Pojacanje Antena - Crna magija ili Logika ?

[9A5TD]

Mozda velika vecina radioamatera ovo vec i zna ali nije na odmet da mladi narastaji shvate odmah na pocetku neke stvari. Pretpostavka je da su svi koji prate news grupe ovaj clanak vec procitali ali nema veze, malo je prepravljen da bi bio jasniji.

1.Pojacanje antena - sto je to zapravo

Ako predpostavimo da referentno zracenje predstavlja idealnu sferu i da je to pojacanje 0 onda je to nekako najupotrebljivije za nase potrebe. Mnogo ljudi kada prica o pojacanju antena zapravo i ne shvaca sto to znaci. Od 100W inputa za sada se jos uvijek se NE moze stvoriti ni 200 ni 500 ni 1000W OUT-a  (barem ne za sada poznatom tehnologijom). Jedina mogucnost je usmjeravanje zracenja, znaci da ukoliko referentna antena ima zracenja 360 stupnjeva u H ravnini +360 stupnjeva u V ravnini  to nama predstavalja 0-dB.

To je  idealizirana situacija i u praksi se bas nece obistiniti.Svako
duzimanje energije iz jedne ravnine (ili bolje receno El.mag.polja) predstavlja zapravo preusmjeravanje energije u drugu ravninu.
Ukoliko bi svu energiju iz H-ravnine preusmjerimo u V-ravninu  tu ostvarujemo "dobitak",  +3 dB u korist V ravnine. Neki ce odmah reci da Dipol antena ima dobitak od +3 dB jer smo ispunili jedan od navedenih uvijeta. Ja sam osobno zagovornik teorije da dipol nema pojacanja te ga treba uzeti za referentu tocku u stvarnom svijetu. (pojacanje od 3dB u odnosu na idealizirani izvor nema smisla) a neke anomalije u zracenju koje su ipak prisutne radi bocne montaze dipola na metalnu konstrukciju cemo sada izostaviti. Nemojmo zaboraviti da postoje i dipol antene koji se montiraju direktno u nastavku na metalni nosac.  

2. Kako shvatiti pojacanje i usmjerenje

Pokusajte zamisliti napuhani ,(bolje reci tekucinom napunjeni),  i JAKO elasticni balon koji predstavlja idealnu (sferu) za nase polje od 0-dB, Neka se u samoj sredini nalazi kuglica od promjera 5mm koja je u
stvari idealna sferna antena a stijenke balona predstavljaju el.mag.polje nastalo snagom predajnika 1W.

Ako ga ravnomjerno pritiscemo sa gornje i doljnje strane zapravo snagu
preusmjeravamo u drugu ravninu, kada smo ga stisnuli na 50% prijasnje
VISINE (pretpostavimo da je unutra tekucina- radi laseg shvatanja sirenja) nas se balon morao prosiriti za 50% volumena u drugu ravninu. Tu smo dobili + 3dB, ako taj balon (palacinku) sada gledamo od gore i dio balona od 270-90 stupnjeva "preguramo" naprijed dobili smo jos +3 dB, sto znaci da imamo +6 dB pojacanje u smjeru 180 stupnjeva,,,, i tako u nedogled. Naravno da se pri svakom takvom "preguravanju" mora izgubiti po koji dio decibela i da sve to treba zamisljati u
3D prostoru.  

3. Slaganje antena u etaze

Kako smo u ovom clanku sve  pojednostavnili do maximale necemo ni ovdje puno komplicirati. Slaganje istih antena u vertikalnom ili horizontalnom nizu na odrejenoj Lambda / x-duzini  donosi POJACANJE anetnskog sustava.

ZASTO ?

