MMANA-GAL Basic ... στα Ελληνικά

MMANA-GAL Basic

Το πρώτο εγχειρίδιο του MMANA-GAL Basic στα Ελληνικά

Οι κεραίες είναι ο αναπόσπαστος κρίκος του ραδιοερασιτεχνικού σταθμού ασυρμάτου και ευθύνονται, κυρίως, για την ένταση των σημάτων που λαμβάνουν και εκπέμπουν. Αποτελούν δε από μόνες τους ένα ολόκληρο κεφάλαιο, το οποίο για πολλούς ραδιοερασιτέχνες υπήρξε αντικείμενο ενδελεχούς έρευνας, ενασχόλησης και επιστημονικής διατριβής μιας ολόκληρης ζωής (βλ. W4RNL, L. B. Cebik – W6SAI, William Orr – ON4UN, John Devoldere και πολλοί άλλοι). 

Για την υλοποίηση μιας κεραίας υπάρχουν τρία βασικά στάδια. Πρώτο στάδιο είναι ο σχεδιασμός, δεύτερο η μηχανική κατασκευή και τρίτο η επαλήθευση, η οποία προκύπτει ύστερα από μετρήσεις. Σε ότι αφορά το τρίτο και το δεύτερο θα ασχοληθούμε κάποια άλλη στιγμή στο μέλλον. Σε ότι όμως αφορά το πρώτο, νομίζω πως με τόσα πολλά λογισμικά που υπάρχουν διαθέσιμα στο διαδίκτυο, θα ήταν κρίμα να μην ασχοληθούμε, έστω και επιφανειακά, με μερικά από αυτά. Ένα από τα πιο γνωστά είναι το MMANA-GAL που θα σας παρουσιάσω σήμερα.  

Το MMANA-GAL είναι ένα εργαλείο σε μορφή λογισμικού για Η/Υ που λειτουργεί σε πλατφόρμα Windows και που δίνει την δυνατότητα στον χρήστη να αναλύσει την κεραία της δικής του σχεδίασης ή να επιλέξει από μια βάση πολύ γνωστών και συνηθισμένων κεραιών που υπάρχουν μέσα στα directory του λογισμικού, τακτοποιημένα και χωρισμένα ανά ομάδες.

Πίσω από λογισμικό βρίσκεται ο Makoto Mori, JE3HHT τον οποίον γνωρίζουν όλοι όσοι έχουν ασχοληθεί με το RTTY από το γνωστό MMTTY και το MMVARI. Για όσους δεν γνωρίζουν, το MMTTY είναι ένα πρόγραμμα για αποκωδικοποίηση και κωδικοποίηση RTTY με κάρτα ήχου και το MMVARI βρίσκεται μέσα στο Logger32 για αποκωδικοποίηση και κωδικοποίηση ψηφιακών διαμορφώσεων, επίσης με κάρτα ήχου.  

Δίπλα στον Makoto όμως βρίσκεται ο DL1PBD Alex και ο DL2KQ Igor οι οποίοι συνεπικουρούν το όλο εγχείρημα.

Το MMANA-GAL βγαίνει σε δυο εκδόσεις. Την Basic που είναι δωρεάν και την Pro που κοστίζει από 99,00 € και προορίζεται για προσωπική χρήση … και πάει λέγοντας.

Εμείς θα ασχοληθούμε με την Basic διότι ως ραδιοερασιτέχνες αυτή η έκδοση καλύπτει τις απαιτήσεις μας στο έπακρο. Εκτός αυτού ενδέχεται να μας λείπουν μερικά από τα 99 Ευρά που απαιτούνται για την αγορά του Pro… Νομίζω;

Για να χρησιμοποιήσουμε το λογισμικό για σχεδιασμό, ίσως θα χρειαστεί να ξεσκονίσουμε λιγάκι τις εντελώς βασικές γνώσεις στην γεωμετρία αφού τις κεραίες μας θα τις σχεδιάσουμε στο καρτεσιανό σύστημα συντεταγμένων, δηλαδή στους άξονες x, y και z.

