Согласование антенны с фидером

Согласование антенны и фидера
Эффективность антенны во многом зависит от её согласования с фидером. Особенно это важно при работе QRP

А также:

Настройка и согласование антенно-фидерных устройств

Вопрос согласования фидера и антенны интересует многих радиолюбителей.

Возникает он, например, при необходимости подключения к антенне симметричной двухпроводной фидерной линии вместо коаксиального кабеля или, наоборот, при замене открытой линии на коаксиальную.

Однако, фидер не всегда можно напрямую подключить к антенне, минуя согласующее устройство. Возникает вопрос выполнения компенсированного перехода (или согласующего устройства) от антенной системы к фидерной линии, который является одним из основных при конструировании антенн. Направлен он главным образом на уменьшение потерь в фидере путём обеспечения в нём режима, близкого к, режиму бегущей волны. Основная фидерная линия, как правило, самая протяжённая. Поэтому именно её желательно максимально лучше согласовать с нагрузкой.

Почему возникает необходимость в согласующих устройствах и какие условия нужно соблюсти при изготовлении сложных антенн с несколькими парами точек питания?

В фидере с заданным волновым сопротивлением не всякая нагрузка создаёт режим, — близкий к режиму бегущей волны. И наоборот, чтобы получить оптимальное согласование данной нагрузки с фидером, потребуется фидер определенного волнового сопротивления.

Казалось бы, что, пользуясь графиком рис. 1, для многих случаев практически встречающихся нагрузок, можно подобрать фидер необходимого волнового сопротивления и обеспечить в нем приемлемый КБВ.

Однако при этом упускается из вида входное (выходное) сопротивление той аппаратуры (телевизора, приёмника, передатчика, прим. трансивера), к которой фидер подключен своим вторым концом. В отношении же этого сопротивления также полностью сохраняется требование по обеспечению согласования с линией передачи. Как правило, значение входного (выходного) сопротивления аппаратуры стараются получить близкими к значению волнового сопротивления серийных кабелей.

Это обстоятельство вынуждает принимать специальные меры по согласованию антенны с фидером, волновое сопротивление которого выбирается применительно к входному (выходному) сопротивлению радиоаппарата.

 

Рис. 1

 

В системе питания сложных антенн с несколькими парами точек питания возникают дополнительные затруднения, связанные с тем, что на проводах каждой антенны-элемента, входящей в решётку, необходимо обеспечить равенство токов по фазе и амплитуде.

Последнее достигается благодаря распределительным фидерам, которые подключаются параллельно к основному, например, так, как показано на рис.2,а и 2,б. Сами распределительные фидеры уже непосредственно нагружены на антенны.

Следует отметить, что электрические длины и волновые сопротивления распределительных фидеров, включенных симметрично в схему питания, должны быть соответственно равными.

 

 Рис. 2

 

Параллельное включение распределительных фидеров приводит в итоге к уменьшению сопротивлений и появляется необходимость в их восстановлении. Чем больше антенн-элементов, тем больше распределительных фидеров и ощутимее уменьшение сопротивлений.

Питание по схеме рис. 2, в выгодно отличается от двух предыдущих, так как в точках 1-1 подключения основного фидера восстанавливается значение входного сопротивления, имеющееся на входе каждого отдельно взятого распределительного фидера. Действительно, распределительные фидеры 2, 3, 4 и 5 включены попарно параллельно, а сами пары в точках 1-1 подключаются к основному фидеру последовательно. При этом фазы напряжения, подводимые к точкам 1-1, сдвинуты относительно друг друга на 180°.

Для правильной фазировки антенн нужно искусственно учесть этот фазовый сдвиг, переполюсовав в точках питания антенн 2, 3 по отношению к антеннам 4, 5. Одним из путей решения вопросов согласования является применение в качестве распределительных фидеров отрезков линий с волновым сопротивлением wрасп.фид. большим, , чем волновое сопротивление основного фидера wосн.фид..

Например, в схеме рис. 2,а удобно применить линии с wрасп.фид.=300 ом при wосн.фид.=75 ом так как, будучи включенными параллельно, эти линии обеспечат в основном питающем фидере такое же значение КБВ, которое имеет место в каждом из распределительных фидеров.

