Autor SP9WR

Kat. B

2014#6

Zestaw do instalacji i zdalnego testowania anten

Na przedmiotowy zestaw składają się dwa rozwiązania:

  • Uniwersalny trójnóg dla masztu antenowego
  • Prosty układ do zdalnego bezprzewodowego pomiaru porównawczego natężenia pola emitowanego przez dwie anteny
Rozwiązania te, przydatne w technice KF jak i UKF mogą być stosowane indywidualnie, jednakże ich zestawienie pozwala na szczególnie efektywną realizację zamierzonego celu t.j. testowania skuteczności i kierunkowości anten zwłaszcza w terenie, najlepiej otwartym, który jest najlepszym miejscem w aspekcie wiarygodności testów i pomiarów.

Uniwersalny trójnóg dla masztu antenowego

Zasadniczym założeniem konstrukcyjnym trójnogu pod maszt antenowy była możliwość przewiezienia go w bagażniku samochodu, szybkiego zamontowania masztu przez jedną osobę a następnie wykorzystywania bez konieczności stosowania odciągów.

Konstrukcja trójnogu jest wykonana z elementów żelaznych – posiada więc odpowiednią wagę, co razem z stosunkowo dużą rozpiętością trzech nóg podstawy (3x1m) oraz możliwością utwierdzenia w terenie końcówek tych nóg np. „śledziami” namiotowymi zapewnia odpowiednią stabilnośc i niewrażliwośc na podmuchy wiatru.

Nogi są wkładane i mocowane śrubami do „trój rozdzielacza” do którego górnej części przyspawana jest gruba płyta blaszana z wyfrezowanym półokrągłym rowkiem. Dzięki temu gruby pręt żelazny na który bezpośrednio zakłada się pierwszą rurkę-segment masztu jest mocowany z możliwością ustawienia masztu w zakresie kątów od zera (pion) do ok.30 stopni od pionu. Ułatwia to instalację w terenie pochyłym lub na pochyłym dachu. W tym drugim przypadku na końcówki nóg poleca się nałożyc miękkie rurki gumowe zapobiegające przed uszkodzeniem pokrycia dachowego.

Pręt nośny posiada górną częśc stoczoną gładko celem nałożenia pierwszego segmentu masztu w postaci rury fi zewn. 32mm z możliwością obrotu segmentu i tym samym łatwego, ręcznego obracanie masztu i anteny co jest istotne dla anten o charakterystyce kierunkowej, od prostego dipola poczynając.

Wykorzystuję ten trójnóg do mocowania masztu o wys. 5 do 7m, złożonego z segmentów łatwych do przewiezienia w aucie, przy czym dolne segmenty są wykonane z rur żelaznych-patrz stabilnośc masztu. Z uwagi na transport autem waga odgrywa tu rolę drugorzędną.

Układ do zdalnego bezprzewodowego pomiaru porównawczego natężenia pola emitowanego z dwóch anten

Układ umożliwia zdalne (do 5km, opcjonalnie więcej), bezprzewodowe uaktywnienie nadawania z jednej lub dwu anten, a następne pomiar natężenia pola do oceny np. kierunkowości anteny lub różnicy skuteczności jednej anteny względem drugiej. Nie trzeba przekonywac jak cenna jest taka możliwośc dla krótkofalowców-eksperymentatorów antenowych, zwłaszcza jeśli może być prosta i tania w realizacji.

Zasadę funkcjonowania układu zilustrowano na rysunkach 2 i 3, które zawierają schemat blokowy oraz ideowy układu.

Układ elektroniczny zlokalizowany jest w dwóch małych skrzyneczkach z których RCB („Remote Control Box”)- jest zasadniczą skrzynką zdalnego sterowania, połączoną z druga skrzynką A1/A2 S ( „A1/A2 Switch”), w której typowy przełącznik antenowy AS łączy poprzez styki przekaźnika P-ANT urządzenie nadawcze z jedną z anten A1 lub A2.

Uwaga: Skrzynka A1/A2 S może być eksploatowana na stałe przy TRX jako przełącznik dwóch anten, zaś skrzynkę RCB dołącza się na czas testów i pomiarów.

