Κεραία Μαγνητικού Βρόγχου

                 

Εργοστασιακή κεραία μαγνητικού βρόγχου 3.5 – 30 ΜΗΖ.

Αγαπητοί φίλοι και συνάδελφοι γεια σας.

Ο ραδιοερασιτεχνισμός είναι ένα μοναδικό χόμπι, αφού συνδυάζει τα πάντα: γνώσεις, δεξιότητες, απόλαυση, διασκέδαση  και αγωνία. Είναι μια απασχόληση που από την στιγμή που θα ασχοληθεί κάποιος  μαζί της, δεν την εγκαταλείπει ποτέ.

Το Ham Radio, ο ραδιοερασιτεχνισμός δηλαδή, είναι ένα χόμπι απαιτήσεων, αφού για να το απολαύσει ο χομπίστας, θα πρέπει να αποκτήσει ένα σωρό τεχνικές. νομικές γνώσεις και δεξιότητες, να δώσει εξετάσεις με ιδιαίτερα υψηλή βάση, 80% και στην συνέχεια να καταθέσει ένα «κάποιο» κεφάλαιο για να εγκαταστήσει τον Ραδιοερασιτεχνικό του σταθμό.

Ο Ραδιοερασιτέχνης έχει τεχνικές, νομικές γνώσεις και δεξιότητες.

Για να γίνει κάποιος ραδιοερασιτέχνης απαιτεί προσπάθεια, αλλά το αποτέλεσμα αυτής της προσπάθειας θα τον συνοδεύει μια ολόκληρη ζωή και θα του χαρίζει μια ατελείωτη διασκέδαση και γνώση. Για την υλοποίηση του χόμπι μας απαιτούνται δύο είδη εξοπλισμού: Ο εξοπλισμός του Radio Shack που βρίσκεται μέσα στο σπίτι και ο εξοπλισμός της ταράτσας που περιλαμβάνει  τα κεραιοσυστήματα, τους Rotor-ες, τους προενισχυτές κλπ.

Ο εξοπλισμός του Radio Shack βρίσκεται μέσα στο σπίτι.

Ο εξοπλισμός του Radio – Shack, σκοπό έχει να δημιουργήσει ένα εναλλασσόμενο ρεύμα συχνότας ίσης με κάποιας από τις ραδιοερασιτεχνικές περιοχές συχνοτήτων πχ. 14 ΜΗΖ, 21 ΜΗΖ κλπ και μέσω της καθόδου να το στείλει στην κεραία προκειμένου να μετατρέψει το εναλλασσόμενο ρεύμα σε αντίστοιχη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτή η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, το σήμα του σταθμού μας δηλαδή, θα διαδοθεί στον χώρο και θα καταλήξει στην κεραία του ανταποκριτή μας.

Τα κεραιοσυστήματα είναι ο εξοπλισμός ταράτσας / οροφής.

Η κεραία του ανταποκριτή μας τώρα θα κάνει την αντίστροφη δουλειά, θα μετατρέψει την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που συλλέγει, το σήμα του σταθμού μας δηλαδή, σε εναλλασσόμενο ρεύμα ίδιας συχνότητας και θα το στείλει στον δέκτη ή τον πομποδέκτη του ανταποκριτή μας, ο οποίος θα ακούσει την φωνή μας από το μεγάφωνο ή τα ακουστικά του.

Η κεραία μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και το αντίστροφο.

Χωρίς κεραία δεν είναι δυνατή η μετατροπή του εναλλασσόμενου ρεύματος που στέλνει ο πομπός μας στην κεραία, σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και το αντίστροφο. Επομένως το Α και το Ω σε ένα σταθμό είναι η κεραία, γιατί μπορεί στο Radio Shack να έχετε εγκαταστήσει ένα σταθμό αξίας 10-12000 Ευρώ, αλλά το τελικό προϊόν του, το εναλλασσόμενο ρεύμα που παράγει  δεν θα μετατραπεί ποτέ σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

Το τελικό προϊόν κάθε πομποδέκτη, είναι ένα εναλλασσόμενο ρεύμα, σαν αυτό της εικόνας.

Η άδεια ραδιοερασιτέχνη που αποκτήσατε, εκτός από το διακριτικό κλήσεως, σας δίνει το δικαίωμα να εγκαταστήσετε και το απαιτούμενο κεραιοσύστημα, αλλά εάν και εφόσον συμφωνούν οι συνιδιοκτήτες της ταράτσας ή του χώρου στον οποίο προτίθεστε να το εγκαταστήσετε. Δυστυχώς πολλοί συνάδελφοι έχοντας περάσει με επιτυχία την «βάσανο» των εξετάσεων και την μουρμούρα της XYL, εγκαθιστούν το Radio Shack, αλλά δεν μπορούν να εγκαταστήσουν εξωτερική κεραία.

Κεραία μαγνητικού βρόγχου σε τρίποδα στήριξης κατάλληλη για περιστασιακή χρήση.

Η μόνη λύση είναι να εγκαταστήσουν μια κεραία κάπου στο μπαλκόνι του σπιτιού, έχοντας κατά νου ότι τα αποτελέσματα θα υπολείπονται κατά πολύ των αποτελεσμάτων ενός κεραιοσυστήματος, που είναι τοποθετημένο στον ελεύθερο χώρο της ταράτσας ενός κτηρίου.

Κεραία μαγνητικού βρόγχου χαμηλής ισχύος QRP.

Οι κατασκευαστές ραδιοερασιτεχνικών κεραιών, έχουν παρουσιάσει στην αγορά  ένα πλήθος κεραιών που τοποθετούνται σε περιορισμένους χώρους, μεταξύ αυτών και το μπαλκόνι, το τελευταίο καταφύγιο του Ραδιοερασιτέχνη. Υπάρχουν πολλών ειδών κεραίες περιορισμένου χώρου – μπαλκονιού, μια από αυτές είναι οι κεραίες μαγνητικού βρόγχου. Στις γραμμές που ακολουθούν, θα γνωρίσουμε με τον πιο απλό τρόπο  την συμπεριφορά αυτών των κεραιών σε κατάσταση εκπομπής, αφού αυτή ουσιαστικά ενδιαφέρει τον απελπισμένο ραδιοερασιτέχνη.

Γενική περιγραφή.

Μια κεραία μαγνητικού βρόγχου είναι μια ή περισσότερες σπείρες ενός πηνίου, στα άκρα του οποίου συνδέεται ένας πυκνωτής συντονισμού.

Κεραία μαγνητικού βρόγχου μιας σπείρας, μπορούν να κατασκευαστούν και με περισσότερες σπείρες.

Πρόκειται δηλαδή για ένα συντονιζόμενο ή κυμαινόμενο κύκλωμα LC, όπου L είναι το πηνίο – βρόγχος και C ο μεταβλητός πυκνωτής που συνδέεται στα άκρα του. Όπως συμβαίνει σε κάθε κυμαινόμενο κύκλωμα LC, όταν διαρρέεται από εναλλασσόμενο ρεύμα ίδιας συχνότητας, με την συχνότητα συντονισμού του πχ 14 ΜΗΖ, το κυμαινόμενο κύκλωμα ταλαντεύεται, μετατρέποντας μέρος  της ισχύος του εναλλασσόμενου  ρεύματος, σε ισόποση ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία!

Ταλαντωτής LC, υψηλής συχνότητας.

Ω..πω..πω.. αυτό κάτι μου θυμίζει… κάτι μου θυμίζει….. μα ναι, έτσι λειτουργούν και οι ταλαντωτές! έχουν ένα κυμαινόμενο κύκλωμα LC που ταλαντεύεται στην συχνότητα συντονισμού του και ένα Transistor που το τροφοδοτεί αδιάλειπτα με ηλεκτρική ενέργεια, ώστε να συντηρούνται οι ταλαντώσεις του.

Ας δούμε τώρα στην πράξη πως δουλεύει μια κεραία μαγνητικού βρόγχου.

Η αντιστοιχία μιας κεραίας βρόγχου με ένα κυμαινόμενο κύκλωμα.

Ο πομπός στέλνει ένα εναλλασσόμενο ρεύμα υψηλής συχνότητας πχ 14 ΜΗΖ μέσα από το καλώδιο της καθόδου στο μικρό πηνίο  – μικρός βρόγχος επαγωγικής ζεύξης της κεραίας. Γύρω από το μικρό πηνίο – βρόγχο, δημιουργείται ένα επαγωγικό πεδίο το οποίο μεταφέρει την ισχύ που έστειλε ο πομπός με την μορφή εναλλασσόμενου ρεύματος στο μεγάλο πηνίο – μεγάλος βρόγχος.

Επάνω στο μεγάλο πηνίο – μεγάλος βρόγχος δημιουργείται και τον διατρέχει ένα εναλλασσόμενο ρεύμα ίδιας συχνότητας με το ρεύμα που διαρρέει  το  μικρό πηνίο – βρόγχο. Αυτό το εναλλασσόμενο ρεύμα καθώς διαρρέει τον μεγάλο βρόγχο, διαρρέει ουσιαστικά ένα κυμαινόμενο  κύκλωμα ίδιας συχνότητας με αυτό, με αποτέλεσμα η κεραία να «κυμαίνεται» και να μετατρέπει  αυτό το εναλλασσόμενο ρεύμα σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που διαδίδεται πλέον στον χώρο.

Πως κατασκευάζεται μια κεραία μαγνητικού βρόγχου.

Οι κεραίες μαγνητικού βρόγχου έχουν ιστορία δεκάδων ετών. Έχουν χρησιμοποιηθεί σαν κεραίες λήψεως, εκπομπής, ραδιογωνιομετρίας κλπ. Έχουν προσφέρει τις υπηρεσίες τους στους διάφορους στρατούς του κόσμου σε περιόδους ειρήνης αλλά και συρράξεων, σε πάρα πολλές εμπορικές ή άλλες εφαρμογές  και  φυσικά στους ραδιοερασιτέχνες.  Από την χρησιμοποίηση και την εξερεύνηση αυτών των κεραιών, έχουν προκύψει κάποιοι κανόνες και κάποια συμπεράσματα που χρησιμοποιούνται κατά κανόνα από τους ραδιοερασιτέχνες κατά την διάρκεια της σχεδίασης, κατασκευής και εγκατάστασης τους.

Η διάμετρος  του κύριου βρόγχου εκπομπής.

Ο κύριος βρόγχος εκπομπής είναι ουσιαστικά το στοιχείο εκπομπής της κεραίας και το συνολικό μήκος του συνήθως είναι μικρότερο από το 10%  του χαμηλότερου μήκους κύματος που θα εκπέμπει η κεραία (0.1 * λ). Αυτό από μόνο του κάνει τον μαγνητικό βρόγχο εκπομπής μια κεραία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και σε πολύ μικρά μπαλκόνια ή άλλους επιλεγμένους χώρους.