Для сохранения аналогичного режима (рис. 2,б) необходимо, чтобы отрезки линий 0-3, 0-4, 0′-2 и 0′-5 имели wрасп.фид.=300 ом, а отрезки от точек 0 и 0′ до основного фидера — соответственно по 150 ом при wосн.фид.=75 ом.

Как в первом, так и во втором случаях следует так подобрать антенны-элементы, чтобы их входное сопротивление в рабочем диапазоне частот обеспечивало в распределительных фидерах приемлемый КБВ.

Для согласования используют также и трансформаторы сопротивлений, в частности последовательно включенные отрезки линий. Места их включения в схемы питания показаны на рис. 2 жирными линиями.

Кандидат технических наук К.П. Харченко

РАДИО N 10, 1966 г. с.27.

 

Настройка и согласование антенно-фидерных устройств

 

СОГЛАСОВАНИЕ АНТЕНН

 

В предисловии к своей книге «Антенны», её автор Ротхаммель, в первой же строке повторил известную истину: хорошая антенна — лучший усилитель высокой частоты. Однако многие радиолюбители иногда забывают о том, что построить хорошую антенную систему стоит столько же, сколько стоит хороший трансивер и наладка антенно- фидерного устройства требует такого же серьёзного подхода как и наладка приёмо-передатчика. Построив антенну по взятому откуда-нибудь описанию, радиолюбители чаще всего налаживают её с помощью КСВ-метра, либо вообще полагаются на случай и не производят никаких измерений. Поэтому во многих случаях можно услышать отрицательные отзывы о неплохих антеннах или, что для повседневных связей им недостаточно разрешённой мощности.

Здесь сделана попытка в краткой форме сделать обзор простых способов согласования и измерений в АФС (антенно-фидерных системах) в виде путеводителя по книгам:

К.Ротхаммель «Антенны», М., «Энергия», 1979 третье издание

З.Беньковский, Э.Липинский, «Любительские антенны коротких и ультракоротких волн», М., «Радио и связь», 1983

а также приведены некоторые практические советы. Итак…

Почему нельзя серьёзно относиться к наладке вновь созданных антенно-фидерных устройств с помощью КСВ-метра? КСВ-метр показывает отношение (Uпрям+Uотр) к (Uпрям-Uотр) или другими словами: во сколько раз отличается импеданс антенно-фидерного тракта от волнового сопротивления прибора (выход передатчика, например). По показаниям КСВ-метра нельзя понять, что значит КСВ = 3 при сопротивлении выходного каскада 50 Ом.

Волновое сопротивление антенно-фидерного тракта в этом случае может быть чисто активным (на частоте резонанса ) и может быть равным 150 Ом или 17 Ом (и то, и другое — равновероятно!). Не на частоте резонанса сопротивление будет содержать активную и реактивную (ёмкостную или индуктивную ) в самых различных соотношениях и тогда совершенно непонятно, что надо делать — то ли компенсировать реактивность, то ли согласовывать волновое сопротивление. Для точного согласования АФУ необходимо знать:

a) реальную резонансную частоту антенны;

б) сопротивление антенны;

в) волновое сопротивление фидера;

г) выходное сопротивление приёмо-передатчика.

 

Целью согласования антенны является задача выполнения двух условий подключения антенны к приёмо-передатчику:

  • добиться отсутствия реактивной составляющей в сопротивлении антенны на используемой частоте;
  • добиться равенства волнового сопротивления антенны и приёмо-передающей аппаратуры.

Если эти условия выполняются в месте запитки антенны (точка соединения антенны с фидером), то фидер работает в режиме бегущей волны. Если выполнить условия согласования в месте соединения фидера с приёмо-передатчиком, а сопротивление антенны отличается от волнового сопротивления фидера, то фидер работает в режиме стоячей волны.

Однако работа фидера в режиме стоячей волны может повлечь за собой искажение диаграммы направленности в направленных антеннах (за счёт вредного излучения фидера) и в некоторых случаях может привести к помехам окружающей приёмопередающей аппаратуре. Кроме того, если антенна используется на приём, то на оплётку фидера будут приниматься нежелательные излучения (например помехи от вашего настольного компьютера). Поэтому предпочтительнее использовать питание антенны по фидеру в режиме бегущей волны. До того как поделиться практическим опытом согласования антенн, несколько слов об основных способах измерений.

