Veľmi, veľmi často dostávam otázku: "Aký dosah má tento vysielač?"

Je to zaujímavá otázka a ja sám som pátral po odpovedi veľmi dlho. A musím priznať, že mi to tiež vŕtalo v hlave. Jednoducho som nevedel vyhodnotiť koľko Watt-ov potrebujem vyslať do priestoru, aby som signál zachytil na určitú vzdialenosť.

Poslednú dobu som sa v tomto smere posunul ďalej. Prinášam vám moje zistenia:

Vysielacia postupnosť

Vysielacia postupnosť pozostáva z:

-vysielača

- vodiča prepájajúceho vysielač s anténou

- vysielacej antény

- voľného priestoru, kde sa šíri signál

- prijímacej antény

- vodiča spájajúceho anténu s prijímačom

- prijímača

Červenou farbou som označil tie časti vysielacej postupnosti, kde vznikajú straty. Naopak, čierne časti môžu správnym nastavením zvyšovať dosah vysielania. Bohužiaľ, nesprávnym nastavením môžu tiež dramaticky znížiť dosah vysielania, ale tým sa teraz nebudeme zaoberať.

Straty na 10m dlhom vodiči prepájajúcom vysielač, alebo prijímač s anténou:

Tabuľka č.1 

Straty pri prenose na určitú vzdialenosť vo voľnom priestore od 5cm po 1 000km:

Tabuľka č.2 

V predchádzajúcich dvoch tabuľkách sú hodnoty strát v dB, ktoré vznikajú počas prenosu. Pre lepšiu názornosť teraz uvediem príklad:

Príklad 1

Prívodný kábel RG-58A k vysielacej anténe je 10m a k prijímacej anténe 20m. Vysielač je vzdialený od prijímača 20km. Vysiela sa na frekvencii 144MHz. Aká je strata signálu na prenosovej trase?

1. strata na prenosovom kábli k vysielacej anténe 2,2dB

2. strata na prenosovom kábli k prijímacej anténe 4,4dB

3. strata vo voľnom priestore 20km je 101,64dBm

Celková strata na prenosovej sústave 2,2 + 4,4 + 101,64 = 108,24 dBm

Straty na prenosovej sústave sme si vysvetlili. Medzi tieto straty patria ešte aj straty na konektoroch a straty na terénnych prekážkach. Tieto pre jednoduchosť zatiaľ vynecháme.

Na to, aby sme dokázali na prijímači kvalitne naladiť vysielaný signál musí byť súčet ziskov vysielača, prijímača a antén väčší ako straty na prenosovej trase.

V nasledujúcej tabuľke je zisk vysielačov s výkonmi od 0,1mW až po 100kW.

1. Všimnite si, že keby ste mali vysielač s výkonom 100kW (elektrinu by som nechcel platiť) a vaše antény a prijímač by nemal žiadny zisk, bol by dosah tohoto vysielača menej ako 2000m.

- zisk 2kW vysielača je 80dBm

- straty pri vysielaní na 2000m a frekvencii 144MHz sú 81,64dBm

2. Ak by ste vysielali výkonom 1W bol by váš dosah na frekvencii 144MHz len 5m. Na frekvencii 433MHz by bol dosah menej ako 2m

Tabuľka č.3

Zisk antén je v rozsahu od 0dB po niekoľko desiatok dB:

Prútová anténa 1 - 4 dB

YAGI anténa 8dB - 18dB

satelity 15dB - 30dB podľa veľkosti

Všetky hodnoty berte orientačne, pre tento článok nie sú až také podstatné, stačí aby ste sa v tom vedeli orientovať zhruba.

Príklad 2:

Ak by ste vysielali výkonom 1W vysielač by dodával 30dB zik. S použitím vysielacej antény so ziskom 18dB a príjímacej antény tiež so ziskom 18dB by ste mali celkový teoretický zisk 66dB. Dosah takejto zostavy s prijímačom s nulovým ziskom by bol zhruba 100m na frekvencii 144MHz.

Príklad 3:

Pri výkone 100kW by mal vysielač zisk 80dB k tomu keď prirátate tie dve antény po 18dB budete mať zisk 116dB. Dosah takéhoto vysielača s anténami by bol 100km. Je to už síce väčšia vzdialenosť, ale určite chápete, že zostrojiť takýto vysielač a použiť na vysielanie veľkú smerovú YAGI anténu a na prijímači tiež veľkú smerovú YAGI anténu asi nie je to pravé. Takto by asi rozhlasové vysielanie nemalo šancu fungovať.

Možno už tušíte, že celé tajomstvo je v prijímači tak sa poďme na to pozrieť.

Zisk prijímača:

Konečne sme sa dostali k tomu najpodstatnejšiemu prístroju. Prijímač je to zariadenie, ktoré dokáže zabezpečiť príjem vysielaného signálu aj s malým výkonom na obrovskú vzdialenosť.

