Czym jest antena krótkofalarska? Kompletny przewodnik

Anteny odgrywają ważną rolę w każdej konfiguracji krótkofalarskiej, ponieważ odpowiednia antena może drastycznie poprawić sygnał i rozszerzyć zasięg komunikacji co1TP15, zapewniając w ten sposób precyzyjną i niezawodną komunikację co1TP15. Obecnie dostępne są różne rodzaje anten radiowych dla krótkofalowców, z których każda jest przeznaczona do określonych zastosowań. Właściwe zrozumienie tych anten jest niezbędne do osiągnięcia optymalnej wydajności. 

W tym artykule zbadamy, czym jest antena radiowa, różne dostępne typy, ich zalety i praktyczne przypadki użycia, a także przedstawimy prosty przewodnik, jak wybrać najlepszą antenę radiową do określonego zastosowania.

Wprowadzenie do krótkofalarstwa

Antena krótkofalarska jest podstawowym urządzeniem w systemach krótkofalarskich służącym do nadawania i odbierania sygnałów radiowych. Anteny te są dostępne w różnych kształtach i rozmiarach oraz działają w szerokim zakresie pasm częstotliwości. Dzięki temu są one wszechstronne i stanowią popularny wybór do różnych zastosowań poza systemami krótkofalarskimi. Podstawowym celem anten radiowych jest umożliwienie transmisji i odbioru informacji na duże odległości. Wybór odpowiednich anten radiowych, a także ich prawidłowa instalacja i konserwacja zapewniają wydajną i niezawodną transmisję danych za pośrednictwem sygnałów radiowych.

Rodzaje anten krótkofalarskich

Rodzaj używanej anteny określa wydajność systemu radiowego i to, jak dobrze można łączyć się z odległymi stacjami. Na rynku dostępnych jest wiele rodzajów anten dla krótkofalowców, a poniżej omówiono kilka najbardziej popularnych typów.

• Antena Rubber Duck

Gumowe anteny kaczkowe, znane również jako anteny biczowe lub ręczne, są szeroko stosowane. Anteny te są w zasadzie zwojem przewodów pokrytych krótką rurką z gumy lub tworzywa sztucznego, dlatego też zostały nazwane gumową kaczką. Są one wyposażone w męskie/żeńskie złącze SMA do podłączenia do jednostki radiowej. Anteny te są uniwersalne, dzięki czemu nadają się do szerokiego zakresu zastosowań. Są również stosunkowo tańsze. Jednak ich trwałość jest niższa i generalnie mają ograniczony zasięg.

• Antena Yagi

Anteny Yagi są również znane jako anteny Yagi-uda lub anteny wiązkowe. Anteny Yagi są antenami kierunkowymi i są przeznaczone do nadawania i odbierania sygnałów w określonym kierunku. Zazwyczaj składają się one z elementu napędzanego, który jest zwykle dipolem o połowie długości fali, odbłyśnika za dipolem, który odbija fale z powrotem do dipola, oraz jednego lub więcej direktorów równolegle po obu stronach długiej struktury przypominającej wiązkę, aby skupić fale radiowe. Anteny Yagi są używane w radiu FM, telewizji, sieciach bezprzewodowych, komunikacji naziemnej i satelitach. Anteny Yagi są idealne do komunikacji dalekiego zasięgu ze względu na ich wysoki zysk i kierunkowość, które zwiększają siłę sygnału. Jednak anteny yagi są zazwyczaj nieporęcznymi konstrukcjami, które wymagają dużej przestrzeni, odpowiedniego umieszczenia i precyzyjnego wyrównania dla optymalnej funkcjonalności. Mogą mieć również ograniczoną przepustowość.

• Antena z włókna szklanego

W antenach radiowych z włókna szklanego element przewodzący jest zwykle zamknięty w pręcie z włókna szklanego. Włókno szklane zapewnia równowagę między elastycznością a wytrzymałością, dzięki czemu anteny te nadają się do użytku w różnych zastosowaniach, w tym w konfiguracjach mobilnych.