Όσοι δεν έχετε προηγούμενη εμπειρία με σχεδιαστικά λογισμικά CAD (Computer Aided Design) ίσως στην αρχή σας φανεί κάπως δύσκολο αλλά πιστέψτε με, μόλις σχεδιάσουμε μαζί την πρώτη μας κεραία, ένα απλό δίπολο, πιστεύω ότι θα αναθεωρήσετε αμέσως και θα αποβάλλεται τους όποιους ενδοιασμούς είχατε μέχρι στιγμής!

Προσδεθείτε …

Ανοίγοντας για πρώτη φορά το λογισμικό MMANA-GAL, θα αντικρύσουμε το παρακάτω  ‘παράθυρο’.

Εκτός από την γραμμή εργασιών και την γραμμή εργαλείων, θα δούμε ότι το λογισμικό διαθέτει και τέσσερις καρτέλες. Αυτές είναι:

1) Geometry – πεδία μέσα στα οποία προσδιορίζονται στους άξονες ΧΥΖ όλες οι διαστάσεις των τμημάτων της κεραίας.

2) View – εδώ βλέπουμε τι σχεδιάσαμε στους άξονες ΧΥΖ

3) Calculate – καρτέλα υπολογισμού SWR, Z (R - jX) GAIN, F/B, ELEVATION κτλ. 

4) Far field plots – εδώ βλέπουμε τα διαγράμματα των λοβών στον χώρο.

Όλα αυτά, σε λίγο θα τα παίζετε στα δάχτυλα.

Όπως σας υποσχέθηκα λίγο πιο πριν, θα σχεδιάσουμε μαζί μια κεραία, ένα δίπολο, για να μπορέσουμε να εξοικειωθούμε με το λογισμικό.

Ας υποθέσουμε λοιπόν, πως θέλουμε να σχεδιάσουμε ένα δίπολο για την μπάντα των 10 μέτρων ή 28 – 29 MHz. Αυτό μπορούμε να το κάνουμε με δυο τρόπους. Είτε πληκτρολογώντας τα μήκη απευθείας στο πεδίο Geometry, είτε ανοίγοντας το Wire Edit. Το Wire Edit είναι ένα εργαλείο το οποίο μας δίνει την δυνατότητα του σχεδιασμού, στις δυο (2D) ή και στις τρεις διαστάσεις (3D). Είναι απλό και εύχρηστο, χάρη στην χρήση του φόντου που είναι του τύπου χαρτιού μιλιμετρέ. Επιπλέον μας δίνει την δυνατότητα μεγέθυνσης που φτάνει μέχρι δέκατο του χιλιοστού!

Στις παρακάτω εικόνες, υπάρχουν αριθμημένα βήματα που πρέπει να ακολουθήσουμε.

Αυτή είναι η καρτέλα Geometry.

Α) Στο πεδίο Name συμπληρώνουμε την ονομασία της κεραίας που σκοπεύουμε να σχεδιάσουμε.

Β) Στο αναδυόμενο μενού επιλέγουμε την συχνότητα που επιθυμούμε.

Γ) Ανοίγουμε το παράθυρο Wire Edit

Το σχεδιαστικό εργαλείο Wire Edit θα μας φανεί πολύ χρήσιμο

Αυτό είναι το παράθυρο Wire Edit.

1) Επιλέγουμε το New Wire

2) Επιλογή σχεδιασμού στους άξονες ΥΖ

3) Αυξομείωση του Zoom

4) Σχεδιάζουμε την κεραία (η γραμμή με την κόκκινη γραμμή). Στο σημείο του παραθύρου πάνω δεξιά, υπάρχουν οι φυσικές διαστάσεις της κεραίας. Για την περίπτωσή μας το μήκος όλης της γραμμής είναι πέντε μέτρα. Δηλαδή λ/2 για τη μπάντα των 10 μέτρων. Η δε γραμμή (κεραία) αποτελείται από ένα μόνο τμήμα.

