Antenski djeljitelj snage

Posjecujuci razne radioamaterske sajmove i na istima standove sa rabljenom i novom opremom redovito sam nailazio na u naslovu navedeni dio opreme cija se cijena kretala u rangu od 50-60 Eura. Cijena vjerovatno primjerena kvaliteti ponudjenog ipak, nisam se usudio izdvojiti istu svotu za “komad cijevi” sa par konektora sumljive kvalitete. Uvijek je bilo nesto prioritetnije, gdje se mogla potrositi ista svota te je tako antenski djeljitelj ostao po strani.

Medjutim, kako to obicno biva, par dana prije kontesta zakljucili smo kako bi bilo lijepo raditi sa antenskim sistemom sa stakiranim antenama i onda razmisljanje (eh da mi je onaj djeljitelj snage). Nije bilo druge, nego pogledati sta od “zeljezarije” imamo pri ruci i sami sloziti taj “komad cijevi”. Vjerovatno ce mnogima zvucati cudno i nezgrapno ime koje sam dao ovoj transformatorskoj dionici impedancije, jer ona uz tu svrhu sluzi i za ostale vrste dijeljenja i zbrajanja snage i prilagodjenja impedancije. Jednostavno nisam u nasem jeziku pronasao jednostavnu rijec koja bi pravilno ocrtavala funciju navedenog sklopa. Radi jednostavnosti i razumijevanja u nastavku teksta cemo je nazivati “Dionica”.

Prije nego sto se uhvatimo metra i pile za zeljezo, predociti cu par poznatih cinjenica i osnovnih formula ne ulazeci pri tome duboko u matematicke proracune vodova za napajanje, cisto onoliko koliko je potrebno za razumijevanje osnova transformatora impedancije dugoga cetvrtinu valne duzine.

Krenimo, zelimo li spojiti 2 ili cak 4 antene u sistem i sve to napajati iz jednog predajnika potreban nam je prilagodni sklop koji ce izlaznu snagu iz predajnika ravnomjerno raspodjeliti na 2 ili 4 antene uz sto manju povratnu snagu i sto bolje prilagodjenje (laici bi rekli sto manji SWR). Medju razliticim rjesenjima koja se namecu, dionica je jedno koje se dosta koristi u praksi.

Spojimo li 2 antene impedancije 50 ohma paralelno, rezultirajuci otpor u tocki spajanja biti ce 25 ohma, shodno tome rezultirajuci otpor 4 antene biti ce 12.5 ohma. Sa druge strane imamo vec standarnu impedanciju predajnika od 50 ohma. Uz pomoc cetverovalnog transformatora impedancije tocno odredjene duzine prilagoditi cemo izlaz predajnika nasem zamisljenom antenskom sistemu.

Kako mu i samo ime kaze, taj komad voda za napajanje biti ce jednak cetvtini duzine valne duzine za koju je namijenjen, za 144mhz duzine 521mm, te za 432mhz duzine 174mm.

Impedanciju dionice izracunati cemo iz slijedece formule:

Z_v² = Z_u x Z_i

pri cemu je Zv – impedancija dionice

Zu – impedancija na ulazu dionice (predajnika, obicno 50 ohma)

Zi – impedancija na izlazu dionice (antenskog sistema 25 ili 12.5 ohma)

Uvrstimo li nase vrijednosti u gore navedenu formulu, za rezultat cemo dobiti impedancije od Zv=35.4 ohma za sistem od 2 antene te Zv=25 ohma za sistem od 4 antene. Kako u praksi ne nalazimo koaksijalne vodove pomenutih impedancija, isti cemo napraviti sami iz materijala kojeg mozemo naci u svakoj malo bolje opremljenoj zeljezari.