• Antena dipolowa

Anteny dipolowe są jednym z najpopularniejszych typów anten radiowych. Składają się one z drutu lub metalowego pręta, który jest podzielony na środku, gdzie łączy się linia zasilająca. Anteny dipolowe są proste, łatwe w budowie i niedrogie, co czyni je wszechstronną opcją do wielu zastosowań. Mają jednak ograniczoną szerokość pasma i wymagają odpowiedniej wysokości i orientacji dla optymalnej wydajności. Najlepiej sprawdzają się w zastosowaniach średniego zasięgu, ponieważ są generalnie podatne na zakłócenia z pobliskich obiektów.   

• Poczwórna antena

Anteny poczwórne są również znane jako anteny sześcienne lub sześcienne anteny poczwórne. Są to anteny kierunkowe składające się z jednej lub więcej kwadratowych lub prostokątnych pętli działających jako elementy anteny. Poczwórne anteny mogą działać na wielu pasmach częstotliwości, takich jak UHF, VHF i HF. Kierunkowość anteny poprawia się wraz z liczbą pętli w antenach. Pętle, zwykle wykonane z miedzianych rurek, są podtrzymywane przez ramiona rozpraszające - poziome konstrukcje połączone z głównym wysięgnikiem. Anteny te mają zazwyczaj wysoki zysk i kierunkowość oraz są mniej podatne na zakłócenia. Są one jednak nieporęczne i wymagają odpowiednich konstrukcji wsporczych. Anteny poczwórne są jednymi z najtrudniejszych i najbardziej złożonych typów anten do skonstruowania, a także wymagają precyzyjnego celowania i pozycjonowania w celu uzyskania optymalnej wydajności.

• Anteny logarytmiczno-periodyczne

Anteny logarytmiczno-periodyczne to anteny kierunkowe, które mogą pracować w szerokim spektrum częstotliwości. Składają się one z wielu elementów, które są umieszczone w określonym wzorze zamontowanym na wysięgniku i zasilane przez linię transmisyjną. Okresowe anteny logarytmiczne są nieco skomplikowane w konstrukcji i konfiguracji, ale oferują doskonałą wydajność pod względem zysku i kierunkowości w szerokim zakresie częstotliwości. Anteny te nadają się do użytku z wieloma pasmami.

Zakres częstotliwości anteny krótkofalarskiej

Anteny krótkofalarskie są używane w szerokim zakresie częstotliwości, a dokładne częstotliwości robocze mogą się nieznacznie różnić w różnych regionach, takich jak USA i Europa. Radia krótkofalarskie można sklasyfikować na podstawie ich pasm częstotliwości roboczych jako LF, MF, HF, VHF i UHF, a anteny krótkofalarskie są zaprojektowane do obsługi tych częstotliwości.

• Niska częstotliwość (LF)

Zazwyczaj jest to zakres od 30 kHz do 300 kHz. Pasmo to ma około 2200 metrów i jest zwykle używane do transmisji danych, głosu i CW (kod Morse'a).

• Średnia częstotliwość (MF)

Anteny MF ham mają dwa pasma 630 metrów i 160 metrów po obu stronach pasm nadawczych AM. Pasmo 630 metrów zwykle działa w zakresie od 472 kHz do 479 kHz, podczas gdy pasmo 160 metrów zwykle działa w zakresie od 1,8 MHz do 2 MHz. Anteny krótkofalarskie średniej częstotliwości są zazwyczaj przeznaczone do transmisji danych, głosu i CW (alfabet Morse'a).

• Wysoka częstotliwość (HF)

Jest on dalej klasyfikowany na kilka pasm: 10m (28.000 MHz do 29.700 MHZ), 12m (24.890 MHz do 24.990 MHz), 15m (21.025 MHz do 21.450 MHz), 17m (18.068 MHz do 18.110 MHz), 20m (14.0 MHz do 14.35 MHz), 30m (10.1 MHZ do 10.15 MHz), 40m (7 MHz do 7.3 MHz), 60m (5332 kHz, 5348 kHz, 5358.5 kHz, 5373 kHz i 5405 kHz. ) i 80m (3.5 MHz do 4.0 MHz). Zakres ten jest zwykle używany do komunikacji na duże odległości, w tym transmisji CW, danych, głosu i obrazu.

