Jak zjistit, jestli VHF anténa na jachtě správně funguje

Vysílačka funguje, slyšíme provoz v přístavu, ale dovoláme se jen na pár mil. Je chyba ve vysílačce, v anténě na stěžni, nebo v kabelu? Na jachtě je možné celý anténní systém poměrně snadno zkontrolovat. Nejdůležitější hodnotou je SWR – poměr stojatých vln.

VHF vysílačka i anténní systém na jachtě pracují s impedancí 50 Ω . Stejnou hodnotu mají běžné námořní VHF radiostanice i odpovídající antény. Například Icom uvádí u pevné námořní VHF IC-M330 anténní impedanci 50 Ω a výkon vysílače 25 W.

Když vše funguje správně, výkon vyslaný radiostanicí projde koaxiálním kabelem do antény a anténa ho vyzáří. Pokud je ale poškozený konektor, do koaxiálu pronikla voda, kabel je přerušený nebo je vadná anténa, část energie se vrací zpět k vysílačce.

A právě to nám ukáže SWR.

Co znamená SWR?

Ideální hodnota je 1 : 1. Představme si to takto. Stříkáme vodu ze zahradní hadice k sousedovi za plot. Důvod v tom nehledejte, je to jen příklad. Oka plotu jsou velká a všechna voda, která opustí hadici, skončí u souseda. To je ideální hodnota 1 : 1. Oka v plotě ale mohou být malá. Nebo ucpaná nějakým popínavým plevelem. Pak část vody proletí a část se vám odrazí zpět do obličeje. Pak bude první číslo vyšší než 1. Například 2 : 1.tak je možné si to představit. Přirovnání samozřejmě není matematicky přesné. Hodnota SWR 2 : 1 neznamená, že se polovina vyslaného výkonu vrací zpět. Slouží jen k jednoduchému vysvětlení principu.

A nyní zpět k hodnotám SWR. Orientačně můžeme výsledky hodnotit takto:

1,0–1,5 : 1 – výborné
1,5–2,0 : 1 – v pořádku
2,0–3,0 : 1 – něco není ideální, je dobré hledat příčinu
nad 3 : 1 – anténní systém má problém

Pro představu výrobci kvalitních námořních antén běžně uvádějí SWR kolem 1,3–1,5 při 156,8 MHz, tedy na frekvenci kanálu 16. Glomex například udává u řady svých VHF antén SWR maximálně 1,3 při 156,8 MHz a impedanci 50 Ω.

Nejjednodušší je SWR metr

K měření potřebujeme SWR metr určený pro VHF. Zapojí se mezi radiostanici a anténní kabel. 

Vysílačka - SWR metr - anténa

Přístroj změří výkon směřující do antény a výkon, který se od anténního systému vrací zpět.

Měření začneme na nízký výkon vysílačky. Krátce zaklíčujeme na kanálu, na kterém je testovací vysílání dovoleno, a odečteme hodnotu. K měření nepoužíváme nouzový kanál 16.

Pokud například naměříme SWR 1,3, je anténní systém velmi pravděpodobně v pořádku. Hodnota 2,5 už je důvodem ke kontrole. SWR 4 nebo 5 znamená, že je někde vážný problém.

Specializované testery umějí současně změřit SWR i skutečný výkon vysílačky. Shakespeare například používá tester ART-3 právě pro měření výkonu radiostanice, VSWR antény a kontroly přijímací části.

Ještě lepší je anténní analyzátor

Profesionálnější a pohodlnější je anténní analyzátor, který dokáže pracovat v pásmu námořního VHF, tedy přibližně 156–162 MHz.

Radiostanici vůbec nepotřebujeme. Odpojíme od ní anténní kabel a připojíme ho na analyzátor.

Ten potom projede celé frekvenční pásmo a zobrazí graf SWR. Okamžitě vidíme, jak se anténa chová na jednotlivých frekvencích a kde má minimum.

Pozor při výběru přístroje. Mnoho levných analyzátorů určených radioamatérům pracuje jen na krátkých vlnách a na námořní VHF nestačí. Přístroj musí zvládat alespoň 162 MHz. Například RigExpert AA-230 pracuje až do 230 MHz a kromě SWR umí kontrolovat kabel a pomocí TDR dokonce určit místo závady na vedení.

