Согласование антенны с фидером: Согласование антенн

Содержание

Согласование антенн



Согласование антенн

Согласование антенн.

 В редких случаях антенна может быть связана с радиостанцией без применения фидерной линии, которая обеспечивает соединение точек питания антенны с выходом передатчика (входом приёмника). Основное требование к фидерной линии — минимальные потери энергии. На высоких частотах они определяются излучением фидера, потерями из-за активного сопротивления его проводов и диэлектрическими потерями из-за не идеальности изоляции.
Для того, чтобы мощность, передаваемая от передатчика в кабель, полностью попадала в антенну,необходимо выполнить следующие условия:

  1. Волновое сопротивление антенного фидера должно быть равно выходному сопротивлению передатчика;
  2. Сопротивление нагрузки (антенны) должно быть равно волновому сопротивлению антенного фидера;

Выполнение этих условий называется согласованием антенны. При полном согласовании в линии передачи течёт ток постоянной величины по всей её длине, и его значение в антенне зависит от выходной мощности передатчика и потерь в линии, которые определяются как произведение коэффициента затухания на рабочей частоте на длину линии передачи. Режим полного согласования называют режимом бегущей волны. Однако на практике добиться полного согласования невозможно, поскольку довольно трудно достичь режима бегущей волны на определённой рабочей частоте, а при практической работе радиолюбитель работает на разных частотах в пределах выделенного диапазона. Поэтому всегда имеет место рассогласование антенны, а её настройка сводится к достижению минимального рассогласования в выбранном диапазоне.

Рассмотрим процессы, происходящие при передаче мощности от передатчика в антенну. На рисунке изображены различные варианты распределения тока и напряжения при передаче высокочастотной энергии.

 В первом случае, при режиме согласованной нагрузки, величины тока и напряжения постоянны вдоль всей линии, вся энегрия от передатчика передаётся в антенну. Если нагрузка замкнута накоротко, наблюдается иная картина: на конце линии в точке короткого замыкания ток максимален (больше чем в согласованной нагрузке), а напряжение равно нулю. На расстоянии λ/4 от конца ток принимает значение, равное нулю, а напряжение максимально. На расстоянии λ/2 картина аналогична картине на конце линии. Получается, что энергия при несогласованной нагрузке отражается от её и в линии возникает стоячая волна. Максимальные значения величин тока или напряжения такой волны принято называть пучностями, а минимальные — узлами тока или напряжения. При обрыве нагрузки в точке обрыва напряжение максимально а ток равен нулю. На практике в линии всегда возникает стоячая волна, а соотношение амплитуд пучностей и узлов зависит от степени рассогласования.

 Для того, чтобы оценить степень рассогласования применяют так называемый коэффициент стоячей волны или сокращённо КСВ, который представляет собой частное от деления максимального напряжения или тока в линии на минимальное:

КСВ=Umax / Umin    или   КСВ= Imax / Imin

По другой формуле КСВ представляют как отношение суммы величин напряжений или токов падающей, выделяемой в нагрузке и отражённой, возвращающейся к передатчику, волн к их разности:

КСВ=Uпад + Uотр / Uпад — Uотр     или   КСВ= Iпад + Iотр / Iпад — Iотр

Величина КСВ равна единице при полном согласовании линии передачи с антенной, на практике допустимой считается величина КСВ < 2.

При измерении КСВ следует также учитывать, что на его величину оказывает влияние затухание в линии передачи. Сигнал отражённой волны получается из дошедшего с затуханием по кабелю от радиостанции к нагрузке сигнала падающей волны, часть которой отражается в результате рассогласования и возвращается с затуханием к источнику. Поэтому при использовании длинных линий передачи КСВ будет ниже реального и чем больше затухание имеет кабель линии передачи, тем менее точным быдет показание КСВ-метра. Однако использование КСВ-метра в целом позволяет оценить качество согласования антенны.

Прибор для измерения КСВ в радиолюбительской практике принято называть КСВ-метр или SWR-meter (SWR — Standing Wave Ratio). При покупке прибора следует уделять внимание рабочему диапазону частот прибора и диапазону измеряемой мощности, наличию дополнительных возможностей.

