Cum se foloseşte un ATU?
Videoul de mai jos realizat de Tyler Pattison N1QQ (ex N7TFP) a fost lansat pe YouTube in 2011, însă prezentarea sa nu şi-a pierdut actualitatea. Deşi numeroşi radioamatori se limitează pentru acordarea antenelor lor la ATU-uri automate (mult mai scumpe), de multe ori chiar incorporate în transiverele din noua generaţie, folosirea ATU-urilor manuale continuă să fie larg răspândită.
În activităţi Field Day, SOTA sau cu ocazia instalării antenelor în zone urbane aglomerate şi ostile antenele pot prezenta particularităţi care le fac dificile de acordat printr-o simplă apăsare de buton. În plus se poate argumenta că întrebuinţarea ATU-urilor manuale îi furnizează implicit noului radioamator, pe lângă satisfacţia obţinerii unui rezultat prin cunoştinţe şi abilităţi proprii, noţiunile de bază ale teoriei şi funcţionării antenelor, mai ales dacă beneficiază şi de videouri educaţionale de genul celui de mai jos.
Salut pe YouTube, sunt N7TFP (acum N1QQ – nota mea, YO4PX) şi acesta este un video care arată cum se foloseşte un acordor de antenă (antenna tuning unit, ATU, transmatch). Avem în faţa noastră un ATU produs de Palstar. Puteţi afla mai multe informaţii pe pagina de internet a acestei companii şi am produs şi un video despre acest echipament, care se găseşte pe canalul meu şi pe care îl puteţi consulta. Însă filmul nu este dedicat acestui model, care este similar cu toate celelalte aparate folosite în radioamatorism pentru a acorda antene care nu sunt rezonante pe anumite frecvenţe.
În activităţi Field Day, SOTA sau cu ocazia instalării antenelor în zone urbane aglomerate şi ostile antenele pot prezenta particularităţi care le fac dificile de acordat printr-o simplă apăsare de buton. În plus se poate argumenta că întrebuinţarea ATU-urilor manuale îi furnizează implicit noului radioamator, pe lângă satisfacţia obţinerii unui rezultat prin cunoştinţe şi abilităţi proprii, noţiunile de bază ale teoriei şi funcţionării antenelor, mai ales dacă beneficiază şi de videouri educaţionale de genul celui de mai jos.
(În ianuarie 2012 am publicat sub titlul «Patru videouri educaţionale pentru începători» un grupaj de filme realizate de Tyler Pattison, care poate fi accesat prin adresa din subsol.)
Iată mai jos videoul «Cum se foloseşte un ATU?» cu transcrierea şi traducerea integrală a materialului audio:
Salut pe YouTube, sunt N7TFP (acum N1QQ – nota mea, YO4PX) şi acesta este un video care arată cum se foloseşte un acordor de antenă (antenna tuning unit, ATU, transmatch). Avem în faţa noastră un ATU produs de Palstar. Puteţi afla mai multe informaţii pe pagina de internet a acestei companii şi am produs şi un video despre acest echipament, care se găseşte pe canalul meu şi pe care îl puteţi consulta. Însă filmul nu este dedicat acestui model, care este similar cu toate celelalte aparate folosite în radioamatorism pentru a acorda antene care nu sunt rezonante pe anumite frecvenţe.
Aşadar acest ATU este un dispozitiv de acord al unor antene non-rezonante pentru a le adapta la impedanţa de 50 de Ohmi a emiţătorului sau la alte emiţătoare care au alte impedanţe. Însă cea mai uzuală impedanţă este aceea de 50 de Ohmi, şi noi vom folosi echipamentul pentru a îmbunătăţi raportul de unde staţionare (standing wave ratio, SWR) pe linia de alimentare la aproximativ 1 la 1, pentru ca în transiver să se întoarcă cât mai puţină putere reflectată cu putinţă. Vă voi arăta cum se manifestă o antenă care nu este bine acordată, cum trebuie ea acordată cu ajutorul celor doi condensatori şi al unui inductor-troliu şi, în fine, cum arată o antenă care este acordată corect. Deci acest video îşi propune să demonstreze cum se foloseşte un ATU.
