REZONANCE ANTÉN

Základním úkolem antény je převést s maximálně možnou účinností energii ve formě vysokofrekvenčních kmitů z vysílače a vyzářit ve formě elektromagnetických vln. Jelikož požadujeme získat co největší elektrické a magnetické pole, používá se jev zvaný rezonance, který umožňuje mnohonásobné zvětšení vyzářené energie.

Anténa je v podstatě forma laděného obvodu, který se skládá z indukčnosti a kapacity, z toho vyplývá, že musí mít svůj rezonanční kmitočet, závislý na hodnotách obou prvků. Je to kmitočet, při kterém se kapacitní a induktivní reaktance vzájemně vyruší, tedy jsou stejně velké, ale s opačnou fází. V tomto okamžiku je impedance (odpor) antény čistě ohmický.

Vznik otevřeného rezonančního obvodu – antény.

Paralelní rezonanční obvod je v praxi využíván jako selektivní obvod, který je schopen zdůraznit určité kmitočtové pásmo signálů. Jeho selektivní vlastnosti jsou určeny hodnotou obvodových parametrů jednotlivých prvků. Hodnoty indukčnosti a kapacity antény jsou dány jejími fyzikálními vlastnostmi a také prostředím, v němž se anténa nachází. Bylo zjištěno, že čím je anténa větší, nebo přesněji anténní prvky, tím je její rezonanční kmitočet nižší.

Například antény pro UHF pozemního televizního vysílání mají relativně malé prvky zatímco u VHF vysílání zvuku FM mají větší prvky označující nižší >frekvenci. Antény pro krátké vlny jsou ještě větší.

Závislost impedance antény na kmitočtu.

Je-li anténa pro daný kmitočet v rezonanci, jsou imaginární složky impedancí prvků přesně opačné, tedy velikost imaginární složky komplexní impedance (tedy reaktance) jednoho prvku je přesně opačná (liší se jen znaménkem), než velikost imaginární složky komplexní impedance prvku druhého

Chcete-li zjistit rezonanční kmitočet soustavy anténa – napáječ, používá se tranzistorový (dříve elektronkový) měřič rezonance, v podstatě oscilátor, který indikuje rezonanci změnou proudu v měřidle. Na obrázku je jedno z mnoha možných zapojení.

Tranzistorový měřič rezonance (DIP-metr)

Měřič rezonance se tedy (jak plyne z názvu) používá k určení rezonančního kmitočtu laděných obvodů LC, napájecího vedení (třeba určité délky souosého kabelu), a také – čemu je hlavně věnován tento článek – rezonance antén. Jeho činnost je založena na odsávání vysokofrekvenční energie ze zkoumaného LC obvodu, nebo v okamžiku koincidence vlastního rezonančního kmitočtu a vlastního rezonančního kmitočtu zkoumaného obvodu, například antény. Pokud jsou oba tyto kmitočty shodné, měřicí přístroj ukáže ostrý pokles výchylky, také zvaný dip. Tento pokles je větší, čím je větší vazba mezi přístrojem a laděným obvodem a také tím, čím je větší činitel jakosti obvodu. Naměřený kmitočet je tedy rezonanční kmitočet antény. Je také třeba mít na vědomí, že rezonanční kmitočet antény měřený v blízkosti země je posunut směrem k nižším kmitočtům. Po zvednutí antény na stožár se rezonanční kmitočet posune až o 0,2 – 0,4 MHz výše.

Chceme li měřit rezonanci antény, měříme vždy přímo na svorkách antény. Pokud měříme pomocí napáječe, musíme mít jistotu, že na daném kmitočtu, má napáječ elektrickou délku rovnou polovině vlny krát zkracovací činitel (v tabulkách), pouze v tomto případě je měření správné. Z toho tedy vyplývá, že by jste nikdy neměli měřit pomocí neznámého kabelu, pokud jeho zkracovací činitel neznáte.

Přístroj je velmi vhodné uzavřít do kovové krabičky, hlavně z důvodu odstranění ovlivňování kmitočtu přiblížením ruky. Na předním panelu je namontován ladicí kondenzátor a příslušná stupnice. Z užší strany je namontován konektor, například tříkolíkový DIN pro připojení cívky L1, v jedné verzi tohoto přístroje byl použit stereo Jack. Nejpoužívanější cívka, s pokrytím rozsahu kmitočtů 25 MHz až 40 MHz byla navinuta na kostřičce o průměru 20 mm, devět závitů smaltovaného drátu průměru 1,6 mm (ze starého trafa) a roztažená na délku 30 mm, s odbočkou na druhém závitu od studeného (zemního) konce. Při použití dalších výměnných cívek přístroj pracoval v pásmech od 3 MHz do 150 MHz, tedy obsáhl téměř všechny běžně používaná amatérská pásma.

Viz také:
http://ra4a.ru/
http://ok1ike.c-a-v.com/soubory/diposc.htm
http://ok1ike.c-a-v.com/soubory/tdo.htm
http://ok1ike.c-a-v.com/soubory/tdo_fet.htm
http://ok1ike.c-a-v.com/soubory/gdo_ar.htm