КСВ-метр, ватт-метр KW-520
Диапазон частот 1,8-525 МГц
Максимальная мощность до 400 Вт

Прибор предназначен для проверки мощности передатчиков и наладки антенн при помощи 2-х отдельных измерительных линий: от 1,8 до 200 МГц и от 140 до 525 МГц.
Это позволяет одновременно соединить 2 устройства: одно в режиме HF/VHF, другое в режиме VHF/UHF. Для измерения мощности к прибору необходимо подключить безъиндукционное нагрузочное сопротивление соответствующей мощности.

▶▷▶ устройство согласования антенны

▶▷▶ устройство согласования антенны
ИнтерфейсРусский/Английский
Тип лицензияFree
Кол-во просмотров257
Кол-во загрузок132 раз
Обновление:19-12-2018

устройство согласования антенны — Yahoo Search Results Yahoo Web Search Sign in Mail Go to Mail» data-nosubject=»[No Subject]» data-timestamp=’short’ Help Account Info Yahoo Home Settings Home News Mail Finance Tumblr Weather Sports Messenger Settings Want more to discover? Make Yahoo Your Home Page See breaking news more every time you open your browser Add it now No Thanks Yahoo Search query Web Images Video News Local Answers Shopping Recipes Sports Finance Dictionary More Anytime Past day Past week Past month Anytime Get beautiful photos on every new browser window Download Согласование антенн и согласующие устройства — Устройства СВЧ intellectml/soglasovanie-antenn-i Cached В любительской практике крайне редко используются антенны , входное сопротивление которых равно волновому сопротивлению фидера, и в свою очередь, выходному сопротивлению передатчика (идеальный вариант согласования ) Согласование антенн и — ruqrzcom wwwruqrzcom/soglasovanie-antenn-i Cached В любительской практике крайне редко используются антенны , входное сопротивление которых равно волновому сопротивлению фидера, и в свою очередь, выходному сопротивлению передатчика (идеальный вариант согласования ) Устройство Согласования Антенны — Image Results More Устройство Согласования Антенны images 2 Устройства для настройки и согласования антенн libqrzru/book/export/html/2233 Cached Если по каким-либо причинам нельзя точно согласовать антенну, то для защиты выходного каскада можно использовать устройство согласования или, как его еще называют, «мэтчер» Устройство антенны Дельта Н311-01А т ее размеры телемастерскаярф/ устройство Cached Симметрирующее устройство служит для согласования антенн метрового и дециметрового диапазонов с усилителем Габариты Для тех кто захочет сделать копию, привожу размеры антенны ДМВ и МВ 33 Устройства согласования антенны с передатчиком и wwwradiouniverseru/book/lyubitelskaya-radiosvyaz-na-kb/ Cached Устройство , собранное по схеме рис 314, позволяет добиться согласования передатчика с антенной при различных установках отводов регулировки связи передатчика и антенны При слабой связи с Настройка и согласование антенно-фидерных устройств ra1ohxru/publ/antenny_kv/nastrojka_i_soglasovanie Cached Обычно сопротивление антенны дельта равно 120 Ом и для согласования антенны с кабелем необходимо применить трансформатор 1:24 Настройка и согласование антенно-фидерных устройств citradiocom/kv/antennes/antennhtml Cached Если после рассчета окажется, что p=rii меньше, чем на эквиваленте антенны , значит согласующее устройство вносит реактивность и ее необходимо компенсировать Согласование фидера с антенной — R3RT r3rtjimdocom/2017/05/27 Cached Вопрос согласования фидера и антенны интересует многих радиолюбителей Возникает он, например, при необходимости подключения к антенне симметричной двухпроводной фидерной линии вместо коаксиального кабеля или Простое согласование антенны LW / длинный провод — Антенны КВ ra1ohxru/publ/antenny_kv/prostoe_soglasovanie_antenny Cached Нужно было срочно запустить 80 и 40 м в чужом доме , выхода на крышу нет, да и времени на установку антенны нет Универсальное согласующее устройство антенны r4fsu/hf/antena/ant_tuner-univerhtml Cached Устройство предназначено для согласования передатчика с различными типами антенн, как имеющими коаксиальный фидер, так и с открытым входом (типа «длинный луч» и т д) Promotional Results For You Free Download | Mozilla Firefox ® Web Browser wwwmozillaorg Download Firefox — the faster, smarter, easier way to browse the web and all of Yahoo 1 2 3 4 5 Next 29,700 results Settings Help Suggestions Privacy (Updated) Terms (Updated) Advertise About ads About this page Powered by Bing™