Co je to TDR

Time Domain Reflectometry je metoda a měřicí přístroj (tzv. TDR reflektometr), který funguje na stejném principu jako radar. Přístroj pošle do kabelu (např. koaxiálního nebo anténního) krátký elektrický impuls. Pokud je kabel v pořádku, impuls projde dál. Jakmile ale narazí na impedanční změnu – například zkrat, přerušení drátu, přiskřípnutý kabel nebo přerušené stínění – část signálu se od tohoto místa odrazí a vrátí se jako „ozvěna“ zpět do přístroje. Protože přístroj zná rychlost šíření signálu v kabelu a změří dobu návratu odrazu, dokáže určit vzdálenost k místu závady. Při správně nastavených parametrech kabelu může být lokalizace velmi přesná.

Je špatná anténa, nebo kabel?

Máme-li vysoké SWR, je třeba systém rozdělit.

Ideální je odpojit anténu a místo ní na konec koaxiálního kabelu připojit 50Ω umělou zátěž – dummy load. Potom změříme systém znovu.

Je-li s umělou zátěží SWR téměř 1 : 1, vyloučíme tím například výrazné impedanční problémy, zkrat nebo přerušení vedení. Samotné nízké SWR ale ještě nemusí dokazovat, že koaxiální kabel nemá velké ztráty. Ty umí změřit kvalitnější anténní analyzátor.

Je-li SWR stále vysoké, chyba je v kabelu nebo konektorech.

Pokud máme na patě stěžně konektor, můžeme tímto způsobem instalaci dále rozdělit. Nejprve změříme kabel od vysílačky ke stěžni a následně vedení uvnitř stěžně.

U analyzátorů vybavených TDR je diagnostika ještě jednodušší – přístroj dokáže z odrazu signálu odhadnout, v jaké vzdálenosti se závada kabelu nachází.

Stačí multimetr?

Ano i ne.

Multimetrem můžeme velmi dobře prověřit samotný koaxiální kabel, pokud jej odpojíme od vysílačky i antény.

Zkontrolujeme, zda není zkrat mezi středním vodičem a opletením. Potom můžeme na vzdáleném konci střední vodič s opletením záměrně spojit a na druhém konci zkontrolovat kontinuitu. Tím zjistíme, zda není kabel přerušený.

Ale měřit multimetrem kabel s připojenou anténou může být zavádějící.

Některé námořní VHF antény jsou stejnosměrně uzemněné. Multimetr tedy mezi středním vodičem a stíněním naměří téměř zkrat, přestože je anténa naprosto v pořádku. Glomex například u řady svých antén přímo uvádí DC ground – yes.

Jiné konstrukce se naopak mohou při měření stejnosměrným proudem jevit jako rozpojené.

Multimetr tedy neřekne, jestli anténa správně pracuje na 156 MHz.

Často není problém v samotné anténě

Koaxiální vedení vede vlhkým prostředím, prochází palubou a stěžněm a konektor u paty stěžně bývá opakovaně rozpojován. Stačí malé množství vody uvnitř koaxiálu a jeho vlastnosti se výrazně zhorší.

Podezřelé jsou:

zelené nebo zoxidované konektory,

voda v konektoru,

špatně nasazený konektor PL-259,

zlomený kabel u průchodky,

spoj kabelu uvnitř stěžně,

poškození koaxiálu při stavění stěžně,

koroze konektoru přímo pod anténou.

Vysílačka funguje, ale nikam se nedovoláme

To je typický příznak problémů s anténou.

Příjem může působit relativně normálně, protože k zachycení velmi silné blízké stanice stačí i špatná anténa. V přístavu tedy slyšíme ostatní lodě a máme pocit, že je vše v pořádku.

Teprve při vysílání na větší vzdálenost zjistíme, že nás nikdo neslyší.

Proto jednoduché „slyším vysílačku, anténa tedy funguje“ není příliš spolehlivý test.

Nejjistější kontrolou antény na jachtě je změřit SWR. Zabere několik minut a ještě před vyplutím zjistíme, zda naše nejdůležitější komunikační zařízení skutečně dokáže vysílat tam, kam má.