Συνήθως  η διάμετρος του βρόγχου είναι μικρότερη από το 1/10 του μήκους κύματος εκπομπής της κεραίας.

Η μακρόχρονη εμπειρία των ραδιοερασιτεχνών όμως στην χρήση των κεραιών μαγνητικού βρόγχου, έχει δείξει, ότι η χρυσή τομή μεταξύ των διαστάσεων της διαμέτρου του βρόγχου και της ακτινοβολουμένης ισχύος είναι το 15%, (0.15 * λ), δηλαδή λίγο μεγαλύτερο από το προτεινόμενο. Υπάρχουν και ραδιοερασιτέχνες οι οποίοι έχοντας χώρο, κατασκευάζουν  κεραίες  μαγνητικού βρόγχου 20% ~ 25% του μήκους κύματος εκπομπής, (0.2 * λ ή 0.25 * λ), έχοντας ακόμη καλύτερη απόδοση, αλλά και κάποια μεγαλύτερη δυσκολία στην προσαρμογή της κεραίας με την γραμμή μεταφοράς.

Έστω λοιπόν ότι θέλουμε να υπολογίσουμε τον κύριο μαγνητικό βρόγχο εκπομπής της κεραίας μας για την συχνότητα των 14 ΜΗΖ, θα εργαστούμε ως εξής:

Βήμα 1^ο

Υπολογίζουμε το μήκος κύματος εκπομπής ως εξής:

      300

λ_m = ——-

    F_ΜΗΖ

Όπου: λ_m είναι το μήκος κύματος εκπομπής σε m, και

F είναι η συχνότητα σε ΜΗΖ

                                                                                       300

Επομένως για το παράδειγμά μας θα έχουμε:  λ_m  = ———– = 21.41m

                                                                                     14 MHZ

Βήμα 2^ο

Υπολογίζουμε το μήκος του σύρματος / σωλήνα που θα χρησιμοποιήσουμε για την κατασκευή του μαγνητικού βρόγχου εκπομπής.

Le = λ_m * 0.15 =>

Le = 21.41 * 0.15 = 2.14m

Άρα θα κόψουμε ένα κομμάτι σύρμα ή σωληνάκι μήκους 2.14m για να κατασκευάσουμε τον βρόγχο εκπομπής.

Βήμα 3^ο

Υπολογίζουμε την διάμετρο του βρόγχου εκπομπής.

    Le

Dml = ———-

   π

Όπου : Le είναι το μήκος του σύρματος / σωλήνα που θα χρησιμοποιήσουμε για την

κατασκευή του μαγνητικού βρόγχου εκπομπής σε m

π = 3.14

Dml = η διάμετρος του βρόγχου εκπομπής.

Οπότε έχουμε:  

                Le         2.14m

Dml = ———- = ———- = 0.68 m δηλαδή 68 cm

               π               3.14

Η διαδικασία είναι απλή και ισχύει για ΟΛΕΣ τις συχνότητες. Τώρα αρχίζουν τα δύσκολα,,,,, θα πρέπει να δούμε το μέτρο των δυνατοτήτων και της απόδοσης της κεραίας μας. Εδώ θα χρησιμοποιήσουμε την ιστοσελίδα:

http://www.66pacific.com/calculators/small_tx_loop_calc.aspx

Συμπληρώστε προσεκτικά τα πεδία επιλέγοντας πρώτα το «Metric».

Η ιστοσελίδα θα επιστρέψει στο RESULTS – αποτελέσματα ένα σωρό παραμέτρους από τις οποίες τον απλό ραδιοερασιτέχνη  ενδιαφέρουν:

RESULTS Αποτελέσματα:

Antenna efficiency: 21% (-6.7 dB below 100%) Η απόδοση της κεραίας σε  ποσοστό   επί τις %
Antenna bandwidth: 25.9 kHz  Το εύρος ζώνης συντονισμού
Tuning Capacitance: 125 pF  Η χωρητικότητα που χρειάζεται ο πυκνωτής συντονισμού  για να λειτουργήσει η                                                                        κεραία σαν κυμαινόμενο κύκλωμα.
Capacitor voltage: 2,222 volts RMS  Η τάση που αναπτύσσεται στα άκρα του πυκνωτή.
Resonant circulating current: 24.3 A  Η ένταση του ρεύματος που διαρρέει τον  βρόγχο της κεραίας.
Radiation resistance: 0.018 ohms  Η επαγωγική αντίσταση του βρόγχου
Quality Factor (Q): 541. Ο συντελεστή ποιότητας του κυμαινόμενου κυκλώματος  της κεραίας.
Distributed capacity: 6 pF   Η κατανεμημένη χωρητικότητα του βρόγχου.

Antenna “circumference”: 2.14 meters – Το μήκος του αγωγού με τον οποίο φτιάχνουμε τον μεγάλο βρόγχο                                                                                               εκπομπής.

Στην ιστοσελίδα αυτή θα δώσουμε όλα τα παραπάνω στοιχεία και εκείνη θα μας υπολογίσει όλες τις παραμέτρους της μαγνητικής κεραίας βρόγχου που σχεδιάσαμε. Δείτε…

Side length: 0.268 meters. Μήκος οκταγωνικής πλευράς στο παράδειγμα μας 0.268m

Antenna diameter: 0.6 meters Διάμετρος μεγάλου βρόγχου εκπομπής 0.68m στο παράδειγμά μας.
Και φυσικά κάποιες παρατηρήσεις και συστάσεις που ίσως σας εκνευρίσουν ή απογοητεύσουν!

Comments – Σχόλια:
(Σε πολύ – πολύ ελεύθερη μετάφραση…)

The specified conductor length of 2.14 meters is not ideal.

Το μήκος των 2.14 μέτρων που επιλέξατε για την κατασκευή του κύριου μαγνητικού βρόγχου δεν είναι το ιδανικό.

Ξέρω…. Ξέρω… και εγώ το ίδιο απάντησα στο on line calculator:

 !@#$%^&*(){}»¨><  για να μην βρεθούμε και κατηγορούμενοι Hi… Hi….

Conductor length should be between 2.60 and 5.20 meters at the specified frequency of 14 MHz.

Το μήκος του αγωγού, δηλαδή του χονδρού σύρματος ή σωλήνα θα πρέπει να είναι μεταξύ 2.60 και 5.20m, για την συχνότητα των 14 ΜΗΖ.

Μα βρε καρδούλα μου αν μπορούσα λες να μην έφτιαχνα μεγαλύτερο βρόγχο;;; λέω τώρα εγώ!

For highest efficiency, the conductor length for a small transmitting loop antenna should be greater than 1/8 wavelength (greater than about 2.60 meters at the specified frequency of 14 MHz).

Για μεγαλύτερη απόδοση, το μήκος του αγωγού για μια κεραία μαγνητικού βρόγχου  θα πρέπει να είναι μεγαλύτερο από το 1/8 του μήκους κύματος (μεγαλύτερη από 2.60m στην συχνότητα των 14 MHz του παραδείγματός μας).

Ευχαριστώ πολύ για την σύσταση! Hi….Hi……

Πολυμπαντική κεραία μαγνητικού βρόγχου 80 – 10 m

To avoid self-resonance, the conductor length for a small transmitting loop antenna should be less than 1/4 wavelength (less than about 5.20 meters at the specified frequency of 14 MHz).

Για να αποφευχθεί μια κατάσταση αυτο-συντονισμού, δηλαδή για να μην έχουν μεγάλη διαφορά φάσης η τάση και το ρεύμα που θα διαρρέουν το βρόγχο, το μήκος του αγωγού του μεγάλου βρόγχου εκπομπής θα πρέπει να είναι μικρότερο από το 1/4 του μήκους κύματος (λιγότερο από 5.20 m στην συχνότητα των 14 MHz του παραδείγματος μας).

Οκ ήδη μας έχεις πει  στις συστάσεις, ότι το μήκος του αγωγού του μεγάλου βρόγχου εκπομπής θα πρέπει να είναι μεταξύ 2.60 έως 5.20m για την συχνότητα του παραδείγματος μας. Σήμα ελήφθη και κατενοήθει! Μην επαναλαμβάνεσαι Hi…Hi..

Input Values:
Length of conductor: 2.14 meters
Diameter of conductor: 68 centimetres
Frequency: 14 MHz
Transmitter power: 100 watts

Ας δούμε τώρα στην πράξη πως μεταβάλλεται η απόδοση της κεραίας καθώς αυξάνουμε το μήκος του αγωγού του κύριου βρόγχου εκπομπής…

Μήκος= 2.14 m    Απόδοση= 21 %

            =3.14 m                   = 46 %

            =4.14 m                   = 66%

            =5.14 m                   = 79%

Επομένως όπως συμβαίνει με όλες τις κεραίες, αυξανομένου του μηχανικού της μήκους και πλησιάζοντας το λ/4, αυξάνεται και η απόδοσή της. Όμως…

Με Μήκος= 2.14 m    Η Διάμετρος είναι= 68,15 cm

                   =3.14 m                                 = 1 m

                  =4.14 m                                 = 1,31 m

                  =5.14 m                                 = 1.63 m

Αντιλαμβάνεστε ότι άλλο πράγμα είναι να βάλεις στο μπαλκόνι σου ένα βρόγχο 68 εκατοστά, και άλλο 1.60 μέτρα, είναι η ημέρα με την νύχτα. Ο βρόγχος 1.60, είναι σχεδόν τρεις φοράς μεγαλύτερος, υπάρχει ο κατάλληλος χώρος για να τοποθετηθεί;

Πολλοί επιτυχημένοι μαγνητικοί βρόγχοι του εμπορίου έχουν διάμετρο μικρότερη από 1m!!

Η προσαρμογή της καθόδου στην Κεραία.

Όσοι από εσάς αγαπητοί μου συνάδελφοι είστε παρατηρητικοί, θα έχετε διαπιστώσει ότι στις περισσότερες κεραίες μαγνητικού βρόγχου, εκτός από τον μεγάλο βρόγχο εκπομπής, υπάρχει και ένας μικρότερος βρόγχος. Αυτός είναι ο βρόγχος επαγωγικής ζεύξης και σκοπό έχει να μεταβιβάσει επαγωγικά την ισχύ του πομπού στον μεγάλο βρόγχο για την εκπέμψει στον χώρο. Στην πραγματικότητα υπάρχουν αρκετές μέθοδοι για να μεταφερθεί η ισχύς του πομπού στην κεραία, αλλά η μέθοδος του μικρού επαγωγικού βρόγχου είναι η πλέον συνηθισμένη.

Κεραία μαγνητικού βρόγχου, με βρόγχο επαγωγικής τροφοδοσίας.

