terenowa instalacja antenowa ...

terenowa instalacja antenowa cz1(1), radio, dokumenty strony

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->ANTENYZanim uderzy piorunAnteny KFTerenowa instalacja antenowa (1)Co to jest terenowa instalacja antenowa? Oczywiście, że jest to instalacjaw założeniu tymczasowa, a więc i w pewnym sensie prowizoryczna, choćczasami, jako prowizorka, bywa bardzo trwała. Krótkofalowcy zakładająją podczas wypraw w teren, aby z innego miejsca nadawania prowadzićłączności, albo gdy udają się na urlop lub wyjeżdżają na swoją działkę.Również instalacje na śródlądowych jednostkach pływających możnapodciągnąć pod instalacje terenowe.anteny połączony jest do kabla liniizasilającej albo bezpośrednio, alboza pomocą mniej lub bardziej zło-żonego układu dopasowującego.Drugi koniec linii zasilającej do-prowadzony jest do pomieszczeniaradiostacji – najczęściej zakończonywtyczką umożliwiającą podłączeniewprost do transceivera. Tak opisanainstalacja na ogół w pełni zadowalaużytkownika, gdyż można za jej po-mocą prowadzić łączności, i to zwy-kle w dużo bardziej komfortowychwarunkach, gdyż terenowe miejscenadawania i odbioru cechuje naogół niski poziom zakłóceń pocho-dzenia przemysłowego. Problempojawia się, gdy poziom zakłóceńatmosferycznych zaczyna rosnąć,przechodząc aż do wyładowań pio-runowych w bezpośrednim sąsiedz-twie instalacji antenowej, włączniez uderzeniem pioruna w antenę.W zależności od uziemienia lubnieuziemienia anteny droga prą-du piorunowego może być różna.Dlaczego? Po prostu przewodnikanteny pełni rolę piorunochronu,przy czym ze względu na użytymateriał jest to bardzo złej jakościpiorunochron. Aby antena spełniałarolę piorunochronu, powinna miećduży przekrój zależny od rodzajumateriału anteny. Są to przekrojeod 30 do 50mm2. Stosowane przezkrótkofalowców anteny praktycznienigdy tego warunku nie spełniają.A więc, jeśli w taką antenę bezpo-średnio uderzy piorun, to prawiena pewno ulegnie ona trwałemuzniszczeniu, nie mówiąc już o skut-kach dla otoczenia. Ale, jeśli nawetnie nastąpi bezpośrednie uderzeniepioruna, to i tak w czasie burzy lubprzy sprzyjających warunkach at-mosferycznych w antenie zbieraćsię będą ładunki elektryczne, któremogą spowodować uszkodzenieradiostacji. Dlaczego? Aby to le-piej wyjaśnić, przedstawmy obwódelektryczny tak zainstalowanej an-teny.Narysunku 2pokazano, czę-sto spotykany, bezpośredni sposóbdopasowania kabla zasilającego doanteny, bez pośrednictwa transfor-matora lub balunu. Jak więc widaćwyraźnie, jedna połówka dipolaprzyłączona jest bezpośrednio doekranu kabla linii zasilającej a dru-ga połówka do żyły kabla. Po przy-łączeniu kabla do gniazda anteno-wego radiostacji jedna połówkadipola jest przyłączona do masyradiostacji, która na razie nie jestuziemiona! Druga połówka dipolapodłączona jest do tak zwanegogorącego punktu gniazda anteno-wego, co w większości przypad-ków oznacza, że jest podłączonado masy radiostacji przez opornośćwejściową lub wyjściową radio -stacji. Nie wchodząc w szczegółyrozwiązań obwodu gniazda ante-nowego radiostacji przyjmijmy, żejest to oporność około 50Ω. Każdapołówka dipola rozwieszonego nadziemią ma do ziemi pewną nie-wielką pojemność – oznaczoną narysunku przez C. A więc instalacjaantenowa, wraz z podłączoną doniej radiostacją, jest kondensatoremo niewielkiej pojemności, któregojedną płytką jest powierzchnia zie-mi. Taki kondensator może łatwosię naładować do nawet dużegonapięcia wskutek ruchu powie-trza, opadów śnieżnych, a przedewszystkim wyładowań atmosfe-rycznych zachodzących w większejlub mniejszej odległości. Zebranyw kondensatorze ładunek może siędługo utrzymywać, gdyż na ogółizolacja do ziemi anteny, izolacja doziemi radiostacji jest bardzo dobra,czyli ma wysoką oporność. Łado-wanie się tak utworzonego konden-satora może nie być zauważalneprzy normalnej pracy, zakładamybowiem, że i źródło zasilania radio-Rys. 1.Narysunku 1pokazano w spo-sób uproszczony tak zwaną tereno-wą instalację antenową, jaką bar-dzo często krótkofalowcy montująw terenie na parę godzin, a czasamina wiele dni, tygodni i dłużej. Naj-częściej jest to antena typu dipolo rozmiarach do kilkudziesięciumetrów, choć z punktu widzeniadalszych rozważań typ anteny niejest istotny. Jednak pewne połącze-nia elektryczne mogą mieć istotneznaczenie. Użytkownik wybieranajczęściej dwa punkty zawiesze-nia, którymi mogą być gałęzie lubwierzchołki drzew, a w ich brakustawia proste drewniane lub meta-lowe maszty, które będą podtrzy-mywać antenę. Zazwyczaj użyt-kownik dokłada starań, aby antenabyła zawieszona jak najwyżej. Zwy-kle przewód anteny mocowany jestdo masztów poprzez izolator lubkilka w szereg połączonych izola-torów. Ostatnio bardzo popularnejest zastępowanie izolatorów lin-ką z tworzywa sztucznego, którama pełnić rolę izolatora. PrzewódRys. 