Unul dintre primele lucruri pe care le vom face cu aparatul este să folosim acest comutator (în partea stângă), care ne permite să alegem între o conexiune directă spre două cabluri coaxiale pentru două antene separate sau să beneficiem de serviciile acordorului de antenă prin optarea pentru modul «tune». Prima dată vom alege coaxialul nr. 1, care este un dipol pentru benzile de 80 şi 40 de metri, în vreme ce transiverul este pus să opereze cu o putere mult redusă pe o frecvenţă din banda de 20 de metri. Voi proceda apoi la reglarea povizorie a tunerului. Aceasta se poate face prin mai multe metode, însă eu obişnuiesc să poziţionez pentru început ambele condensatoare variabile la gradaţia ½ sau 50%. Apoi voi deconecta acest releu – anumite tunere au un astfel de releu – care adaugă o impedanţă suplimentară pentru lucrul în banda de 160 de metri, şi de care nu avem nevoie acum.
În acest moment puterea transiverului este mult redusă, aproape de zero. Acest aspect este important, pentru că nu e indicat să emiţi cu putere mare când antena nu este acordată cum trebuie. Puterea mea este de 5 waţi, cel mai mic nivel la care o pot reduce, sunt în modul de lucru CW sau codul Morse (continuous wave, telegrafie) şi voi activa emiţătorul. Puteţi vedea că puterea reflectată este indicată în partea dreaptă a instrumentului. Avem 5 sau 4 waţi reflectaţi şi circa 5 waţi emişi. Aşadar raportul de unde staţionare (SWR) este foarte rău, avem multă putere reflectată şi va trebui s-o reducem, pentru a aduce SWR-ul la 1:1. Instrumentul pe care îl vedem este unul în care citim indicaţiile a două ace care se încrucişează, dar există şi alte modele de instrumente care afişează SWR-ul într-un mod diferit. Pentru a afla care este SWR-ul trebuie să ne uităm la punctul în care se intersectează cele două ace, iar ceea ce vedem în acest moment este un raport de aproximativ 5:1 sau 6:1, un raport care nu este bun. Noi avem nevoie în majoritatea cazurilor de un SWR de cel mult 2,5:1 sau 2:1 – acesta este un raport destul de bun, iar un acord la 1:1 fiind unul ideal, perfect.
Vom încerca să reducem acest SWR cât mai mult posibil. Aşadar primul lucru de făcut în timp ce emiţătorul e activat este să rotim acest inductor-troliu pentru a reduce SWR-ul, fără să acţionăm deocamdată cele două butoane ale condensatorilor variabili. Este un fel de acord grosier pentru a găsi punctul de rezonanţă, şi după cum se vede SWR-ul a şi început să scadă. După ce am găsit acest punct în care SWR-ul este oarecum mai redus şi i-am notat indicaţia începem să acţionăm butoanele condensatorilor, în încercarea de a reduce şi mai mult SWR-ul. În timpul acordului este de obicei indicat să rotim butoanele alternativ şi apoi simultan. Poate părea iniţial neobişnuit, dar cu timpul vă veţi perfecţiona. Rotim încet butoanele în direcţii opuse, mai întâi condensatorul din stânga corespunzător inputului, urmărind atingerea poziţiei în care instrumentul indică un SWR mai mic. Observaţi că am redus valorile indicatorului afişat în jurul butonului, apoi continuăm că creştem aceste valori prin manevrarea în direcţia opusă prin mişcări fine a butonului condensatorului din dreapta. SWR-ul s-a redus aproape de zero. Repetând operaţiunea vom observa că dacă depăşim punctele de acord deja obţinute SWR-ul creşte din nou, aşa că va trebui să revenim la poziţiile optime găsite anterior, pentru ca raportul să fie cât mai apropiat de 1:1.