( Iz izracunatih vrijednosti moze se doci do pozitivnog zakljucka da se takve dionice mogu dobiti paralelnim spajanjem 50 i 75 ohmskih dionica koaksijalnih kablova koji se u praksi lako nalaze. Duzine tih dionica bile bi cetvrtinu vala umanjenu za faktor skracenja. U ovome clanku necemo se baviti takvim rijesenjem niti njegovim prednostima i nedostacima. )

Materijal koji cemo koristiti za izradu prilagodne dionice:

Aluminijski kvadratni profil 30x30mm, debljina stijenke 2mm

Bakrena cijev promjera 15mm

Bakrena cijev promjera 18mm

Zenski antenski konektori

Vijci sa maticama M3

Plasticni kvadratni cepovi

Za one koji imaju problema sa gore navedenim dimenzijama evo proracuna po kojima mogu sloziti istu dionicu i prilagoditi mjere svojim potrebama i materijalima koje imaju pri ruci.

Z_v = 138 × log₁₀ (D/d) + 6,48 - 2,34 × A - 0,48 × B - 0,12 × C

Gdje se A, B i C definiraju iz formula:

A = (1 + 0,405 / (D/d)⁴) / (1 - 0,405 / (D/d)⁴)

B = (1 + 0,163 / (D/d)⁸) / (1 - 0,163 / (D/d)⁸)

C = (1 + 0,067 / (D/d)¹²) / (1 - 0,067 / (D/d)¹²)

D = unutrasnje dimenzije kvadratnog profila

d = vanjski promjer sredisnjeg vodica (bakrene cijevi)

Kao sto se vec iz popisa materijala da zakljuciti, nasa buduca “koaksijalna” prilagodna dionica imati ce oplet-masu od aluminijskog profila te srednji vod od bakrene cijevi. Dimenzije su proracunate i odabrane tako da tocno odgovaraju potrebnoj impedanciji. Bakrenu cijev 15mm koristit cemo za spajanje dvije antene u sistem, a cijev promjera 18mm za sistem od 4 antene.

Bitno je navesti da se moramo striktno drzati navedenih mjera zelimo li dobiti zadovoljavajuce rezultate. Aluminijski profil mora biti 30x30mm i sto je jos vaznije stijenke debljine 2mm kako bi dobili unutrasnje dimenzije od 26x26mm. To su inace aluminijski profili standardnih dimenzija. Bakrene cijevi 15mm i 18mm takodjer su standardnih dimenzija, koriste se kod centralnog grijanja. Debljina stijenke nije nam toliko bitna, ali cijev sa stjenkom od 0.5mm puno cemo lakse kasnije zalemiti negu istu takvu sa stjenkom od 1mm. Konektori mogu biti PL, BNC tipa, preporucujem skuplje ali puno kvalitetnije N konektore. Svatko ce odabrati prema zahtjevima sistema kojeg gradi, ali ne smijemo zanemariti ukupne gubitke u konektorima koje cemo koristiti. Plasticni kvadratni cepovi nisu samo zavrsno dotjerivanje vec ce sprijeciti ulazak vode i zivotinjskog svijeta u prilagodnu dionicu.

Nastavak clanka podrediti cemo cetvrvalnoj dionici za spajanje 4 antene u sistem za podrucje od 144mhz. Sve navedeno takodjer vrijedi i za ostale dionice za dvije antene ili 432mhz podrucje uz izmjenjenu duzinu dionice te promjer centralnog vodica.

Proracunom smo vec odredili, bakrenu cijev promjera 18mm odrezati cemo na duzinu od 521mm. Preporucam odrezati cijev 2mm duze i onda turpijom dovesti cijev na zeljenu duzinu. Duzina aluminijskog profila 30x30mm kojeg moramo odrezati biti ce veca od 521mm, shodno vrsti koaksijalnih konektora koje mislimo koristiti te nacinu njihove montaze. Pri tome se mozemo voditi pravilom da nakon montiranih konektora imamo nekih 5mm do kraja aluminijskog profila. To ce nam biti dovoljno za kasniju montazu plasticnih cepova. Ne preporucujem vecu duljinu kako kasnije ne bi imali problema pri lemljenju bakrene cijevi na konektore. Napravimo provrte kako bi mogli montirati konektore, pri tome pazeci da udaljenost srednjih kontakta mora biti 521mm. Montirano konektore na profil i ubacimo bakrenu cijev u sredinu. Lemilicom vece snage zalemimo bakrenu cijev za srednje izvode koaxialnih konektora. Paznju moramo obratiti na to da nam je bakrena cijev tocno u sredini profila, jednako udaljena od svih stijenki, te da nam je lem kvalitetno izveden.