Η διάμετρος του  επαγωγικού βρόγχου, εξαρτάται από την συνολική διάμετρο του κύριου μαγνητικού βρόγχου εκπομπής και είναι συνήθως το 1/5 της. Έτσι στο δικό μας παράδειγμα με διάμετρο  κύριου βρόγχου  εκπομπής 68 cm,  ο βρόγχος επαγωγικής ζεύξης θα είναι:

            1

Dev=—– * Dml

           5

Όπου: Dev είναι η διάμετρος του μικρού βρόγχου επαγωγικής ζεύξης και

Dml είναι η διάμετρος του κύριου βρόγχου εκπομπής

                             1

Οπότε:    Dev = ——– * 68 cm = 13,6 cm

                             5

Επομένως η διάμετρος του επαγωγικού βρόγχου θα είναι 13,6 cm, με βρόγχο εκπομπή 68 cm. Δείτε πώς μεταβάλλεται η διάμετρος του επαγωγικού βρόγχου σε σχέση με την διάμετρο του βρόγχου εκπομπής:

Με  Διάμετρος κύριου βρόγχου.       Ο επαγωγικός βρόγχος είναι

            68,15 cm                                         13,63 cm

               1 m                                                20      cm

               1,31 m                                           26,2   cm

               1.63 m                                           32,6   cm

Ας δούμε τώρα σχηματικά πώς λειτουργεί το σύστημα Βρόγχος εκπομπής / Επαγωγικός Βρόγχος.

Η αντιστοιχία του ηλεκτρικού σχήματος με την υλοποιημένη κεραία.

Η λειτουργία είναι εξαιρετικά απλή. Το εναλλασσόμενο ρεύμα υψηλής συχνότητας πχ 14 ΜΗΖ από τον πομπό, διαμέσου της γραμμής μεταφοράς φτάνει στον μικρό επαγωγικό βρόγχο. Εκεί δημιουργεί ένα έντονο επαγωγικό πεδίο το οποίο λειτουργεί σαν «γέφυρα», μεταφέροντας την ηλεκτρική ισχύ του πομπού στον βρόγχο εκπομπής.

Ο Βρόγχος εκπομπής, είναι ένα συντονισμένο – κυμαινόμενο κύκλωμα, το οποίο «απορροφά» την ενέργεια που του μεταβιβάζει επαγωγικά ο μικρός βρόγχος. Η ενέργεια αυτή κινεί ένα τεράστιας έντασης ρεύμα μέσα στον βρόγχο εκπομπής, δημιουργώντας γύρω του ένα τεράστιο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, το οποίο διαχέεται στον χώρο. Αυτό το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, είναι το σήμα του σταθμού μας, το οποίο είτε μέσω του κύματος εδάφους, είτε μέσω του ιονοσφαιρικού κύματος, θα μας φέρει σε επικοινωνία με τον ανταποκριτή μας.

Η διάδοση του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου στον χώρο, αφού ακτινοβοληθεί από την κεραία μαγνητικού βρόγχου.

Αρκετοί συνάδελφοι έχουν τον φόβο ότι μια και μοναδική επαγωγική σπείρα θα θέσει σε κίνδυνο την βαθμίδα εξόδου του πομπού τους. Η απάντηση είναι ότι η μικρή αντίσταση που μετράτε με το πολύμετρο στην κλίμακα των ΩΜ, δείχνει την ΩΜΙΚΗ αντίσταση της γραμμής μεταφοράς και του επαγωγικού βρόγχου στο ΣΥΝΕΧΕΣ ρεύμα.

Ο πομπός μας στέλνει στην γραμμή μεταφοράς και στον επαγωγικό βρόγχο ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ρεύμα ΥΨΗΛΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ πχ. 3.5 – 7 – 14-21-28 ΜΗΖ/sec. Και επομένως «βλέπει» ένα δικτύωμα αυτεπαγωγών, χωρητικοτήτων και αντιστάσεων διαρροής που η συμπεριφορά τους και η αντίσταση που παρουσιάζουν, είναι εντελώς διαφορετική  από την αντίσταση που διαβάζεται στην κλίμακα των ΩΜ του πολυμέτρου.

Στην επόμενη εικόνα μπορείτε να δείτε πως βλέπει ο πομπός σας την γραμμή μεταφοράς και πώς την βλέπετε εσείς!!! Στην Κεφαλονιά λένε:

Άλλα τα μάτια του Λαγού – τα δικά σας δηλαδή

Και άλλα της Κουκουβάγιας – του πομποδέκτη σας!!!

Πέρα από αυτό, ο επαγωγικός βρόγχος δεν λειτουργεί «εν κενό», δηλαδή χωρίς φορτίο. Το «φορτίο» στο οποίο αποδίδει την ισχύ του πομπού, είναι ο βρόγχος εκπομπής, ο οποίος παρουσιάζει μια σύνθετη αντίσταση, είναι ένα φορτίο δηλαδή, το οποίο «απορροφά» την ισχύ και την ακτινοβολεί.

Η σωστή προσαρμογή μεταξύ γραμμής μεταφοράς – επαγωγικού βρόγχου, με τον βρόγχο εκπομπής, εξαρτάται κυρίως από:

1. Την απόσταση μεταξύ του βρόγχου εκπομπής από τον επαγωγικό βρόγχο.
2. Την διάμετρο του βρόγχου εκπομπής και κατ’ επέκταση την απόκλιση του σημείου τοποθέτησης του βρόγχου σε σχέση με τον πυκνωτή συντονισμού.
3. Την τοποθέτηση του επαγωγικού βρόγχου στο επάνω ή στο κάτω μέρος του βρόγχου εκπομπής.
4. Το ύψος της κεραίας από το έδαφος – μπαλκόνι – ταράτσα κλπ.

Απόσταση μεταξύ του βρόγχου εκπομπής από τον επαγωγικό βρόγχο.

Η απόσταση μεταξύ του βρόγχου εκπομπής και του επαγωγικού βρόγχου είναι κρίσιμη, συνήθως όσο πιο κοντά  έρθουν ο ένας στον άλλο, τόσο καλύτερη μεταβίβαση ισχύος έχουμε. Είναι προφανές ότι οι δύο βρόγχοι μεταξύ τους αλληλοεπιδρούν, έτσι αν ο χώρος είναι ελεύθερος και δεν υπάρχει ισχυρή επιστροφή ισχύος από ανάκλαση σε αντικείμενα κοντά στην κεραία, οι δύο βρόγχοι μπορούν να έρθουν κοντά ο ένας στον άλλο, ενώ αν υπάρχει ισχυρή επιστροφή ισχύος, ο βρόγχος εκπομπής, επάγει την επιστρεφόμενη ισχύ, πίσω  στον επαγωγικό βρόγχο, γίνεται το αντίθετο δηλαδή.

Πριν από όλα, μην ξεχάσετε να ρυθμίσετε τον μεταβλητό στα λιγότερα στάσιμα και μετά να ρυθμίσετε την απόσταση των βρόγχων.

Η γενική αρχή πάντως, είναι ότι όσο απομακρύνονται  οι  βρόγχοι μεταξύ τους τα στάσιμα ανεβαίνουν, επειδή λόγω της χαλαρής τους ζεύξης, ένα σημαντικό μέρος της ισχύος δεν επάγετε από τον μικρό στον μεγάλο βρόγχο και επιστρέφει πίσω στον πομπό. Πολλοί ραδιοερασιτέχνες έχουν επιτύχει εξαιρετικά χαμηλά στάσιμα κύματα, με πολύ καλή μεταβίβαση ισχύος, χρησιμοποιώντας επαγωγικούς βρόγχους με διάμετρο 1/3 ή 1/8 της διαμέτρου του βρόγχου εκπομπής. Επομένως πριν ξεκινήσετε να κάνετε πολύπλοκους πειραματισμούς, απλά δοκιμάστε με την σειρά 1/5, μετά 1/8 και τελευταίο το 1/3.

Η αντίσταση εισόδου της κεραίας.

Όπως συμβαίνει με όλες τις κεραίες, έτσι και με την κεραία μαγνητικού βρόγχου, αλλάζοντας την θέση του σημείου σύνδεσης της καθόδου, αλλάξει και η τιμή της αντίστασης εισόδου.

Στην κεραία μαγνητικού βρόγχου, το σημείο της ελάχιστης αντίστασης βρίσκεται ακριβώς απέναντι από τον μεταβλητό πυκνωτή συντονισμού, ενώ το σημείο με την υψηλότερη αντίσταση, είναι το σημείο που βρίσκεται ο ίδιος ο μεταβλητός! Αν λοιπόν μεταβάλουμε την θέση του επαγωγικού βρόγχου από το σημείο της μικρότερης αντίστασης προς το σημείο της μεγαλύτερης, κάπου θα βρούμε το κατάλληλο σημείο της αντίστασης εισόδου, ώστε να έχουμε την καλύτερη προσαρμογή και τα λιγότερα στάσιμα.

Μορφές επαγωγικού βρόγχου.

Οι  κεραίες μαγνητικού βρόγχου έχουν κατασκευαστεί σε τεράστιους αριθμούς, επί πολλές δεκαετίες, τόσο από επαγγελματίες όσο και από ερασιτέχνες κατασκευαστές κεραιών. Έτσι έχουν αναπτυχθεί διάφοροι συνδυασμοί  βρόγχων εκπομπής και επαγωγής, με σκοπό την βέλτιστη μεταβίβαση της ισχύος με τα λιγότερα στάσιμα.

Στις επόμενες εικόνες, θα δείτε τις επικρατέστερες προτάσεις κατασκευής διαφόρων επαγωγικών βρόγχων. Εσείς επιλέξτε αυτόν που κατασκευαστικά σας φαίνεται εύκολος και δεν σας αφήνει κάποια αμφιβολία για την ορθή κατασκευή του από εσάς. Δοκιμάστε τον και αν σας ικανοποιεί ο λόγος της μεταβιβαζόμενης ισχύος προς τα στάσιμα που εμφανίζει η κεραία έχετε επιλέξει τον σωστό, διαφορετικά, δοκιμάστε κάποιον άλλο.

Η κατασκευή των επαγωγικών βρόγχων είναι απλή και ανέξοδη, αφού στην ουσία ο ίδιος ο επαγωγικός βρόγχος είναι είτε ένα κομμάτι χονδρό σύρμα, είτε ένα κομμάτι από την ίδια την κάθοδο. Το σημαντικό είναι ο επαγωγικός βρόγχος να κρατά το σχήμα και την θέση του σε σχέση με τον βρόγχο εκπομπής, όταν θα δέχεται τις  ριπές του ανέμου.

Απλός συρμάτινος επαγωγικός βρόγχος.

Κατασκευάζεται από ένα κομμάτι σκληρού σύρματος πχ από την ψίχα του RG-213, ειδικά όταν είναι μονόκλωνη, αφαιρώντας την μαύρη εξωτερική επένδυση και το μπλεντάζ και κρατώντας την ψίχα με την λευκή επικάλυψη. Η συνδεσμολογία είναι απλούστατη, το ένα άκρο της ψίχας – σύρματος το κολλάτε στην ψίχα της καθόδου και το άλλο στο μπλεντάζ. Αυτό!