Putem opri emiţătorul, se pare că de acum am obţinut un raport minim posibil de unde staţionare şi vom trece la creşterea puterii transmise. În timpul acestei manevre urmărim cu atenţie mişcarea celor două ace ale instrumentului, cel din stânga indicând puterea emisă (forward, în unele tunere denumit Transmitter), iar cel din dreapta puterea reflectată (reflected, în unele tunere denumit Antenna, notele mele, YO4PX), şi vom observa că puterea reflectată va creşte uşor. Aceasta se întâmplă pentru că atunci când puterea de emisie era de 5 waţi puterea reflectată de pe linia de transmisiune era atât de mică încât abia o puteam măsura prin indicaţia acului instrumentului din partea dreaptă. Pe măsura creşterii puterii emise la maximul de 100 de waţi de care este capabil acest transiver puterea reflectată ajunge să fie suficientă pentru a fi vizibil indicată pe instrument. De aceea vom apela la o putere mai mare pentru a proceda la un ultim acord fin. Acest acord nu este realmente necesar, dar de dragul exerciţiului ne vom strădui să reducem SWR-ul cât putem mai bine.
Aşadar atunci când am mărit puterea am văzut că SWR-ul a crescut până la valoarea de circa 3 waţi de putere reflectată, de aceea vom mai face un acord cu condensatorii, pentru a vedea dacă o putem reduce mai mult. Iată, am reuşit!
Se pare că am găsit un punct de rezonanţă foarte bun: după cum se vede puterea emisă (forward power) este de circa 100 de waţi, iar puterea reflectată este egală cu zero. Prin interecţia celor două ace vedem că SWR-ul este de aproximativ 1:1. Liniile roşii indică SWR-ul real, raportul undelor staţionare, raportul dintre undele reflectate şi undele emise prin linia de transmisiune.
Cred că unul dintre lucrurile pe care este important să le reţinem este că deşi un ATU este util, el în general nu va îmbunătăţi performanţa antenei. Raporturile de unde staţionare inconvenabile apar de obicei atunci când, după cum am spus anterior, antena pe care o folosim nu a fost proiectată pentru frecvenţa pe care dorim să emitem. ATU-urile acţionează doar ca nişte mediatori. Ele pot fi intercalate între transiverul dumneavoastră şi antenă pentru a aduce impedanţa antenei la aceea necesară transiverului. A avea o antenă care nu are impedanţa de 50 de ohmi sau care nu este rezonantă nu este cea mai bună modalitate de a porni la drum. Veţi obţine întotdeauna performanţe mai bune dacă veţi folosi o antenă proiectată special pentru frecvenţa pe care doriţi s-o utilizaţi. Totuşi aceste aparate ne pot fi utile nouă radioamatorilor, pentru că avem o plajă atât de largă de frecvenţe pe care operăm. Deci ele sunt folositoare, dar este important să nu ne bizuim exclusiv şi în permanenţă pe ele, căci ele nu ne vor permite să beneficiem de rezultate la fel de bune ca cele obţinute cu antene ai căror parametri sunt calculaţi exact pentru frecvenţele intenţionate şi rezonează pe acestea.
Atunci când se proiectează o antenă este important să ţinem cont de mai multe lucruri: în primul rând frecvenţa pe care intenţionăm s-o folosim, în al doilea rând cât de multe sunt celelalte frecvenţe pe care vom dorim să emitem. Fără a intra într-o discuţie complicată despre teoria antenelor şi electromagnetism, noi ne proiectăm în general antenele pentru frecvenţele pe care cel mai probabil vrem să le folosim. Un alt lucru foarte important de care trebuie să ţinem seama este cea mai joasă frecvenţă pe care antena ar urma să fie folosită.
Atunci când se proiectează o antenă majoritatea operatorilor spun că antena este cu atât mai bună cu cât e mai lungă, şi în cele mai multe cazuri această afirmaţie este adevărată. Totuşi, pentru radioamatorii care nu doresc să opereze pe benzile superioare, cum ar fi cele de 10 sau 15 metri, proiectarea antenei pentru a rezona pe cea mai joasă frecvenţă pe care doresc să opereze ar fi mult mai generatoare de beneficii.