Svaka antena ima neke osnovne karakteristike:
- Pojacanje
- Vertikalni kut zracenja
- Horizontalni kut zracenja
- I jos mnogo drugih ali sada nebintih karakteristika

Uzmimo za primjer Yagicu sa pojacanjem od 5 dB-a , H-kutom zracenja od 120-stupnjeva i V-kutom zracenja od 70-stupnjeva, ako u nas sistem dodamo jos jednu antenu ispod ove na duzinu 1/2..... 3/4  Lambda dobili smo +3db pojacanja za ant. sistem i sada imamo 8dB. Dodavanjem antene na odredjeni razmak SMANJILI smo Vertikalni kut zracenja sa 70 na 35-stupnjeva, za naredna 3 dB trebamo nas V kut zracenja smanjiti za jos 50% sto je moguce samo dodavanjem jos  DVIJE antene. Isti principi vaze i za Horizontalno etaziranje a moguce su i kombinirane izvedbe H+V za isti antesnki sistem.

Stackiranje anetna se moze shvatiti kao izgradnja VIRTUALNOG cijevovoda (valovoda) za nase radiovoalove, a zapravo najednostavniji primjer je usporedba sa sirenjem i suzavanjem snopa baterijske lampe, sto je siri vecu povrsinu osvijetlis ali nemas dometa, suzavanjem snopa raste domet ali se smanjuje osvijetljena povrsina, (neka bude Maglite Hi ) !

A-Zelim samo napomenuti da je kvalitetna pobuda (napajanje) za stackirane antene tezak zahvat za prakticnu izvedbu u radioamaterskim uvijetima. Power Splitter (djelitelj snage) mora biti jako kvaliteno izveden te uz dobro prilagodnjenje impedance mora imati i dobar izolacijski omjer.  

B-Kablovi za napajanje MORAJU biti ELEKTRICKI iste duzine, (ne znaci da ukoliko su mehanicki tocno napravljeni ne stvaraju faznne pomake), fazna korekcija se inace koristi za BEAM TILT (naginjanje snopa zracenja) i znacajno mjenja usmjerenje antenskog sistema, no o tome drugom prilikom.

73 de 9A5TD

[9A3HP]

Ukratko sve  antene u sistemu  moraju  zračiti istom magnitudom , u fazi, i u prostoru  moraju biti jednako udaljene, raspoređene.
Bilo  koje  ako  nije  zadovoljeno, gubitak  je  energije  i  u  predaji   i  u  prijemu.
Bolje  jedna pošteno  napravljena yagi antena   nego   sistem  koji  ne zadovoljava  jedan  od osnovnih  uvjeta(naizgled lako  izvedivih ali koji  postaju nemoguća misija).
A to so magnituda, faza, prostorni razmak, identičnost antena.
Iz iskustva  znam da  ako  nije  tako  onda  je  samozavaravanje  da  sistem  radi a u stvari  ždere  energiju  predajnika unutar sebe.
O  da   swr   je  pri   tome  idealan(spominjem  omjer  stojnih valova to  jest  swr  jer  mnogi  pri  konstrukciji  sistema antena koriste  baš  taj  jedan  mjerni  uređaj,  o točnom mjerenju diagrama  zračenja tko  je  u  amaterskim  uvjetima  proveo točna mjerenja  za  svaku  antenu ponaosob pa  u  sistemu :? ) :idea:   od te  vode  nema  sira.  8O

P.S.  amateri  koje  zanima samogradnja  trebaju prvo  ili  kupiti(skuplja verzija)  ili  napraviti  potrebne  mjerne  instrumente a zatim  točno  podesiti iste(što god  moguće točnije prema  nekim  tvorničkim)  a  zatim  kupiti  materijal  i  početi  rezati.
"Gotove  šeme"  nisu  rješenje.  8O  nadam  se  da  budućim  samograditeljima  nisam  pokvario  dan

[9A5TD]

> O  da   swr   je  pri   tome  idealan(spominjem  omjer  stojnih valova to  jest  swr  jer  mnogi  pri  konstrukciji  sistema antena koriste  baš  taj .....snip

E vidis dobro da si me sjetio, IDEALAN SWR pri etaziranju antena gotovu je siguran znak da neki dijleovi sistema rade u PROTUFAZI, a to samo znaci da smo napravili grijlaicu na atenskom stupu.