• Bardzo wysoka częstotliwość (VHF)

Zasadniczo wynosi on od 30 MHz do 300 MHz i jest podzielony na trzy pasma: 6 metrów (50,0 MHz do 50,1 MHz), 2 metry (144,0 MHz do 144,1 MHz) i 1,25 metra (219,0 MHz do 225,0 MHz). Zakres ten jest zwykle używany do dwukierunkowej komunikacji głosowej przez agencje usług publicznych i na obszarach wiejskich do codziennych potrzeb radiowych.

• Ultra wysoka częstotliwość (UHF)

Zasadniczo jest to zakres od 300 MHz do 1 GHz i jest podzielony na trzy pasma: zakres 70 centymetrów (420,0 MHz do 450,0), zakres 33 centymetrów (902,0 MHZ do 928,0 MHz) i zakres 23 centymetrów (1270 MHz do 1300 MHz). Są one zwykle używane do komunikacji głosowej przez agencje usług publicznych oraz na obszarach miejskich do codziennych potrzeb radiowych. Te pasma częstotliwości są również wykorzystywane do transmisji głosu, obrazu, danych i kodu Morse'a.

Zastosowania anteny krótkofalarskiej

Anteny radiowe Ham są niezwykle wszechstronne i dlatego są zintegrowane z wieloma różnymi systemami. Chociaż anteny krótkofalarskie są używane głównie w radiach krótkofalarskich, oprócz tego anteny te są również używane w takich obszarach, jak telekomunikacja, satelita, wojsko, lotnictwo, obrona, nadzór, bezpieczeństwo w domu, bezpieczeństwo publiczne, bezprzewodowa komunikacja itp.

Anteny krótkofalarskie są również niezwykle przydatne do komunikacji co1TP15 w sytuacjach awaryjnych. Anteny krótkofalarskie są popularnym wyborem wśród służb ratunkowych, zapewniając niezawodną lokalną komunikację w sytuacjach awaryjnych. Anteny radiowe z zasilaniem końcowym są doskonałym wyborem do przenośnych operacji, takich jak biwakowanie, dni w terenie i inne zajęcia na świeżym powietrzu.

Anteny krótkofalarskie są również wykorzystywane do pokonywania wyzwań miejskich, ponieważ anteny takie jak anteny pętlowe działają dobrze w środowiskach o dużym natężeniu hałasu, co czyni je idealnymi dla operatorów w miastach lub obszarach, w których używanie dużych anten może być niepraktyczne.

Anteny krótkofalarskie są również przydatne do zapewnienia bezpieczeństwa publicznego. Są one używane do komunikacji podczas wydarzeń publicznych, gdy konwencjonalne metody komunikacji są niedostępne lub istniejące sieci danych i głosowe nie działają lub są niewystarczające.

Korzyści z zastosowania anteny krótkofalarskiej

Anteny krótkofalarskie mają wiele zalet, dzięki czemu są popularnym wyborem do różnych zastosowań. Poniżej omówiono kilka kluczowych zalet.

• Anteny krótkofalarskie są niezwykle wszechstronne. Anteny te są dostępne w różnych kształtach, typach, kierunkowościach i częstotliwościach roboczych. Dzięki temu można ich używać w szerokim zakresie zastosowań.
• Anteny Ham można łatwo skonfigurować i połączyć z komputerami w celu transmisji lub odbioru danych.
• Anteny krótkofalarskie są skuteczne ze względu na ich solidną konstrukcję, która pozwala im zachować niezawodne działanie w różnych warunkach środowiskowych.
• Anteny krótkofalarskie są skuteczne w sytuacjach awaryjnych, gdy inne systemy mogą być wyłączone z powodu awarii.
• Anteny krótkofalarskie są zazwyczaj tańsze niż inne anteny. Ich opłacalność i prostota sprawiają, że są one przystępnym wyborem dla wielu codziennych zastosowań.

Strojenie i rezonans

Dostrojenie anteny krótkofalarskiej do rezonansu dla określonego pasma lub pasm częstotliwości jest ważnym czynnikiem w pracy krótkofalowca. Najczęstszym sprzętem używanym do strojenia i testowania systemów antenowych jest miernik SWR. To poręczne urządzenie może dostarczyć wielu informacji na temat anteny. Miernik SWR może wskazać, czy antena jest zbyt długa lub zbyt krótka, częstotliwość rezonansową i impedancję anteny. Niestabilne odczyty SWR są zwykle oznaką problemów z linią zasilającą lub anteną. Mierzy on, jak dobrze antena jest dopasowana do nadajnika lub odbiornika na określonej częstotliwości.

