Denizde Haberleşme Fasikülü, içindekiler

 

VHF Anten Nasıl Çalışır ve Doğru Anten Seçimi

Son güncelleme: 02/02/20
Contributors: Özgür Ökten

"Anten" telsiz cihazından çıkan ses-elektrik sinyallerinin elektromanyetik radyo dalgalarına çevrilmesi, havada-boşlukta belirli bir yöne veya her yöne aynı anda iletilmesi ve sonra yine bu radyo dalgalarının havadan toplanarak telsiz cihazına elektrik sinyali olarak iletilmesini sağlayan parçadır.

Temelde elektrik iletken bir metale herhangi bir frekansta (döngü-tekrarlama) elektrik sinyali verirseniz bu sinyalin bir kısmı elektromanyetik radyo dalgasına dönüşür ve havaya-boşluğa yayılır, büyük bir kısmı ise yok olur, soğurulur veya kaynağa geri yansır. (Yok olur)

Belirli bir frekansa (döngüye-tekrarlamaya) sahip elektrik sinyallerinin frekansı ile ters orantılı bir DALGA BOYU (sinyalin aynı tepe noktasını tekrarlanması arasında geçen süre / havada-kabloda kapsadığı fiziksel boyut) vardır.

İşte bu frekansın dalga boyu ile antenin fiziksel boyu birbiri ile uyumlu olduğundan REZONANS (titreşimlerin uyum ile çoğalması) meydana gelir, anten bu sinyale direnç göstermez ve en yüksek oranda bu elektrik sinyalinin elektromanyetik radyo dalgasına dönüşmesine izin verir.

Rezonansı anlamak için bir grup askerin boğaz köprüsünden tempolu (frekanslı) geçmesi ile köprünün boyunun rezonansa girerek titreşimlerin artarak köprüyü yıkması veya bir opera sanatçısının belirli bir frekansta ses çıkartarak şarap kadehini kırması örneklerini gözünüzde canlandırabilirsiniz.
 

Pratiğe geçmeden önce biraz da hesaplamalardan bahsedelim;

Teknelerde kullanılan anten boyunun ne olması gerektiğini hesaplamak için formül şöyle diyor: 
anten boyu (m) = ışık hızı (km/sn)/ frekans (KHz)

Işık hızını pratikte düz 300.000 km/sn kabul ediyoruz.
Frekans ise bizim deniz VHF sistemleri için aktif olarak kullandığımız 156-162MHz bandının tam ortası olan 159MHz veya KiloHertz olarak yazarsak 159.000KHz kabul edebiliriz.

Formülde yerlerine koyalım rakamları;
Anten boyu = 300.000 / 159.000 = 1,8867 metre

Teknelerde görmeye alıştığımız VHF antenlere oranla 1,88m boy çıkması biraz büyük gelmiş olabilir, ama pek değil aslında.
Bu hesaplanan boya "TAM DALGA" anten boyu diyoruz. Yani dalga boyuna eşit boyutta bir İDEAL ANTEN boyu.
Teorik olarak en verimlisi bu, ama gerçek hayatta kullanmak için pek pratik değil.
Bunu küçültmenin yolu ise bu rezonans işini çok bozmayacak ölçüler olan 1/2, 1/4 veya 5/8 gibi özel ölçüleri kullanmak.

Genelde ucuz antenler 1/4 dalga boyu yani 1,88 m / 4 = 47cm ölçüsünü kullanır.
Biraz daha kaliteli, verimli olanlar ise 5/8 ölçüyü, yani 1,88 m / 4 = 117cm gibi.

Bu hesaplara göre anten yapmak oldukça kolay görünüyor, sanki iki parça bakır boru kesip yapalılabilir gibi ama pratikte tam öyle değil
Bu çok kaba hesaplarda değerlendirmeye katmadığımız minik minik pek çok değişken var ve ne yazık ki tam olarak formülize edilemiyor, kullanılan bakırın, alüminyumun veya kablonun cinsine-alaşımına göre bile değişiyor ve antenin verimini ciddi oranda düşebilliyor.

Eğer elinizde SWR METRE denilen (antenin o frekansla tam rezonansa girip girmediğini, o frekanstaki elektrik sinyaline ne kadar direnç-empedans gösterdiğini ölçen) alet yoksa pratikte evde/teknede kendi kendinize iyi bir anten yapmanız pek kolay değil. Yapılır ama kolay değil. Çok deneme yanılma tecrübesi gerekir.

Bunu yapma imkanımız yoksa piyasadan kurallara formüllere uygun ve kaliteli şekilde üretilmiş olanları alabiliriz.
Elbette yüzlerce farklı anten satılan piyasadan doğrusunu nasıl seçiyoruz konusu kafa karıştırıcı olabilir, aşağıdaki bilgilere göre ihtiyacımıza uygun anteni bulup alabiliriz.