 

1. ИЗМЕРЕНИЕ РЕЗОНАНСНОЙ ЧАСТОТЫ АНТЕННЫ

 

1.1. Наиболее простой способ измерения резонансной частоты антенны — с помощью гетеродинного индикатора резонанса (ГИР). Однако в многоэлементных антенных системах измерения ГИРом бывает выполнить сложно или совсем невозможно из-за взаимного влияния элементов антенны, каждый из которых может иметь свою собственную резонансную частоту.

1.2. Способ измерения с помощью измерительной антенны и контрольного приёмника. К измеряемой антенне подключается генератор, на расстоянии 10-20l от измеряемой антенны устанавливается контрольный приёмник с антенной, которая на этих частотах не имеет резонансов (например короче l/10). Генератор перестраивается в выбранном участке диапазона, с помощью S-метра контрольного приёмника измеряют напряжённость поля и строят зависимость напряжённости поля от частоты. Максимум соответствует частоте резонанса. Этот способ особенно применим для многоэлементных антенн. В этом случае измерительный приёмник необходимо располагать в главном лепестке диаграммы направленности измеряемой антенны. Вариант этого способа измерения — применение в качестве генератора, передатчика мощностью в несколько Ватт и простого измерителя напряженности поля.

Однако надо учесть, что при измерениях вы будете создавать помехи окружающим. Практический совет при измерениях в диапазоне 144-430 мГц — при измерениях, не держите в руках измеритель напряжённости поля, чтобы ослабить влияние тела на показания прибора. Закрепите прибор над полом на высоте 1-2 метра на диэлектрической подставке (например дерево, стул) и снимайте показания, находясь на расстоянии 2-4 метра, не попадая в зону между прибором и измеряемой антенной.

1.3. Измерение с помощью генератора и антенноскопа. Этот способ применим в основном на HF и не даёт точных результатов, но позволяет попутно оценивать и сопротивление антенны. Суть измерений заключается в следующем. Как известно, антенноскоп позволяет измерять полное сопротивление (активное+реактивное). Т.к. антенны обычно запитывают в пучности тока (минимум входного сопротивления) и на частоте резонанса отсутствует реактивность, то на резонансной частоте антенноскоп будет показывать минимальное сопротивление, а на всех остальных частотах чаще всего оно будет больше. Отсюда и последовательность измерений — перестраивая генератор, измеряют входное сопротивление антенны. Минимум сопротивления соответствует резонансной частоте. Одно НО — антенноскоп необходимо подключать обязательно прямо в точке питания антенны, а не через кабель! И практическое наблюдение — если рядом с вами находится мощный источник радиоизлучения (теле или радиостанция), из-за наводок антенноскоп никогда не будет балансироваться «в ноль» и производить измерения становится практически невозможно.

1.4. Очень удобно определять резонансную частоту вибраторов с помощью измерителя АЧХ. Подключив выход измерителя АЧХ и детекторную головку к антенне, определяют частоты , на которых видны провалы в АЧХ. На этих частотах антенна резонирует и происходит отбор энергии с выхода прибора, что хорошо видно на экране прибора. Для измерений подходят практически любые измерители АЧХ (Х1-47, Х1-50, Х1-42, СК4-59).

Вариант измерений — с помощью анализатора спектра (СК4-60) в режиме с длительным послесвечением и внешнего генератора. В качестве внешнего генератора можно использовать генератор гармоник: на HF — с шагом 10 кГц, на 144 мГц — с шагом 100 кГц, на 430 мГц — с шагом 1 мГц. На частотах до 160 мГц наиболее равномерный спектр с высокой интенсивностью гармоник даёт схема генератора гармоник на интегральной схеме 155ИЕ1. В диапазоне 430 мГц достаточный уровень гармоник можно получить в схеме с накопительным диодом 2А609Б (схема калибратора 50 мГц из СК4-60).

 

2. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ В АНТЕННО-ФИДЕРНЫХ УСТРОЙСТВАХ.

 

2.1. Самый простой (ещё и доступный по цене) серийно выпускаемый прибор, для измерений активного сопротивления и фазы сигнала (а значит и реактивной составляющей) — это измерительный мост. Существует несколько модификаций этих приборов для использования с 50 и 75-омным трактом и на различные диапазоны частот до 1000 мГц — это измерительные мосты Р2-33…Р2-35.

