Az antenna rendszerről néhány szóban

2009.02.09.

SWR vagy amit akartok
Sokat gondolkodtam vajon érdemes e cikket írnom e témában. Érdekli-e a taxisokat? Hajlandóak-e venni a fáradságot, hogy elolvassák, tanuljanak belőle. Vagy ha kapják a púdert inkább hangosan, kiáltják az éterbe BATYUS. Tudom, sokan úgy gondolják, hogy az antennakérdés is egy taxist költségbe verő foglalatosság. Ami igaz az igaz. Még azt is elismerem, megéri a beruházás, ha van értelme, ha tudok címet fel venni, és nem kell torna után az együtt érző kollégák kaján vigyorát néznem, amivel azt sugallják: KEVÉS VAGY ÖREG.

Nézzünk jól magunkba, mindenki szeret együtt érzően vigyorogni. Hogy a vigyorgók táborát, erősítsük két megoldás lehetséges: vagy áldozunk antenna rendszerünkre, és karban tartjuk, vagy keresünk egy mágust, aki bele teszi rádiónkba az okosságot. Az okossággal csak az a baj, hogy előbb vagy utóbb híre megy. Ha megfognak, tudjuk mi a vége… Tudom sokszor hiába a sok pénz, mégis csak középszerű a rendszer. Adok is, kapok is, de főként az utóbbi. Erre a problémára szeretnék tanácsokat és ötleteket adni.

Ahol szigorú rádió ellenőrzés van ott semmiképp nem elhanyagolható antenna állapota! Aki úgy gondolja felesleges e témával foglalkozni a nagyot, téved! Vegyük a fáradtságot és legyünk tisztába jó néhány antenna rendszerünkkel, kapcsolatos fogalommal, értékkel.
Csak így indulhatunk el az úton. Dolgunk a tisztán látás. Műszerezettség nélkül ne is reméljük, hogy otthon össze tudjuk barkácsolni rendszerünket. De a szakműhelyben már tudjuk, mit várjunk el pénzünkért, és ne törődjünk bele a középszerűségbe! Ha már költünk rá, minimális elvárás a tökéletes.
A legfontosabb, hogy ami a rádióamatőr gyakorlatban megfelelő vagy elfogadható értéknek tartanak, nálunk csupán középszerű.
Ha szakemberünk így gondolkodik jó helyen, járunk.
Tapasztalatból mondom, ha már van egy tökéletes rendszerünk, sokkal jobban megy a meló. Illúzió, ha azt hisszük innentől púdert sose kapunk.

Hol is kezdjem?

Nem vagyok se elektromérnök, sem pedig elektrotechnikus, sőt még antennás szakember sem, csak egy lelkes autodidakta módon kikupálódott taxis, aki szeretne a pénzéért cserébe sok címet felvenni. Nem szeretnék senkit untatni és mesze menőkig a részletekben elveszni. Akit ilyen szinten érdekel, az olvassa el a Karl Rothammel által írt antenna könyvet (532 oldal ).
Ha esetleg az előbb említett szakmák jeles képviselői olvassák e cikket már most előre elnézést kérek tőlük, mert nem a szakmának írok, hanem a kollégáknak próbálok közérthető módon segíteni. Amit leírok csak a saját tapasztalatomból, merítem. Én sok kábelt és pálcát vagdostam el, míg lassan megjött az eredménye.
Először mindig magamban vagy rendszeremben kerestem a hibát. Ezt javaslom mindenkinek. A legnagyobb áttörést akkor értem el mikor meg vettem első műszerem. Innentől tudtam szinte tökéletesre hangolni rendszerem. Még én is meglepődtem, milyen tökéletesen tudtam dolgozni. Ami nem volt jellemző. A kihangolás még nem minden, a tartósság is fontos. Sajnos nagyon gyorsan ment tönkre rendszerem hatékonysága a használat során. Erre volt a legnehezebb megtalálnom a megoldást.


Antenna rendszerünk alkotó részei a következők:

• csatlakozó,
• koaxkábel,
• talpcsavar
• antenna.

Amit a csatlakozókról tudni kell:

 -rádiónkat köti össze antenna rendszerünkkel
 -jó minőségű, 50 Ohm-ós legyen 
 -ha lehet, mindig forrasztva legyen a koaxkábelhez
 -ügyeljünk a tisztaságára, időnként tisztítsuk meg kontaktspray-el a csatlakozó részeknél
 -rádiónk csatlakozó aljzatát is tartsuk tisztán
 -kopott, oxidálódott, sérült csatlakozó csak hátrányunkra van! Csere javasolt.