Προσαρμογή του επαγωγικού βρόγχου, στον βρόγχο εκπομπής.

Η διαδικασία της προσαρμογής είναι λίγο χρονοβόρα αλλά πολύ απλή. Αρχικά βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχει κάποιο κατασκευαστικό λάθος. Μην γελάτε, ξέρετε πόσες κατασκευές δεν λειτούργησαν σωστά ή και καθόλου, επειδή μας είχε ξεφύγει «κάτι» πολύ απλό;;; δεν φαντάζεστε!

Τοποθετήστε την κεραία σε απόσταση τουλάχιστον 0.08λ πάνω από το έδαφος – δάπεδο και τους τοίχους που την περιβάλλουν. Αν αυτό είναι αδύνατον, απλά προσπαθήστε να βρίσκεται στην μέση της απόστασης μεταξύ του δαπέδου, της οροφής και των τοίχων.

Για παράδειγμα η ελάχιστη απόσταση από το έδαφος – τοίχους μιας κεραίας μαγνητικού βρόγχου για τους 14 ΜΗΖ με διάμετρο 68cm είναι:

HG_min  = 0.08 * λ όπου λ= 21,41m 

HG_min = 0.08 * 21.41m = 1.72m

Δείτε:

Τοποθέτηση κεραίας μαγνητικού βρόγχου μέσα από το κάγκελο.

Βεβαίως η καλύτερη θέση με κάποια στοιχειώδη απόκρυψη είναι επάνω στο κάγκελο του μπαλκονιού, όπου ενδεχομένως να καμουφλάρετε την κεραία με πλαστικά φυτά ή λουλούδια, για να μην προκαλείτε τα βλέμματα των γειτόνων.

Η ιδανική θέση κάτω από αυτές τις οριακές συνθήκες είναι να βάλετε ένα βραχίονα στήριξης επάνω στο κάγκελο με όσο το δυνατόν μεγαλύτερο μήκος και στην άκρη του να βάλετε την κεραία.

Τι πρέπει να προσέξετε:

1. Η απόσταση της κεραίας από την οροφή είναι κρίσιμη. Μπορεί η κεραία να πλησίασε σε ελεύθερο χώρο, αλλά ο κίνδυνος ανάκλασης παραμένει.
2. Η κεραία καλό είναι να τοποθετηθεί στο κέντρο του μπαλκονιού και δεν είναι απαραίτητη η σύνδεση των κάγκελων με την κεραία. Η κεραία μαγνητικού βρόγχου μπορεί να εργαστεί και χωρίς να γειωθεί στο κάγκελο, αφήστε που υπό συνθήκες είναι και επιζήμιο.
3. Όταν στηριχθεί σε βραχίονα, καλό είναι να μην πλησιάσει πολύ τα κάγκελα του από επάνω σας ορόφου, γιατί ένα μεγάλο μέρος της εκπεμπομένης ισχύος θα απορροφάτε από αυτά, ή αν υπάρχει τοιχίο θα ανακλά την ισχύ πίσω στην κεραία. Δείτε την επόμενη εικόνα….

Η κεραία να τοποθετείται όσο το δυνατόν μακριά από αντικείμενα και σε ελεύθερο χώρο.

Βήμα 1^ο.

Τοποθετήστε τον επαγωγικό βρόγχο σε απόσταση περίπου 1cm από τον βρόγχο εκπομπής και στερεώστε τον προσωρινά, ώστε να μπορείτε να τον μετακινήσετε αργότερα. Ανοίξτε τον πομποδέκτη σας στην κατώτερη συχνότητα λειτουργίας της κεραίας και στύψτε δεξιά – αριστερά τον μεταβλητό πυκνωτή, ώστε να «ανεβεί» ο θόρυβος ή κάποιο σήμα σταθμού που λαμβάνεται στο μέγιστο.

Βήμα 2^ο..

Δοκιμάστε να μετακινήσετε τον βρόγχο πιο κοντά ή πιο μακριά από τον βρόγχο εκπομπής και δείτε που αυξάνει ό θόρυβος της μπάντας ή το σήμα του σταθμού που λαμβάνεται. Αυτή η απόσταση είναι  πολύ πιθανόν να είναι και η τελική, αν και μόνο σε κατάσταση εκπομπής θα δείτε την τελική απόσταση  μεταξύ των βρόγχων.

Βήμα 3^ο.

Ρυθμίστε την ισχύ του πομπού σας στο ελάχιστο δυνατόν, και επιλέξτε διαμόρφωση FM. Ποτέ ΑΜ, γιατί κάθε θόρυβος που θα συλλάβει το μικρόφωνο θα μεταβάλει την ισχύ εξόδου του πομπού, ποτέ SSB γιατί θα αρχίσετε να φωνάζετε ανόητα μέσα στην μπάντα: οοοοολααα, οοοοολαααα  με αποτέλεσμα να ενοχλείτε όσους χρησιμοποιούν την μπάντα αφ ενός, αφ’ ετέρου το σήμα της εξόδου σε SSB ποτέ δεν είναι σταθερό. Ποτέ σε CW, γιατί αποτελεί ύψιστη αγένεια, να «πετάτε» ένα εκνευριστικό ακουστικό τόνο μέσα στην μπάντα και να ενοχλείτε όσους απολαμβάνουν  ένα QSO. ΠΑΝΤΟΤΕ να χρησιμοποιείτε διαμόρφωση FM. Έχει ένα φέρον κύμα με  σταθερό πλάτος και συχνότητα που δεν ενοχλεί κανένα!

Σε FM και QRP, πατήστε στιγμιαία το ΡΤΤ και δείτε την συμπεριφορά του πομπού. Αν δείτε μηδενική έξοδο στο βαττόμετρο, υπάρχει βραχυκύκλωμα,. Αν δείτε υπερβολική έξοδο και το αμπερόμετρο του τροφοδοτικού δείχνει κάποια «παράλογα» Αμπέρ, η κεραία έχει υπερβολικά χαμηλή αντίσταση. Σε κάθε περίπτωση μην συνεχίσετε και  κάνετε ζημιά στον πομποδέκτη σας.

Ελέγξτε για βραχύκλωμα και τοποθετήστε τον πυκνωτή συντονισμού σε μια λίγο διαφορετική θέση και δοκιμάστε ξανά. Είναι άλλο πράγμα να έχετε υψηλά στάσιμα SWR 3 – 5, αλλά ο πομπός να «βγάζει» την προβλεπόμενη ισχύ και άλλο πράγμα να βλέπετε είτε μηδέν Watt, είτε αντί για πχ. 5 Watt να διαβάζεται 25 ή 30.

Όταν αποκαταστήσετε μια φυσιολογική QRP έξοδο στον πομπό, διαβάστε τα στάσιμα κύματα και με την σειρά:

1. Περιστρέψτε τον μεταβλητό πυκνωτή για τα λιγότερα στάσιμα.
2. Στην συνέχεια πλησιάστε ΄- απομακρύνεται τον βρόγχο ώστε να διαβάσετε πάλι τα λιγότερα στάσιμα.
3. Μετατοπίστε την θέση του επαγωγικού βρόχου ως προς την περιφέρεια του βρόγχου εκπομπής μέχρι  να διαβάσετε τα λιγότερα στάσιμα.

Αξιολόγηση.  

Μια καλά κατασκευασμένη κεραία στο τέλος αυτής της διαδικασίας θα πρέπει να δώσει στάσιμα από 1:1 έως 1:1,5 με ισχύ 5 – 10 Watt. Στην συνέχεια αυξήστε αργά – αργά την ισχύ και με μικρομετρικές κινήσεις, επαναλάβετε την παραπάνω διαδικασία, προσπαθώντας να έχετε πάντοτε τα λιγότερα στάσιμα με την μεγαλύτερη ισχύ. Το όριο ασφαλείας είναι τα 2:1. Αυτή την ισχύ μην την υπερβείτε για κανένα λόγω αν δεν έχετε antenna tuner.

Αν έχετε antenna tuner, συνδέστε το και ρυθμίστε το ώστε να πάρετε τα λιγότερα στάσιμα. Φυσιολογικά θα πρέπει να τα φέρει στο 1:1 με πλήρη ισχύ 100 Watt, αν αυτό δεν είναι δυνατόν, αυξήστε την ισχύ εξόδου του πομπού τόσο, ώστε να μην υπερβείτε τα 1:1,5 το πολύ 1:2 SWR. Υπάρχουν πάρα πολλοί λόγοι που τα στάσιμα δεν μπορούν να «πέσουν» όταν αυξάνεται την ισχύ του πομπού, με κυριότερο την αύξηση της επιστρεφόμενης ισχύος από ανάκλαση σε αντικείμενα ή τοίχους του περιβάλλοντος χώρου.

Μια κεραία μαγνητικού βρόγχου είναι επιτυχημένη όταν:

1. Τα στάσιμα της είναι χαμηλά, κάτω από το 2:1 με πλήρη ισχύ 100 Watt, σε μπαλκόνι του οποίου η ελάχιστη απόσταση των τοίχων από την κεραία είναι τουλάχιστον 1.5m.
2. Έχει ένα εύρος αμετάβλητων στάσιμων κυμάτων +/- 10 ~ 20 ΚΗΖ τουλάχιστον.
3. Έχει χαμηλό θόρυβο σε σχέση με την ένταση των ραδιοσημάτων που λαμβάνει.
4. Έχει καλή κατευθυντικότητα. Η διαφορά μεταξύ ενός σταθερού σήματος που λαμβάνει από την εμπρός πλευρά με την πλάγια θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 3 S-Units.
5. Κατά στην διάρκεια της εκπομπής οι πλάκες του μεταβλητού πυκνωτή δεν θα πρέπει να σπινθηρίζουν και η ένδειξη της μέσης εκπεμπόμενης ισχύος θα πρέπει να παραμένει σταθερή χωρίς άτακτες αυξομειώσεις.

Επαγωγικοί βρόγχοι με μπλεντάζ – Shielded Faraday Loop:

Είναι ιδιαίτερα δημοφιλής, επειδή παρουσιάζει χαμηλότερα στάσιμα από τον επαγωγικό βρόγχο με την ψίχα ή το μονόκλωνο σύρμα και κάπως μεγαλύτερο εύρος ζώνης συντονισμού. ΠΡΟΣΟΧΗ: Για να χρησιμοποιήσετε ένα τέτοιο βρόγχο επιβάλετε το μπλεντάζ να έχει πολύ πυκνή  πλέξη, να μην φαίνεται καθόλου η λευκή μόνωση της ψίχας, και να είναι πολύ σφιχτά στερεωμένο επάνω της.