[9A5CW]

Evo replike by Deda Mario (s56a) :

> Poluvalovni dipol zbog usmjerenosti ima 2,15 dB pojacanja nad izotropnim
> izvorom, a 2 x 1,28L dugacak dodatnih 3 dB nad poluvalovnim od 2 x 0,25L.
>
> Dipol je simetricna antena i tako je treba i napajati.  Uzemljenje sredine
> dipola na metalni nosac i upotreba gama prilagodjenja unose nesimetriju u
> dijagramu zracenja.

[9A5CW]

p.s. mozda je to trebalo ici pod Kako? DC Uzemljen Dipol Za VHF

[9A3HP]

9A5TD  imaš  pravo  za   grijalicu  navrh  stupa

E vidis dobro da si me sjetio, IDEALAN SWR pri etaziranju antena gotovu je siguran znak da neki djelovi sistema rade u PROTUFAZI, a to samo znaci da smo napravili grijalicu na atenskom stupu.

Nepišem  to  radi  tebe  već  mladih  koji  bi  se  zaletili  u  "nemoguće misije"  
izradu  nečega  čema  nisu  dorasli.
He he  , grijalica, super  pojam,  ali  imaš  pravo.  Po  zakonu  o  održanju  energije, energija  se  nemože  uništiti  niti  ni  iz  čega  stvoriti.  To  su  svi  više  manje  na  satu  fizike  čuli  ali  zaboravili  većina.Energija  samo  prelazi  iz  jednog  oblika  u  drugi.
Da   te  dopunim  energija  koju  proizvede  radio  odašiljač    mora se  u  neku  drugu  pretvoriti, zračenjem  u prostor  u obliku elektromagnete  energije(prije   je  bila  VF  izmjenična   električna  struja)  Ako  se  nemože  slobodno  izračiti  u  prostor  u  oblike  elektromagnetnog  vala, pretvara  se  u  beskorisnu  toplinu. Kod  lošeg  swr-a  dio  se  pretvara  u  beskorisnu  toplinu  unutar  samog  izlaznog  stupnja(ode  izlazni  stupanj ako  nema  zaštite).  Kako  je  toplina  isto  oblik  elektromagnetskog zračenja , to  je  razlog  da ljudi  budu  happy  (uvjetno  rečeno ako  žele grijati  okolinu)
jer "nazovi sustav" ipak  zrači  ali  u  pogrešnom  djelu  spektra  :twisted:

9A5TD   nas  dva   bi  mogli  o  antenama  unedogled, ali  tko  nas  može   slijediti.  Bolje  bi  bilo  "mala  škola  antenske tehnike"  ak   si  za  i  ako  webmaster   odobri  i  naravno bude  zainteresiranih  :idea:
Nemoraju   svi  preko  trnja  do  zvijezda  :wink: Naravno  netrebaju  se  naći  uvrijeđeni oni, ako   nešto  neznaju.

P.S.  Meni  je  trebalo  5  godina  intenzivnog  učenja  , čitanja  knjiga  gdje  pored  5 dijagrama   i  masu  formula  ima  samo  suhoparni tekst  u čitavoj  knjizi  i  tako  puno  takvih  knjiga.

[9A6AA]

Iako, kako reče, ne sudjeluje na našem Forumu, Mario, S56A, očigledno nas često promatra iz prikrajka (Svaka sličnost s Big Brother-om je slučajna). Posrednim putem, poslao mi je ovaj e-mail (razlog: širenje tehničke kulture):

"Poluvalni dipol zbog usmjerenosti ima 2,15 dB pojačanja nad izotropnim izvorom, a 2 x 1,28L dugačak - dodatnih 3 dB nad poluvalnim od 2 x 0,25L.
Dipol je simetrična antena i tako je treba i napajati.  Uzemljenje sredine dipola na metalni nosač i upotreba gama prilagođenja unose nesimetriju u dijagramu zračenja."

(od S56A)



9A6AA
Urednik web-a

[9A5TD]

>Poluvalni dipol zbog usmjerenosti ima 2,15 dB pojačanja nad izotropnim izvorom, a 2 x 1,28L dugačak - dodatnih 3 dB nad poluvalnim od 2 x 0,25L. Dipol je simetrična antena i tako je treba i napajati.  Uzemljenje sredine dipola na metalni nosač i upotreba gama prilagođenja unose nesimetriju u dijagramu zračenja."