  • в почти такой же деревне как моя Читать ещё Укороченные антенны НЧ диапазонов Согласование антенн случайной длины Магнитная антенна UR5RGG GP на 10 и 15 метров Согласование антенн случайной длины Сегодня
  • приёмника или фидерной линии
  • гетеродинные индикаторы резонанса (ГИР)

и если их свернуть в бухту диаметром от 15 до Читать ещё Все эти согласующие устройства используются для согласования сопротивлений

в почти такой же деревне как моя Читать ещё Укороченные антенны НЧ диапазонов Согласование антенн случайной длины Магнитная антенна UR5RGG GP на 10 и 15 метров Согласование антенн случайной длины Сегодня

  • да и времени на установку антенны нет Универсальное согласующее устройство антенны r4fsu/hf/antena/ant_tuner-univerhtml Cached Устройство предназначено для согласования передатчика с различными типами антенн
  • собранное по схеме рис 314
  • как его еще называют

устройство согласования антенны — Поиск в Google Специальные ссылки Перейти к основному контенту Справка по использованию специальных возможностей Оставить отзыв о специальных возможностях Нажмите здесь , если переадресация не будет выполнена в течение нескольких секунд Войти Удалить Пожаловаться на неприемлемые подсказки Режимы поиска Все Картинки Видео Новости Покупки Ещё Карты Книги Авиабилеты Финансы Настройки Настройки поиска Языки (Languages) Включить Безопасный поиск Расширенный поиск Ваши данные в Поиске История Поиск в справке Инструменты Результатов: примерно 2 140 000 (0,46 сек) Looking for results in English? Change to English Оставить русский Изменить язык Результаты поиска Выделенное описание из Интернета wwwradiouniverseru «cb»:3,»cl»:3,»cr»:6,»ct»:3,»id»:»f4lD4X1XPiJ-HM:»,»ml»:»0″:»bh»:95,»bw»:214,»oh»:593,»ou»:» «,»ow»:1468,»pt»:»wwwradiouniverseru/sites/default/files/pictures/»,»rh»:»radiouniverseru»,»rid»:»rnDsw2ekzP7o6M»,»rt»:0,»ru»:» «,»sc»:1,»st»:»RadioUniverse»,»th»:95,»tu»:» \u003dtbn:ANd9GcTGJJ-u87jnqUqG9Ggy2sTeGDHeOy_OMHloHwW-JT5a2OzpYKhETTa25vu2″,»tw»:235 Антенное согласующее устройство (АСУ, антенный тюнер) — техническое средство, предназначенное для согласования параметров антенны с параметрами передатчика, приёмника или фидерной линии, выполненное в виде отдельного блока, устанавливаемого непосредственно у ввода антенны Антенное согласующее устройство — Википедия Оставить отзыв Подробнее Все результаты 33 Устройства согласования антенны с передатчиком и wwwradiouniverseru › › 3 Антенно-фидерные устройства Сохраненная копия Похожие Для контроля настройки устройства согласования между передатчиком и входом антенны включают измеритель КСВ, как это показано на рис 311 Антенное согласующее устройство — Википедия Сохраненная копия Похожие Антенное согласующее устройство (АСУ, антенный тюнер) — техническое средство, предназначенное для согласования параметров антенны с ‎ Устройство и работа АСУ · ‎ Общие принципы · ‎ АСУ на отрезках линий 2 Устройства для настройки и согласования антенн libqrzru/book/export/html/2233 Сохраненная копия Похожие Основные параметры антенн Для правильного выбора подходящей антенны и ее настройки необходимо учитывать основные параметры Рассмотрим Картинки по запросу устройство согласования антенны «cb»:3,»cl»:3,»cr»:6,»ct»:3,»id»:»f4lD4X1XPiJ-HM:»,»ml»:»600″:»bh»:90,»bw»:121,»oh»:593,»ou»:» «,»ow»:1468,»pt»:»wwwradiouniverseru/sites/default/files/pictures/»,»rh»:»radiouniverseru»,»rid»:»rnDsw2ekzP7o6M»,»rt»:0,»ru»:» «,»sc»:1,»st»:»RadioUniverse»,»th»:90,»tu»:» \u003dtbn:ANd9GcRRyeQplt3r8WLJmw60euOGdzyrSG0OFAVvLjSvhPBm8QmZhYX2Y2xHHjB8″,»tw»:223 «cl»:3,»cr»:3,»ct»:6,»id»:»-6zv5UhKpj77PM:»,»ml»:»600″:»bh»:90,»bw»:120,»oh»:302,»ou»:» «,»ow»:400,»pt»:»wwwradiouniverseru/sites/default/files/pictures/»,»rh»:»radiouniverseru»,»rid»:»rnDsw2ekzP7o6M»,»rt»:0,»ru»:» «,»sc»:1,»st»:»RadioUniverse»,»th»:91,»tu»:» \u003dtbn:ANd9GcRlFPmXB6nb_WX21IPVF_fCJlsSzkBw95wN-hci0qFL2UPer1rxZOfwSA»,»tw»:120 «id»:»L0q5ExFc6klsTM:»,»ml»:»600″:»bh»:90,»bw»:116,»oh»:451,»ou»:» «,»ow»:583,»pt»:»gelezocom/antennas/distance_tv_receiving/141000/1″,»rh»:»gelezocom»,»rid»:»wkD7cgOtzkL13M»,»rt»:0,»ru»:» «,»sc»:1,»st»:»Gelezocom»,»th»:90,»tu»:» \u003dtbn:ANd9GcRrTli-QpDZueohOGkAObyDNzas7Es37A2xqdXVrRwgfwoWe0brOVCusD0″,»tw»:116 «cb»:6,»cl»:3,»cr»:3,»ct»:6,»id»:»XLAlRa9eBN7TdM:»,»ml»:»600″:»bh»:90,»bw»:101,»oh»:276,»ou»:» «,»ow»:300,»pt»:»wwwruqrzcom/wp-content/uploads/2012/01/ant1jpg»,»rh»:»ruqrzcom»,»rid»:»dFi6NaWYtCXe0M»,»rt»:0,»ru»:» «,»sc»:1,»st»:»RUQRZCOM»,»th»:93,»tu»:» \u003dtbn:ANd9GcSGPHxlp4AkGpe9UfmlkWuelEdBKPe-jslNeDGCknF8vAzsWotxki5ong»,»tw»:101 «cb»:12,»cl»:15,»cr»:12,»id»:»kXFf2UuvXDfYMM:»,»ml»:»600″:»bh»:90,»bw»:126,»oh»:255,»ou»:» «,»ow»:536,»pt»:»rfanatqrzru/s10/_1000000gif»,»rh»:»rfanatqrzru»,»rid»:»1cpvifHLAwZJjM»,»rt»:0,»ru»:» «,»sc»:1,»th»:90,»tu»:» \u003dtbn:ANd9GcRR0UvoJTpu3-XYFEwBVXOY7VzTOG6Nc2OS_p5FQEqkBRcxDbFlVsUihak»,»tw»:189 Другие картинки по запросу «устройство согласования антенны» Жалоба отправлена Пожаловаться на картинки Благодарим за замечания Пожаловаться на другую картинку Пожаловаться на содержание картинки Отмена Пожаловаться Все результаты Согласование антенн и согласующие устройства — Устройства › › Электроника и фотоника › › Устройства СВЧ и антенны Сохраненная копия Рейтинг: 9/10 — ‎2 голоса Согласование антенн и согласующие устройства В любительской практике крайне редко используются антенны , входное Настройка и согласование антенно-фидерных устройств cxemnet › Си-Би связь Сохраненная копия Похожие СОГЛАСОВАНИЕ АНТЕНН В предисловии к своей книге » Антенны «, Ротхаммель в первой же строке повторил известную истину : хорошая антенна Согласование антенны с фидером — Сайт Паяльник cxemnet › Си-Би связь Сохраненная копия Похожие Согласование антенны с фидером Фидер не всегда можно непосредственно подключить к антенне, минуя согласующее устройство Вопрос [PDF] АНТЕННЫ И ФИДЕРЫ — НАЗНАЧЕНИЕ И ПАРАМЕТРЫ windoweduru/resource/917/76917/files/afuifidpdf Сохраненная копия Рассматривается назначение антенн и фидеров и их основные па- В технике антенно-фидерных устройств вопрос согласования антенны с Согласование антенн случайной длины — HAM RADIO News hammanianet/indexphp/articles/pro-antenny/soglasovanie-antenn-sluchajnoj-dliny Сохраненная копия Похожие Согласование антенн случайной длины На фотографии устройство в сборе — со встроенным рефлектометром и две совокупности индуктивностей Видео 9:36 ДЛЯ СОГЛАСОВАНИЕ АНТЕННЫ С ТЕЛЕВИЗОРОМ ПРИМЕНЯЕМ САД НА ВСЕХ ШИРОТАХ YouTube — 1 янв 2018 г 11:02 Видеокурс Антенны Научная Критика YouTube — 11 нояб 2017 г 4:38 Патч-антенны Научная Критика YouTube — 16 нояб 2017 г Все результаты Согласование телевизионных антенн с фидером / Железо / 141500 gelezocom › › Основные требования, нормы и технические характеристики Сохраненная копия Похожие Согласование антенны делается для обеспечения более высокого КБВ в кабеле