2.Rys. 3.24Świat RadioMaj 2006Rys. 4.Rys. 5.stacji pracującej w tych warunkachnie jest uziemione.Użytkownik radiostacji, w tro-sce o swoje urządzenie, czasamiodłącza kabel linii zasilającej od ra-diostacji. Robi to wtedy, gdy wyłą-cza radiostację, albo gdy stwierdza,że prawdopodobieństwo silnych,piorunowych wyładowań atmosfe-rycznych gwałtownie rośnie – zbli-ża się burza.Po przewie w pracy lub po bu-rzy, gdy stwierdza, że nie ma jużniebezpieczeństwa, podłącza ka-bel zasilający do radiostacji, do jejgniazda antenowego. W tym mo-mencie może nastąpić uszkodzenieobwodów wejściowych radiostacji.Dlaczego? Otóż po odłączeniu kablazasilającego od radiostacji instalacjaantenowa zmienia swoje własnościelektryczne (rys.3).Oprócz wspo-mnianych wyżej pojemności obudipoli do ziemi, oznaczonych przezC, pojawia się nowa pojemnośćC1, utworzona przez oba ramionadipola i kabel zasilający, zniknę-ła bowiem zwierająca je opornośćgniazda antenowego radiostacji.Rozkład ładunków w trzech zazna-czonych pojemnościach może byćróżny i jest trudny do przewidze-nia. Naładowanie się jednak pojem-ności C1 do niebezpiecznie dużychwartości może w chwili przyłącza-nia kabla do gniazda antenowegowywołać uszkodzenie obwodóww radiostacji.Co więc powinien poprawićużytkownik w swej terenowej in-stalacji, aby zapewnić sobie bezpie-czeństwo osobiste i bezpieczeństwosprzętu? Ze względów praktycz-nych nie da się w warunkach ama-torskich zastosować linki o prze-kroju co najmniej 30 milimetrówkwadratowych, a tylko taka wy-trzyma wielokrotne uderzenie pio-runa. Poza tym ciężar takiej linkiwymagałby bardzo solidnych, trwa-łych masztów. Przyjmujemy więcdo wiadomości, że pozostawiona,zawieszona w powietrzu, linka an-tenowa może przy pierwszym bez-pośrednim uderzeniu pioruna uleczniszczeniu, ale przy spełnieniudodatkowych warunków spełnijednak rolę piorunochronu. Tymdodatkowym warunkiem jest uzie-mienie całej linki antenowej na czaszagrożenia uderzeniem pioruna.Uziemić ją należy na zewnątrz po-mieszczenia radiostacji, ale w mo-mencie, gdy burza jest jeszcze da-leko. Później ta czynność może staćsię niebezpieczna! Jeżeli antenazamocowana jest prowizoryczniei istnieje możliwość jej szybkiegodemontażu, to w przypadku, gdyidzie burza, warto antenę zdjąć i za-łożyć z powrotem dopiero wtedy,gdy pogoda się poprawi. Czasamijest to mniej pracochłonne niż spe-cjalne uziemianie, no i z pewno-ścią efektywność takiej metody jestwiększa.Konstrukcja samej anteny po-winna zapewnić galwaniczne połą-czenie każdego odcinka linki ante-nowej do ekranu i żyły kabla zasi-lającego. Bardzo pożytecznym jesttutaj tak zwany balun, który spełniakilka funkcji (rys.4).Baluny, czyli transformatory do-pasowująco-symetryzujące, mogąmieć różne konstrukcje. Jeden zwy-kle punkt baluna jest połączony doekranu kabla zasilającego antenęi może być przez niego uziemiony.Balun zapewnia współpracę sy-metrycznej względem ziemi antenyz niesymetrycznym kablem zasi-lającym, zapewnia dopasowanieoporności anteny do oporności ka-bla zasilającego dzięki przekładnioporowej wynikającej z liczby zwo-jów uzwojeń, łączy galwanicznieprzewód anteny z ekranem kablazasilającego. Dla naszych rozważańnajważniejsza jest ostatnia funkcja.Jeśli jednak z różnych względówużytkownik nie stosuje baluna, jakourządzenia dopasowującego, to na-leży zapewnić połączenie ekranukabla z jego żyłą poprzez zwar-cie żyły do ekranu za pomocą in-dukcyjności około 10mH (rys.5).Oporność takiej ceweczki nawetdla najniższej częstotliwości pasmradioamatorskich jest niezauważal-na, natomiast dobrze odprowadzaładunki elektryczneCewkę tę należy wmontowaćalbo pomiędzy ramionami dipola,albo na końcu kabla przy gniazdkuantenowym.cdn.Konrad Jabłoński SQ5FLTŚwiat RadioMaj 200625 [ Pobierz całość w formacie PDF ]