Ova tvrdnja stoji ali mislim da u praksi nema bas nikakvog smisla. To potvrdjuje i sama praksa jer se pojacanja drugih antena najcesce navode u odnosu na dipol antenu a ne na izotropni izvor. Trgovacke fore tipa 5.5 dBi vise spadaju u domenu obmane nego telekomunikacija. U svakom slucaju hvala Mariu na upozorenju.

[9A2RI]

Decki svaka cast.
Konacno nesto pametno da se procita na  nas FORUM.
Samo tako nastavite bit ce korisno puno njima i onima koje misle da nesto znaju.
Jos jedno to pohvaljujem i cestitam
73 Tullio

[9A3HP]

Najčešća  trgovačka  fora  je  "pumpanje" decibela  do  pretjeranih mjera.
Za  većinu  antena  koje  kupimo  od  recimo poštenih  trgovaca  od  vrijednosti  odbijmo    1/3  i  bacimo  preko  ramena.
Nažalost  mnogi  da  se  pohvale  kako  su  eto  napravili  antenu  po  istom  principu, isto  naprave(napumpaju  decibele)u samogradnji, i  tu  vrijedi  pravilo  1/3  preko  ramena  baciti. Ono  što  ostane   možda  je  gain  antene, velim  možda.(Bez  točnog mjerenja gain  možemo  samo  nagađati, kod  loših  konstrukcija  jedne  antene  umjesto  par  par  dB  u  plusu  lako  je  dobiti   minus  dB :evil:   ) Opet  ja  o   mjerenju

By  the  way  nemam  ništa   protiv  ELRAD  yagi  antena    ali  tko  ih  upari skidam  mu  kapu.    Naime  mjerenjem  fizičkih  dimenzija  nema  dvije  jednake, :?:  a  kao  serijska  proizvodnja. :?  Ne znam  dali  su  ispravili  tvorničku grešku, naime  dodali  su  odsječak  koaksa  koji  služi  kao  filter   za  288 Mhz  i   skoro  svaka  druga  je  rađena  tako  da  je  tih otvorenih lambda  1/4  na 288 MHz    sječen  tupim  klještima.  Tako  dobijemo  zavojnicu  na  dva   metra  ako  se  ispravno  sjećam  rasporeda  na  kratko spojenom  odsječku  kabela  od početne točke ide  ovako  ->induktivitet->paralelni titrajni krug->kapacitet->serijski titrajni krug  i  tako  dalje.
 I  tako  zbog  jedne  žičice  koaksa koja  leži   preko  unutrašnjeg  vodiča  dobijemo  na  2metra  induktivitet,  a  potrebni  serijski titrajni   krug  na   288 MHz  postaje  paralelni(teoretski  beskonačni  otpor  za  frekvenciju  iako  je  spojen  kratko, neradi  svoju  zadaću :wink: da glumi  usisni  filter za 288 MHz)

P.S.  ja  dipole  i    za  14MHz     kao  i  dipol  za    144MHz     napajam  na samom  kraju  i  što  sad :idea:  pogledajte   konstrukcije  AA5TB  Stephen R. Yates   čovjek  obrazložio   formulama  u  detalje   koga  zanima.Nije  ništa  izmislio  novo  samo  obrazložio matematički  zašto  i  kako. Mislim  da  je   to  prvo  pravilo  samogradnje  prvo  znati  zašto  i  kako.  Ipak  gradnja  antena  nije  fizikalija  nego  primjenjena  fizika i matematika.

P.S.S. Molim  System  admina  da  napravi  upload/download zonu za zanimljive šeme   , ima  toliko  mjesta  na  serveru nadam se, jer  vučenje  linkova  ne mora  zasigurno  raditi(naprimjer  autor  ukloni  sadržaj  sa  Interneta stavi  restrikciju na  određeno  linkanje i  imamo  mrtav  link)
hvala