2.2 В радиолюбительской практике чаще используют более простой вариант измерительного моста, предназначенного для измерений полного сопротивления (антенноскоп). Конструкция его, в отличие от мостов Р2-33… очень проста и легко повторяется в домашних условиях.

2.3 Полезно помнить некоторые замечания, касающиеся сопротивлений в АФС.

 

2.3.1. Длинная линия с волновым сопротивлением Zтр и с электрической длиной l/4, 3 х l/4 и т.д. трансформирует сопротивление , которое можно рассчитать из формулы

Zтр=Sqr(ZвхZвых)

В частном случае, если один конец l/4 отрезка разомкнуть, то бесконечное сопротивление на этом конце отрезка трансформируется в ноль на противоположном конце (короткое замыкание) и такие устрой- ства используют для трансформации больших сопротивлений в малые.

Внимание! Эти виды трансформаторов эффективно работают только в узком частотном диапазоне, ограниченном долями процентов от рабочей частоты. Длинная линия с электрической длиной кратной l/2 вне зависимости от волнового сопротивления этой линии трансформирует входное сопротивление в выходное с отношением 1:1 и их используют для передачи сопротивлений на необходимое расстояние без трансформации сопротивлений, либо для переворачивания фазы на 180°. В отличие от l/4 линий, линии l/2 обладают большей широкополосностью.

2.3.2. Если антенна короче, чем вам необходимо, то на вашей частоте сопротивление антенны имеет реактивную составляющую ёмкостного характера. В случае, когда антенна длиннее, на вашей частоте антенна имеет реактивность индуктивного характера. Разумеется на вашей частоте нежелательную реактивность можно компенсировать введением дополнительной реактивности противоположного знака. Например, если антенна длиннее, чем это необходимо, индуктивную составляющую можно компенсировать включением последовательно с питанием антенны ёмкости. Значение необходимого конденсатора можно рассчитать для нужной частоты, зная значение индуктивной составляющей, либо подобрать экспериментально, как это описано в пункте 5.

2.3.3. Введение дополнительных пассивных элементов обычно понижает входное сопротивление антенны (например для квадрата: со 110-120 Ом до 45-75 Ом).

2.3.4. Ниже приведены теоретические значения наиболее часто встречающихся вибраторов (вибраторы находятся в свободном от окружающих предметов пространстве), антенн и фидеров:

  • полуволновой вибратор с запиткой в пучности тока (в середине) — 70 Ом, при расстройке на +-2% реактивное сопротивление iX изменяется практически линейно от -25 до +25 с нулем на частоте резонанса;
  • полуволновой вибратор с запиткой с помощью Т-образной схемы согласования -120 Ом;
  • петлевой вибратор с одинаковыми диаметрами всех проводников- 240..280 Ом, при расстройке +-1% реактивного сопротивления нет, но при расстройках более 2% реактивное сопротивление iX резко возрастает до +- 50 и более;
  • петлевой вибратор с различными диаметрами проводников до 840 Ом;
  • двойной петлевой вибратор с одинаковыми диаметрами всех проводников — 540…630 Ом;
  • двойной петлевой вибратор с различными диаметрами проводников — до 1500 Ом;
  • четвертьволновый вертикальный вибратор с противовесами под углом 135° по отношению к вибратору — 50 Ом;
  • четвертьволновый вертикальный вибратор с противовесами под углом 90° по отношению к вибратору — 30 Ом;
  • вибратор в виде квадрата длиной l — 110..120 Ом;
  • вибратор в виде квадрата длиной 2l (два витка) — 280 Ом;
  • вибратор в виде треугольника (дельта) — 120…130 Ом;
  • Inverded-V с углом раскрыва 90° — 45 Ом;
  • Inverted-V с углом раскрыва 130° — 65 Ом;
  • волновой канал, оптимизированный на максимальное усиление — 5…20 Ом;
  • волновой канал, оптимизированный на наилучшее согласование — 50 Ом;
  • двухпроводная линия — 200..320;
  • две параллельные коаксиальные линии Z=75 Ом — 37.5 Ом;
  • то же, четвертьволновый трансформатор Zвх=50 Ом — Zвых=28 Ом;
  • то же, четвертьволновый трансформатор Zвх=75 Ом — Zвых=19 Ом;
  • две параллельные коаксиальные линии Z=50 Ом — 25 Ом;
  • то же, четвертьволновый трансформатор Zвх=50 Ом — Zвых=12.5 Ом;
  • то же, четвертьволновый трансформатор Zвх=75 Ом — Zвых=8.4 Ом
  • трансформатор из трех параллельных линий Z=50 Ом Zвх=50 — Zвых=5.6 Ом;
  • то же Z=50 Ом Zвх=75 — Zвых=3.7 Ом;

 

3. ИЗМЕРЕНИЕ СТЕПЕНИ СОГЛАСОВАНИЯ

 

Эти измерения желательно делать уже после согласования, описанного в п. 5 для оценки качества согласования.

