Sovitettu syöttöjohto ja kaapelien vaimennukset

Lue itse juttu taulukon alapuolelta

dB vaimennus on koko kaapelin vaimennus. Watteina ilmoitettu vaimennus on laskettu 4W lähetysteholla ja SWR:n ollessa sarakkeessa ilmoitetun arvon mukainen.  

Taulukko on tehty CB-radio bandille 26,965MHz--27,405MHz ja lähetystehona on käytetty 4W
Syöttöjohdon pituus metreissä
Luvut ovat sähköisen
 puolenaallon kerrannaisia(0,66)
RG-58 Kaapeli (ohut) RG-213 Kaapeli(paksu)
vaimennus dB ja W(4W teholla) vaimennus dB ja W(4W teholla)
Kaapelin Vaimennus
Desibeleinä
(0,076dB/m)
Kaapelin Vaimennus Watteina
(SWR1:1)
SWR:n aiheuttama vaimennus 4W teholla Kaapelin Vaimennus
Desibeleinä
(0,032dB/m)
Kaapelin Vaimennus Watteina
(SWR1:1)
SWR:n aiheuttama vaimennus 4W teholla
SWR
1:2
SWR
1:3
SWR
1:2
SWR
1:3
dB W W W dB W W W
3,64m 0,28 dB 0,25 W 0,47 W 1,06 W 0,12 dB 0,11 W 0,45 W 1,02 W
7,28m 0,56 dB 0,48 W 0,50 W 1,13 W  0,25 dB 0,22 W 0,47 W 1,06 W
10,92m 0,84 dB 0,70 W 0,53 W 1,21 W 0,38 dB 0,33 W 0,48 W 1,09 W
14,56m 1,12 dB 0,91 W 0,57 W 1,29 W 0,50 dB 0,44 W 0,49 W 1,12 W
18,2m 1,40 dB 1,10 W 0,61 W 1,38 W 0,64 dB 0,54 W 0,51 W 1,15 W
21,84m 1,68 dB 1,28 W 0,65 W 1,47 W 0,76 dB 0,64 W 0,52 W 1,19 W
25,48m 1,96 dB 1,45 W 0,69 W 1,57 W 0,89 dB 0,74 W 0,54 W 1,22 W
29,12m 2,24 dB 1,61 W 0,74 W 1,67 W 1,00 dB 0,83 W 0,56 W 1,26 W
32,76m 2,52 dB 1,76 W 0,79 W 1,78 W 1,14 dB 0,92 W 0,57 W 1,30 W
36,4m 2,80 dB 1,90 W 0,84 W 1,90 W 1,30 dB 1,00 W 0,59 W 1,34 W
40,04m 3,08 dB 2,03 W 0,90 W 2,03 W 1,40 dB 1,10 W 0,61 W 1,38 W
43,68m 3,36 dB 2,15 W 0,96 W 2,16 W 1,53 dB 1,18 W 0,63 W 1,42 W
47,32m 3,64 dB 2,27 W 1,02 W 2,31 W 1,65 dB 1,26 W 0,65 W 1,46 W
50,96m 3,92 dB 2,38 W 1,09 W 2,46 W 1,78 dB 1,35 W 0,67 W 1,50 W
54,6m 4,20 dB 2,48 W 1,17 W 2,63 W 1,91 dB 1,42 W 0,69 W 1,55 W
58,24m 4,48 dB 2,57 W 1,24 W 2,80 W 2,04 dB 1,50 W 0,71 W 1,59 W
61,88m 4,76 dB 2,66 W 1,33 W 2,99 W 2,16 dB 1,57 W 0,73 W 1,64 W
65,52m 5,04 dB 2,74 W 1,42 W 3,19 W 2,29 dB 1,64 W 0,75 W 1,69 W
69,16m 5,32 dB 2,82 W 1,51 W 3,40 W 2,42 dB 1,71 W 0,77 W 1,74 W
72,8m 5,60 dB 2,90 W 1,61 W 3,63 W 2,55 dB 1,77 W 0,79 W 1,79 W
76,44m 5,88 dB 2,97 W 1,72 W 3,87 W 2,67 dB 1,84 W 0,82 W 1,85 W
80,08m 6,17 dB 3,03 W 1,83 W 4,13 W 2,80 dB 1,90 W 0,84 W 1,90 W
83,72m 6,44 dB 3,10 W 1,96 W 4,41 W 2,93 dB 1,96 W 0,87 W 1,96 W
87,36m 6,73 dB 3,15 W 2,09 W 4,70 W 3,06 dB 2,02 W 0,89 W 2,02 W
91,0m 7,00 dB 3,20 W 2,23 W 5,01 W 3,18 dB 2,07 W 0,92 W 2,08 W
94,64m 7,29 dB 3,25 W 2,37 W 5,35 W 3,31 dB 2,13 W 0,95 W 2,14 W
98,28m 7,56 dB 3,30 W 2,53 W 5,71 W 3,43 dB 2,19 W 0,98 W 2,20 W
101,92m 7,85 dB 3,34 W 2,70 W 6,09 W 3,56 dB 2,24 W 1,01 W 2,27 W
By Aslak 2001

