// -->

Stubs: Τι είναι; Πώς φτιάχνονται;

Το πρόβλημα

Ας υποθέσουμε πως κάποιος θέλει να χρησιμοποιήσει, συγχρόνως, δύο πομποδέκτες, σε δύο διαφορετικές μπάντες και με τις κεραίες να βρίσκονται σχετικά κοντά. Ο πομπός του ενός ραδίου (ας πούμε ότι θα λειτουργεί στα 40μ), θα έστελνε κάποια RF, στο δέκτη του άλλου (ας πούμε ότι λειτουργεί στα 20μ). Όταν αυτή η RF ξεπεράσει κάποιο όριο, (πράγμα ευκολότερο όταν οι κεραίες είναι κοντά ή η ισχύς μεγάλη) ο δέκτης θα καεί. Για να μην καεί, πρέπει να βρούμε ένα τρόπο να εξασθενήσουμε όσο δυνατόν περισσότερο την RF αυτή. Ο πιο δόκιμος τρόπος είναι να προσθέσουμε εξωτερικά bandpass φίλτρα και στα δύο ράδια (bandpass των 40μ στο ένα και των 20μ στο άλλο). Αυτά προστίθονται μετά το ράδιο και πριν τον ενισχυτή συνήθως (υπάρχουν και high power για μετά τον ενισχυτή αλλά είναι πολύ ακριβά και πιο δυσεύρετα). Με την τοποθέτηση λοιπόν των ζωνοπερατών φίλτρων, περνάει μόνο η μπάντα που μας ενδιαφέρει, προκαλώντας μεγάλη εξασθένηση στην άλλη. Η τοποθέτηση των bandpass είναι ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΗ για να μην έχουμε ατυχήματα και προστατεύει τα ράδιά μας ώστε να μην καούν.

Παρ' όλα αυτά και σε κάθε περίπτωση, θα υπάρχει μεγάλη ενόχληση από τον ένα πομπό στον άλλο δέκτη (από τα 40μ στα 20μ στο παράδειγμά μας), αφού η αρμονική του είναι πολύ δυνατή. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα να προκαλείται ενδοδιαμόρφωση στον άλλο δέκτη. Έτσι θα υπάρχει ένας θόρυβος που θα σταματάει μεν όταν σταματάει η εκπομπή αλλά σε κάθε περίπτωση θα ενοχλεί, ιδιαίτερα όταν προσπαθείς να ακούσεις τα χαμηλότερα σήματα.

Για να καταλάβει κάποιος καλύτερα το πρόβλημα να δώσω το παρακάτω παράδειγμα. Ας πούμε ότι με το αριστερό ράδιο είσαι στα 40μ=7,045MHz και με το δεξί στα 20μ. Στο 14,090MHz υπάρχει ένα ισχυρό σήμα, αυτό της 1ης αρμονικής, ικανό αν δεν υπήρχαν τα bandpass φίλτρα να κάψει το δέκτη, τουλάχιστον από κάποια ισχύ και πάνω και ανάλογα πάντα και με την απόσταση μεταξύ των κεραιών. Η παρεμβολή αυτού του σήματος εκτείνεται και στις άλλες συχνότητες, προκαλώντας ενδοδιαμόρφωση στο δέκτη, ακόμα και σε όλη τη μπάντα. Για να μειώσει κάποιος αυτό το φαινόμενο, πρέπει να προκαλέσει ακόμη μεγαλύτερη εξασθένηση στο σήμα των 40μ. Μία λύση είναι να χρησιμοποιήσει stubs. Τα stubs είναι κομμένα και ραμμένα για κάθε συχνότητα και προκαλούν εξασθένηση κάποιων αρμονικών. Κόβουν στην ουσία μερικά ακόμη dB σε σχέση με τα bandpass φίλτρα. Το πλεονέκτημά τους είναι ότι μπορεί να τοποθετηθούν μετά τον ενισχυτή, κόβοντας ανεπιθύμητη RF και από κει.

Τι είναι;

Τα stubs είναι ένα κομμάτι καθόδου. Μπαίνουν μ' ένα ταυ, συνήθως μετά τον ενισχυτή (αν υπάρχει) ή μετά το ράδιο, με σκοπό να περιορίσουν τις αρμονικές συχνότητες. Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα και γνωρίζετε Αγγλικά, διαβάστε την ιστοσελίδα του K1TTT, ενώ ακόμη καλύτερα θα ήταν να διαβάσετε το βιβλίο ενός Έλληνα της διασποράς, του Γιώργου Κουτσόγιωργα, W2JVN. Στο βιβλίο αυτό, που είναι γραμμένο επίσης στα Αγγλικά και μπορείτε να βρείτε στο εξωτερικό, εξηγούνται όλα πάρα πολύ καλά.