3.1. Приборы для определения степени согласования открытых двухпроводных линий с антенной:

3.1.1. Обычная неоновая лампочка или ГИР. При перемещении лампочки вдоль линии передачи, яркость свечения лампочки не должна изменяться (режим бегущей волны). Вариант измерений — прибор, состоящий из петли связи, детектора и стрелочного индикатора.

3.1.2. Двухламповый индикатор. Настройкой добиваются, чтобы лампочка подключенная к плечу, близкому к антенне, не светилась, а в противоположном плече свечение было максимально. При малых уровнях мощностей можно использовать детектор и стрелочный индикатор вместо лампочки.

 

3.2. Приборы для определения степени согласования в коаксиальных трактах:

 

3.2.1. Измерительная линия — прибор, который применим для измерения степени согласования в коаксиальных и волноводных линиях начиная с УКВ и заканчивая сантиметровым диапазоном волн. Конструкция его несложная — жесткий коаксиальный кабель (волновод) с продольной щелью во внешнем проводнике, вдоль которой перемещается измерительная головка с измерительным зондом, опущенным в щель. Перемещая измерительную головку вдоль тракта, определяют максимумы и минимумы показаний, по соотношению которых судят о степени согласования (режим бегущей волны — показания не изменяются по всей длине измерительной линии).

3.2.2. Измерительный мост. Позволяет измерять КСВ в линиях передачи до 100 Ом на HF и VHF при подводимой мощности около сотен милливатт. Очень простая в изготовлении конструкция, не содержит моточных улов, конструктивных узлов, критичных к точности изготовления.

3.2.3. КСВ-метры на основе рефлектометров. Описано множество конструкций этих приборов. Позволяют следить за состоянием АФC в процессе работы в эфире. 3.2.4. КСВ-метры на основе измерителей АЧХ. Очень удобные для изучения качества согласования на любых частотах, вплоть до 40 гГц. Принцип измерений — измерительный комплект приборов состоит из измерителя АЧХ и направленного ответвителя, соединенных в следующую схему:

 

>———————>   3

1                                               3

Напр

отв     2><——————-\|/ Ант. 4

X1-47     2

<———————<1

 

где 1 — измеритель АЧХ (Х1-47);

2 — низкоомная детекторная головка из комплекта Х1-47;

3 — направленный ответвитель, например для диапазона 144 мГц подойдет НО 991-03 из комплекта к прибору СК4-60;

4 — измеряемая антенна.

 

Высокочастотный сигнал с выхода Х1-47 попадает на вывод 3 направленного ответвителя и далее попадает только на вывод 2 направленного ответвителя. Далее сигнал передается на измеряемую антенну. На частотах, где антенна имеет высокий КСВ, энергия отражается и возвращается на вывод 2 направленного ответвителя. В этом направлении сигнала энергия предается с вывода 2 только на вывод 1, детектируется детекторной головкой и уровень отраженного сигнала отображается на экране Х1-47 в зависимости от частоты.

Перед началом измерений необходимо откалибровать схему. Для этого вместо измеряемой антенны подключают безиндуктивный эквивалент антенны сопротивлением 50 Ом и убеждаются в отсутствии отраженного сигнала(КСВ=1). Далее, отстыковав эквивалент, отмечают уровень сигнала для КСВ = бесконечности. Все промежуточные значения КСВ будут отображаться на экране прибора положением между 0 и максимальным значением. Подключая эквиваленты антенны сопротивлением 75 Ом, 100 Ом, 150 Ом отмечают на экране прибора значения КСВ соответственно 1.5 , 2, 3.

В качестве измерителя АЧХ можно использовать анализатор спектра СК4-60 и внешний генератор, в зависимости от диапазона волн, в котором производятся измерения (Г4-151 до 500 мГц, Г4-76 до 1.3 гГц, Г4-82 5.6гГц, Г4-84 10 гГц). На частотах до 500 мГц в качестве внешнего генератора можно использовать генераторы гармоник, описанные в п.1.4.