Amit a koaxkábelről tudni kell:

- csak jó minőségű, 50 Ohm-ós és kis veszteségű kábelt használjunk! Sokan úgy tarják, 4-5 méter kábel hosszúságon elenyésző a különbség. Ez így van, de szerintem minden apró nyereség számit. Ragadjunk meg minden lehetőséget. Ha mindenre azt mondjuk, hogy ez is, meg ez is elenyésző. Akkor ne csodálkozzunk, ha címfelvételi arányunk is elenyésző lesz.

Tippek:

RG-58: alapkábel, nagy veszteség, strapabíró, kis átmérő, olcsó, szervizekben közkedvelt, középszerű. Nem javaslom.
H-155: kisebb veszteség, nagyobb átmérő, sérülékeny kivitel, figyelmet igényel, kissé drágább, korszerű. Javasolom.
(Ez csak két típus a sok közül példaképpen írtam le.) 
  -kábelünk legyen minél rövidebb, ne törjön, csavarodjon, és ami fontos ajtó él ne csukódjon rá.
 -a kábel legyen mindig adó frekvenciára hangolva.
 -beázástól, párától óvjuk, mert könnyen magába szívja a nedvességet, és használhatatlanná válik.(műszerrel nem kimutatható, tökéletes értékek mellett is hibás működés.)
 -minden csatlakozási pontot forrasztással rögzítsünk
 -Sérült, deformálódott kábelt cseréljük.
 -Ha egyszer ki hangolták kábelünket és csere szükséges, akkor némi kézügyességgel klóónozhatjuk.(lemásoljuk az eredetiről mm. pontosan)


Amit a talpcsavarról tudni kell:

- koaxkábelt köti össze az antennával
- koaxkábel mindig forrasztással rögzítsük a talpcsavarhoz, még az árnyékolást is.
- Biztosítanunk kell, hogy a talpcsavar fémesen érintkezzen a tetővel vagy a mágnes talp fém részével. Különben úgy működik az antenna mintha kézben fognád. Ez a fémes érintkezés nagyon fontos, mert az antenna testelése múlik rajta.
- Olyan talpcsavart használjunk, amelyik a forrasztási pontnál zárt. Ez azért fontos, mert így nehezebben ázik be és a kábel mechanikai rögzítése is megoldott.(sok mágnes talp típusnál nem gondoltak a kábel rögzítésére, így csavarodás vagy húzás esetén eltörik a kábelforrasztásunk.)
- A talpcsavart is tartsuk tisztán a fent leírt módon. Ne használjunk csiszolóvásznat, mert csak lecsiszoljuk az oxidáció elleni védelmet (ezüstözés, krómozás). Még nagyon fontos, hogy bizonyos talpcsavaroknál a fő eret átkötő csatlakozópont sima sárgarézből van és az átmérője fontos, mert az antennához itt érintkezik. Ha ezt a részt folyton csiszolgatjuk, elvékonyodik és nem fog érintkezni. Ha erős a szennyeződés és kontaktspray-vel nem jön le, akkor használjunk forrasztás technikában ismert finom csiszoló gyapotot. Víz-gázszerelési szaküzletekben kapható.
- Ha olyan kábelt használunk, amelynek a fő ere vastagabb, mint a talp forrasztási furata, akkor ne a kábel eret vékonyítsuk csipegetéssel, hanem a furatot fúrjuk fel megfelelő méretre. A kábelt ne változtassuk, meg és ne toldjunk bele semmiképp.
- Ne alakítsuk át csonkunkat.
- Csonk forrasztásánál ügyeljünk, hogy a forrasztó cin ne kerüljön a fémes csatlakozó pontokra, mert érintkezési hibát okoz (A cin felületén oxid réteg keletkezik és ez a réteg nem vagy rosszul, vezeti az elektromosságot). Ha mégis rákerül, óvatosan csiszoljuk le. Nagy mértékű cin ráfutás esetén csonk csere.
- Kopott, sérült, nagyon elkoszolódott (oxidálódott) csonkot cseréljük, mert csak problémánk lesz vele.

