W Polsce i na świecie utrwalił się mit, że anteny bazowe, wykonywane w osłonie z włókna szklanego są lepsze, wytrzymalsze mechaniczne, a przez to bardziej długowieczne.

           Powróćmy do historii anten bazowych, stosowanych w radiokomunikacji lądowej. Począwszy od II wojny światowej, anteny wykonywane były z rur duraluminiowych ( anteny czołgowe, samochodowe) oraz z prętów stalowych, czy koralików, nanizanych na naprężonej lince stalowej ( anteny radiostacji przenośnych).

           W Polsce, po wojnie również anteny bazowe wykonywane były z lekkich stopów, do dziś są one wykorzystywane przez jednostki policji czy straży pożarnej (anteny krzyżakowe), czy lasy państwowe ? anteny ćwierćfalowe w paśmie LB ( 30-50 MHz).

Największy polski producent anten ? RADMOR z Gdyni rozpoczął w latach sześćdziesiątych produkcję pierwszych anten w osłonie z tworzyw sztucznych (tzw. "pałki radmorowskiej" ). W tamtych latach nie było niestety innych alternatywnych rozwiązań, wobec monopolu państwowych firm produkujących anteny radiokomunikacyjne. Do dziś firma RADMOR produkuje anteny o konstrukcjach sprzed 40 lat.......

           Na początku lat dziewięćdziesiątych powstało kilka małych, prywatnych firm polskich produkujących anteny radiokomunikacyjne. Firmy dealerskie rozpoczęły import anten z Włoch, Wielkiej Brytanii, czy krajów skandynawskich. Poza wysoką ceną, anteny te w większości przypadków nie reprezentowały spodziewanego poziomu technicznego......
Dealerzy radiotelefonów bezkrytycznie oferowali ostatecznym odbiorcom (policja, PSP itd.) bardzo drogie anteny zagranicznych producentów, o szerokopasmowej charakterystyce i niskim zysku energetycznym.
Jak wiadomo, antena pracuje najskuteczniej, gdy zestrojona jest na dokładną częstotliwość dla danej służby. Szerokopasmowa antena nie tylko nie zapewnia maksymalnej skuteczności (zysku energetycznego), ale "ściąga" również wszelkie zakłócenia z całego pasma swojej szerokopasmowej przepuszczalności...

Zatem aby antena pracowała najskuteczniej, musi być zestrojona pod indywidualne zamówienia klienta.
Zamówienie takiej anteny (jednostkowe sztuki) u producenta zagranicznego, poza wysoką ceną wiązałoby się z długim oczekiwaniem, nie wspominając o jednostkowych kosztach transportu. Tą "lukę" wypełniają firmy krajowe produkując anteny pod wyłączne zamówienia odbiorców, na dokładne częstotliwości rezonansowe, przy relatywnie niskich kosztach.

Mimo gwałtownego rozwoju techniki, nikt nie wynalazł jeszcze urządzenia, o niewielkich wymiarach, które by zastąpiło antenę, o długości proporcjonalnej do długości fali radiowej.  Mamy telefony komórkowe wielkości pudełka zapałek, kamery wielkości ziarna grochu a anteny bazowe są ciągle duże i długie....

Wynika z tego, że o ile postęp elektroniki w ciągu ostatnich 50 lat poszedł bardzo daleko, od lampy elektronowej do zminiaturyzowanych układów scalonych w dniach dzisiejszych, o tyle rozwój technologiczny anten, w tym samym okresie nie poszedł praktycznie w ogóle do przodu......
Zdaniem autora, barierą miniaturyzacji anten jest, z jednej strony częstotliwość wypromieniowanej fali elektromagnetycznej, jej zasięg , a z drugiej strony gęstość pokrycia terenu stacjami przekaźnikowymi, czy satelitarnymi.

                  Zasadą łączności radiowej jest zamiana energii w.cz. nadajnika na energię pola elektromagnetycznego w antenie. Skumulowana energia w.cz. musi znaleźć swój "upust" w przewodniku rozwiniętym w przestrzeni eteru.... Przewodnikiem tym jest antena, wykonana z metalu, przewodzącego prąd. Prąd wielkiej częstotliwości płynie głównie po zewnętrznej powierzchni przewodnika, stanowiącego antenę. Im większa jest ta powierzchnia, tym więcej energii w.cz. przekształca się w falę elektromagnetyczną w przestrzeni - powietrzu otaczającym antenę.
                 Zatem, intuicyjnie rozumując, im grubsza jest antena, tym skuteczniej wypromieniowuje ona falę elektromagnetyczną .Antena pionowa, wykonana z rur metalowych będzie zatem skuteczniejsza od cienkiego pręta lub linki metalowej. To właśnie założenie fizyczne przemawia za "wyższością" większego rozwinięcia powierzchniowego - argument 1.
Współczynnik skrócenia L/d - stosunek długości do średnicy anteny pokazuje, że im grubsza jest antena, tym jest ona krótsza, dla danej częstotliwości, od anteny wykonanej z cienkiego pręta metalowego .  I tak np. antena wykonana z rur aluminiowych ( średnicy 25-10 mm) na pasmo 148 MHz będzie miała długość o ok. 20% mniejszą od anteny wykonanej z pręta metalowego o średnicy 3 mm...- argument 2.
                Jeżeli już jesteśmy przy długości anteny to należy zwrócić uwagę, że prawie wszystkie anteny z rur duraluminiowych posiadają u swojej podstawy przeciwwagi. W przypadku anten w osłonie z włókna szklanego, przeciwwagi zostały "schowane do środka", poprzez zastosowanie wewnętrznej rury sprzęgającej.  Powoduje to, że ta antena, o tej samej długości elektrycznej będzie dłuższa od swojego duraluminiowego odpowiednika o 0,5-0.7m, w zależności o typu i wykonania - argument 3.