Στην συνέχεια μπορείτε να δείτε τους πλέον αποδοτικούς, δημοφιλής και προτεινόμενους επαγωγικούς βρόγχους μπλεντάζ. Προσέξετε μην κάνετε κάποιο βραχυκύκλωμα ή ψυχρές κολλήσεις. Φροντίστε να βάζετε παντού θερμοπλαστικό για να αποφύγετε την είσοδο υγρασίας. Στα σημεία που κόβεται η ψίχα ή το μπλεντάζ, δημιουργείται ένας πυκνωτής η τιμή του οποίου αλλάξει με την παρουσία υγρασίας και το χειρότερο, με την πάροδο του χρόνου θα οξειδωθεί ο χαλκός με αποτέλεσμα η κεραία σιγά – σιγά να παρουσιάσει ένα πλήθος προβλημάτων.

Σπειροειδής  τριγωνική επαγωγική ζεύξη.

Η σπειροειδής τριγωνική επαγωγική ζεύξη, είναι μια καλή μέθοδος για μεταφορά της ισχύος από την γραμμή μεταφοράς στον βρόγχο εκπομπής με πολύ μικρές απώλειες και αρκετά χαμηλά στάσιμα κύματα.

Πρόκειται  στην ουσία για μια πολύ παλαιά  μέθοδο «στενής» ζεύξη πηνίων που χρησιμοποιούσαμε σε πομπούς με λυχνίες και πηνία «αέρος».  Αφού κατασκευάζαμε το πηνίο με τις πολλές σπείρες, τυλίγαμε ακριβώς από επάνω του το πηνίο με τις λιγότερες σπείρες. Με τον τρόπο αυτό, δημιουργούσαμε μια πολύ ισχυρή επαγωγική ζεύξη  και άριστη μεταφορά της ισχύος από την βαθμίδα εξόδου του πομπού στην κεραία.

Δείτε…..

Στις κεραίες μαγνητικού βρόγχου με τριγωνική επαγωγική ζεύξη, κάνουμε κάτι αντίστοιχο.  Δείτε…

Σπειροειδής  τριγωνική επαγωγική ζεύξη.

Η σπειροειδής  τριγωνική επαγωγική ζεύξη λειτουργεί ως εξής:

Το εναλλασσόμενο ρεύμα υψηλής συχνότητας που στέλνει ο πομπός στην γραμμή μεταφοράς, διαρρέει το πηνίο L1, το οποίο είναι τυλιγμένο  απευθείας ΕΠΑΝΩ  στον μεταλλικό βρόγχο εκπομπής που παίζει τον ρόλο του πηνίου L2. Έτσι γύρω από το πηνίο L1 δημιουργείται ένα επαγωγικό πεδίο, μέσα στο οποίο βρίσκονται και οι σπείρες του πηνίου L2. Αποτέλεσμα αυτού είναι στα άκρα των πλακών του πυκνωτή C2 δημιουργηθεί μια τάση, ικανή να κινήσει ένα ρεύμα εκπομπής μέσα στον βρόγχο – πηνίο L2. Ο συνδυασμός C2/L2 είναι ένα κυμαινόμενο κύκλωμα που διαρρέεται από ένα εναλλασσόμενο ρεύμα ίδιας συχνότητας με την συχνότητα συντονισμού τους και δημιουργεί γύρω του ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο – το σήμα του πομπού μας, το οποίο διαδιδόμενο μέσω του κύματος εδάφους ή χώρου, φτάνει στην κεραία του ανταποκριτή μας.

Ο αριθμός των σπειρών του τριγωνικού επαγωγικού πηνίου, δεν είναι σταθερός και εξαρτάται κυρίως από τον συνδυασμό της διαμέτρου του βρόγχου εκπομπής σε σχέση με την συχνότητα εκπομπής. Αρχικά ξεκινήστε με 40 σπείρες και ανάλογα αφαιρέστε ή προσθέστε, η γέφυρα στάσιμων θα σας οδηγήσει με ακρίβεια!!

Εναλλακτικά μπορείτε να ακολουθήσετε της εξής διαδικασία:

Βρίσκεται το 1/5 της διάμετρο του βρόγχου εκπομπής και το πολλαπλασιάζετε επί 3.14, οπότε βρίσκεται πόσα εκατοστά ή μέτρα σύρμα χρειάζεστε και απλά το τυλίγεται συμμετρικά, γύρω από τον βρόγχο εκπομπής.

Παράδειγμα:

Σε προηγούμενες παραγράφους είδαμε ένα παράδειγμα όπου :

Με  Διάμετρος κύριου βρόγχου.       Ο επαγωγικός βρόγχος είναι:

68,15 cm                                         13,63 cm

1 m                                                20      cm

1,31 m                                           26,2   cm

1.63 m                                           32,6   cm

Άρα το μήκος του σύρματος που θα τυλίξουμε για να φτιάξουμε το «πηνίο» L1 θα είναι:

13,63 cm * 3,14 = 43 cm

Παίρνετε ένα κομμάτι πηνιόσυρμα και τυλίγετε το πηνίο L2 σύμφωνα με  τις οδηγίες. Διαβάστε τα στάσιμα κύματα και ανάλογα προσθέστε ή αφαιρέστε όσο πηνιόσυρμα χρειάζεται.

Το πηνίο τυλίγεται σπείρα – παρά – σπείρα, αραιό τύλιγμα.

Προσέξτε τα εξής:

1. Το σύρμα που θα χρησιμοποιήσετε για την κατασκευή του τριγωνικού επαγωγικού πηνίου, θα πρέπει να έχει εξωτερική μόνωση πχ πηνιόσυρμα ή μονόκλωνο ηλεκτρολογικό με την μόνωσή του.
2. Θα πρέπει τα «σκέλη» του να σχηματίζουν γωνία 90⁰ μοιρών.
3. Η απόσταση που θα πλησιάσει η κάθοδος τον βρόγχο εκπομπής θα είναι D/5, δηλαδή όσο η διάμετρος του βρόγχου εκπομπής / 5.
4. Προσέξτε η μια άκρη του L1 θα συνδεθεί στην ψίχα και η άλλη άκρη στο μπλεντάζ. Προσέξτε για βραχυκύκλωμα!!!

 Σας υπενθυμίζω ότι όλες οι δοκιμές γίνονται με την μικρότερη δυνατή ισχύ, και αφού έχετε ρυθμίσει τον μεταβλητό πυκνωτή για λήψη του υψηλότερου θορύβου της μπάντας ή την δυνατότερη λήψη κάποιου σταθμού. Αν δεν ακούτε τίποτε μην κάνετε εκπομπή, συνήθως υπάρχει κάπου κάποιο βραχυκύκλωμα ή κατασκευαστικό σφάλμα.

Ζεύξη με δακτυλιοειδή φερρίτη.

Αν και η σπειροειδής  τριγωνική επαγωγική ζεύξη έχει πολύ καλά αποτελέσματα, υπάρχουν και άλλες προτάσεις για την σύνδεση της γραμμής μεταφοράς και την μεταβίβαση ακόμη μεγαλύτερου μέρους της ισχύος στον βρόγχο εκπομπής. Μια από αυτές είναι η χρήση ενός Δακτυλιοειδούς φερρίτη.

Και εδώ χρησιμοποιούμε την ίδια τεχνική, με την διαφορά ότι εδώ δεν έχουμε δύο πηνία L1 / L2  «αέρος», αλλά έχουμε την δημιουργία ενός μετασχηματιστή προσαρμογής με σιδηροπυρίνα – φερρίτη.

Λόγω του δακτυλιοειδούς φερρίτη, το L2 μεταβιβάζει περισσότερη ισχύ στο L1.

Στην ζεύξη της γραμμής μεταφοράς με τον βρόγχο εκπομπής, το πηνίο L2 τυλίγεται γύρω από τον δακτυλιοειδή πυρήνα, ενώ το πηνίο L1, είναι ο ίδιος ο βρόγχος εκπομπής! που περνά ΜΕΣΑ από τον πυρήνα, οπότε καταλαβαίνεται τι συμβαίνει: Ο ίδιος ο βρόγχος εκπομπής βρίσκεται  μέσα στο συγκεντρωμένο γύρω από τον πυρήνα ισχυρό επαγωγικό πεδίο, το οποίο του μεταβιβάζει την μέγιστη δυνατή επαγωγική ισχύ. Δείτε….

Η ζεύξη της γραμμής μεταφοράς με τον βρόγχο εκπομπής, μέσω δακτυλιοειδούς πυρήνα.

Η διάμετρος του επαγωγικού βρόγχου υπολογίζεται όπως έχει γραφεί  στις προηγούμενες παραγράφους, είναι το 1/5 της διαμέτρου του βρόγχου εκπομπής. Δεν αλλάζει κάτι, απλά με την βοήθεια του δακτυλιοειδούς πυρήνα αυξάνουμε τον βαθμό ζεύξης του επαγωγικού βρόγχου με τον βρόγχο εκπομπής, συγκεντρώνοντας το επαγωγικό πεδίο πολύ κοντά στον δακτυλιοειδή πυρήνα.

Κατά τα άλλα η διαδικασία συντονισμού είναι η ίδια και ο έλεγχος των στάσιμων κυμάτων γίνεται μετακινώντας τον δακτυλιοειδή πυρήνα μαζί με τον επαγωγικό βρόγχο δεξιά και αριστερά. Στο σημείο που θα έχετε τα λιγότερα στάσιμα, στερεώστε  – κολλήστε το σύστημα επαγωγικού βρόγχου – δακτυλιοειδούς φερρίτη, ώστε  παραμένει σταθερό.

Ζεύξη με δακτυλιοειδή μετασχηματιστή προσαρμογής.

Πρόκειται για μια πολύ διαδεδομένη μέθοδο, κυρίως λόγω της απλότητας της, αλλά και της δυνατότητας που έχει ο κατασκευαστής της κεραίας να επιτύχει πολύ καλύτερη προσαρμογή και χαμηλότερα στάσιμα κύματα σε σχέση με την προηγούμενη μέθοδο: Ζεύξη της γραμμής μεταφοράς με τον βρόγχο εκπομπής, μέσω δακτυλιοειδούς πυρήνα.

Στην ζεύξη με δακτυλιοειδή  μετασχηματιστή προσαρμογής, τυλίγουμε γύρω από τον φερρίτη  πηνιόσυρμα ή μονωμένο μονόκλωνο σύρμα, συνήθως 5 – 10 σπείρες για να σχηματίσουμε το επαγωγικό πηνίο τερματισμού L2 της γραμμής μεταφοράς. Συνήθως στις κεραίες που λειτουργούν σε χαμηλές συχνότητες βάζουμε πολλές σπείρες και όσο αυξάνει η συχνότητα λειτουργίας τους ελαττώνουμε τις σπείρες. Σε γενικές γραμμές καλό είναι να ξεκινάτε με 10 – 13 σπείρες για τις κεραίες που εργάζονται στους 14 ΜΗΖ και ανάλογα να προσθέτετε ή να αφαιρείτε.

Ζεύξη με δακτυλιοειδής μετασχηματιστή προσαρμογής.