Χρειάζονται πάντα;

Όπως εξήγησα παραπάνω, αν οι κεραίες είναι αρκετά μακριά, θα μπορούσαμε να μην έχουμε τίποτα. Άλλωστε δε μας ενοχλεί απαραίτητα, κάποιος άλλος ραδιοερασιτέχνης, που βρίσκεται αρκετά μακριά από μας... Επειδή όμως εδώ στην Ελλάδα δεν έχουμε ράντσα και συνήθως οι κεραίες μας είναι πολύ κοντά, χρειάζονται και τα φίλτρα και τα stubs, όταν θέλουμε να δουλέψουμε 2 ράδια μαζί.

Γιατί να το κάνουμε αυτό; Δύο ράδια χρειάζονται, για παράδειγμα, όταν συμμετέχουμε σε κάποιο διαγωνισμό στην κατηγορία multi single, όπου πολλοί χειριστές έχουν ένα ράδιο. Σ' αυτές τις περιπτώσεις και διαψεύδοντας το όνομα της κατηγορίας, υπάρχει συνήθως κι ένα δεύτερο ράδιο. Στο δεύτερο ράδιο υπάρχει ένας δεύτερος χειριστής που ψάχνει σε άλλη μπάντα για πολλαπλασιαστές (multipliers), ανοίγματα της μπάντας, κλπ. Υπολογίζεται ότι αυτό το δεύτερο ράδιο μπορεί να αυξήσει από 10-20% το συνολικό σκορ μιας ομάδας, ίσως και περισσότερο. Όμως και στην κατηγορία του ενός χειριστή (single operator) και ανάλογα με τις ικανότητες του καθενός, είναι χρήσιμο ένα δεύτερο ράδιο. Ο τρόπος χειρισμού αυτός αποκαλείται SO2R. Σε κάποια contest αποτελεί ξεχωριστή κατηγορία εξαιτίας του μεγάλου πλεονεκτήματος που δίνει σε όποιον το χρησιμοποιεί. Άρχισε να χρησιμοποιείται στα RTTY contests αλλά πλέον όλοι οι πρώτοι σε οποιοδήποτε mode, χρησιμοποιούν αυτό τον τρόπο αφού κερδίζουν μια αύξηση του σκορ παραπάνω από 10% .

Πώς ακριβώς φτιάχνονται τα stubs;

Είπαμε ότι ένα stub είναι ένα μήκος καθόδου συγκεκριμένου μήκους. Μπορείτε να κατεβάσετε μια εικόνα για να δείτε τα μήκη για κάθε μπάντα. Τα μήκη ισχύουν μόνο για RG213 (ή όποιο άλλο καλώδιο με συντελεστή 0,66) αλλά πιθανότατα θα χρειαστεί μικρό τριμάρισμα για το τέλειο.

Οι περισσότεροι όμως δεν έχουν παντού monobanders κεραίες. Το πιο λογικό είναι κάποιος να έχει μια τρίμπαντη και κάνα δίπολο για χαμηλότερα. Έτσι είμαι κι εγώ. Τι έκανα λοιπόν; Απλοποίησα κάπως τα πράγματα. Ας πούμε ότι το αριστερό ράδιο κάνει αποκλειστικά 15 και 40μ και το δεξί 10, 20 και 80μ. Στο αριστερό ράδιο χρειαζόμαστε ένα stub που να περνάει τα 15μ και 40μ και να κόβει τα 20μ και τα 10μ. Στο δεξί ράδιο χρειαζόμαστε ένα stub που να περνάει τα 10μ και τα 20μ και να κόβει τα 15μ και τα 40μ.

Κόβουμε δύο stubs από ομοαξονικό καλώδιο RG213 μήκους 23 πόδια δηλ. 7 μέτρα κι ένα 1 εκατοστό (7010 χιλιοστά), το καθένα. Από τη μια μεριά τοποθετούμε κανονικά κονέκτορα. Από την άλλη βάζουμε ένα διακόπτη on-off (ή ένα ρελέ) ώστε να μπορούμε να το βραχυκυκλώνουμε ή να το έχουμε ανοικτό κύκλωμα, ανάλογα τι θέλουμε. Όταν είμαστε στα 20μ με το δεξί ράδιο και το stub ανοιχτό, κόβουμε τα 15 και τα 40μ. Την ίδια στιγμή στο αριστερό ράδιο είμαστε στα 40 ή στα 15 κι έχουμε ένα άλλο ίδιο stub, βραχυκυκλωμένο. Έτσι κόβουμε τα 20 και τα 10μ!

Όταν τώρα θέλω να πάω με το δεξί ράδιο στα 80μ, αλλάζω το stub των 7,01μέτρων μ' ένα άλλο πάλι από RG213, μήκους αυτή τη φορά 46 πόδια μακρύ (14 μέτρα και 3 εκατοστά) και βραχυκυκλωμένο στο τέλος (εδώ δεν χρειάζεται διακόπτης). Το stub αυτό είναι κατάλληλο για να κόβει τα 10, 15, 20, 40 μέτρα και να περνάει τα 80μ.