5) Πατάμε ΟΚ για να ολοκληρώσουμε αυτό το στάδιο της εργασίας μας.

Στην καρτέλα View βλέπουμε την κεραία που σχεδιάσαμε πάνω στους  άξονες ΧΥΖ. Με το ποντίκι του Η/Υ μπορούμε να την περιστρέψουμε.

Τώρα θα κάνουμε το επόμενο βήμα. Θα ‘δείξουμε’ στο λογισμικό το σημείο τροφοδοσίας.

Fed point

Με δεξί κλικ επιλέγουμε από το αναδυόμενο μενού: Move/Add source to > center of wire.

Ο μικρός κόκκινος κύκλος στο κέντρο της γραμμή, υποδηλώνει το σημείο τροφοδοσίας της κεραίας.

Σε αυτό το σημείο ολοκληρώθηκε ο σχεδιασμός. Οπότε ήρθε η ώρα για … δοκιμές.

Ανοίγουμε την καρτέλα Calculate (δίπλα από την καρτέλα View).

Σε αυτή τη καρτέλα αρχικά επιλέγουμε το Ground > Free space – Perfect – Real. Από το Add height επιλέγουμε το ύψος της κεραίας από το έδαφος και από το Material το υλικό κατασκευής. Τέλος πατάμε το Start για να ξεκινήσει η διαδικασία του  υπολογισμού.

Τα αποτελέσματα της σχεδίασή μας είναι πλέον ορατά. R = 71.75 Ohm, jX = -33.57 Ohm … SWR = 1.93. Η κεραία μας είναι λίγο κοντή, οπότε δεν συντονίζει ακριβώς πάνω στην συχνότητα 28.5 MHz. Αλλά αυτό θα το εξετάσουμε σε βάθος σε μερικά λεπτά, αφού όμως πρώτα πάρουμε μια πρώτη γεύση από τα λοβοδιαγράμματα.

Τραβάμε την καρτέλα Far field plots και …

ιδού! Πήραμε μια πρώτη γεύση. Πατώντας το κουμπί 3D FF έχουμε την δυνατότητα να δούμε τον λοβούς τρισδιάστατους. Από τις επιλογές Field(s) βλέπουμε λοβούς κάθετους, οριζόντιους ή συνολικούς.

3D Far field plots … όλα τα λεφτά!!! 

Με το ποντίκι του Η/Υ μπορούμε να περιστρέψουμε το λοβοδιάγραμμα.

Επιστρέφουμε και πάλι στην καρτέλα Calculate γιατί έχουμε αρκετή δουλειά ακόμα. Πρέπει να αναθέσουμε στο λογισμικό να ψάξει να βρει που στην ευχή συντόνισε η κεραία μας.

Από την κάτω γραμμή εργαλείων πατάμε το Plots και ανοίγει το ομώνυμο παράθυρο. Τραβάμε την καρτέλα SWR, πατάμε την επιλογή Resonance και περιμένουμε έως ότου το λογισμικό ολοκληρώσει την αναζήτηση.

[Προαιρετικά: Τραβάμε την καρτέλα Setup και από το Match options επιλέγουμε το SWR – on].

Και ιδού:

Η κεραία που σχεδιάσαμε συντονίζει μερικά KHz πιο πάνω από την επιθυμητή συχνότητα. Οπότε αυτό που πρέπει να κάνουμε τώρα, είναι να αναθέσουμε στο λογισμικό να βρει τις σωστές διαστάσεις τις κεραίας μας, ούτως ώστε να μας έρθει στην συχνότητα για την οποία την θέλουμε.

Για να γίνει αυτό θα ενεργοποιήσουμε το ανάλογο εργαλείο. Επιστρέφουμε και πάλι στην καρτέλα Calculate και επιλέγουμε Optimization.

Από την κάτω γραμμή εργαλείων πατάμε το Optimization και ανοίγει το ομώνυμο παράθυρο.