Ο ίδιος ο βρόγχος εκπομπής παίζει το ρόλο του πηνίου L1 και περνιέται μέσα στον δακτυλιοειδή φερρίτη. Η προσαρμογή εδώ είναι το ίδιο απλή όπως και στις προηγούμενες φορές.:

1. Περιστρέψτε το μεταβλητό ώστε να αυξηθεί ο θόρυβος της μπάντας ή το σήμα κάποιου σταθμού στο μέγιστο δυνατό.
2. Μετρήστε τα στάσιμα σας με την μικρότερη δυνατή ισχύ πχ 5 Watt και ξαναπεριστρέψτε τον μεταβλητό για ακόμη λιγότερα στάσιμα.
3. Μετακινήστε ελαφρά τον δακτυλιοειδή φερρίτη δεξιά – αριστερά για τα λιγότερα δυνατόν στάσιμα.
4. Αν τα στάσιμα δεν πέφτουν στο 1:1 – 1:1,5, αυξήστε ή ελαττώστε τις σπείρες του πηνίου τερματισμού της γραμμής μεταφοράς και επαναλάβατε την διαδικασία.

Στην προσαρμογή με δακτυλιοειδή μετασχηματιστή προσαρμογής, το δυνατό μας «χαρτί», είναι ότι αυξομειώνοντας  τις σπείρες, μπορούμε να επιτύχουμε την καλύτερη δυνατή προσαρμογή.

Η υλοποίηση του παραπάνω τρόπου προσαρμογής, προϋποθέτει ότι ο  δακτυλιοειδής φερρίτης είναι αρκετά μεγάλος, ώστε ο βρόγχος εκπομπής να χωρά να περάσει από μέσα. Αν οι φερρίτες που εμείς έχουμε στην διάθεσή μας δεν είναι τόσο μεγάλοι, αλλά μπορούν να καλύψουν τις απαιτήσεις  που έχουμε σε ισχύ και συχνότητα πως μπορούμε να τους χρησιμοποιήσουμε;

Την απάντηση την βλέπετε στην επόμενη εικόνα….

Εδώ έχουμε δύο «κανονικά» τυλίγματα, πρωτεύων 5 σπείρες – υψηλή αντίσταση και δευτερεύων 2 σπείρες – χαμηλή αντίσταση.

Επάνω στον ή τους φερρίτες, τυλίγουμε δύο ανεξάρτητα τυλίγματα το ένα με τις πολλές σπείρες  – L2,  είναι ο τερματισμός της γραμμής μεταφοράς και το άλλο με τις λίγες – L1, είναι το τύλιγμα τροφοδοσίας του επαγωγικού βρόγχου. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε περισσότερους από ένα φερρίτες αν είναι απαραίτητο, δεν υπάρχει  κανένα απολύτως πρόβλημα.

Όπως γνωρίζεται ο αριθμός των σπειρών εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, στις επόμενες γραμμές μπορείτε να δείτε κάποια ενδεικτικά  τυλίγματα για ξεκινήσετε…

ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ      ΠΡΩΤΕΥΩΝ     ΔΕΥΤΕΡΕΥΩΝ

1.8 ΜΗΖ                                     27 ΣΠΕΊΡΕΣ        11 ΣΠΕΙΡΕΣ

3.5 ΜΗΖ                                     14     -//-                 6       -//-

7.0 ΜΗΖ                                      7      -//-                 3       -//-

10 – 21 ΜΗΖ                               5      -//-                 2       -//-

24 – 29 ΜΗΖ                               4      -//-                 1      -//-

Σας υπενθυμίζω ότι καλό είναι τα τυλίγματα να είναι σπείρα –παρά – σπείρα, όχι κλειστό τύλιγμα. Τα τυλίγματα μπορούν να τοποθετηθούν το ένα απέναντι στο άλλο ή το ένα μέσα στο άλλο δεν είναι κρίσιμο, ειδικά στις χαμηλές συχνότητες.

Η διαδικασία προσαρμογής είναι η ίδια με τις προηγούμενες, με την διαφορά ότι θα αυξομειώνεται μόνο των αριθμό των πολλών σπειρών και μόνο όταν τα στάσιμα δεν υποχωρούν άλλο, θα δοκιμάσετε να αυξομειώσετε τις σπείρες του πηνίου με τις λίγες σπείρες.

Και μια παρατήρηση:

Η εμπειρία έχει δείξει ότι δεν είναι δυνατόν  μια κεραία μαγνητικού βρόγχου να έχει καλή απόδοση σε πολλές περιοχές συχνοτήτων και ιδιαίτερα στις χαμηλές. Έτσι προσπαθήστε να κατασκευάζεται κεραίες είτε monobander, είτε το πολύ δύο περιοχών, Κεραίες που προσπαθούν να καλύψουν πολλές  ραδιοερασιτεχνικές περιοχές τελικά έχουν μέτρια  έως χαμηλή απόδοση. Συνήθως για τα 160 και 80m χρησιμοποιούμε monobander κεραίες. Τα 40 και 30m πάνε μαζί, τα 20 και 17m είναι το επόμενο ζευγάρι  και τέλος τα 15, 12 και 10m. Φυσικά υπάρχουν και άλλοι προτεινόμενοι συνδυασμοί, το θέμα είναι αν αυτές οι κεραίες λειτουργούν τόσο καλά, όσο ο καθένας μας ελπίζει.

Χωρητική ζεύξη – προσαρμογή.

Η χωρητική ζεύξη – προσαρμογή, είναι η πλέον αγαπημένη,  αλλά κυρίως επαγγελματική μέθοδος προσαρμογής ενός μαγνητικού βρόγχου εκπομπής στην γραμμή μεταφοράς. Έχει χρησιμοποιηθεί από όλους τους στρατούς του κόσμου, ειδικά μέχρι το 1960 ήταν η δεδομένη μέθοδος προσαρμογής, ενώ σήμερα χρησιμοποιείται από αρκετούς κατασκευαστές ραδιοερασιτεχνικών κεραιών μαγνητικού βρόγχου με χειροκίνητη ή μηχανική περιστροφή των μεταβλητών πυκνωτών.

Στην εικόνα βλέπουμε ένα από τους τρόπους χωρητικής προσαρμογής της γραμμής μεταφοράς στην κεραία. Αρχικά μεταβάλουμε τους πυκνωτές συντονισμού, ώστε να ακούσουμε τον μέγιστο θόρυβο της μπάντας ή το μέγιστο σήμα κάποιου σταθμού. Το ίδιο κάνουμε και με τον πυκνωτή προσαρμογής, τον ρυθμίζουμε για την μέγιστη λήψη. Με πολύ μικρή ισχύ μεταβάλουμε τους πυκνωτές, μέχρι να  δούμε τα λιγότερα ή καθόλου στάσιμα κύματα στην κεραία.

Αυτή η μέθοδος έχει τα εξής πλεονεκτήματα:

1. Ο ραδιοερασιτέχνης έχει πλήρη και συνεχή ρύθμιση των στάσιμων κυμάτων.
2. Η κεραία παρουσιάζει σχετικά χαμηλό Q, με αποτέλεσμα να έχει μεγάλο εύρος λειτουργίας με χαμηλά στάσιμα και έτσι δεν χρειάζεται συνεχείς επανασυντονισμούς.
3. Έχει πολύ χαμηλές απώλειες, αφού η ισχύς μεταβιβάζεται  άμεσα  στον βρόγχο εκπομπής μέσω του πυκνωτή προσαρμογής και όχι επαγωγικά όπου έχουμε περισσότερες απώλειες.

Στην επόμενη εικόνα βλέπετε δύο ακόμη εναλλακτικές προτάσεις χωρητικής προσαρμογής.

Και σε αυτές τις εναλλακτικές περιπτώσεις η διαδικασία είναι ακριβώς η ίδια. Περιστρέφουμε τους μεταβλητούς για μέγιστο θόρυβο της μπάντας ή σήμα σταθμού και με μικρή ισχύ ελέγχουμε τα στάσιμα. Με συνεχείς ρυθμίσεις μπορούμε να δούμε ελάχιστα ή και καθόλου στάσιμα κύματα στην κεραία.

Στην επόμενη εικόνα βλέπουμε μια κεραία μαγνητικού βρόγχου με μια πραγματική μονάδα Antenna tuner χωρικής προσαρμογής.

Δείτε….

Κεραία μαγνητικού βρόγχου,  με πραγματική μονάδα Antenna tuner χωρητικής προσαρμογής.

Εδώ η διαδικασία της προσαρμογής – συντονισμού είναι η εξής:

1. Τοποθετήστε τους μεταβλητούς πυκνωτές  C1, C2, C3, C4, στην μέση της διαδρομής τους.
2. Περιστρέψτε τον μεταγωγικό διακόπτη S1 μεταξύ των θέσεων 1 – 11, μέχρι να ακούσετε τον θόρυβο της μπάντας να δυναμώνει ή να ακούσετε δυνατά το σήμα κάποιου σταθμού.
3. Περιστρέψτε τους μεταβλητούς C2 – C3 για την μέγιστη λήψη.
4. Περιστρέψτε τους μεταβλητούς C1 – C4 για ακόμη δυνατότερη λήψη.
5. Δοκιμάστε αν με τον διακόπτη S2A – S2B έχετε καλύτερα αποτελέσματα.
6. Επαναλάβετε τις ρυθμίσεις για ακόμη μια φορά, προσδοκώντας καλύτερα αποτελέσματα.
7. Με χαμηλή ισχύ ρυθμίστε τους μεταβλητούς με την ίδια σειρά και δοκιμάστε την συμπεριφορά των στάσιμων με τον διακόπτη S2A – S2B. Σκοπός σας είναι να διαβάσετε τα ελάχιστα ή και καθόλου στάσιμα στην γέφυρα σας.
8. Αυξήστε σταδιακά την ισχύ και επαναλάβετε τις ρυθμίσεις για μέγιστη έξοδο και τα λιγότερα στάσιμα.

Μια μικρή παρένθεση.

Εδώ θα ανοίξουμε μια μικρή παρένθεση και θα πούμε δύο λόγια για τους μεταβλητούς πυκνωτές που χρησιμοποιούνται στις κεραίες μαγνητικού βρόγχου.

Κάθε μεταβλητός πυκνωτής αποτελείται από δύο ομάδες μεταλλικών πλακών, την ομάδα του στάτορα, δηλαδή την ομάδα των ακίνητων πλακών και την ομάδα του ρότορα, δηλαδή την ομάδα των πλακών που περιστρέφονται.