Два замечания:

  • направленные ответвители вносят переходное ослабление около 15 дБ для источника сигнала, поэтому для измерений необходимы источники сигнала довольно высокого уровня;
  • направленные свойства ответвителей (развязка и направленность) обычно не превышают 20…30 дБ, поэтому измерения необходимо выполнять не в логарифмическом, а линейном масштабе отображения.

 

4. НЕКОТОРЫЕ ПОЛЕЗНЫЕ СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЙ.

 

4.1. Измерения с помощью антенноскопа.

4.1.1. Определение точной электрической длины l/4 линии:

для этого линию одним концом подключают к антенноскопу, а второй оставляют разомкнутым. Далее, изменяя частоту генератора, определяют самую низкую частоту, на которой достигается баланс моста при нулевом сопротивлении. Для этой частоты электрическая длина линии равна точно l/4.

4.1.2. Измерение волнового сопротивления линии Zтр:

выполнив измерения по п.4.1.1., подключают резистор 100 Ом к свободному концу линии и измеряют антенноскопом сопротивление Zизм на другом конце линии. Рассчитывают волновое сопротивление линии, пользуясь формулой

 

Zтр=Sqr(100хZизм)

 

4.1.3. Проверка точности размеров l/2 трансформирующей линии:

 

измеряемую линию подключают к антенноскопу, ко второму концу линии подключают резистор 300 Ом

Устанавливают генератором частоту, на которой линия l/2 должна трансформировать 1:1.

измеряют антенноскопом сопротивление- оно должно быть равно 300 Ом, если линия точно равна l/2 для этой частоты.

 

4.1.4. Определнение коэффициента укорочения линии передачи:

для измерений используют отрезок линии длиной несколько метров(длина X).

Замыкают один конец линии и изменяя частоту генератора, находят минимальное значение частоты F, на которой антенноскоп балансируется- это будет означать, что линия трансформирует сопротивление 1:1 и для этой частоты ее электрическая длина соответствует l/2 с учетом коэффициента укорочения.

Повышая далее частоту можно будет найти следующий баланс моста, соответствующий 2 l/2 и т.д. Длина l/2 для частоты L=300/(2F), а коэффициент укорочения K=X/L.

Например, если длина линии X=3.3 метра, а баланс произошел на частоте F=30 мГц, то L=5 метров, а K=0.66. Обычные значения коэффициентов укорочения для коаксиальных линий — 0.66, для ленточных кабелей — 0.82, для открытых двухпроводных линий — 0.95 .

4.2. Измерения с помощью АЧХ-метра выполняются по схеме, приведенной в п3.2.4. 4.2.1. Локализация неоднородностей в фидере. При необходимости определить расстояние до неоднородности в фидере (короткое замыкание или обрыв) не демонтируя фидер, это можно сделать следующим образом. При обрыве или КЗ в фидере, максимальный КСВ будет наблюдаться на частотах ,где линия работает как трансформатор l/2,а также на кратных частотах независимо от диапазона, выбранного для измерений. Фидер отстыковывают от трансивера и подключают к выводу 2 направленного ответвителя.

Устанавливают такую полосу качания,чтобы удобно было производить измерения периода КСВ. Измеренный период в мегагерцах соответствует частоте, на которой линия работает как l/2 отрезок с учетом укорочения. Допустим частотный интервал между максимумами КСВ равен 3 МГц , значит, частота на которой линия сейчас работает как трансформатор l/2, равна 6 мГц и это соответствует длине волны 50 метров (т.е. до неоднородности 50 метров без учета коэффициента укорочения линии). Зная коэффициент укорочения линии можно точно сказать действительное расстояние до неоднородности. Например если линия выполнена коаксиальным кабелем с коэф. укорочения 0.66, то в нашем случае расстояние от передатчика до обрыва (КЗ) в коаксиальном кабеле равно 33 метра.

 

4.2.2. Измерение коэффициента укорочения кабеля.

Измерения производят так же , как в пункте 4.2.1., но к выводу 2 направленного ответвителя подключают измеряемый кабель длиной несколько метров. Допустим мы измеряем коэффициент укорочения кабеля длиной 33 метра. Измеренная электрическая длина кабеля равна 50 метров, значит коэффициент укорочения равен 33/50=0.66 .

