Dostrajanie anten

Dostrajanie anten

Ta sama antena zawieszona w różnych miejscach i w różny sposób będzie miała rezonans na różnych częstotliwościach. Bardzo rzadko antena docięta do długości teoretycznej da od razu poprawny wynik.. Po powieszeniu anteny sprawdzamy rezonans i SWR. Posiadając te informacje możemy się dowiedzieć, co należy zrobić z anteną, żeby ją jak najlepiej dopasować – skrócić, czy wydłużyć.

Antenę stacjonarną najlepiej dociąć z pewnym nadmiarem a potem precyzyjnie dostroić obcinając niewielkie odcinki. Antenę wyjazdową można skracać zawijając jej końce tak, by przylegały do ramion anteny. Nawet w przypadku przewodu izolowanego z powodu powstającego sprzężenia pojemnościowego zawinięte końce nie będą pracować. Byłem świadkiem takiego skracania anteny i było ono skuteczne. Wydłużyć antenę można dołączając do jej końców, już za izolatorami końcowymi, kawałki przewodu, który będzie swobodnie zwisał . Przy antenie stacjonarnej można ten odcinek dolutować, w przypadku anten terenowych można to zrobić używając np. złączek do przewodów elektrycznych. Teraz powstaje problem: o ile dociąć lub wydłużyć naszą antenę?

Można to wyliczyć z całkiem zadowalającą dokładnością. Znając podstawowe zasady wyliczania zmiany długości anteny wyprowadziłem wzór, który te obliczenia ma uprościć. Do opracowania przyjąłem pewne założenia. Dotyczy ono anteny typu dipol nie wydłużanej/skracanej cewkami ani trapami. W przypadku anteny z trapami wnioski dotyczą tylko wewnętrznego dipola, którego rezonans wynika z rezonansu pierwszego trapu (np. W3DZZ: 7,050 MHz lub 7,150 MHz).

Wzór na długość dipola:

1

gdzie:
l – to długość dipola w metrach,
k – to współczynnik skrócenia,
f – to częstotliwość rezonansowa dipola

Współczynnik skrócenia k w dalszych wyliczeniach pominę. Przy antenach wyjazdowych robionych przeważnie z cienkiego przewodu ma on znikome znaczenie dla końcowego wyniku, zresztą można go zastosować do wyliczonej na końcu długości anteny. Z podanego wyżej wzoru wyliczamy długość dipola dla interesującej nas częstotliwości. Oznaczymy ją dalej jako lt – „długość teoretyczna”. Wyliczona jest ona dla ft – interesującej nas „częstotliwości teoretycznej”. Poszukiwana przez nas wielkość to lp – „długość praktyczna”, dająca w określonych warunkach pożądany rezonans ft .
Mamy dipol docięty do „długości teoretycznej” i powieszony w warunkach terenowych. Mierzymy teraz, jaka jest robocza częstotliwość tej anteny (SWR–>1 , X–>0 ). Otrzymujemy w ten sposób częstotliwość roboczą, którą oznaczymy fz („częstotliwość zmierzona”).Na tej podstawie wyliczamy „długość zmierzoną”:

Aby pracować na zmierzonej częstotliwości fz nasza antena zgodnie z teorią powinna więc mieć długość lz a ma w rzeczywistości długość lt Ponieważ z reguły lz<>lt okazuje się, że każdy centymetr naszej anteny, zamiast zachowywać się przyzwoicie jak jego krewniak z Sevres, jest od niego dłuższy (lub krótszy). Przyjmujemy więc umowną wielkość „centymetr zmierzony”:

Przyjmujemy teraz, że 1 cm „długości teoretycznej” lt naszej anteny to 100%, a cmz to x %. Z proporcji wyliczamy, że x[%]=cmz*100 [%]

Wyliczyliśmy w ten sposób, jaki procent lp („długości praktycznej”) stanowi lt („długość teoretyczna”). Jeżeli antena jest za długa, x będzie miał wartość powyżej 100% – antenę trzeba skrócić. W przeciwnym wypadku x będzie poniżej 100% – antenę trzeba wydłużyć. Z kolejnej proporcji wyliczamy naszą poszukiwaną długość:

A teraz poprzez kolejne podstawienia sprowadzę wszystkie powyższe wyliczenia do jednego prostego wzoru:
Ponieważ x[%]=cmz*100 [%] to

100 się skraca, a cmz=lz/lt , więc

Ponieważ lz=150/fz , to

gdzie:
lp – to poszukiwana długość dipola, który w danych warunkach będzie optymalnie pracował dla przyjętej wstępnie częstotliwości
lt – to pierwotnie wyliczona z wzoru podstawowego teoretyczna długość tego dipola,
fz – to zmierzona dla tego dipola rzeczywista częstotliwość pracy w warunkach terenowych.

Cdn…
SP9ORH
Kraków 26.05.2014