               Antena w osłonie szklano-epoksydowej jest szerokopasmowym "gotowcem", którego nie można przestroić w danym paśmie. W antenach "metalowych" zawsze można dociąć promiennik, czy przeciwwagi i dopasować antenę do zmienionej częstotliwości nadajnika - argument 4.
Monterzy anten wiedzą, jak wiele czasu i pieniędzy kosztuje zdiagnozowanie czy antena stojąca na wysokim maszcie jest uszkodzona , w przypadku braku łączności, czy np. jest to wina przewodu zasilającego, itp. Jeżeli uszkodzeniu mechanicznemu uległa metalowa antena, to wystarczy z ziemi "zlornetkować" ją i widać, czy uległa ułamaniu czy zgięciu. Wnętrza anteny włókno-szklanej nie da się zobaczyć, bez zdjęcia jej z masztu - argument 5.
No i sprawa najważniejsza - odporność na warunki atmosferyczne. Wydawałoby się, że antena w osłonie rury szklano-epoksydowej będzie trwalsza, bo osłonięta od bezpośredniego wpływu powietrza i opadów. Niestety, wewnątrz rury znajduje się powietrze, które posiadało w momencie jej zamknięcia określoną wilgotność (zawartość pary wodnej w powietrzu przeciętnie 40-90%).
                Ta właśnie wilgoć w warunkach zimowych zamienia się w wodę, która spływa w dół anteny i powoduje rozwój korozji. W lecie, antena nagrzewa się i woda odparowuje do zamkniętego wewnątrz powietrza. Taka cyrkulacja wody-pary nie jest bez znaczenia na szybkość korozji wewnętrznej anteny z miedzi czy mosiądzu. Zdjęcia pokazują jak takie "wilgotne środowisko" oddziałuje na antenę.

 

                   Włókno szklane nie zabezpieczone specjalną farbą dwuskładnikową (używaną np. do malowania jachtów), jest bardzo podatne na korozję ultrafioletowego promieniowania słonecznego.
Jak wygląda osłona włókno-szklana produkcji zakładu z Międzylesia (k/Kłodzka), z którego firma RADMOR wykonuje swoje "długie pałki" po kilku latach "stania na maszcie" można zobaczyć na powyższym zdjęciu.
                   Dla porównania, anteny duraluminiowe ulegają zawilgoceniu podczas opadów czy mgły, ale przy zmianie warunków atmosferycznych, wzrostu temperatury czy prędkości wiatru antena ulega wysuszeniu i nie podlega długotrwałemu działaniu wilgoci w zamkniętej objętości - argument 6.

                   Logistyka, czyli jak pogodzić długą , nierozłączną antenę z możliwością wysyłki do klienta od producenta. Praktycznie wszystkie anteny w osłonie z włókna szklanego dla służb profesjonalnych są produkowane i przesyłane "w jednym kawałku". Pół biedy, jeżeli antena ma do 2 m długości. Firmy kurierskie akceptują takie przesyłki w "normalnych cenach". Ale jeżeli antena ma ponad 5 m długości to już problem! Przesyłka kurierska np. z Gdyni do Wrocławia może być już bardzo kosztowna, porównywalna z ceną anteny. Takiej wady nie posiadają anteny metalowe, gdyż można je składać do transportu - argument 7.
                  Anteny włókno-szklane są cięższe od ich metalowych odpowiedników. I tak np. "długa pałka radmorowska" o długości 5,2m posiada ciężar ponad 5 kg.  Duraluminiowa antena o podobnych parametrach elektrycznych waży dwa , trzy razy mniej. Należy tylko współczuć osobom montującym anteny włókno-szklane na wysokich masztach, nawet przy niewielkich podmuchach wiatru -argument 8.

                  Ostatnią , niemniej ważną dla użytkownika cechą obu typów anten jest ich cena. Anteny w osłonie z włókna szklanego są od dwóch do czterech razy droższe od ich duraluminiowych odpowiedników - argument 9.
W tabeli 1 przedstawiono porównanie dwóch typów anten - duraluminiowych i włókno-szklanych według wyżej wymienionych parametrów.

LP	PARAMETR	ANTENA DURALUMINIOWA	ANTENA WŁÓKNO-SZKLANA
1	Rozwinięcie powierzchni promieniowania	duża	mała
2	Długość całkowita	standardowa	dłuzsza o 20% od standardowej
3	Przeciwwagi	zastosowanie nie wydłuża anteny	brak przeciwwag wydłuża antenę o 0,5-0,7m
4	Możliwość przestojenia	dowolne w danym paśmie	brak możliwości dostrojenia
5	Szerokopasmowość	średnia	duża
6	Diagnoza uszkodzenia na maszcie	łatwa wizualna	brak możliwości oceny wizualnej
7	Korozja elementu anteny i osłony	średnia	wysoka
8	Wpływ długości na transport	łatwy (możliwość rozłożenia)	trudny (brak możliwości rozłożenia)
9	Montaż na maszcie	łatwy (niewielki ciężar)	trudny (duży ciężar)
10	Cena	niska	wysoka

 Z przedstawionego porównania, zdaniem autora, anteny duraluminiowe w porównani do anten w osłonie z włókna szklanego, wypadają korzystniej.  Potwierdza to tezę, że urządzenia proste, mniej kosztowne i mniej skomplikowane są bardziej skuteczne, tańsze i bardziej praktyczne.

mgr inż. Jacek Matuszczyk