Na poslijetku montiramo plasticne cepove na krajeve i prilagodna dionica spremna je za rad. Prije samoga spajanja u sistem preporucam izmjeriti istu dionicu npr. Mostnim reflektometrom S53MV objavljenom prije dosta godina u casopidu HRS-u br.2,3,4. U nedostatku istoga dobro ce posluziti i obicni SWR metar. Pripremimo 4 konektora sa ugradjenim 50 ohmskim otporima, iste spojimo na prilagodnu dionicu na stranu spajanja antenskog sistema. Na ulaznu antensku prikljucnicu spojimo SWR metar te izlaz iz predajnika. Ako je sve radjeno po navedenim mjerama, izmjereni SWR trebao bi biti gotovo jednak 1.

Evo i par savjeta za izradu prilagodne sekcije koji su proizisli iz prakticne gradnje:

Bakrenu cijev dobro ocistiti od oksidacijskog sloja, pogotovo na krajevima.

Iste krajeve prevuci slojem lema prije montaze u aluminijski profil. Pri tome koristiti plamenik zbog lakseg zagrijavanja cijevi.

Cijev lemiti kvalitetnom lemilicom snage 100w ili vise.

Koristeci kvalitetne konektore sa teflonskom izolacijom sprijeciti cemo unistavanje istih pri lemljenju, visoka temperatura.

Pri montazi koaksijalnih konektora na aluminijski profil koristiti samo dva vijka dijagonalno po konektoru, u profilu nema dovoljno mjesta za 4 vijka po konektoru ( konektori PL ili N tipa).

Pri spajanju antena u sistem moramo se drzati pravila da sve spojne koaksijalne dionice moraju biti iste duzine bez obzira na pozicije pojedinih antena u antenskom sistemu. Te dionice moraju biti 50 ohmske isto kao i antene koje koristimo. Mislim da se iz vec prije navedenih proracuna vidi da nije moguce za spajanje dvije antene u sistem koristiti prilagodnu sekciju za 4 antene time ostavljajuci dva antenska konektora slobodna.

I na samome kraju, neke prednosti i nedostaci ove prilagodne dionice koje su proizasle gradnjom iste. Cijenom jako povoljna, mehanicka cvrstoca i elektricna stabilnost odlicna, impedancija nepromjenjiva bez obzira na vremeneske utjecaje, kisu, sunce, temperaturu, relativno jednostavna za izgradnju iz materijala koji se lako nalazi. Ono sto ce neke odagnati od gradnje je potreba za malenom radionicom, upotreba veceg broja koaksijalnih konektora te gubici u istima.

Smisao ovoga clanka bio je prikazati kako na jednostavan nacin i od lako pribavljivog materijala napraviti prilagodnu dionicu koja nam moze posluziti ne samo za uparivanje veceg broja antena u sistem vec kao i za spajanje vise pojacala, napajanje vise pojacala jednim predajnikom, a mnogi ce naci i ostale primjene ove intenresantne dionice. Napominjem kako se slicne rezultate moze postici i sa drukcijim konfiguracijama samih prilagodnih dionica te raznim kombinacijama koaksijalnih kablova, no ja sam se u ovome clanku htio usredotociti upravo na ovu izvedbu cija je vjerodostojnost potvrdjena prakticnom gradnjom samoga autora.

9A4QV, Adam Alicajic

HHome