mk_z33t_kir

НАПРАВЕТЕ САМИ АНТЕНСКИ ПРИЛАГОДУВАЧ (1,8 до 52 MHz)


I Z33T home page I страници на македонски јазик I


Антенскиот прилагодувач е уред со кој се прилагодува излезната импеданса на радио-предавателот кон импедансата на доводниот кабел и антената. Во различни литератури антенскиот прилагодувач се нарекува со различни имиња. Најчести називи се „Antenna tuner“, „Antenna coupler“, „Transmatch“ и слично. кај нас некои радиоаматери го нарекуваат „антенска кутија“.

Зошто треба да се прилагодат импедансите на предавателот, доводниот кабел до антената и импедансата на антената?

Антената обично се наоѓа на некое растојание од предавателот и е поврзана со него преку доводен кабел кој најчесто е коаксијален кабел. Доводниот кабел не треба да зрачи, односно не треба да се однесува како дел од антенскиот радијатор и во него загубите треба да бидат колку што е можно помали. Тоа се постигнува кога во доводниот кабел не се формираат стоечки бранови, а е можно единствено ако импедансата на предавателот, импедансата на доводниот кабел и импедансата на антената бидат еднакви. Во таков случај целата РФ-моќ од предавателот ќе се пренесе до антената и ќе се израчи во просторот, а ако приклучиме мерач на стоечки бранови (SWR-метар) помеѓу предавателот и доводниот кабел или помеѓу доводниот кабел и антената, SWR-меатрот ќе покаже однос на стоечки бранови 1:1. За жал, вакви вредности можат да се обезбедат само во најдобри услови и само во едно тесно фреквенциско подрачје. Во најголемиот број на случаи, импедансите на предавателот, доводниот кабел и антената не се еднакви, па во доводниот кабел се појавуваат стоечки бранови, а дел од РФ-енергијата се рефлектира од антената назад кон предавателот. На тој начин се губи значителен дел од скапоцената РФ-енергија која се претвора во топлина во излезниот дел на предавателот и во доводниот кабел.

im

Веќе спомнав дека со антенскиот прилагодувач импедансата на антената заедно со доводниот кабел се прилагодува кон импедансата на трансиверот. Од ова прилагодување на импедансите, освен предавателот корист ќе има и приемникот, бидејќи на таков начин максималната индуцирана електромагнетна енергија во антената ќе се пренесе до приемникот, па приемот ќе биде подобар.

Кај многу радиоаматери постои дилема дали треба да користи антенски прилагодувач доколку има добра антена? На пример, дали има потреба да се употребува антенски прилагодувач за полубранова дипол антена (со целосна должина)? Се разбира дека антенскиот прилагодувач може многу да помогне, бидејќи импедансата на полубрановата дипол-антена многу зависи од нејзината висина над земјата. Тоа може да се види на следава слика:

dipol

На горнава слика полните линии се однесуваат за земја со идеална рф-спроводливост, а испрекинатата линија се однесуваат за импедансата на ниско поставен хоризонтален полубранов дипол над земја со реална рф-спроводливост

 

Кај многу радиоаматери често има погрешно сфаќање во врска со антените и потребата од антенски прилагодувач. Еве некои од дилемите:

1. За антена која се употребува на нејзината резонантна фреквенција не треба да се користи антенски прилагодувач.

- Погрешно! Резонансата на антената само значи дека импедансата на антената во својата точка на напојување има чисто реална отпорност, без реактивни компоненти, но тоа не значи дека SWR-от ќе биде низок.

2. Резонантните антени зрачат подобро од нерезонантите.

- Погрешно! Карактеристиката на зрачење на антената зависи од нејзината големина изразена во бранови должини и од нејзината геометрија, а не од тоа дали антената е резонантна. Потребно е само да се пролагоди импедансата.

3. Најголемиот број на антени се резонантни само на една фреквенција.

- Погрешно! Сите антени резонираат на повеќе фреквенции.

4. Кога се бира каков антенски прилагодувач ќе се користи, тогаш најважна карактеристика е способноста да може коректно да ја прилагоди импедансата, а помалку важна е ефикасноста на антенскиот прилагодувач.

- Точно! ако антенскиот прилагодувач не може коректно да ја прилагоди импедансата, тогаш сè друго е помалку важно!

5. Антенскиот прилагодувач не ја менува карактеристиката на зрачење на антената.

- Треба да биде точно, но само доколку односот помеѓу РФ-струјата на стојните бранови во доводниот кабел во однос на РФ-струјата во антената остане ист.