Amit az antennáról tudni kell:

 -Antennánk a legfontosabb része rendszerünknek. Az antenna sugározza adásunkat az átjátszó felé és egyáltalán nem mindegy hogyan.
 -Antennánk tisztán tartása fontos, mert az időjárási hatásoknak ez van a legjobban kitéve. A talpcsavarhoz csatlakozó részét az előzőekben említett módon tisztítjuk. A pálcáknál, a csatlakozási pontoknál fém tiszta érintkezést biztosítsunk. Végezzük el ezt a műveletet elég gyakran, mert ha összerohad nagyon nehéz már roncsolásmentesen szétszedni és a vezető képesség is, csökken. 
- Antennánk legyen adó frekvenciára hangolva. Ezt úgy tegyük, hogy a már frekvenciára hangolt koaxkábelünkkel összecsatlakoztatva. Így kapjuk meg antennánk optimális sugárzási mutatóját. Ha nem így teszünk a kábelünk rövidsége vagy hosszúsága, befolyásolja az antennánk sugárzási teljesítményét ( kábel is sugározni fog és veszteséget okoz, még ha tökéletes az teljes kihangolás akkor is).
- Használjunk minél nagyobb nyereségű antennát, persze ha ezt a cégnél engedélyezik. Ha csak egy féle típust engedélyeznek akkor csak a tökéletes kihangolás, marad. 
- Csak 50 Ohm talpponti illesztésű antennát használjunk. Ez azért fontos mert a kábelünk és rádiónk is 50 Ohm illesztésű. Így van esélyünk csak tökéletes kihangoltságra. Sajnos a gyártók elég nagy pontatlansággal készítik az antennákat, ezért csak a szerencsén múlik, hogy pont 50 Ohm illesztésű antennát vásároljunk. Ha az antennánk talpponti illesztése nem tökéletes akkor ne kísérletezzünk a megváltoztatásával, mert csak tönkre tesszük. Nagy eltérés esetén inkább cseréltessük ki az antennát (2-3 ohm + - eltérés még jó).
- Ha egyszer tökéletesen behangolták antennánkat, utána némi figyelemmel nagyon sokáig élvezhetjük előnyeit.

Antennák behangolásáról csak felületesen írok, mert műszer nélkül nem megoldható.
• Az ¼-es és 5/8-os antennáknál csak a pálca hossz változtatásával hangolunk.
• A toldott antennáknál az alsó és felső pálcák együttes vágásával lehet csak behangolni az antennát. Olyan kivitelnél, ahol ez nem biztosított tökéletes kihangolás csak illúzió. Ezeket az antennákat elég széles sávra készítik (144 Mhz-176Mhz), így egy pálca vágásával nem érhető el az összes frekvencia.
Antenna nyereség egy viszonyszám. A gyártok határozzák meg vele, hogy az ő általuk gyártott ¼-es antennához (a kb. 30-40cm hosszú pálca antenna nyeresége a 0 Db) képest mekkora a másik antenna nyeresége vagy vesztesége. Ezt Decibelben adják meg. Ha két különböző gyártótól veszünk azonos típusú antennát és különböző a nyereség értékük, még nem jelenti azt, hogy van köztük nyereség különbség.
- ¼-es antenna nyeresége kb. 0Db.
- 5/8,3/4-es antennák nyeresége kb. 3Db
- rövid, toldott antennák nyeresége 3.5-4.5 Db. (sok féle variációja létezik, általában a pálcák hosszúságát variálják ¼-től- 5/8-ig )
- hosszú, toldott antennák nyeresége 4.5-5.5 Db.(általában 2x5/8 hosszú )

FONTOS!!:

Figyeljünk a kihangoltságra. Hiába van nagy nyereségű antennánk, ha nincs tökéletesen kihangolva vagy karban tartva. A veszteségek miatt könnyen semmivé foszlik antennánk nyereségéből származó előnyünk.
Soha ne használjunk átalakítót vagy bármilyen toldást az antenna és a csonk között, mert veszteséget okoz. Ilyen megoldást csak ideiglenesen, szükségből használjunk addig, míg megfelelő csonkra nem cserélünk.(1Db veszteséget okoz minden toldás vagy átalakító rendszerünkben)

Mágnes talp vagy befúrás ez itt a kérdés:
Mindenek előtt egy tanács: én mindenkép beruháznék egy tartalék mágnes talpas szettre. Ha tönkre megy mágnes talpas vagy a befúrós rendszerünk, akkor van csere lehetőségünk, míg javíttatjuk a hibás részt. A munka mehet folyamatosan, kiesés nélkül.

Mágnes talp előnye:
• -könnyű, gyors szerelhetőség
• -autónk nem rongálódik
• -semmivel sem rosszabb hatásfok, ha mindenre megfelelően ügyelünk. (használjunk minél nagyobb mágnes talpat, mert nem csak az a célja, hogy a tetőn tartsa antennánkat.)
hátránya:
• -karbantartást igényel
• -plusz költség
• -kábelt gyakran kell cserélni, ha az ajtóval tönkre tesszük. Meg kell keresnünk a legideálisabb bevezetési pontot. Általában a két ajtó közötti résen, így csak az ajtó gumiszigetelése nyomja.
• -körülményes le, föl szerelés
• -vízmentesítése nem egyszerű feladat. (beázás)
• -rozsdásodás miatt egy idő után cserélni kell vagy felújítani, ha még lehet.
• -autómosást és gőzborotvát hosszú távon beázással hálálja meg.

