End Fed wire antenna (ή αλλιώς μονόπολο). Η εύκολη λύση!

[SV3SPC]

H end fed long wire antenna ή αλλιώς όπως έχει επικρατήσει να λέγεται το "μονόπολο" αποτελεί ίσως το πιο απλό είδος κεραίας που μπορεί να εγκαταστήσει κάποιος για εκπομπή και λήψη στις ραδιοερασιτεχνικές συχνότητες και είναι ιδιαίτερα δημοφιλές στη χώρα μας για τις συχνότητες από 1.8mhz έως 14mhz.

Tα βασικά του πλεονεκτήματα είναι ότι : 

• εγκαθίσταται εύκολα στην ταράτσα ή το οικόπεδό μας χωρίς να δίνει μεγάλο στίγμα στους γείτονες,
• κοστίζει ελάχιστα χρήματα,
• δεν απαιτεί πολύπλοκες ή ισχυρές στηρίξεις, 
• ιδιοκατασκευάζεται εύκολα ακόμη και χωρίς ιδιαίτερες τεχνικές γνώσεις,
• με το κατάλληλο μήκος σύρματος και την κατάλληλη προσαρμογή στην αρχή του (στην τροφοδοσία του), μπορεί να πετύχει αξιοπρεπείς επιδόσεις σε περισσότερες από μια συχνότητες, χωρίς δηλαδή να χρειαστεί κάποιος να εγκαταστήσει δύο ή περισσότερες κεραίες για κάθε μπάντα που επιθυμεί να εργαστεί.

Σε γενικές γραμμές τα μονοπολα αποτελούνται από ένα καλώδιο, συνήθως πολύκλωνο NYAF διατομής 1,5 - 2,5mm2,  που εκτείνεται στον αέρα και από μια μονάδα προσαρμογής στην τροφοδοσία τους, δηλαδή στην αρχή τους (balun). H επίδοσή τους ενισχύεται εάν τοποθετηθεί ικανός αριθμός radial, δηλαδή rf γειώσεων στην τροφοδοσία αν και πολλές φορές τον ρόλο της rf γείωσης τον αναλαμβάνει το μπλεντάζ από το καλώδιο της καθόδου προς τον πομποδέκτη μας (λάθος πρακτική για πολλούς λόγους που δεν είναι επί του παρόντος να αναλύσουμε, αλλά δουλεύει..).

Η λογική της λειτουργίας τους είναι σε απλές γραμμές ότι κάθε καλώδιο εκτεινόμενο στον αέρα όταν έχει ένα συγκεκριμένο μήκος και όταν το τροφοδοτούμε από την μια του πλευρά, δηλαδή στην αρχή του, με έναν κατάλληλο προσαρμογέα ωμικής αντίστασης (balun),  καταλήγει να έχει ωμική αντίσταση κοντά στα 50 ohm που είναι το νούμερο που επιθυμεί να "δει" ο πομποδέκτης μας για τη σωστή μεταφοράς της ισχύος στην κεραία (με άλλα λόγια έχουμε ένα συντονισμένο κεραιοσύστημα πομπού- γραμμής μεταφοράς- κεραίας εκπομπής) χωρίς απώλειες ή μεγάλες επιστροφές εκπεμπόμενης ισχύος.

Τα πράγματα για τις ραδιοερασιτεχνικές συχνότητες απλουστεύονται ακόμα περισσότερο μιας όλες οι συχνότητες είναι αρμονικές μεταξύ τους, άρα όταν το σύρμα μας έχει ένα συγκεκριμένο μήκος και όταν το τροφοδοτήσουμε με την κατάλληλο μετασχηματισμό της ωμικής του αντίστασης στην αρχή του, είναι σχεδόν συντονισμένο σε όλες τις υπόλοιπες ραδιοερασιτεχνικές συχνότητες.

Ευτυχώς για εμάς την δύσκολη δουλειά του υπολογισμού του μήκος του  καλωδίου εκπομπής  (δηλαδή του ενεργού στοιχείου που είναι στον αέρα) ανάλογα πάντα με την προσαρμογή που θα χρησιμοποιήσουμε στην αρχή του, την έχουν κάνει άλλοι πριν από εμάς μέσω πολλών πειραματισμών. 

Χρησιμοποιώντας λοιπόν μια προσαρμογή 9:1 στην αρχή του "μονόπολου", τα κατάλληλα μήκη του ενεργού στοιχείου, του καλωδίου εκπομπής δηλαδή που βρίσκεται στον αέρα,  μπορούν να είναι :  

από 20.00 έως 22.00 μέτρα μήκος,

ή  25.90 μέτρα μήκος,

ή   28.04 μέτρα μήκος,  

ή   31.08 μέτρα μήκος,  

ή   από 37.00 έως 38.00 μέτρα μήκος. 

 

Eάν χρησμιμοποιήσουμε μια προσαρμογή 49:1 στην αρχή του "μονόπολου", τα κατάλληλα μήκη του ενεργού στοιχείου,  μπορούν να είναι μήκος λ/2 της χαμηλότερης συχνότητας που θέλουμε να εργαστούμε (όπου λ, το μήκος κύματος για κάθε συχνότητα) και σε γενικές γραμμές τα λαμβάνουμε από το παρακάτω διάγραμμα, το οποίο το διαβάζουμε οριζόντια ώστε να επιλέξουμε το κατάλληλο μήκος που εξυπηρετεί τις περισσότερες δυνατόν συχνότητες με τις μικρότερες αποκλίσεις μήκους (π.χ. τα σχεδόν 41μ και τα 21μ μήκους λειτουργούν πολύ καλά σε αρκετές συχνότητες) :

[* tip, δεν είναι λίγοι εκείνοι που προσθέτουν προσωρινά με "κροκοδειλάκια" ένα κομμάτι καλωδίου προμετρημένου μήκους στην μόνιμη εγκατάστασή τους όταν θέλουν να εργαστούν σε μια συχνότητα που δεν ταιριάζει καλά το μήκος της μόνιμης εγκατάστασής τους με την συχνότητα αυτή.]