 

Taulukon käyttö
Antennikirjallisuudessa ja niitä käsittelevillä nettisivuilla puhutaan paljon syöttöjohdon sovittamisesta. Tunnen myös henkilöitä jotka työkseen huolehtivat ja huoltavat radio ja tv lähettimiä sekä antenneja. He ovat sitä mieltä että syöttöjohdon sovittamisella ei ole merkitystä. Se kumpaa uskoisin ei ole ratkennut. En voi kumota ammattilaisten mielipidettä, mutta toisaalta en voi kumota myöskään kaikkien niiden antennikirjojen kirjoittajien mielipiteitä, onhan heidänkin joukossaan paljon ammattilaisia. Yhden asian olen pannut merkille. Ne jotka sanovat ettei sovituksella ole merkitystä, eivät sano että siitä olisi jotain haittaa. Olen jopa keskustellut aiheesta ja haittaa siitä ei kuulemma ole. Olen siis itse päätynyt kompromissiin ja käytän sovitettuja johtoja joista ei ole haittaa. Hi

Se mikä on absoluuttinen totuus asiassa jääköön myöhemmin ratkaistavaksi.

Taulukko on tehty sovitetuin mitoin ja kerron myös miten se sovitus syntyy. Käsittelen aihetta samalta pohjalta kuin suurin osa antennikirjallisuudesta.

Taulukkoon on laskettu kaapelien pituudet sähköisen puolenaallon kerrannaisina. Nopeuskertoimena on käytetty 0,66. Valittuasi sopivan mittaisen kaapelin näet dB sarakkeesta kyseisen mittaisen kaapelin vaimennuksen sekä RG-58 ja RG-213 kaapeleille ja voit vertailla vaimennuksia dB lukeman perusteella. SWR aiheuttamaa vaimennusta selventämään on ensimmäinen Watti sarake, johon on muutettu kaapelin vaimennus Wateiksi. Lähetystehona on käytetty 4W tehoa. Tämä on siis kaapelin vaimennus ilman SWR(1:1) aiheuttamaa lisähäviötä. Jos SWR:si on vaikka 1:2 tulee tästä sarakkeesta ja ensimmäisestä sarakkeesta saatu W arvo laskea yhteen ja vähentää lähetystehosta jolloin saat selville paljonko tehoa menee antennille.

Esimerkki: 
Kaapelin pituus on
25,48m ja sen vaimennus on 1,96 dB/ 1,45 W Jos SWR on 1:2 on sen aiheuttama vaimennus 0,69 W  1,45W+ 0,69W=2,14W Kokonaisvaimennukseksi tulee siis 2,14W ja kun se vähennetään lähetystehosta 4W tulee antennille tehoa enään 1,86W tästä voidaan vetää se johtopäätös ettei noin pitkää kaapelia missään tapauksessa kannata tehdä RG-58:sta Vastaava kaapeli RG-213:sta tehtynä vaimentaisi 1,28W ja antennille tulisi 2,72W

Taulukosta huomaa myös että SWR:ät kannattaa säätää kohdalleen. Jos kaapeli on satunnaisen mittainen tulee lisäksi impedanssin aiheuttama vaimennus ja sinne ne Watit pikkuhiljaa katoavatkin.