 

4.2.3. Проверка кабеля 50 Ом на отсутствие неоднородностей.

К выводу 2 НО подключают проверяемый кабель, на другом конце которого подключена согласованная нагрузка 50 Ом. На экране прибора должна наблюдаться ровная линия, если в кабеле нет неоднородностей.

 

5. ПОРЯДОК НАСТРОЙКИ АНТЕННЫ

 

В качестве примера, несколько слов о порядке настройки антенны дельта для диапазона 80 метров, пользуясь способами измерений, приведёнными выше. Необходимо согласовать выходной каскад передатчика (50 Ом) с антенной по кабелю 50 Ом. Если нет возможности измерить сопротивление антенны и найти резонансную частоту антенны, подключившись прямо в точке запитки, подключаем трансформирующую линию l/2 между приборами и антенной. Таким образом, пользуясь трансформирующими свойствами линии (1:1) можно проводить измерения не непосредственно у антенны, а на другом конце линии.

Одним из описанных способов, измеряем сопротивление антенны и резонансную частоту. Если резонансная частота антенны немного смещена, изменением геометрических размеров антенны, добиваются резонанса на нужной частоте. Обычно сопротивление антенны дельта равно 120 Ом и для согласования антенны с кабелем необходимо применить трансформатор 1:2,4.

Этот трансформатор можно сделать, используя трёхпроводный ШПТЛ с отношением Rвых/Rвх=4/9 (Бунин, Яйленко «Справочник радиолюбителя-коротковолновика»). После изготовления трансформатора, подключают к высокоомному входу трансформатора резистор сопротивлением 120-130 Ом и, подключив к другому входу трансформатора антенноскоп, измеряют его входное сопротивление и коэффициент трансформации. Подключив трансформатор между PA и линией питания, проверяют ток в антенне, используя ВЧ-амперметр. Лучше измерить ток после PA с помощью калиброванного ВЧ-амперметра и рассчитать поглощаемую мощность.

Если после расчёта окажется, что P=RII меньше, чем на эквиваленте антенны, значит согласующее устройство вносит реактивность и её необходимо компенсировать. Для этого последовательно с ВЧ-амперметром включают переменный конденсатор (10-500 пФ) и изменяя его значение, добиваются максимума в показаниях ВЧ-амперметра. В случае, если с помощью конденсатора не удается увеличить ток в антенне, надо заменить конденсатор на вариометр и подобрать компенсирующую индуктивность. После подбора компенсирующей реактивности, измеряют её значение и заменяют на элемент с постоянным значением. После настройки согласующего устройства, его помещают в герметичный корпус и переносят в точку запитки антенны от кабеля.

В заключении ещё раз проверяют согласование с помощью одного из способов измерения КСВ.

 

СОВЕТЫ ПО ПОДКЛЮЧЕНИЮ КОМПЬЮТЕРОВ

 

Многие жалуются, что их настольный компьютер сильно мешает приёму. Причиной этого в большинстве случаев является плохое согласование антенны. В этом случае оплётка кабеля питания антенны принимает излучения компьютера и они в виде помехи попадают на вход приёмника. Проверить это предположение просто — отстыкуйте кабель от входа приёмника, если помехи исчезнут, значит основной путь попадания помех от компьютера на вход приёмника — по оплётке кабеля. После тщательного согласования антенны с помощью приведённых способов, можно в значительной мере избавиться от помех по приёму и от неустойчивой работы цифровых узлов при передаче.

Второе необходимое условие для удобства работы с компьютером — тщательное заземление всех приборов. Заземление на трубу отопления — не годится!

Третий путь — заключить все кабеля, идущие от компьютера, в экран и очень желательно пропустить каждый из них сквозь ферритовое кольцо 2000 НМ (по паре витков). Можно также пропустить сквозь кольцо и антенный кабель (для дополнительного симметрирования кабеля и устранения распространения ВЧ-сигналов по оплётке кабеля).

Иногда источником помехи является монитор и кабели, идущие к нему. Попробуйте включить/выключить монитор из сети при работающем и загруженном компьютере. Если уровень помехи изменяется, то рекомендуется отдельно заземлить шасси монитора, а точку заземления шасси необходимо подобрать экспериментально по минимуму помех.

73!