Λάθη - Συνήθεις ερωτήσεις

Προσοχή δώστε στο γεγονός ότι αν προσθέσετε διακόπτες ή οτιδήποτε άλλο, το μήκος θα πρέπει να αλλάξει, αφού μας ενδιαφέρει το stub να έχει ηλεκτρικό μήκος λ/4 ή λ/2. Ο διακόπτης έχει κάποιο άγνωστο ηλεκτρικό μήκος το οποίο επηρεάζει την κατασκευή. Άρα θέλει προσοχή και μηχανήματα για να μετρηθεί αυτή η περίπτωση και να καταλήξουμε πόσο μικρότερο πρέπει να γίνει.

Φυσικά και μπορεί κάποιος να φτιάξει stubs και με άλλο καλώδιο. Απλά τα μήκη είναι ενδεχόμενο να αλλάξουν. Πάντως για RG58, που είναι αρκετά φθηνότερο, τα ίδια με τα παραπάνω μήκη δουλεύουν. Απλά το RG58 έχει λίγο μικρότερη εξασθένηση και αντέχει σε μικρότερη ισχύ.

Πώς να τριμάρω ένα stub;

Είπαμε για κάποια μήκη. Ισχύουν πάντα; Όχι αλλά είναι μια αρχή. Αν δεν έχουμε άλλη επιλογή μπορούμε να δοκιμάσουμε στα μήκη που δώσαμε παραπάνω. Το σωστό είναι να μετρήσουμε τα stubs με κατάλληλα όργανα.

Ένας τρόπος που βελτιώνει την ακρίβεια είναι με τη χρήση ενός antenna analyzer, όπως το MFJ259. Αρκετοί ραδιοερασιτέχνες έχουν τέτοια analyzer και αν δεν έχετε θα μπορέσετε να βρείτε κάποιον που έχει ένα και να το δανειστείτε...

Ας υποθέσουμε ότι θέλουμε να φτιάξουμε ένα stub για τα 80μ. Θεωρητικά έχει μήκος 46 πόδια, ήτοι 46Χ0,305μ=14,03 μ, δηλαδή 14 μέτρα και 3 εκατοστά. Πώς προκύπτει άραγε αυτό; Ο βασικός τύπος για να υπολογίσουμε ένα stub λ/4 είναι (75030ΧVf / f) σε χιλιοστά, όπου f η συχνότητα σε MHz και Vf ο συντελεστής της καθόδου. Δηλ. για τους 3,5MHz είναι ((75030 Χ Vf)/3,5)=21437ΧVf. (δες παρακάτω πώς υπολογίζουμε το Vf)

Έστω ότι βρήκαμε ότι το Vf για το καλώδιό μας είναι 0,66 (σύνηθες για το RG213). Συνεπώς το μήκος του stub είναι περίπου 21437X0,66=14148mm.

Κόβουμε ένα κομμάτι RG213, μήκους 14148 χιλιοστών. Βραχυκυκλώνουμε το ένα άκρο και το άλλο το συνδέουμε στο mfj259. Στην 1η αρμονική της συχνότητας για την οποία είναι κομμένη η κάθοδος, δηλ. κοντά στους 7MHz (είχαμε επιλέξει τη συχνότητα των 3,5MHz), θα πρέπει να δούμε τη φανταστική αντίσταση (Χ) να είναι 0 και την πραγματική πολύ κοντά στο 0 (συνήθως 1). Έχουμε δηλαδή ελάχιστη σύνθετη αντίσταση. Τριμάρουμε το μήκος της καθόδου μας, μέχρι να δούμε την ελάχιστη αντίσταση στη συχνότητα που θέλουμε. Ας πούμε ότι κόβοντας βλέπουμε στο mf259 την αντίσταση να είναι μηδέν από τους 7000 ως τους 7050. Τότε λέμε ότι είναι συντονισμένο στους 7025/2=3512,5ΜΗz.

Πώς βρίσκουμε το συντελεστή Vf;

Έστω ότι έχουμε ένα τυχαίο μήκος καθόδου, πχ 5 μέτρα. Το βραχυκυκλώνουμε στο τέλος και βλέπουμε με το mfj259 σε ποια συχνότητα (τη χαμηλότερη που συμβαίνει), γίνεται το Χ=0. Ας πούμε ότι αυτό, για το καλώδιό μας, γίνεται στους 19,8MHz. Διαιρούμε αυτή τη συχνότητα διά 2, δηλαδή στο παράδειγμά μας 9,9. Κάνουμε την πράξη 75,03/9,9=7,58 μέτρα. Αυτό είναι το θεωρητικό μήκος του καλωδίου. Διαιρώντας το πραγματικό μήκος του καλωδίου (5μ) με το θεωρητικό (7,58μ) βρίσκουμε το Vf. Στην περίπτωσή μας 7/7,58=0,66.