  

Αυτονόητο βέβαια είναι ότι τα παραπάνω μήκη αποτελούν ένα καλό συμβιβασμό ή την χρυσή τομή στα μήκη για να εργαστούμε στις ραδιοερασιτεχνικές συχνότητες από  3.5mhz έως και 28 Mhz μιας και πιθανότατα το κεραιόσυστημά μας να μην παντού και πάντα απόλυτα συντονισμένο αλλά να βρίσκεται διαρκώς σε μια ικανοποιητική απόδοση χωρίς να κινδυνεύουμε να γίνει ζημιά στον πομποδέκτη μας ή να έχουμε μεγάλα ποσοστά μη εκπεμπόμενης τελικά ισχύος (μεγάλος λόγος στασίμων). 

Αναφορικά με την εγκατάσταση ενός μονόπολου στον χώρο μας ισχύουν ότι ισχύει γενικά και για όλες τις κεραίες εκπομπής και λήψης στον πλανήτη, δηλαδή  :

1. Όσο μεγαλύτερο το μήκος τους τόσο καλύτερη η απόδοσή τους. Εάν σε φτάνει ο χώρος να σηκώσεις στον αέρα ένα καλώδιο με μήκος 37.50 μέτρα δεν έχεις κανέναν απολύτως λόγο να το κόψεις μικρότερο.

2. Όσο ψηλότερα, τόσο καλύτερα. Εάν μπορείς να πιάσεις το καλώδιό σου σε κάποιο σημείο ώστε να απέχει σε όλο το μήκος του περισσότερο από 8-10 μέτρα από τη γη (ή από την ταράτσα σου), τότε είσαι σε καλό δρόμο. Μην περιμένεις όμως καλή απόδοση ακόμα και από ένα μακρύ σε μήκος καλώδιο (ας πούμε 38,00 μέτρα μήκους) εάν είναι τοποθετημένο σε ύψος 3 μέτρα από την γη (ή από την πλάκα της ταράτσας σου). Θα παίξει μεν, αλλά με πολύ φτωχή απόδοση.

3. Όσο λιγότερα εμπόδια υπάρχουν κοντά στην κεραία, τόσο καλύτερα θα ακτινοβολεί. Τα εμπόδια (κτίρια, στέγες, ηλιακοί κτλ) όταν είναι κοντά στο στοιχείο εκπομπής αλλοιώνουν  το radiaton pattern της κεραίας και τείνουν να "αποσυντονίζουν" το κεραιοσύστημα λόγω επαγωγής. Η κεραία πρέπει να αναπνέει!

4.  Προσπάθησε να εκτείνεις το καλώδιο εκπομπής κατά το δυνατόν ευθύγραμμα από την αρχή έως το τέλος του. Αυτό βέβαια πολλές φορές δεν είναι δυνατόν αλλά τουλάχιστον μην προκαλείς γωνίες άνω των 70 μοιρών στην διαδρομή του . Σε κάθε περίπτωση οι γωνίες κατά την αλλαγή διεύθυνσής του φρόντισε να είναι κατά το δυνατόν μικρότερες ως προς το ευθύγραμμο. 

5. Φρόντισε το τέλος του καλωδίου εκπομπής να είναι καλά μονωμένο και σε ύψος που δεν μπορούν να προσεγγίσουν ζώα ή άνθρωποι. Μια καλή πρακτική ορίζει ως ελάχιστο ύψος στο τέλος του καλωδίου εκπομπής σε ύψος πάνω από 2.50 μέτρα. Ο λόγος είναι ότι αναπτύσσονται μεγάλες τάσεις στο άκρο και ... safety first!

6. Κάθε προσαρμογή ωμικής αντίστασης στην αρχή του ενεργού στοιχείου καταναλώνει ισχύ από την αρχικώς εκπεμπόμενη ισχύ του πομπού. Τα μονόπολα όπως προαναφέρθηκε είναι ένας άριστος συμβιβασμός μεταξύ απόδοσης και ευκολίας αλλά δύσκολα θα φτάσουν την απόδοση μιας προσυντονισμένης monobander κεραίας. Για συνήθεις όμως συνθήκες διάδοσης, αποτελούν μια εξαιρετική λύση στην επικοινωνία μας!

Στα παρακάτω σχήματα δείχνονται κάποιοι ενδεικτικοί τρόποι έκτασης του καλωδίου στον αέρα ανάλογα με την τοπολογία της τοποθεσία σας.

Όλοι δουλεύουν εξίσου καλά εάν τηρηθούν τα παραπάνω και δεν είναι τυχαίο ότι τα μονόπολα στην ελληνική επικράτεια συντηρούν άριστα  τις εκπομπές των σταθμών που δεν έχουν την άνεση της εγκατάστασης μιας μεγάλης και ακριβής προσυντονισμένης κεραίας στη ταράτσα ή το οικοπέδό τους.

Καλές δοκιμές!!

 

 

 

 

 

 

 

 

Ένα 20μετρο οριζόντιο μoνόπολο σε portable χρήση από εμένα δεμένο στην άκρη του από ένα τυχαίο δέντρο  σε ύψος 7-8 μέτρα με ισχύ εκπομπής μόνο 20 watt.