Befúrás előnye:
• -stabil hosszú távú használhatóság
• -jó hatásfok
• -beázástól könnyen védhető
hátránya:
• -autónk értéke csökken (furás)
• -hosszadalmas és költséges szerelés
• -fémes érintkezést a tetővel hosszú távon nem lehet biztosítani (oxidáció)
• -a függönylégzsák elterjedése miatt szinte már kivitelezhetetlen
• -csak egy autón használható
• -egyes esetekben sokkal hosszabb kábelt kell használni az elvezetés miatt.

Antennánk elhelyezése autónkon:

Taxizáshoz függőlegesen polarizált, körsugárzó antennákat használunk. Ez azt jelenti, hogy antennánk függőlegesen (a frekvencia hullámok függőlegesen terjednek) és 360°-ban egyenletesen sugároz (mint amikor vízbe követ dobunk és hullámzik a víz). Autónkon ez egy kicsit változik. Ideális elhelyezés esetén is, ami autónk tetőközéppontján van, autónk eleje és hátulja felé jobban sugároz az elnyúló fémes ellensúly miatt (autónk felülnézetből nem kör alakú, hanem hosszúkás). Tehát antennát mindig tető közepén helyezzük el. Más elhelyezés befolyásolja antennánk minden irányú optimális működését. Antenna legyen mindig merőleges a tetővel. Domború tetejű autónkon, ha nem középre helyezzük, akkor az antenna megdől. Így az egyik irányba, az égbe, a másik irányba a föld felé sugároz. Oldalra sem igazán tökéletes, mert a sugárzás nem lesz párhuzamos az átjátszók antennájával. Sedan kivitelű autók csomagtartóján sem javasolt az elhelyezés, mert a tető gátolja az autó eleje felé való sugárzást. Továbbá a sárvédőn és az autó oldalán sincs semmi értelme elhelyezni.(bár láttam ilyet, csak sejtem mire szolgálhat….. ) A tetőcsomagtartó sem jó döntés.
Nagyon fontos hogy antennánk közelében nagyobb tárgyat ne tartsunk( másik mágnes talp, szabadjelző, reklám tábla stb..) Antennára semmilyen tárgyat ne tegyünk, akasszunk, szúrjunk(szalag, gumigolyó, kinder tojás, stb..),mert teljesen megváltoztatja antennánk értékeit. Olyan autón ahol a tető nem vaslemezből, vagy más fémből van, bár ilyen kevés van (Trabant jut csak az eszembe) ,külön gondoskodnunk kell a fémes ellensúlyról.


452Mhz környékén dolgozó kollégáknak:

E frekvencián dolgozóknak nincs könnyű dolguk. Antenna rendszerük tökéletes kihangolásához sok türelem és nagy precizitás szükséges. Itt tényleg minden milliméter számít. A legkisebb illesztettlenség vagy hiba triplán megbosszulja magát. Pláne ha nem is tartjuk karban. Ezen a frekin a kábel veszteség is jelentős. Tanácsom: csak mindenből a legjobbat! Nem akarok senkit kritizálni, de bizonyos csapatnál engedélyezett antenna hát finoman szólva is feleslegesen szerény. Tudom hogy ez nem szakmai döntés volt, mert akkor más koncepció alapján határozták volna meg ezt a szabályt. Itt lenne lehetőség igazán nagy nyereségű antennák alkalmazására. Amellyel az egész város területén és környékén is jól lehetne forgalmazni. Biztos sokan szenvednek a vételi zavaroktól a városban és környékén. Hát …..
(Miért kell ahhoz állítani a mércét, aki nem foglalkozik antenna rendszerével. Miért kell büntetni azt, aki meg igen!!!??? Talán, mert ő az, aki veszi a fáradságot, hogy sírjon a központban. Mi tagadás ez az olcsóbb megoldás.)


