarea se modifica datorita modificarii suprafetei “ground plane” si a modificarii diagramei de radiatie .

Mai pe intelesul tuturor, priviti antena “whip” ca o antena formata din doua jumatati ( de fapt asta si este un dipol in jumatate de lungime de unda, alimentat la jumatate) una dintre jumatati fiind “ground plane”. Cu cat “ground” plane se apropie ca dimensiuni de sfert de lungime de unda a freventei respective sau a frecventei centrale din banda CB cu atat antenna este mai eficienta. Dipolul este insa asimetric in cele mai multe cazuri atunci cand ground plane nu are o suprafat suficienta.

Antenele “whip” pot avea lungimi de jumatate, un sfert sau ¾ din lungimea de unda a frecventei respective. Cele mai intalnite sunt cele in sfert de lungime de unda pentru ca sunt si ma practice din cauza lungimii mai mici. Se pot folosi si lungimi mai mici decat un sfert de lungime de unda dar in acest caz se monteaza la baza antenei o bobina care compenseaza electric diferenta de lungime fizica. Astfel antena va functiona optim in banda de frecvente doritadar are ca efecte negative reducerea impedantei de intrare, a eficientei antenei si largimea de banda.

Adaptarea impedantei de intrare se face fie prin modificarea pozitiei centralului cablului coaxial pe spirele bobinei la antenele manufacturate sau prin modificarea avorii nei capacitati montate in serie cu bobina , centralul coaxialului fiind lipit intre bobina si condensatorul variabil.

 

Adaptarea antenei se modifica si datorita modificarii diagramei de radiatie care este influentata masiv de prezenta in apropierea antenei a suprafetelor metalice ( la montarea pe aripa, bara spate bara fata.). Si in acest caz, cea mai buna pozitie de montare a antenei este pe cupola masinii , in centru, tinand seama ca diagrama de radiatie a unui” whip” este asemanatoare cu o “donut” taiata pe jumatate pe diametrul mare in plan vertical si circulara in plan orizontal.

Undele reflectate de catre suprafetele metalice apropiate ( in plan vertical indeosebi) se compun cu unda directa si modifica diagrama pe directia respectiva sau sunt receptionate de catre antena si percepute la iesirea statiei de emisie ca putere reflectata )

Din aceast cauza daca am montat antena pe cupola masinii si am acordat-o in acea pozitie, orice modificare a pozitiei initiale va duce la inrautatirea performantelor respectivei antene uneori nesesizabile de catre utilizator.

Editat Decembrie 12, 2010 de bratu romeo

[bratu romeo]

Re: Ansamblul statie, cablu coaxial, antena

 

Nu stiu de ce a iesit pe negru