Μεταβλητός πυκνωτής «αέρος»

Η μια ομάδα πλακών «μπαίνει» μέσα στην άλλη, ενώ μεταξύ τους έχουν μια μικρή απόσταση ώστε να μην ακουμπά η μια ομάδα πλακών την άλλη. Μεταξύ τους λοιπόν υπάρχει μόνο ο ατμοσφαιρικός αέρας, ο οποίος λειτουργεί σαν διηλεκτρικό, για τον λόγω αυτό λέγονται πυκνωτές αέρος. Άρα η έκφραση «Μεταβλητός πυκνωτής αέρος» σημαίνει:

Μεταβλητός πυκνωτής = Ένας πυκνωτής του οποίου η θέση των πλακών του  μεταβάλλεται, άρα και η                                                                            χωρητικότητά του.

Αέρος = Σημαίνει ότι το μονωτικό διηλεκτρικό που υπάρχει ανάμεσα στις πλάκες  (οπλισμούς) του, είναι ο                                           ατμοσφαιρικός αέρας.

Ένας μεταβλητός πυκνωτής αποκτά την μεγαλύτερη χωρητικότητά του, όταν όλες οι πλάκες – οπλισμοί – είναι «μέσα», δηλαδή όλες οι πλάκες είναι η μια απέναντι στην άλλη σε όλη την έκταση της επιφάνειας τους.

Αντίθετα ή ελάχιστη χωρητικότητα εμφανίζεται όταν ο πυκνωτής βρίσκεται  στην θέση «έξω», δηλαδή οι πλάκες των πυκνωτών δεν βρίσκονται η μια απέναντι από την άλλη. Συνήθως με τις πλάκες όλες «έξω» ο πυκνωτής έχει ελάχιστη χωρητικότητα το 1/16 της μέγιστης, με κάποιες διαφορές από κατασκευαστή σε κατασκευαστή.

.Οι μεταβλητοί πυκνωτές έχουν ένα μεγάλο πλεονέκτημα, μπορούμε με ακρίβεια να επιλέξουμε την σωστή χωρητικότητα που θέλουμε με απλή περιστροφή του άξονα της ομάδας των περιστρεφόμενων πλακών.

Έχουν όμως και ένα τεράστιο μειονέκτημα, το διηλεκτρικό τους είναι ο αέρας. Ο αέρας είναι ένα μίγμα αερίων με πολύ ασθενή συνοχή και  μεγάλη αγάπη στην υγρασία. Η «μόνωση» που προσφέρει ο αέρας σε γενικές γραμμές είναι μόλις 800 Volt, με θερμοκρασία 20^ο Κελσίου και χαμηλή υγρασία, για κάθε χιλιοστό. Δηλαδή αν οι δύο πλάκες ενός μεταβλητού πυκνωτή απέχουν 1mm, η τάση μεταξύ τους δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 800 Volt, διαφορετικά έχουμε το φαινόμενο της διαπήδησης της ραδιοσυχνότητας ανάμεσα στις πλάκες και την αποσταθεροποίηση του κυκλώματος.

Δυστυχώς το φαινόμενο της διαπήδησης της ραδιοσυχνότητας πολλές φορές οδηγεί σε φωτιά που καταστρέφει τα μονωτικά από  βακελίτη του πυκνωτή ή και δημιουργεί γενικότερη ανάφλεξη του κυκλώματος. Επί πλέον η τάση των 800 Volt είναι εντελώς σχετική, αφού εκτός από την υγρασία και την θερμοκρασία, σημαντικό ρόλο παίζει η συχνότητα του εναλλασσόμενου ρεύματος που υπάρχει μεταξύ των πλακών. Τέλος το είδος της διαμόρφωσης είναι ένας καταλυτικός  παράγοντας, περισσότερο επιρρεπείς στις διαπηδήσεις το ΑΜ και SSB, ακολουθεί το CW, ενώ λιγότερο επιρρεπή είναι τα ψηφιακά mode και η διαμόρφωση FM.

Έτσι γεννήθηκε η ανάγκη να κατασκευαστή μια γενιά μεταβλητών πυκνωτών με τον χαρακτηρισμό «ΑΕΡΟΦΥΛΛΟΙ», με κύριο χαρακτηριστικό την μεγάλη απόσταση μεταξύ των  σταθερών και κινητών πλακών. Ένας πυκνωτής θεωρείται αερόφυλλος, όταν η μια πλάκα από την άλλη απέχει όσο το διπλάσιο του  πάχους της. Δηλαδή αν το πάχος μιας πλάκας του ρότορα είναι 0.5mm, θα μεσολαβεί ένα κενό 1mm και μετά θα συναντούμε την επόμενη πλάκα του στάτορα.

Δείτε…

Είναι προφανές όμως ότι η αποστάσεις μεταξύ των πλακών – οπλισμών των αερόφυλλων πυκνωτών κάπου θα πρέπει να σταματούν, διαφορετικά οι διαστάσεις των πυκνωτών θα ήταν τόσο μεγάλες που πρακτικά δεν θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν. Για τον λόγω αυτό, για να διαχειριστούμε μεγάλες ισχύς, κατασκευάστηκαν πυκνωτές που ανάμεσα στις πλάκες τους – οπλισμούς, δεν υπάρχει ατμοσφαιρικός αέρας.

Εικόνα πυκνωτή κενού που χρησιμοποιούν οι ραδιοερασιτέχνες στις κεραίες μαγνητικού βρόγχου.

Αυτοί οι πυκνωτές κατασκευάζονται περίπου σαν τις ηλεκτρονικές λυχνίες, σε κενό αέρος. Δηλαδή οι οπλισμοί του πυκνωτή βρίσκονται ο ένας απέναντι από τον άλλο, αλλά μεταξύ τους δεν υπάρχει πρακτικά αέρας που να επιτρέπει την διαπήδηση της ραδιοσυχνότητας. Βέβαια σε μεγαλύτερη ισχύ από αυτήν που έχει σχεδιαστή να αντέχει ο πυκνωτής, έχουμε πάλι την εμφάνιση του φαινόμενου της διαπήδησης της ραδιοσυχνότητας, οπότε η επιλογή ενός πυκνωτή «κενού» θα πρέπει να είναι ανάλογη με την ισχύ και την συχνότητα που θα διαχειριστεί.

Η τοποθέτηση των πυκνωτών κενού γίνεται συνήθως με «δακτυλίδια» και πολύ καλή μηχανική στήριξη με βίδες και παξιμάδια. Σας υπενθυμίζω ότι ο κάθε πυκνωτής κενού στα άκρα του έχει τάση της τάξεως των χιλιάδων Volt και η προσέγγισή του θα πρέπει να γίνεται με την ανάλογη προσοχή. Αν η ραδιοσυχνότητα μπορεί να διαπηδήσει ανάμεσα στις πλάκες ενός πυκνωτή, το ίδιο μπορεί να γίνει ανάμεσα στην κεραία μαγνητικού βρόγχου, κυρίως στην περιοχή του μεταβλητού πυκνωτή και στον απερίσκεπτο ραδιοερασιτέχνη με αποτελέσματα όχι ευχάριστα.

Πυκνωτής κενού, τοποθετημένος σε κεραία μαγνητικού βρόγχου.

Δείτε πως μπορείτε να ρυθμίσετε ένα πυκνωτή κενού μέσω ηλεκτρικού κινητήρα..

Ρύθμιση πυκνωτή κενού με ηλεκτρικό κινητήρα.

Προσαρμογή με GAMMA MATCH

Μια άλλη και ιδιαίτερα αγαπητή μέθοδος προσαρμογής της γραμμής μεταφοράς στην κεραία μαγνητικού βρόγχου είναι η GAMMA MATCH. Είναι αγαπητή γιατί μπορεί να υλοποιηθεί εύκολα και οικονομικά, με πολύ καλά αποτελέσματα ακόμη και από ραδιοερασιτέχνες με λίγες τεχνικές γνώσεις και δεξιότητες.

Πώς λειτουργεί;

Το σημείο «Αναφοράς – Γείωση» στην πραγματικότητα είναι το σημείο της χαμηλότερης τάσης που μπορούμε να μετρήσουμε  στην περιφέρεια μιας κεραίας μαγνητικού βρόγχου και βρίσκεται ακριβώς απέναντι από τον πυκνωτή συντονισμού +/- τις ατέλειες τις κατασκευής μας.

Μετρώντας από το σημείο αναφοράς κατευθυνόμενοι προς τον μεταβλητό πυκνωτή είτε από τα δεξιά, είτε από τα αριστερά επάνω στην περιφέρεια του βρόγχου, συναντούμε μια ολοένα αυξανόμενη αντίσταση που ξεκινά από μερικά ΩΜ και καταλήγει σε πολλές εκατοντάδες ΩΜ.

Σε κάποιο σημείο, συναντούμε  αντίσταση 50ΩΜ που είναι ίδια με την αντίσταση της γραμμής μεταφοράς. Σε αυτό το σημείο  συνδέουμε την γραμμή μεταφοράς με την κεραία και έχουμε την καλύτερη προσαρμογή με τα λιγότερα στάσιμα και την μεγαλύτερη μεταβίβαση ισχύος.

Εδώ θα πρέπει να σας υπενθυμίσω ότι  αυτή η απευθείας σύνδεση της γραμμής μεταφοράς με την κεραία δεν προκαλεί κάποιο βραχυκύκλωμα, επειδή πρόκειται για ροή εναλλασσόμενου ρεύματος. Μπορεί με το πολύμετρο που βγάζει συνεχές ρεύμα να διαβάζεται μηδενική αντίσταση, αλλά στο εναλλασσόμενο ρεύμα που «βγάζει» ο πομπός υπάρχει αντίσταση οπότε μην ανησυχείτε.

Ποιο όμως είναι το σωστό σημείο επάνω στην περιφέρεια του μαγνητικού βρόγχου, για να συνδέσουμε την γραμμή μεταφοράς; Η εμπειρία έχει δείξει ότι το σωστό σημείο σύνδεσης της γραμμής μεταφοράς με την κεραία μαγνητικού βρόγχου είναι όσο το μήκος του αγωγού ή σωλήνα με τον οποίο κατασκευάζουμε τον μαγνητικό βρόγχο δια 10. Δηλαδή:

          Le

Χ = ——–

         10

Και η σωστή απόσταση μεταξύ του Γ Match από την περιφέρεια του μαγνητικού βρόγχου είναι:

        λ

Υ= ——

      200

Δείτε το επόμενη σχήμα:

Στο παράδειγμα το δικό μας, με διάμετρο μαγνητικού βρόγχου 68.5 cm, χρησιμοποιήσαμε 2.14m σωληνάκι. Επομένως η κάθοδος θα συνδεθεί σε απόσταση:

           Le           2.14m

Χ = ——– = ———— = 0.214 m και για να τα κάνουμε εκατοστά τα

          10             10                          πολλαπλασιάζουμε * 100 οπότε:

Χ = 0.214 * 100 = 21.4 cm

Η απόσταση του Γ Match από την κεραία θα είναι:

           λ           21.41m

Υ = ——- = ————- = 0.10705 m και για να τα κάνουμε εκατοστά τα

         200            200                            πολλαπλασιάζουμε * 100 οπότε:

Υ = 0.10705 * 100 = 10.7 cm

Σας υπενθυμίζω ότι οι 14 ΜΗΖ αντιστοιχούν σε μήκος κύματος 21.41 m

Το Γ – Match για την κεραία των 14 ΜΗΖ του παραδείγματός μας, με διάμετρο 68.5cm.