Πατάμε στο Element edit και ανοίγει το ομώνυμο παράθυρο. Επιλέγουμε την καρτέλα View και πατάμε κλικ στο στοιχείο που θέλουμε να βελτιστοποιήσουμε. Πατάμε ΟΚ και κλείνει το παράθυρο.

Σε αυτό το σημείο σετάρουμε στο Optimization με τις επιλογές που θέλουμε να δουλέψει. Στην περίπτωσή μας θέλουμε να βρει την χαμηλότερη άεργη αντίσταση (jX) με τα λιγότερα στάσιμα (SWR). Πατάμε το Start και περιμένουμε την ολοκλήρωση των υπολογισμών.

Ήρθε κι έδεσε

Απ’ ότι βλέπετε κι εσείς στην καρτέλα Geometry, το εργαλείο Optimization άλλαξε τις διαστάσεις τις κεραίας μας και από 5 μέτρα που ήταν το αρχικό μήκος, τώρα είναι 5.13 μέτρα.

Επιστρέφουμε και πάλι στην καρτέλα Calculate. Πατάμε Start περιμένουμε να ολοκληρώσει τους υπολογισμούς. Μετά πατάμε Plots και βλέπουμε εκ νέου που συντονίζει η κεραία μας. Νομίζω ότι τα αποτελέσματα πλέον είναι υπέρ του δέοντος ικανοποιητικά.

Bandwidth

Στην καρτέλα Plots, πάνω δεξιά, υπάρχει το BW (Bandwidth). Επιλέγουμε το εύρος που θέλουμε για να δούμε τα στάσιμα μέσα σε αυτό.

Save as …

Αφού ολοκληρώσαμε την εργασία μας, την αποθηκεύουμε με την ονομασία της αρεσκείας μας. 

Η πρώτη μας σχεδίαση με το MMANA-GAL είναι πλέον γεγονός.

Εργαλείο HF components

Από το μενού εργαλείων, επιλέγουμε το HF components. Ανοίγει το ομώνυμο παράθυρο το οποίο περιέχει τις εξής καρτέλες:

Resonance, Coil, LC-match, Line match1, Line match2 και Stub.

Κάθε μια από αυτές, με εξαίρεση την πρώτη, μας προτείνουν από ένα διαφορετικό δικτύωμα προσαρμογής. Δηλαδή η καρτέλα LC-match μας προτείνει το αντίστοιχο δικτύωμα LC (πηνίου – πυκνωτή) προκειμένου να πετύχουμε ιδανική προσαρμογή με την γραμμή μεταφοράς RF.

Line match1 > TUNE

Από την καρτέλα Line match1 πατάμε TUNE. Με αυτή την επιλογή το λογισμικό μας προτείνει ένα δικτύωμα με καλώδια προκειμένου να πετύχουμε ιδανική προσαρμογή με την γραμμή μεταφοράς RF.

Κατανομή ρεύματος κατά μήκος του δίπολου.

Τέλος καλό, όλα καλά.

Ελπίζω να μην σας κούρασα και να σας βοήθησα, πάντα στο μέτρο των δυνατοτήτων μου, στα πρώτα σας βήματα με το πολύ καλό MMANA-GAL.

Ως επίλογο θα προτιμούσα να στείλω ένα (και λίγο είναι) ευχαριστώ στον Makoto Mori, JE3HHT. Όλα αυτά τα χρόνια, ο Makoto πραγματικά έχει προσφέρει τα μέγιστα στην ραδιοερασιτεχνική κοινότητα με τα πολύ χρήσιμα και δωρεάν προγράμματα. Το θρυλικό MMTTY το έχω από τις πρώτες κιόλας εκδόσεις και το θεωρώ κορυφαίο πρόγραμμα! Το MMSSTV … τι να λέμε τώρα … Όσο για το MMANA-GAL ελπίζω να το βρήκατε ενδιαφέρον όσο κι εγώ.

SV1CDY – George Orfanos

Πολλά 73 και καλές σχεδιάσεις …

Download source: http://hamsoft.ca/pages/mmana-gal.php