Antennakábel hangolás: hasznos trükk vagy rádiós városi legenda? -

Rádióamatőr körökben számtalan mítosz, féligazság és valódi trükk kering. Az egyik leggyakrabban vitatott téma: vajon számít-e a koaxiális antenna kábel hossza? Mikor hasznos a kábel hangolása, és mikor felesleges?

A kábelhossz mítosza – és ami mögötte van

Az impedancia-transzformáció alapjai

A negyedhullámú kábel impedancia-transzformátorként viselkedik. Ez a következőt jelenti:
Ha a kábel egyik végén lévő impedancia Zl, és a kábel karakterisztikus impedanciája Z0, akkor a másik végén „látható” impedancia:

Ezért ha például egy 50 ohmos adót 75 ohmos antennával akarsz illeszteni, használhatsz egy λ/4-es 61 ohmos koaxiális szakaszt, ami az illesztést „elvégzi”.

Picit sántít a példa, hiszen ilyen impedanciával rendelkező koax nem igazán kapható, ezért a gyakorlatban 50Ohm-os negyedhullámú szakaszt használunk, ami még mindig jobb illesztést ad, mint ha direktben csatlakoznánk a 75Ohm-os antennával az 50Ohm-os rádióra
(kb 1.5:1 SWR romlás) vagy pedig egy 4:3-as ballunt hívunk segítségül.

Mikor nem történik impedancia-transzformáció?

Ha a kábel fél hullámhosszú (λ/2) vagy annak egész számú többszöröse, akkor nem történik impedancia átalakulás. Ez azt jelenti, hogy a rádió pontosan azt az impedanciát „látja”, amit az antenna nyújt. Ha tökéletesen hangolt antennánk van és/vagy digitális ére vágni a koaxot.

Mi az SWR, és miért számít?

Az SWR (Standing Wave Ratio) vagy állóhullám arány megmutatja, mennyi teljesítmény jut az antennába, és mennyi verődik vissza. Az ideális SWR 1:1, de a legtöbb berendezés 2:1-ig tolerálja az illesztetlenséget.

SWR érték	Visszavert teljesítmény (%)	Veszteség (dB)	Megmaradó teljesítmény (%)
1:1	0%	0 dB	100%
1.5:1	4%	0.18 dB	96%
2:1	11%	0.51 dB	89%
3:1	25%	1.25 dB	75%
5:1	44%	2.6 dB	56%
10:1	67%	4.8 dB	33%

Koaxiális kábelek veszteségei: RG-58, H155, H500, H1000

A veszteség nagymértékben függ a kábel típusától, hosszától, frekvenciától és állapotától. Lássuk a legnépszerűbb típusokat 10 méter hosszra, három frekvencián:

Kábel típus	Rövidülési tényező	14 MHz	145 MHz	435 MHz
RG-58	0,66	0,5 dB (~11%)	2,1 dB (~35%)	4,8 dB (~68%)
H-155	0,79	0,3 dB (~6%)	1,1 dB (~22%)	2,5 dB (~44%)
H-500	0,85	0,15 dB (~3%)	0,6 dB (~12%)	1,3 dB (~25%)
H-1000	0,85	0,08 dB (~1.8%)	0,4 dB (~9%)	0,9 dB (~18%)

Mi az a rövidülési tényező, és miért kell vele számolni?

A jel nem a fénysebességgel terjed a kábelben

A koaxiális kábelek belsejében a rádiófrekvenciás jel nem vákuumban halad, hanem a kábel dielektromos szigetelő anyagában (pl. PE, PTFE, habosított polietilén). Ez az anyag lassítja a jel terjedését.

Ezt a jelenséget a rövidülési tényező vagy sebességszorzó (velocity factor – VF) írja le, amely megmutatja, hogy a jel a fénysebesség hány százalékával terjed a kábelben.

Példák:

Kábel típus	Rövidülési tényező
RG-58	0,66
H-155	0,79
H-500	0,85
H-1000	0,85

Ha egy frekvenciához tartozó szabad téri hullámhossz például 2 méter, akkor az RG-58-ban ugyanez a hullámhossz csak 1,32 méter lesz.