Πρακτικός έλεγχος της Μαγνητικής Κεραίας Βρόγχου.

Η συμπεριφορά κάθε κεραίας είναι προσδιορισμένη σε γενικές γραμμές από το στάδιο της σχεδίασης της. Ξέρουμε δηλαδή τι πρέπει να περιμένουμε σε γενικές γραμμές, γιατί κατά την διάρκεια της υλοποίησης,  δηλαδή της κατασκευής της κεραίας , ο κάθε ραδιοερασιτέχνης χρησιμοποιεί διαφορετικά υλικά και φυσικά έχει τον δικό του τρόπο κατασκευής.

Επομένως η ίδια σχεδιαστικά κεραία, θα έχει διαφορετική συμπεριφορά με τον τρόπο που θα την κατασκευάσω εγώ, διαφορετική με τον τρόπο που θα την κατασκευάσεις εσύ και διαφορετική με τον τρόπο που θα την κατασκευάσει κάποιος άλλος. Άλλωστε αυτή είναι η  διαφορά μεταξύ των ιδιοκατασκευασμένων κεραιών και των εργοστασιακών. Οι ιδιοκατασκευές έχουν διαφορετική συμπεριφορά, ενώ όλες οι εργοστασιακές έχουν ακριβώς την ίδια συμπεριφορά ανά παρτίδα κατασκευής.

Σε κάθε περίπτωση  εμάς μας ενδιαφέρει να ξέρουμε αν η κεραία που κατασκευάσαμε:

1. Έχει χαμηλά και πόσα στάσιμα. Με ανεκτό μέγιστο όριο το 2:1
2. Αν τα στάσιμα αυτά μπορούν με την βοήθεια του Antenna Tuner να «έρθουν» κάτω από  το 2:1 με μέγιστη ισχύ εκπομπής.
3. Αν η κεραία «φορτώνει» την ισχύ που της παρέχει η γραμμή μεταφοράς από τον πομπό.
4. Αν αυτή η ισχύς ακτινοβολείται και προς ποια κατεύθυνση.

Ό έλεγχος στάσιμων κυμάτων γίνεται με τον γνωστό τρόπο που ήδη σας έχω περιγράψει σε προηγούμενες παραγράφους. Την χρήση του Antenna Tuner ήδη την γνωρίζεται, το επόμενο στάδιο είναι να δούμε αν η κεραία «φορτώνει» την ισχύ με την οποία την τροφοδοτεί ο πομπός.

Η έκφραση «φορτώνει η κεραία» είναι παλιά και χρησιμοποιήθηκε από την εποχή των πρώτων «ραδιοπειρατικών» σταθμών  με λυχνίες στα μεσαία κύματα, την δεκαετία του 1970 και παλαιότερα.  Το «φόρτωμα» λοιπόν της κεραίας, αφορά την ροή του εναλλασσόμενου ρεύματος που στέλνει ο πομπός στην κεραία μέσω της γραμμής μεταφοράς.

Σε μια καλοσχεδιασμένη και καλοκατασκευασμένη κεραία με σωστή προσαρμογή πομποδέκτη – καθόδου – κεραίας, η ροή του ρεύματος είναι η μέγιστη προβλεπόμενη και γύρω από την κεραία δημιουργείται ένα ισχυρό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Το «φόρτωμα» της κεραίας με εναλλασσόμενο ρεύμα μπορεί να μετρηθεί με τα σπάνια πλέον Αμπερόμετρα RF. Αμπερόμετρα που τοποθετούνται σε σειρά με την κεραία και  μας δείχνουν την ένταση σε Ampere με την οποία «φορτώνει» ο πομπός μας την κεραία με εναλλασσόμενο ρεύμα.

Ξέρω ότι κάποιοι βλέποντας το, θυμούνται τα νιάτα τους και χαμογελούν με νοσταλγία…

Για τους νεότερους συναδέλφους τα σύγχρονα Αμπερόμετρα έχουν την παρακάτω μορφή…

Σύγχρονο Αμπερόμετρο κεραίας για ασύμμετρες γραμμές μεταφοράς Κομψότατο!

Και για όσους αγαπούν τις παράλληλες  γραμμές μεταφοράς. – Ladder, το αντίστοιχο Αμπερόμετρο είναι ως εξής…

Σύγχρονο Αμπερόμετρο κεραίας για συμμετρικές  γραμμές μεταφοράς. Εντυπωσιακό!

Οι όποιες ρυθμίσεις σας στον πομπό  και στην κεραία, σκοπό έχουν να δείξει  το Αμπερόμετρο, το μέγιστο δυνατόν εναλλασσόμενο ρεύμα που τροφοδοτεί ο πομπός μας την κεραία. Το «ζουμί» όλων όσων κάνουμε είναι ακριβώς να στείλουμε στην κεραία όσο περισσότερα Ampere μπορούμε. Πολλά Ampere = μεγάλο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, λίγα Ampere, μικρό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.

Στην εκπομπή η επιτυχία είναι το μέγιστο ρεύμα εκπομπής και όχι τα λιγότερα στάσιμα! Νόμος.

 Μια κεραία μπορεί να σας δείχνει στάσιμα 1:1, αλλά να λειτουργεί σαν τεχνητό φορτίο – Dummy Load, δηλαδή έχει σχεδιαστική ή κατασκευαστική αδυναμία να ακτινοβολήσει την ισχύ με την οποία την τροφοδοτεί ο πομπός.  Μια τέτοια κεραία είναι ουσιαστικά άχρηστη και είναι κυριολεκτικά για πέταμα στα σκουπίδια. Μια κεραία αξιολογείται κυρίως από την ικανότητα της να ακτινοβολεί όσο το δυνατόν περισσότερη ισχύ από αυτή που την τροφοδοτεί ο πομπός.

Πεδιόμετρο από 1 – 8 GHZ για ερασιτεχνική χρήση.

Η μέτρηση της ικανότητας μιας κεραίας να ακτινοβολεί ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία γίνεται με τα πεδιόμετρα. Τα πεδιόμετρα είναι όργανα που μπορούν να μετρήσουν την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου που εκπέμπει μια κεραία στον χώρο και διαβάζεται συνήθως σε Volt/m. Βεβαίως υπάρχουν ακριβά  επαγγελματικά όργανα  που μετρούν την ισχύ που εκπέμπει ο πομπός ανά μέτρο κλπ.

Αν ποτέ χρησιμοποιήσετε τέτοιο όργανο και συγκρίνεται δύο ίδιες κεραίες, κατασκευασμένες από δύο διαφορετικούς ραδιοερασιτέχνες, θα δείτε αυτό που σας έχω γράψει επανειλημμένα: έχουν διαφορετική ικανότητα ακτινοβολίας.  Εσείς παρακολουθείται την ένδειξη του οργάνου με προσοχή και ρυθμίζεται το Antenna tuner και την κεραία σας για την μέγιστη ένδειξη του πεδιομέτρου.

Πότε λοιπόν η κεραία εργάζεται σωστά;

Όταν τα στάσιμα είναι στο 1:1.

Όταν το RF Ampere meter δείχνει την μέγιστη ένταση. ΠΧ. για τα 100 Watt το ρεύμα είναι γύρω στο 1 Ampere.

Όταν το πεδιόμετρο δείχνει την μέγιστη ένδειξη  εκπομπής του ηλεκτρικού πεδίου από την κεραία.

Επίλογος

Η κεραία  μαγνητικού βρόγχου είναι ένα κυμαινόμενο κύκλωμα που αποτελείται συνήθως από μια σπείρα πηνίου και ένα μεταβλητό πυκνωτή.

Αυτό το κύκλωμα «απορροφά» την ισχύ που της στέλνει ο πομπός και την ακτινοβολεί στον χώρο. Αυτή η λειτουργία είναι πολύ κοντά στον τρόπο με τον οποίο εργάζεται το Grid Deep  Meter – συχνόμετρο απορροφήσεως.

Ψηφιακό Grid Deep  Meter.

Η απόδοση μιας κεραίας μαγνητικού βρόγχου εξαρτάται κυρίως από την σχέση που έχει η διάμετρος του βρόγχου εκπομπής σε σχέση με την συχνότητα εκπομπής. Οι μεγάλοι βρόγχοι εκπομπής είναι  κατάλληλοι  για τις χαμηλές συχνότητες, ενώ οι μικροί για τις υψηλές.

QSL για QSO με κεραία μαγνητικού βρόγχου.

Σημαντικό είναι η κεραία να τοποθετείται σε όσο το δυνατό μεγαλύτερη απόσταση από επιφάνειες που μπορούν να δημιουργήσουν ανακλάσεις και επομένως επιστρεφόμενη ισχύ, στάσιμα, στην κεραία.

Κεραία  διπλού Μαγνητικού βρόγχου.

Η κεραίες μαγνητικού βρόγχου είναι επικίνδυνες, όπως κάθε κεραία, επειδή στον βρόγχο εκπομπής αναπτύσσονται υπερβολικά μεγάλες τάσεις.

Λόγω του φαινόμενου της διαπήδησης της ραδιοσυχνότητας μέσω του ατμοσφαιρικού αέρα, χρησιμοποιούμε αερόφυλλους μεταβλητούς πυκνωτές συντονισμού και στην περίπτωση πολύ μεγάλης ισχύος, χρησιμοποιούμε πυκνωτές κενού.

Δεν ξεχνάμε ότι δεν πρέπει να τοποθετούμε την κεραία μαγνητικού βρόγχου πολύ κοντά μας ή κοντά σε άλλους ανθρώπους και ζώα,  σεβόμενοι  την επικινδυνότητα της ραδιοσυχνότητας. Μπορείτε να υπολογίσετε την δική σας ασφαλή απόσταση από την κεραία μαγνητικού βρόγχου στην ιστοσελίδα:

http://hintlink.com/power_density.htm

Τέλος  να θυμάστε ότι στην ζωή και στα μαθηματικά μάθαμε να μετράμε και να συγκρίνουμε ίδια πράγματα. Μην συγκρίνεται τις επιδόσεις  μιας κεραίας μαγνητικού βρόγχου τοποθετημένης σε ένα μπαλκόνι του πρώτου ορόφου, με μια  κατευθυνόμενη κεραία  τοποθετημένη στην ταράτσα μιας πολυκατοικίας.

Εύχομαι σε όλους σας εκλεκτοί μου φίλοι και συνάδελφοι καλή και ευτυχισμένη χρονιά, καλή επιτυχία σε όσους κατασκευάσουν κεραίες μαγνητικού βρόγχου και πολλά και καλά DX.

de SV1NK

Μάκης Μανωλάτος.