Hoto:n sivuilta löydät kätevän laskurin jolla voit laskea erilaisia vaimennuksia eri mittaisille kaapeleille.

 

Koaksiaalikaapeli syöttöjohtona

Koaksiaalikaapeli muodostuu keskijohtimesta(kuuma karva), keskieristeestä, manttelista(vaippa) ja ulommaisena olevasta eristeestä. Keskijohdin on usein 1 tai useampisäikeistä kuparia ja vaippa punottua kuparisukkaa. Mantteli ja keskijohdin on eristetty toisistaan yleensä polyeteenillä, teflonilla tai vaahdotetulla polystyreenillä. Kalleimmissa kaapeleissa käytetään ilmaa tai muita kaasuja eristeenä, mutta niitä ei harrastajien laitteissa pahemmin näy. Keskieriste vaikuttaa kaapelin aiheuttamiin signaalihäviöihin ja nopeuskertoimeen. Nopeuskerrointa käytetään laskettaessa sähköistä aallon pituutta.

Syy siihen että koaksiaalikaapeleita käytetään yleisesti syöttöjohtona on se ettei ne ole kovin herkkiä häiriöille. Erilaisilla avolinjoilla saadaan usein pienemmät häviöt ja tarkempi tehonsiirto antennille, mutta ne ovat erittäin arkoja ulkoisille häiriöille. Kuten metallirakenteet ja sähköset laitteet.
Koaksiaalin verkkomainen mantteli, tai vaippa niin kuin sitä myös nimitetään maadoitetaan ja se tekee koaksiaalista melko immuunin erilaisille häiriöille ja näin ollen siitä tulee tehokas syöttöjohto. Tästä johtuu, että se voidaan asentaa lähes mihin tahansa.

Täysin ongelmaton ei toki koaksiaalikaan ole. Se on epäsymmetrinen kaapeli ja se aiheuttaa ongelmia symmetrisillä antenneilla kuten dipoli ja yagi antenneilla. Tämä on korjattavissa symmetrointimuuntajalla eli balunilla (symmi) Se on pieni kela joka sijaitsee antennin syöttöpisteessä. Vaikkei antennissa olekkaan balunia toimii se melko hyvin ja vaaraa laitteiden särkymisestä ei ole. Vaimennusta signaalin epäsovituksesta toki tulee.

Viritetty syöttöjohto


La, Pr ja CB-radioharrastajien yleisimmin käyttämtät kaapelit ovat mitoitettu 50 ohmin impedanssille ja yleisimmät ovat ohut RG-58 ja paksumpi RG-213. Niiden nopeuskerroin on 0,66 ja vaimennukset RG-58= 0,076dB/m ja RG-213= 0,032dB/m. Kertomalla vaimennusluku kaapelin pituudella metreinä saadaan koko kaapelin vaimennus. Kun syöttöjohdosta tehdään sähköisen puolenaallon kerrannaisen mittainen saadaan paras tehonsiirto ja itse antennikaapeli säteilee mahdollisimman vähän. Se ei myöskään aiheuta häiriöitä TV ja Radiovastaanottimiin. Syöttöjohdon sähköisen puolenaallon pituus ja sen kerrannainen toimii impedanssin toistajana puhelimesta syöttöpisteeseen saakka eikä kaapeliin muodostu seisovaa aaltoa (SWR).

Nopeuskerroin syntyy siitä että signaali ei etene kaapelissa kuten ilmassa 300 000km/s eli valon nopeudella. Keskieristeen materiaali vaikuttaa signaalin nopeuteen ja yleisimmin käytössä olevilla kaapeleilla se on 66% ilmassa etenevästä signaalista. Tästä johtuu että sähköinen aallon pituus on vain 66% aallonpituudesta.