Kihangoltságról:

Rendszerünk tökéletes kihangoltsága esetén a műszer 1.0 SWR érteket kell, hogy mutasson. Ez az érték azt mutatja meg, hogy rendszerünkben semmilyen káros visszaverődési hullám nem keletkezik. Így a rádiónkból kijövő teljesítmény az elkerülhetetlen veszteségeken kívül (kábel veszteség) antennánkon teljesen megjelenik.
Ha rendszerünk ennél rosszabb értéket mutat (1.1, 1.2, 1.3 vagy esetleg rosszabb) hiba van benne. Ez a hiba sok féle apró hibából adódhat össze. A fent leírtak mind erre adnak segítséget. Tudnunk kell, hogy minél nagyobb SWR értékünk van, hatványozottan annál nagyobb a veszteségünk (1.5 SWR esetén akár 25%-os is lehet, ami 10W-ból 2.5W-ot elvesztünk). Tudom, sokan az mondják nagyon minimális a különbség 1.0SWR és a 1.2SWR között. Maradok azon a véleményen, hogy minden kis különbség is különbség. Lehet, hogy épp ez hiányzik a tornánál.


Amire hangolásnál figyelni kell:

Kábelünk hangolását csatlakozóval és beforrasztott talpcsavarral végezzük. E két elem anyagvastagságából adódó rövidülési tényezője befolyásolja kábel rezonancia hosszát.
Biztos mindenki halott a rövidülési tényezőről? NEEEM?
Akkor néhány szóban: Minden frekvenciára kiszámolható az elméleti hullámhossz. A terjedési sebességet osszuk a hullámhosszal. Ez nulla vastagságú anyag esetén érvényes. Na most így minden anyagnak a minőségétől és vastagságából adódóan rövidülési tényezővel rendelkezik, mely megváltoztatja az elméleti rezonancia hosszúságot. Az-az rövidíti és ez lesz a gyakorlati rezonancia hossz. Itt működik tökéletesen az antennánk.
Visszatérve kábelünkre, bármilyen hihetetlen de van rövidülési tényezője.(RG-58-nak 0.66, H-155-nek 0.81) Így elméletileg kiszámolható a gyakorlati hullámhossz, de a csatlakozó és talpcsavar miatt nem lesz tökéletes. Csak műszerrel lesz tökéletes.
Következő, amire figyelnünk kell antenna hangolásánál, hogy ne legyen a közelben nagy tereptárgy, sugárzó adó, nagy feszültség, ne essen az eső, és ne legyen fagy. Ezek a hatások befolyásolják az érzékeny mérőműszer pontosságát.(Pl.: ha egy kolléga forgalmaz a közelben)


Címfelvételről:

Induljunk ki abból, hogy rádióteljesítmény mindenkinél azonos. Ha mégse így lenne, akkor sajnos mindegy mit teszünk. De ha csak 1-2Watt-al nagyobb és nincs tökéletes rendszere, akkor bíz semmivel, sincs nagyobb esélye, mint nekünk.
Címfelvételünk alapja, hogy általában milyen környezeti hatások érnek azon a helyen vagy helyeken, ahonnan dolgozunk. Van-e tereptárgy, magasfeszültségű vezeték vagy nagy teljesítményű adóállomás az utunkba. Ideális, ha tiszta rálátásunk van az átjátszóra, akkor adásunk akadály nélkül halad. Ilyen helyekről minél laposabb sugárzású antennákkal tudunk hatékonyan adni (toldott antennák). Ha házak közül dolgozunk, akkor inkább olyan antennát, használjunk, amely az előbb említett antennákhoz képest kisé feljebb is sugároz (5/8-os,1/2-es,1/4-es). Sokat számít az is, hogy az épületek milyen anyagból épültek. Vannak, amelyek gátolják a hullámok terjedését (olyan anyagok, amelyek elnyelik vagy rosszul verődnek róla a hullámok) vannak, amelyek meg segítik (fémvázas házak). Példaként: előfordulhat, hogy alacsonyabb térerőt mérünk egy helyen, mint egy közeli tutiban mégis tudunk dolgozni. Oka lehet, hogy a tuti útjában van egy nagyfeszültségű vezeték (troli vezeték, vasút vonal).
A térerő fontosságát mérését mindenki tudja, így nem taglalom.

Miről is írjak még?
Meg van! Az alkatrészek beszerzése. Mindent próbáljunk a gyártótól vagy forgalmazótól meg venni, mert így elég sok pénzt tudunk megspórolni.

Azt hiszem, hogy amit tudtam és eszembe jutott mindent leírtam. Remélem hasznára lesz mindenkinek, aki olvassa e cikket. Nem volt szándékom a világot megváltani ezen írással, nincs benne semmi nagy titok, vagy egetverő tipp, amely innentől fogva verhetetlen taxissá tesz minket. De ha egy kicsit magunkévá tesszük a fent említetteket, akkor sok időt, pénzt és idegeskedést spórolunk.
Remélem vitaindítónak is jó lesz ez a cikk. Ha kérdésetek vagy véleményetek lenne e témában, hát a fórumban megbeszélhetjük.


Üdv. SWRZSÍR