Idealny odczyt SWR wynoszący 1:1 wskazuje, że maksymalna moc jest wypromieniowywana z anteny. Wyższe odczyty wskazują, że część mocy jest odbijana z powrotem do sprzętu radiowego. Należy dokonać niezbędnych regulacji w celu dostrojenia anteny, aby uzyskać najniższy możliwy odczyt SWR w docelowym zakresie częstotliwości. Podczas nadawania sygnały będą silniejsze i wyraźniejsze dzięki dostrojonej antenie, a podczas odbioru więcej pasm częstotliwości będzie odbieranych z mniejszymi zakłóceniami. Tak więc prawidłowe dostrojenie pozwoli wydobyć z anteny to, co najlepsze.

Wybór odpowiednich anten krótkofalarskich

Przy wyborze anteny krótkofalarskiej należy wziąć pod uwagę kilka czynników. Najważniejszym czynnikiem jest częstotliwość pracy urządzenia. Antena i przypadek użycia muszą mieć kompatybilne częstotliwości dla optymalnej wydajności. Należy określić częstotliwość roboczą dla danego zastosowania, a następnie wybrać antenę zaprojektowaną do pracy w tym konkretnym paśmie częstotliwości.

Ważne jest również, aby wziąć pod uwagę rodzaj communication i wymagania dotyczące wydajności aplikacji, takie jak daleki zasięg, kierunkowość, zysk itp. Wybór odpowiedniego typu anteny ham będzie wymagał analizy wymagań aplikacji, ponieważ różne typy anten ham działają najlepiej w różnych przypadkach użycia.

Kolejnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest lokalizacja zestawu antenowego, wymagana przestrzeń, umiejscowienie oraz łatwość instalacji i wyrównania. Ważne jest również, aby wziąć pod uwagę zakłócenia w środowisku pracy. Anteny Ham są ogólnie przystępne cenowo, jednak ważne jest, aby pamiętać o całkowitym koszcie anteny, w tym kosztach instalacji i konserwacji.

Impedancja anteny powinna być zgodna z impedancją radia lub innego działającego urządzenia. Aby zminimalizować zakłócenia i straty sygnału, ważne jest, aby wybrać odpowiedni sprzęt do konfiguracji anteny, w tym odpowiednie kable i złącza. Wybór odpowiedniej anteny wzmocni sygnał i rozszerzy zasięg komunikacji co1TP15.

Przepisy i licencje

Przepisy i wymogi licencyjne dotyczące anten krótkofalarskich różnią się w zależności od kraju. Ważne jest, aby uzyskać licencję w określonym regionie przed użyciem i przestrzegać zasad i przepisów ustanowionych przez odpowiedni organ regulacyjny w regionie podczas korzystania z anten radiowych. Licencje są zazwyczaj podzielone na różne klasy, na przykład w Wielkiej Brytanii są podzielone na Foundation, Intermediate i Full, podczas gdy w USA są podzielone na Technician, General i Amateur Extra. Licencja Technician daje dostęp do wszystkich amatorskich pasm radiowych VHF i UHF oraz pewien dostęp do pasm wysokiej częstotliwości (HF). Posiadacze licencji General mogą uzyskać dostęp do uprawnień VHF i UHF oraz więcej uprawnień HF dla komunikacji głosowej co1TP15. Jest to idealne rozwiązanie, jeśli wymagana jest łączność globalna. Licencja Amateur Extra jest licencją premium z pełnym dostępem do wszystkich amatorskich pasm częstotliwości. Urządzenia obsługiwane w ramach licencji amatorskich muszą być zgodne z odpowiednimi normami.

Wnioski

Jak omówiono w całym artykule, anteny radiowe dla krótkofalowców są podstawową częścią nowoczesnych systemów telekomunikacyjnych używanych na co dzień. Jasne zrozumienie anten krótkofalarskich, w tym różnych dostępnych typów, częstotliwości roboczych, wymagań licencyjnych, kluczowych zalet i przypadków użycia common, pozwoli ci wybrać odpowiednią antenę krótkofalarską i osiągnąć jej optymalną wydajność.