În ceea ce mă priveşte eu operez destul de mult serile în banda de 80 de metri, de aceea antena mea este un dipol de 80 de metri. În general veţi obţine rezultate mai bune dacă aveţi o antenă prea lungă şi cu ajutorul unui ATU o veţi face electronic mai scurtă, decât invers, adică având o antenă prea scurtă pe care cu un ATU o faceţi să pară electronic mai lungă. Această din urmă soluţie nu este în general bună. E adevărat că nu este periculoasă, dar performanţele vor fi extrem de reduse. Veţi avea o mare cantitate de putere reflectată. ATU-ul nu elimină puterea reflectată aflată între antenă şi ATU, ci pe aceea dintre ATU şi emiţător. Deci raportul de unde staţionare de pe linia de transmisiune este totuşi prezent şi este important să ţinem cont de acest aspect, a cărui neglijare poate conduce la rezultate nesatisfăcătoare. Încă o dată: ATU-ul elimină doar puterea reflectată dintre ATU şi emiţător, aşadar nu influenţează raportul de unde staţionare prezent pe linia de transmisiune.
Înainte de a încheia acest video aş vrea să mai spun un lucru: este important să nu vă acordaţi antenele pe frecvenţele pe care au loc conversaţii în desfăşurare. (sau pe care se lansează apeluri, aş adăuga eu. «QRL?» în telegrafie sau «Is this frequency in use?» în SSB sunt întrebări prin care se poate afla dacă frecvenţa este ocupată - nota mea, YO4PX). Bunele practici ale radioamatorismului ne spun că atunci când dorim să facem acorduri trebuie să găsim în acest scop o frecvenţă liberă. Aceasta nu este o lege, dar deranjarea unui QSO în curs poate fi considerată o interferenţă. De aceea, din respect faţă de ceilalţi operatori vă îndemn să găsiţi o frecvenţă liberă atunci când procedaţi la acordarea antenelor dumneavoastră.
Aici se încheie acest video despre felul în care se foloseşte un ATU. În cazul în care aveţi întrebări la care nu am răspuns nu ezitaţi să-mi trimiteţi un e-mail sau un mesaj prin YouTube sau să înscrieţi un comentariu dedesubtul videoului - poate altcineva vă va răspunde înainte ca s-o pot face eu însumi.
Vă mulţumesc pentru că aţi urmărit videoul şi nu uitaţi să vă abonaţi la canalul meu şi să acţionaţi butonul Like. Aici N7TFP, 73 şi la revedere!
Tyler a fost autorizat ca radioamator în iulie 2005 cu indicativul KE7ENR. În martie 2007 a promovat examenul pentru categoria General, iar în martie 2010 pentru categoria Extra. Şi-a schimbat indicativul în N7TFP, pentru ca din iulie 2014 să lucreze sub indicativul N1QQ. Iată cum se prezintă el pe pagina sa de internet:
«Mă numesc Tyler Pattison. Iniţial am fost destinat de părinţi să devin muzician, însă undeva pe drumul spre celebritatea artistică am abandonat şi am ajuns inginer în domeniul electricităţii. Unele dintre domeniile care mă pasionează sunt electronica, ştiinţa radioului, ştiinţa calculatoarelor, meteorologia, orologeria, aviaţia, orgile cu tuburi.»
Pagina sa de internet se găseşte la această adresă, iar canalul său pe YouTube la această adresă.
Articolul «Patru videouri educaţionale pentru începători» («Componenţa primei staţii», «Cum se reglează amplificarea de microfon», «Cum se foloseşte un ATU?» [o versiune diferită de aceea prezentată acum] şi «Repetoarele pentru banda de 2 metri») poate fi accesat la această adresă.
Un alt material recomandat începătorilor este cuprinzătorul articol al lui Ward Silver N0AX «Prima ta staţie de unde scurte» care se găseşte la această adresă, precum şi «Prima ta portabilă» la această adresă.
Un alt material recomandat începătorilor este cuprinzătorul articol al lui Ward Silver N0AX «Prima ta staţie de unde scurte» care se găseşte la această adresă, precum şi «Prima ta portabilă» la această adresă.
(Introducere, traducere, documentare, completări şi prezentare de YO4PX. Surse: YouTube, pagina lui N!QQ, Google Images)
* * *