Aallon ja sähköisen aallonpituuden laskeminen


Yllä olevassa taulukossa on pituudet valmiiksi laskettuna, mutta selvitän sen laskentatavan seuraavaksi. Radioaallon pituus on käytettävästä taajuudesta riippuvainen ja ennen vanhaan radioaseman taajuus ilmoitettiin aallonpituudella. Nykyään pituutta käytetään pyöristettynä jonkun taajuusalueen (bandin) ilmoittamiseen. Esim. CB-radiobandia sanotaan 11m bandiksi.

Aallonpituus voidaan laskea muuttamalla taajuus kilohertzeiksi, niin kuin DX-kuuntelijat usein tekee tai sitten laskea se megahertzeinä. On makuasia kumpaa tapaa käyttää, mutta selitän ne molemmat. Kaapeli ei voi olla kuin yhdellä taajuudella oikean mittainen ja siksi on 40 kanavalla (taajuudella) tyydyttävä kompromissiin. Jos haluat että kaapeli toimii mahdollisimman hyvin kaikilla 40 kanavalla kannattaa käyttää laskemiseen kanavan 20 taajuutta. Jos käytät eniten joitain muutamia kanavia esim. 30 ja 40 välillä voit laskea sen tietysti haluamallasi taajuudella. Taajuudet löytyvät kutsuluettelon etusivun "taajuudet" sivulta.

Kanavan 20 taajuus on 27,205MHz eli 27205kHz

Kun luku 300 000 jaetaan taajuudella (kHz) saadaan taajuutta vastaava aallonpituus.

300 000/ 27205= 11,0273846719353060099246462047418 Moista tarkkuutta ei kuitenkaan tarvita, ja luku voidaan pyöristää 11,02m:ksi

Ja MHz:nä se lasketaan seuraavasti:
Kun luku 300 jaetaan taajuudella (MHz) saadaan taajuutta vastaava aallonpituus.

300/ 27,205= 11,0273846719353060099246462047418 ja se tietysti pyöristetään 11,02m:ksi

Puolen aallon pituus saadaan jakamalla aallonpituus kahdella. 11,02/2= 5,51 ja jotta saadaan sähköinen puolen aallon pituus kerrotaan luku vielä kaapelin nopeuskertoimella. 0,66 X 5,51=3,6366 Joka voidaan pidemmillä kaapeleilla pyöristää 3,64 metriksi Tätä lukua sitten kerrotaan niin monta kertaa että saadaan riittävän pitkä kaapeli. Kaapelin pituudessa pitää ottaa myös huomioon välissä kiinteästi olevat mittarit ja antennivirittimet. Kun mittaat SWR:t ei sitä tarvitse huomioida kaapelin pituudessa, mutta jos mittarisi on aina kiinni antennin ja puhelimen välissä pitää puhelimen ja antennin välisen kaapelin olla tuo kerrannainen. Sovitus menee poskelleen jos lisäät oikean mittaiseen kaapeliin vaikka 1m mittaisen tumpin koneen ja mittarin väliin. Mittari ei silloin näytä mitä kone "näkee" vaan mitä mittari "näkee" ja kiinteissä asennuksissa se ei ole tehokkain ratkaisu.

Kun jaat luvun 300 000 aallonpituudella saat aallonpituutta vastaavan taajuuden.

300 000/11,0273846719353060099246462047418= 27205,0000000000000000000000000044 kHz

Lisätietoa aiheesta saat mm. kirjoista:
Kirjan nimi: Kirjoittaja: Kustantaja:
Antenneilla aalloille Raimo Mäkelä DX-palvelu Oy
Antenni tekniikka Olavi Lehti Insinööritieto Oy
La-tekniikkaa talonpoikais järjellä Vihtori 100 Viestintä ja pelastuspalveluyhdistys Keula Ry

Ja nettisivuilta: Hoto, Laardi,

By Aslak 2002