W ramach prac przy budowie anten i transformatorów antenowych, często spotykamy się z wątpliwościami dotyczącymi maksymalnej mocy, jaką mogą obsłużyć. Zwykle podaje się maksymalną moc w trybie SSB (chwilową lub ciągłą) lub CW, znacznie rzadziej dla typowych emisji pracujących w trybie ciągłym. W tym artykule postaram się wyjaśnić, dlaczego moc PEP oraz cykl pracy są tak ważne i jak wpływają na bezpieczeństwo sprzętu.
Zawiłości związane z PEP
W specyfikacjach wielu urządzeń radiowych, takich jak anteny, przełączniki czy baluny, producenci podają maksymalną moc, jaką te urządzenia mogą obsłużyć. Często spotykamy się z terminem PEP (Peak Envelope Power), czyli moc szczytowa, ale wiele osób nie do końca rozumie, co to oznacza. Postaram się to poniżej wyjaśnić.
Co to jest PEP?
PEP to maksymalna moc, którą nadajnik może wygenerować, ale chodzi tu o momentalne maksimum, a nie o moc ciągłą. Przykład: nadajnik o mocy 100 W PEP oznacza, że przez krótki okres może on wyprodukować 100 W mocy. Jednak nie oznacza to, że nadajnik będzie pracował na tej mocy przez cały czas trwania transmisji. Moc będzie się zmieniać, zwłaszcza w trybach takich jak SSB (Single Sideband), gdzie sygnał jest modulowany. Tak więc przełącznik antenowy o maksymalnej mocy 100 W PEP może wytrzymać tę moc tylko przez krótki okres, ale nie przez długi czas. Właśnie tutaj zaczynają się problemy.
Cykl pracy (Duty Cycle)
Obok PEP, równie ważnym pojęciem jest cykl pracy (Duty Cycle), który wyrażany jest w procentach. Cykl pracy określa, przez jaki czas nadajnik działa pełną mocą w trakcie transmisji. Nadajnik o 100% cyklu pracy nadaje non-stop, podczas gdy w przypadku 25% cyklu pracy, nadajnik nadaje tylko przez ćwierć czasu, kiedy jest włączony.
Każdy tryb emisji ma przypisany cykl pracy, co pozwala określić, jak długo nadajnik może działać z pełną mocą. Oto standardowe wartości:
Tryb transmisji – Cykl pracy
FM / AM – 100%
SSB – 20%
CW – 50%
Tryby cyfrowe (FT8, RTTY) – 100%
Uwaga: W warunkach pracy w zawodach krótkofalarskich cykl pracy w SSB może wzrosnąć do 50% lub więcej, szczególnie przy użyciu kompresorów toru mikrofonowego lub innych narzędzi do wzmocnienia toru przetwarzania mowy.
Paradoks FT8
Po wprowadzeniu trybu FT8 na pasma amatorskie, pojawiły się znacznie częstsze problemy z uszkodzeniami sprzętu. FT8 korzysta z modulacji SSB (dokładnie USB – górna wstęga boczna), ale jego cykl pracy jest zupełnie inny niż w tradycyjnej emisji SSB. FT8 w rzeczywistości ma cykl pracy wynoszący 100%, co oznacza, że nadaje praktycznie ciągle podczas całej transmisji. Z tego powodu urządzenia, które są zaprojektowane do pracy w trybie SSB (ze średnim cyklem pracy 20%), mogą być narażone na przegrzanie, gdy pracują w trybie FT8.
1000 watów w FT8
Kilka dni temu zbudowaliśmy transformator 1:1 i poinformowaliśmy użytkownika, że maksymalna moc w trybie SSB to 1000 W. Niedługo później otrzymaliśmy zgłoszenie, że współczynnik SWR baluna ciągle rośnie podczas transmisji, co sugerowało przegrzewanie rdzenia toroidalnego z powodu zbyt dużej mocy. Duże spotkało nas zaskoczenie, jak w trakcie prowadzonych później rozmów operator przyznał, że regularnie nadawał z mocą prawie 1000 W w trybie FT8. W tej sytuacji nie tylko mamy do czynienia z brakiem omawianej tu wiedzy, ale dodatkowo z niezrozumieniem w ogóle specyfiki emisji FT8. Wszystkich operatorów gorąco tu zachęcam do zgłębienia chociaż podstawowej wiedzy na temat emisji którymi pracują. FT8 jako bardzo wąskopasmowa i bardzo efektywna emisja zaprojektowana została do pracy niewielką mocą i taka też wystarcza bez problemu do przeprowadzenia łączności ogólnoświatowych. W FT-8 moc 50W jest już sporą przesadą, co dopiero kilkaset watów, czy kilowat…
FT8 a obciążenie transceivera
Coraz więcej producentów transceiverów i akcesoriów do radia dodaje do swoich specyfikacji ostrzeżenia dotyczące maksymalnej mocy w trybach cyfrowych, takich jak FT8. Długotrwała praca transceivera na pełnej mocy w trybach cyfrowych może powodować znaczne obciążenie sprzętu, prowadząc do przegrzania i kosztownych napraw.
Rozsądne podejście
Warto uważnie monitorować maksymalne wartości mocy dla swojego sprzętu. Istnieje wielu producentów, którzy podają zawyżone dane i warto na to również zwrócić uwagę. Najważniejsze jednak to nie przekraczać mocy, która nie jest konieczna. Jeśli na przykład otrzymujesz raporty sygnału na poziomie S8 przy mocy nadajnika 25 W, to zwiększenie tej mocy czterokrotnie do 100 W spowoduje tylko 1 S-punkt więcej na skali S-metra u korespondenta (1S to wzrost siły sygnału o 6dB, gdzie aby uzyskać każde 3dB należy wzmocnić sygnał dwukrotnie). U korespondenta nie spowoduje to dużej różnicy, ale na pewno obciąży Twój sprzęt i wzrośnie sporo zużycie energii (być może także zakłócenia u sąsiadów..)
Podsumowanie
Zrozumienie terminu mocy PEP, cyklu pracy oraz ich wpływu na różne tryby emisji jest kluczowe dla ochrony Twojego sprzętu i zapewnienia mu długotrwałej, niezawodnej pracy. Bez względu na to, czy korzystasz z trybu SSB, CW, czy trybów cyfrowych jak FT8, zawsze weź pod uwagę cykl pracy i odpowiednio dobierz moc do możliwości użytkowanego sprzętu. Szczególnie w przypadku trybów cyfrowych, takich jak FT8, zaleca się ograniczenie mocy do rozsądnego poziomu.
