Często słyszymy o problemie zakłóceń RFI (Radio Frequency Interference), które mogą występować w naszych urządzeniach radiowych lub sprzęcie sąsiadów. Jednym z głównych powodów takich zakłóceń jest niewłaściwe działanie anten, zwłaszcza takich jak EndFed, pionowe oraz dipolowe i ich warianty, np. OCF dipole (Windom). Jak więc rozwiązać ten problem?
Najlepszą strategią jest usunięcie problemu u źródła, a tym źródłem najczęściej jest sama antena oraz jej linia zasilająca. Skutecznym rozwiązaniem, które można zastosować w takich przypadkach, jest zastosowanie filtru tzw. „common mode choke” (filtr prądów wspólnych), ale kluczowe jest to, gdzie dokładnie go umieścimy.
Prądy wspólne: są to prądy, które mają ten sam kierunek, czyli płyną równocześnie na obu liniach zasilających, są to prądy nieużyteczne. Prądy wspólne znajdują inną drogę powrotu do źródła zasilania, poprzez pojemności pasożytnicze, do innych potencjałów, np. potencjał ziemi, przy różnicowych protokołach komunikacyjnych do potencjału płaszczyzny masy, czy zasilania.
Dlaczego anteny EndFed powodują tak wiele zakłóceń?
Anteny EndFed to najczęściej pojedynczy drut, który ma długość połowy fali na najdłuższej częstotliwości roboczej. W skrócie nazywane są one EFHW (End Fed Half Wave) i czasami są elektrycznie wydłużane za pomocą cewki. Jest to asymetryczna antena, która wymaga przeciwwagi do emisji sygnału. Na obudowie transformatora impedancji 49:1 (choć dostępne są także inne wersje, np. 64:1 lub 9:1) znajduje się zazwyczaj śruba uziemienia, do której można podłączyć przeciwwagę, np. metalowy maszt lub nie rezonansowy odcinek drutu.
Jeśli nie używasz skutecznego uziemienia, wtedy linia zasilająca pełni rolę tzw. przeciwwagi. W wyniku tego prąd płynie przez zewnętrzną osłonę kabla koncentrycznego, co prowadzi do powstania problemu. Te prądy przepływają wzdłuż całego kabla, docierając aż do pomieszczenia operatorskiego, co sprawia, że cały kabel koncentryczny staje się aktywną częścią anteny i emituje sygnał – co prowadzi do zakłóceń (RFI).
Rozwiązanie: izolacja anteny od kabla koncentrycznego
Rozwiązaniem w przypadku EndFed, jak i w przypadku wielu innych anten, jest izolowanie kabla koncentrycznego od anteny poprzez tłumienie prądów wspólnych. W tym celu instalujemy tzw. „common mode choke”, znany również jako balun 1:1 lub izolator linii. Istnieją tu dwie możliwości:
1. Opcja 1: Jeśli masz oddzielną przeciwwagę podłączoną do śruby uziemiającej, umieść taki filtr możliwie jak najbliżej punktu połączenia kabla koncentrycznego z transformatorem impedancji. Krótkie połączenie kabla o długości 30-50 cm nie powinno stanowić problemu.
2. Opcja 2: Jeśli nie masz oddzielnej przeciwwagi, która mogłaby być podłączona, wówczas zewnętrzna osłona kabla koncentrycznego pełni funkcję przeciwwagi. W takim przypadku należy umieścić taki tłumik oraz odcinek kabla koncentrycznego o długości 2-4 m (6-14 stóp) pomiędzy tłumikiem a transformatorem impedancji. Ważne: jeśli ten kabel znajdzie się blisko pomieszczenia operatorskiego, może nadal powodować zakłócenia.
Antena pionowa: 1/4, 1/2 i 5/8 fali (Groundplane)
Antena pionowa działa podobnie jak EndFed, jednak istnieją pewne różnice w przypadku anten 1/4 fali, 1/2 fali oraz 5/8 fali. Ostatnie dwie powinny być traktowane tak samo jak anteny EndFed, co oznacza, że można zastosować jedną z powyższych metod (opcje 1 lub 2).
Natomiast pionowa 1/4 fali wymaga nieco innego podejścia, ponieważ wykorzystuje promienniki o długości 1/4 fali (tzw. radiale) lub sieć promienników na ziemi. W takim przypadku oplot kabla koncentrycznego również działa jak przeciwwaga, więc należy zastosować tłumik jak najbliżej punktu zasilania anteny, podobnie jak w przypadku EndFed.
Dipol z zasilaniem przez kabel koncentryczny
Dipol to symetryczna antena, która w przypadku zasilania przez niesymetryczny kabel (np. kabel koncentryczny) również generuje prądy wspólne. Aby temu zapobiec, należy umieścić dla nich tłumik (1:1 balun) bezpośrednio w punkcie zasilania anteny.
Antena Yagi, Cobweb, Fan Dipole i Hexbeam, które wykorzystują dipole jako promienniki, również wymagają odpowiedniego tłumika. W antenach z częściowym zasilaniem przez linię otwartą (tzw. ladder line), jak w przypadku G5RV, ZS6BKW i Doublet, tłumik należy zamontować w miejscu, w którym kabel koncentryczny przechodzi w linię otwartą (gdzie linia niesymetryczna przechodzi w symetryczną).
Dipol OCF: Jak najbardziej asymetryczny
Dipol OCF (off-center fed) to specjalny przypadek, w którym jedno ramię dipola jest krótsze od drugiego. Ta antena produkuje silne prądy wspólne, dlatego użycie tłumika opartego na rdzeniu ferrytowym z nawojami bifilarnymi lub nawojami z kabla koncentrycznego jest wysoce zalecane. Tłumik taki powinien być zainstalowany bezpośrednio w punkcie zasilania anteny, aby zapewnić odpowiednie tłumienie prądów wspólne.
Podsumowanie
Zakłócenia RFI mogą być poważnym problemem, szczególnie przy antenach takich jak EndFed, pionowych i dipolach, które generują prądy wspólne. Najprostszym rozwiązaniem jest zastosowanie tłumika typu „common mode choke” w odpowiednim miejscu – na przykład jak najbliżej punktu zasilania anteny. Poprawna instalacja tłumika pomoże zminimalizować zakłócenia w sprzęcie radiowym oraz u sąsiadów. Pamiętaj, że kluczem do sukcesu jest izolacja kabla koncentrycznego od anteny – czy to poprzez oddzielną przeciwwagę, czy odpowiednią długość kabla, w zależności od typu anteny.