6. Коефициентот на стоечки бранови (SWR) на антената е најнизок на нејзината основна резонантна фреквенција.

- Неточно! Иако многу често SWR-от ќе биде минимален, сепак тоа не е она што се бара од антената.

7. Антенскиот прилагодувач кој е дизајниран за да работи во поширок фреквенциски опсег, ќе има намалена способност за прилагодување на долниот и горниот крај од фреквенцискиот опсег за кој е дизајниран.

- Точно!

9. Мене не ми треба антенски прилагодувач бидејќи моите антени се прописно дизајнирани.

- Правилен одговор на ова тврдење е дека всушност антенскиот прилагодувач претставува само една алатка повеќе, која придонесува за намалување на проблемите кои можат да се појават. Импедансата на антените зависи од многу фактори кои често се променливи, па така, антенскиот прилагодувач може само да помогне. Освен тоа, импедансата и на најдобрите фабрички антени е декларирана само за тесен опсег на фреквенции (најчесто на средината од радиоаматерскиот опсег). Ако се промени фреквенцијата на која работиме, импедансата на антената ќе биде помала или поголема од потребната, па ќе се јават негативните појави при неприлагодени импеданси опишани погоре. Исто така, импедансата на антените многу зависи од местото на поставување на антената, нејзината висина над земјата, далечината од околните објекти, дали има врнежи од дожд или снег и слично. Ако го земеме предвид сето ова што го објаснив погоре, природно се наметнува заклучокот дека антенскиот прилагодувач е неопходен уред за секој радиоаматер!

Всушност, само во еден случај не е неопходно да се користи антенски тјунер, а тоа е кога антенскиот кабел, антената и предавателот сите заедно имаат еднаква импеданса (50 оми). Во сите други случаи, користењето на антенскиот тјунер е пожелно, па дури и задолжително!

Постојат повеќе видови на антенски прилагодувачи.

На сликата подолу означен со број 1, е антенски прилагодувач кој е погоден за жичени или стап антени кои се со приближна должина од половина бранова должина за фреквенцијата на која работи предавателот. Всушност, тоа е паралелно осцилаторно коло на кое директно е приклучена антената бидејќи полубрановиот проводник има многу висока импеданса. Импедансата на предавателот е многу пониска од таа на полубрановиот проводник, па се приклучува на некој извод од калемот поблиску до заземјениот крај. Ваков вид на антенски прилагодувачи успешно се користат кај таканаречените „end-fire“ антени.

Под број 2 и 3 на долната слика се антенски прилагодувачи (нископропусни филтер со два елементи) составени од калем и променлив кондензатор споени во таканаречен „L“-спој.

Под број 4 на долнава слика е антенски прилагодувач (нископропусен филтер со три елементи) составен од еден калем и два променливи кондензатори, а спојот е познат како „ПИ“-филтер. Овој вид на антенски прилагодувачи успешно ги придушуваат повисоките несакани хармонични емисии на предавателот.

 

at1

На долната слика означени со број 5 и 6 се антенски прилагодувачи кои имаат ефект на преселектор, па освен што ја прилагодуваат имедансата, помагаат при приемот, особено кога има многу јаки сигнали во околината, бидејќи сигналите со фреквенцијата на која резонира осилаторното коло ги пропуштаат без слабеење, а останатите сигнали со повисоки или пониски фреквенции ги слабеат, па придонесуваат за подобар динамички опсег на приемникот.

at2

На горнава слика, означен со број 7, е прикажан антенски прилагодувач со три променливи елементи. Два кондензатори и еден калем споени во таканаречен „Т“-филтер (високопропусен филтер). Овој антенски прилагодувач е многу популарен бидејќи е едноставен, вредностите на елементите се многу прифатливи, и успешно ги прилагодува импедансите во многу широк фреквенциски опсег. Најголем број од фабрички направените антенски прилагодувачи се направени токму според оваа шема. На пример MFJ-945, MFJ-904, MFJ-9201, MFJ- 962, MFJ-969, MFJ-989, Dentron 160-10 AT и многу други.

Шемата на популарниот MFJ-945E, како и детален преглед на неговата внатрешност можете да ја видете на мојата друга веб-страница овде.

На следнава слика е прикажана шемата на еден антенски прилагодувач кој неколку пати е изработуван, со одлични практични резултати:

at-final_mk

За покривање на фреквенцискиот опсег од 1.8 до 52 MHz, калемот треба да има максимална индуктивност околу 26 µH, со повеќе изводи, а променливите кондензатори треба да имаат околу 300 до 400 pF максимален капацитет.