Tak skonfigurowany układ może funkcjonowac samodzielnie lub z dodatkiem w postaci popularnego zestawu dwóch radiotelefonów typu „walkie-talkie”. W tym drugim przypadku, który jest dogodniejszy i bardziej optymalny, algorytm funkcjonowania wygląda następująco:

W radiotelefonie TX przy którym znajduje się miernik M natężenia pola naciskamy przycisk tonu wywoławczego. W radiotelefonie RX usytuowanym w pobliżu nadajnika (transceivera TRX) sygnał tonu z wyjścia słuchawkowego podawany jest na detektor D w skrzynce RCB. Po przekształceniu na napięcie stałe sygnał poprzez człon czasowy T1 zapewniający czas trwania sygnału ok.6 sek. steruje przekaźnik P-TX , który w trybie cw uruchamia na ten czas nadajnik. Inne zestyki tego przekaźnika uruchamiają za pośrednictwem członu T2 opóźnienia czasowego ok.3 sekund przekaźnik P-ANT znajdujący się w skrzynce A1/A2 S co powoduje ,że podczas pierwszych trzech sekund sygnał nadawany jest z anteny A1 zaś w kolejnych trzech sekundach z anteny A2. W efekcie uzyskujemy łatwe, bezpośrednie porównywanie skuteczności obu anten w danym miejscu pomiaru.

W razie braku radiotelefonów przełącznikiem S w skrzynce RCB wybieramy opcję z sterowaniem z multiwibratora MU, co zapewnia samoczynne, okresowe, np. co 15 sekund aktywowanie nadajnika na czas 6 sekund za pośrednictwem przekaźnika P-TX a dalej działanie układu jest identyczne do wyżej opisanego.

Wyżej wymienione czasy można oczywiście ustawic według własnego uznania.

Mając tak skonfigurowany układ bierzemy do ręki miernik natężenia pola (plus radiotelefon „walkie-talkie”) i obchodzimy lub wygodniej objeżdżamy autem w odpowiednim promieniu nasze drogie sercu anteny realizując testy i pomiary. Jako miernika natężenia można z powodzeniem wykorzystac, zwłaszcza dla celów porównawczych, odbiornika z S-metrem. Ja używam Tecsuna PL660.

Układ elektroniczny według przytoczonego schematu blokowego może być zrealizowany na bazie elementów scalonych (rozwiązanie elegantsze) lub też z wykorzystaniem typowych tranzystorów NPN i PNP. Z uwagi na łatwiejsze dla ogółu krótkofalowców wykonawstwo jak i dostępnośc elementów przedstawiam schemat ideowy wg. drugiego wariantu.

Jak widac na załączonym schemacie ideowym w skrzynce RCB do wzmacniacza na tranzystorach T3 i T4 sterującego przekaźnik P-TX podłączany jest poprzez przełącznik S detektor sygnału wywoławczego z radiotelefonu "walkie-talkie” (dioda Schottky D2, kondensator C3 rezystor R7) lub multiwibrator na tranzystorach T1 i T2.

Elementy R2/C1 , R3/C2, R7/C3 realizują stale czasowe odpowiednio: 6 s, 15 s, 6s. Człon czasowy umożliwiający z opóźnieniem 3 s wysterowanie przekaźnika P-ANT przełączającego anteny w skrzynce A1/A2 S zbudowany jest na tranzystorach T5 i T6 oraz elementach R9/C4 ustalających czas 3 s.

Dioda Schottky D3 służy do szybkiego rozładowania kondensatora C4.

W skrzynce A1/A2 S ustawiamy na czas testów/pomiarów przełącznik antenowy AS w pozycji A1, co umożliwia samoczynne przełączanie przekaźnikiem P-ANT po czasie 3 s anteny A1 na antenę A2.

Uwaga: polecam przy okazji realizacji skrzynki A1A2 S dodatkowe proste i tanie rozwiązanie polegające na tym, że przełącznik antenowy AS posiada pozycję „O” (obie anteny wyłączone), co razem z opcjonalnym przekaźnikiem PB, którego styki wykonawcze automatycznie zwierają obie anteny do masy po wyłączeniu stacji (brak napięcia zasilającego +12V) chroni TRX na wypadek wyładowań atmosferycznych. Jak już nadmieniłem skrzynka A1/A2 S może i powinna być używana na stałe przy TRX.

Dane techniczne podstawowych elementów składowych układu
  • TX, RX - typowe, popularne radiotelefony „walkie-talkie”
  • T1,T2,T3,T4,T5 – tranzystory npn, np. BC547B
  • T6 – tranzystor pnp, np. BC 557
  • P-TX – mini przekaźnik na 12V
  • P-ANT – przekaźnik 12V z srebrzonymi stykami, 5A (cena ok. 4 zł)
  • Mini przełącznik 3-pozycjny (ok. 3 zł)
  • Opcjonalny przekaźnik PB – parametry jak P-ANT