Citlivosť prijímačov sa udáva v uV (mikro Volt-och)

wifi -30dBm (7mV)

AM/FM rádio -45dBm (1mV)

GPS -111dBm (0,6uV)

HAM -120dBm (0,2uV)

Príklad 4:

Ak použijeme rádioamatérsku vysielačku s výkonom 1W a ako príjímač rádioamatérsku vysielačku s citlivosťou 0,2uV s dvomi YAGI anténami so ziskom 13dB jednu pri vysielači a druhú pri prijímači získame celkový zisk:

30dBm + 13 + 13 + 120dBm = 176dBm

Podľa tabuľky č.2 bude dosah takejto vysielačky ďaleko cez 1000km. S jedným Watom výkonu to nie je zlé, však?

Záver:

Snažil som sa v tomto článku stručne zhrnúť ako sa dá zistiť maximálna vzdialenosť medzi vysielačom a prijímačom. Nesnažil som sa vás zahlcovať komplikovanými výpočtami, všetko som sám prepočítal na deciBely. Ak neviete, čo sú to deciBely nič si z toho nerobte, dôležité je len to, že ich môžete bez problémov sčitovať a odčitovať. Sčitujete ak ide o zisk a odčitujete ak ide o útlm.

Poprosím Vás napíšte mi, ktorá časť tohoto článku je málo zrozumiteľná, skúsim ju dovysvetliť alebo aspoň uvediem k tej časti nejaký príklad.

V nedeľu, keď som spojazdnil anténu som robil prvé pokusy s vysielaním a po dlhom trápení som zistil, že mám pokazený mikrofón mojej vysielačky. Keď sa mi to podarilo opraviť spravil som prvé spojenia a hneď na začiatku veľmi zaujímavé, tak vám to trochu popíšem.

Natočil som anténu na rádioamatérky prevádzač v Galante. Odvysielal som moju značku OM7AAA v takejto forme:

"Oto Maria 7 Adam Adam Adam počúva na prevádzači"

Zrazu som počul niekoho na druhe strane po rozhovore som zistil, že je to rádioamatér, ktorý sedí v aute na dialnici v Kanade. On vysielal na prevádzač v jeho blízkosti a prevádzače prenášali túto informáciu medzi sebou prostredníctvom internetu.

Rádioamatéri môžu medzi sebou komunikovať aj z počítača. Slúži na to aplikácia EchoLink. Je to volne šíriteľná aplikácia, pomocou ktorej môžu rádioamatéri (teda ľudia, ktorí majú pridelenú volaciu značku) nadväzovať spojenia s inými rádioamatérmi. Prostredníctvom tejto aplikácie sa môžete porozprávať s niekým na druhej strane zemegule, ak má pri sebe vysielač a má v dosahu niektorý z tisícok prevádzačov, ktoré su pripojené do tejto siete.

Obrazovka aplikácie EchoLink

Pripravil som pre vás aj krátky záznam vysielania rádioamatérskych správ.

    Ahojte, nakoľko budem potrebovať výkonnejšiu anténu pre komunikáciu s mojou raketou, spravil som jeden prototyp YAGI antény. Keďže jej umiestnenie na môj stožiar je pomerne komplikované, testoval som ju najskôr pripevnenú na metle na voľnom priestranstve. Bolo to naozaj vtipné, ale fungovalo to skvele. Moja vysielačka mala konečne plný signál k najbližšiemu prevádzaču vzdialenému asi 30km a takmer plný k prevádzaču  vzdialenému 100km. Toto naozaj nie je zlé vzhľadom na výkon prevádzačov 5W.

    Po otestovaní som pripevnil anténu na môj stožiar. Vzhľadom na to, že stožiar je nižšie ako strecha kvalita signálu sa trochu zhoršila, ale napriek tomu je excelentná a nemusím pobehovať po záhrade s metlou.

    Pri experimentovaní s touto anténou som zistil, že som robil obrovskú chybu pri predchádzajúcich anténach, ktoré som mal upevnené vodorovne (horizontálne). Táto je ako ste si určite všimli vertikálne a funguje ďaleko lepšie, lebo aj prevádzače na týchto frekvenciách vysielajú vertikálne. Z toho plynie poučenie, že človek sa učí celý život a neustále musí študovať a experimentovať.

    Anténa funguje na frekvenciách 430Mhz až 440MHz. Jej impedancia je zhruba 50 Ohm, takže som ju nemusel prispôsobovať, aj tak nemám zatial na to merák. Celá anténa je zhotovená z hliníkových trubiek priemeru 5mm a hliníkového nosníka 2x2mm.