Еве една табела за тоа какви напони се јавуваат на елементите од антенскиот прилагодувач (од горнава слика означен со број 7) при влезна моќ во антенскиот прилагодувач (од предавателот) = 1500W со влезна импеданса од 50 оми, при разни вредности на индуктивност на калемот и за разни вредности на импеданса на антената која треба да се прилагоди:

tabela1

табела2

Прилагодување на импедансите (минимум SWR може да се постигне на неколку позиции од индуктивитетот и капацитетот на кондензаторите. Треба да се знае дека антенскиот прилагодувач ќе има најмали загуби кога се постигне минимум SWR при што поголем индуктивитет на калемот и што поголем капацитет на кондензаторот C2.

Правилна процедура за нагодување на антенскиот прилагодувач е следнава:

Се почнува со мала моќност на предавателот.

1. Преклопникот за бирање на изводи од калемот се нагодува на најголемиот можен индуктивитет (најголем број на навивки)

2. Кондензаторите C1 и C2 се наместат на најголем капацитет.

3. Се врти кондензаторот C1 за да се добие најмал можен SWR. Ако SWR-от не се намали, тогаш C1 се мести пак на најголем капацитет. (ако не се користи SWR-метар, туку само инструментот како на горнава шема, тогаш so C1 се бара максимален отклон на инструментот)

4. Се врти кондензаторот C2 за да се добие најмал можен SWR. Ако SWR-метарот покаже извесно намалување, тогаш се врти C1, па потоа пак C2 и така се додека не се добие најмал SWR. (ако не се користи SWR-метар, туку само инструментот како на горнава шема, тогаш so C1 се бара максимален отклон на инструментот)

5. Ако така добиениот SWR не е минимален, се редуцира индуктивитетот на калемот за еден чекор и се повторува постапката од број 2. (ако не се користи SWR-метар, туку само инструментот како на горнава шема, тогаш so C1 се бара максимален отклон на инструментот)

Целта е да се добие минимум SWR при што е можно поголем индуктивитет на калемот и поголем капацитет на кондензаторот C2. (ако не се користи SWR-метар, туку само инструментот како на горнава шема, тогаш so C1 се бара максимален отклон на инструментот)

Потоа внимателно треба да се зголеми моќноста на предавателот и евентуално треба да се коригираат вредностите на кондензаторите и индуктивноста, бидејќи импедансата на предавателот не е еднаква на 50 оми при секаква моќност.

Откако еднаш ќе се нагодат вредностите на антенскиот прилагодувач за некој фреквенциски опсег со определена антена, вредностите се запишуваат за полесно и побрзо нагодување во иднина.

Иако можеби на прв поглед, се чини дека постапката е сложена, всушност тоа воопшто не е така. Само на почетокот, додека да се запишат вредностите за калемот и кондензаторите, можеби ќе се потрошат неколку минути на нагодување и запишување, но покасно бенефитот од прилагодените импеданси ќе биде многу поголем.

При изработка на антенскиот прилагодувач треба да се внимава на следниве работи:

Квалитетот (Q) на калемот треба да биде што поголем за да бидат загубите минимални. Пожелно е да биде мотан на квалитетен изолатор, а најдобро е да биде воздушен. Дијаметарот на жицата со лак изолација не треба да биде помал од 1,2 мм

Јас имам направено неколку вакви слични антенски прилагодувачи по истата шема со два променливи кондензатори и еден калем со повеќе изводи. Сите работеле одлично!. Променливите кондензатори беа од стари радио приемници (2х500pF) кај кои растојанието помеѓу плочите се сосема доволни за моќ на предавателот до 100 W. Калемот може да се направи на парче пластична цевка со дијаметар 50мм за канализација (иако тоа не е најквалитетен изолатор, антенскиот прилагодувачи работеа одлично). Се мотаат 33 намотки со лакирана бакарна жица (ја употребуваат за премотување на електрични мотори и сл.). Дијаметарот на жицата не е критичен и може да изнесува од 1,2 до 1,8 мм. Должината на калемот треба да биде 90 мм а намотките се распоредуваат рамномерно по целата должина на калемот. Откако ќе се намота калемот, на повеќе места на едната страна од калемот со скалпел се гребе 2-3 мм од лакот и се лемат изводите кон преклопникот. Тоа е се! SWR-метарот може да се направи и да се вгради во истата кутија со антенскиот прилагодувач (што е многу практично), но ако се има готов, тогаш може да се приклучи готовиот SWR-метар од надвор...

 


I Z33T home page I страници на македонски јазик I