Bu seçimi doğru yapabilmek için bir miktar daha teorik bilgiden bahsetmemiz gerek;

Bu VHF (Very High Frequencies) denilen 30-300MHz arasındaki radyo dalgaları özelliklerinden dolayı sanki bir lazer pointeri tutuyomuş gibi yayınlandığı noktadan ileriye doğru dümdüz ilerler. Genelde bir yerlerden yansımaz, dünyanın ufuk çizgisinin arkasına geçmez, dağları tepeleri pek aşmak istemezler.

Teorik olarak VHF telsizle haberleşme (karşılıklı iletişim) mesafesi alıcı ve verici antenlerin ufuk mesafelerinin toplamıdır.
Grafik ve formülü aşağıdaki gibidir;

Hemen bir örnekle pekiştirelim;
Örnek: Sizin teknenizin anten yüksekliği 12m, kıyıda haberleşmek istediğiniz marinanın anteninin denizden yüksekliği 20m olsun. Hemen formüle koyalım;
Toplam iletişim mesafesi = (3,57 x √12) + (3,57 x √20) = 28km = 15 deniz mili

Aşağıdaki görselde ise pratik hesaplanmış bazı yükseklik ve mesafeleri görebilirsiniz.

Elbette gerçek hayat şartlarında bu mesafeleri etkileyen pek çok değişken olabilir.

Bu tablo bize antenin yüksekte olmasının VHF iletişim mesafesini etkileyen en önemli değişken olduğunu gösteriyor.

Peki başka ne var bu mesafeyi etkileyen?
İki temel şeyden de bahsedebiliriz;
- Çıkış gücü
- Anten kazancı

Çıkış gücü demek telsizimizin gücü demek. Ama bildiğimiz üzere tüm dünyada VHF deniz telsizlerinin çıkış gücü max 25W olarak sabitlenmiştir. (Kara istasyonları 50W, idare sahil radyosu 100W) Dolayısı ile bu değişiklik yapabileceğimiz bir seçenek değil.

Ama burada yapabileceğimiz telsizimizden çıkan 25W gücündeki elektriksel sinyalin zayıflamadan anten'e kadar ulaşmasını sağlamaktır. Yani aradaki kablo ve konnektörlerin kaliteli ve sağlıklı olması lazım. Kablo mesafesi ne kadar artarsa ve arada ne kadar ek veya konnektör olursa burada bir kaybımız oluyor.

Eğer kablo mesafemiz çok ise daha kaliteli (düşük kayıplı) bir kablo kullanmak, kaliteli konnektörler kullanmak ve anten kablosuna ek yapmamak gerekir.
 

Peki ANTEN KAZANCI (GAIN) nedir?
 

Kısaca yukarıda bahsedilen rezonans olayının antenin fiziksel özellikleri ile oynayarak veya bazı elektronik devreler yardımı ile arttırılmasıdır. Antene gönderdiğiniz bir birim sinyalin 3, 5, 10 birim arttırılarak, yükseltilerek havaya yayılmasıdır.

ve tüm bu bilgiler ışığında bir VHF anteni seçmek için temel kurallar şöyledir;
Eğer anteni yüksek bir yere monte edebiliyorsak (yelkenli tekne direği gibi) rüzgardan vb etkilenmeyen, boyutları küçük, kazancı düşük veya normal bir anten tercih edilebilir.
Elbette hem direk tepesinde hem kazancı yüksek anten tadından yenmez!
ama kazancı yüksek antenler genelde fiziksel olarak daha büyük olduklarından direk tepesinde çok tercih edilmezler.

Eğer motoryat kamarası gibi daha alçak veya yelkenlide kıçtaki matafora üstüne filan monte edecekseniz daha yüksek kazançlı antenleri tercih etmek yükseklikten kaybettiğiniz mesafeyi tolere edecektir.

Elbette kötü kaliteli (sinyal zayıflaması yüksek) uzun bir kablo, oksitlenmiş bir konnektör tüm bu yapacağınız yatırımın boşa gitmesi demektir.
Akü+telsiz+konnektör+kablo+konnektör+anten zincir halinde komple bir sistemdir, bu herhangi bir halkasının zayıflığı tüm sistemin zayıflığıdır.

Üstelik kablo konnektör sisteminizdeki 1 birim zayıflık iletişim mesafenizde 10 birim kayıp meydana getirebilir. 

Tüm bu değişkenler değerendirilip doğru anten sistemi kurulabilir.

Yeni yorum ekle
Bu alanın içeriği gizlenecek, genel görünümde yer almayacaktır.
CAPTCHA
This question is for testing whether or not you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.