Vzdialenosti hliníkových trubiek z prava do ľava od konca nosníka, celý nosník meria 100mm:

0cm

10.3cm

14.5cm

26.9cm

33.4cm

54.6cm

76.4cm

97cm

Rozmery trubiek z prava do ľava. Prvá trubka sa volá reflektor, druhá driven a ostatné director. Druhá je klasický dipól zložená z dvoch častí, ostatné sú z jedného kusa hliníkovej rúrky.

33.0cm

2x16cm

29.0cm

27.0cm

25.6cm

27.2cm

27.4cm

25.4cm

Rúrky sú k nosníku nevodivo prilepené izolepou. Koaxiálny kábel je priletovaný do vnútornej strany dvoch častí 8cm dlhého druhého elementu. Pozor, vletovať to musíte dovnútra, väčšina hliníkových materiálov má takú povrchovú úpravu, ktorá je nevodivá.

Detail na anténu pripevnenú k môjmu stožiaru. Koaxiálny kábel tvorí za anténou takzvaný baloon. Neviem prečo sa to tak volá ani či to funguje. Tvorí to 5 závitov v tvare cievky, keď získam merák napíšem vám ako a či to funguje, zatial som to tam dal len preto, že to väčšina zapojení uvádza.

Pohľad na anténu. Anténa má výrazné smerové účinky takže ju občas chodím natočiť. Bez problémov naladím Maďarov aj Rakušanov, ale ešte som nevysielal, možno to dnes skúsim.

Záver:

    Odhadujem, že s touto anténou by nemal byť problém prijímať a vysielať na vzdialenosť 300km vo voľnom priestore. Rozmery a zapojenie antény som prebral od G0KSC, jej zisk je uvádzaný ako 12.61dBi. Anténa je prototyp, keď budem mať chvíľku zhotovím ju z hrubších trubiek, ktoré na nosník priskrutkujem. Nevýhoda antény je, že som momentálne stratil možnosť vysielať a prijímať v pásme 144MHz. Síce som to skúšal, ale s touto anténou to skutočne nefunguje je určená len pre rádioamatérske pásmo 430-440MHz, ale na tomto pásme funguje skvele.

Ahojte, trochu som sa potrápil s hackermi, nejak mi ničili posledné dni stránku, ale už je to dúfam v poriadku. Popri tom som pripravil niečo skutočne zaujímavé. Stiahol som zo satelitu online fotky našej zemegule.

Áno čítate správne, trochu som sa potrápil, ale podarilo sa mi stiahnuť  fotky z nejakých satelitov určených pre snímanie planéty, kvôli určovaniu počasia. To, čo bolo na tomto experimente najzložitejšie je príprava antény, ale nebolo to drahšie ako 0.5EUR.

Celú anténu som zletoval zo zváracích drôtov, ich dĺžka je tuším jeden meter, použil som, ako vidíte, štyri  na závitnicu a jeden na spodné prekríženie. PVC trubku som našiel v pivnici a 50ohm koaxiálny kábel som mal v rezerve.

Anténa je perfektná pre príjem kruhovo polarizovaného signálu zo satelitov. Jej výhoda je aj v tom, že ju netreba na satelit smerovať, takže som ju len postavil vedľa domu a fungovala. To, čo je dôležité, je rotácia závitu, anténa funguje len pri rotácii, ktorá je na obrázku.

Takto som spájal jednotlivé segmety zváracieho drôtu, je to priletované na kúsku plošného spoja.

Satelitná mapa s dvomi filtrami.

Pridané hranice krajín.

Tu vidíte krásne taliansku čižmu. Ako vidíte, oblačnosť bola len na severe od Čiech a Slovenska.

Záver:

Satelit bol vzdialený viac ako 800Km, anténa fungovala perfektne. Prijímaný signál som prenášal z môjho vysielača FT-7800 do počítača pomocou zvukovej karty bez použitia prenosového kábla. Pekne to škrípalo, ako v sciene fiction filmoch.

S výsledkom som spokojný, keď bude nejaká cyklóna tak si to stiahnem a hodím to na stránku.

Snímky som sa pokúšal prijať aj na obyčajnú anténu dipól, môžete na to zabudnúť, nefunguje to.

Obraz by mohol byť aj čistejší, ale anténa bola tienená okolitými budovami, nemal som dlhší koaxiálny kábel a na strechu sa mi s ňou nechcelo liezť.

V každom prípade som bol sám už druhýkrát prekvapený, aké jednoduché je komunikovať so satelitom.

Na dokódovanie informácií zo satelitu som použil freeware program WXtoImg. Vysielanie zo satelitu som prijímal prostredníctovm antény a môjho vysielač FT-7800. Zvuky z jeho reproduktoru som prijímal prostredníctvom zvukovej karty a spracovával ich priamo program WXtoImg.