Ezért kell minden méretezésnél figyelembe venni a rövidülési tényezőt – ellenkező esetben a kábel nem fog pontosan rezonálni a kívánt frekvencián!

Veszteségek összesítve – egy valós példa

Paraméter	Érték
Frekvencia	145 MHz
Kábel típusa	RG-58
Kábel hossza	10 méter
Csatlakozók száma	2 db
Adóteljesítmény	10W
Antenna impedancia	nem 50 ohm → SWR ≠ 1:1

Veszteségforrások, amit számolunk

Koaxiális kábel vesztesége (gyári adat alapján)
Csatlakozók vesztesége (tipikusan 0,1 dB/db)
Visszaverődés vesztesége az antenna rossz SWR-je miatt
Extra veszteség a nem rezonáns kábelhossz miatt

SWR	Reflexiós veszteség (dB)	Reflexiós veszteség (%)	Extra veszteség (nem λ/2)	Kábel veszteség (dB)	Csatlakozó veszteség (dB)	Teljes veszteség (dB)	Kimeneti teljesítmény (W)
1:1	0 dB	0%	0 dB	2,1 dB	0,2 dB	2,3 dB	≈ 5.9 W
1.5:1	0,18 dB	~4%	0,2 dB	2,1 dB	0,2 dB	2,48 dB	≈ 5.6 W
2:1	0,51 dB	~11%	0,3 dB	2,1 dB	0,2 dB	3,11 dB	≈ 4.9 W
3:1	1,25 dB	~25%	0,4 dB	2,1 dB	0,2 dB	3,95 dB	≈ 4.0 W
5:1	2,6 dB	~44%	0,5 dB	2,1 dB	0,2 dB	5,4 dB	≈ 2.9 W

Tanulságok:

Az RG-58 egy vékony, olcsóbb koaxkábel amely 10 méteres hosszon már alapból 2,1 dB veszteséget okoz 145 MHz-en – tehát az antenna rendszerünk már induláskor is hátrányos helyszetből indul. Használjunk kisebb veszteségű H155 vagy méginkább H500 illetve H1000 kábelt !
Még tökéletes hosszúságú kábel esetén is, amennyiben az antennánk nincsen pontosan hangolva, és emiatt az SWR megnő, jelentős veszteség keletkezik. Például már a nem is annyira ijesztőnek tűnő 1,5:1 SWR mellett is több mint 40% teljesítményveszteség léphet fel az RG-58 kábelon. Ne sajnáljuk az időt és fáradtságot, igyekezzünk pontan behangolni az antennát is !
Ha a kábel nem félhullámú, akkor a fentiekhez plusz veszteség társul az impedancia-torzítás miatt (a reflexió hatása nem csak egyszer jön vissza, hanem újra és újra „utazik” a kábelben → elnyelődik). A nem rezonáns kábelhossz hozzáad még 0,2–0,5 dB veszteséget, amit sokan nem is vesznek észre – de az antennához eljutó teljesítmény drasztikusan csökken. Ha már nem sikerült ideális antennát beszereznünk illetve telepítenünk ( mivel ilyen csak a mesékben létezik ) akkor legalább igyekezzünk a fél hullámhosszúra vagy annak egész számú többszörösére vágni a koax kábelt, hogy legalább az impedancia torzítás miatti veszteségeket elkerüljük.
5:1 SWR + RG-58 = a teljesítmény 70%-a elveszik! ? De ez már a horror kategória, ne is beszéljünk róla…

Akkor mos ez városi legenda vagy valós trükk?

A kábelhossz valóban számít – de nem mindig. Ha félhullámú kábelünk van, az antenna impedanciája torzítás nélkül jut el a rádióhoz. Negyedhullámnál pedig segíthetünk illeszteni egy nem ideális antennát. Eltérő esetekben a veszteségeket érdemes számszerűen is figyelembe venni. Egy rossz kábel és/vagy SWR akár 50%-os teljesítményveszteséget is jelenthet. Ez nem városi legenda – ez egyszerű fizika.