снижения Согласующее устройство преобразует входное Согласование антенн — Радиолюбитель RA4A wwwra4aru › Статьи › СХЕМЫ › Антенны Сохраненная копия Похожие 2 мар 2014 г — Метод согласования антенн с помощью настроенных линий передачи различных приборов и различных согласующих устройств Настроены ли наши антенны, Краснодар, Белецкий А И ремприборрф/statji34htm Сохраненная копия Настроены ли наши антенны , Рем Быт Техника в Краснодаре в Домодедово Устройство согласования нужно для обеспечения однонаправленного Универсальное согласующее устройство для вертикальных УКВ wwwcqhamru/unisoglhtm Сохраненная копия Похожие Предлагаемое универсальное согласующее устройство , позволяет согласовывать любые типы вертикальных антенн , имеющих круговую диаграмму О согласовании антенн [Архив] — Форум CQHAMRU wwwcqhamru/forum/archive/indexphp/t-35226html Сохраненная копия 28 апр 2005 г — 100 сообщений — ‎31 автор далее, для того чтобы согласовать такие антенны с выходом И крутим согласующее устройство по минимуму отраженной волны Согласование антенны с фидером — R3RTambov Сохраненная копия Настройка и согласование антенно-фидерных устройств Вопрос согласования фидера и антенны интересует многих радиолюбителей Возникает он Согласующее устройство для многодиапазонной КВ антенны Сохраненная копия Zвх – входное сопротивление согласующего устройства Za = Ra + iXa – входное сопротивление антенны Для согласования необходимо, чтобы Rн = ρ Краткая информация об антеннах, согласующие устройства radiostoragenet/3802-kratkaya-informaciya-ob-antennah-soglasuyushchie-ustrojstva Сохраненная копия Как правило, согласование штыревой антенны не представляет большой проблемы Основная задача — обеспечить минимальное влияние антенны на Настройка антенны Согласование антенн Согласующие www2x2businessru › › Услуги › Сотрудничество › Советы разработчику Сохраненная копия Настройка антенны включает в себя и согласование антенны с кабелем В статье о согласующем устройстве , применяемом для антенн ДМВ, мы уже [PDF] Широкополосное согласование укороченных антенн — Журнал jrecplireru/jre/jul17/1/textpdf Сохраненная копия автор: БВ Чернышев — ‎2017 — ‎ Похожие статьи согласования такой укороченной антенны с фидером в статье рассматривается ухудшению суммарного КПД приемного и передающего устройств Антенные согласующие устройства Антенные тюнеры Схемы Сохраненная копия 7 дек 2017 г — Вседиапазонное согласующее устройство (с раздельными катушками) Простое согласование антенны LW — «длинный провод» Передающие магнитные рамочные антенны При согласовании рамочной антенны на низкочастотных диапазонах 80 и 160 устройство и располагать антенну вдали от посторонних предметов [PDF] ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА libraryeltechru/files/vkr/2017/bakalavri/3101/2017ВКР310138ДЖОМИЕВpdf Сохраненная копия автор: ДФГ Студент — ‎ Похожие статьи Тема: Лабораторная работа «Алгоритм согласования антенны в КВ диапазоне» устройство , и приобретено все необходимые приборы В результате Цилиндрическая щелевая антенна – тема научной статьи по Сохраненная копия автор: ДС Клыгач — ‎2015 — ‎ Похожие статьи Представлена щелевая цилиндрическая антенна с оригинальным устройством согласования с фидером Антенна выполнена в виде продольной щели Согласование антенн и согласующие устройства — 2 Октября 2017 wwwsamaracbru/blog/soglasovanie_antenn_i_soglasujushhie/2017-10-02-443 Сохраненная копия 2 окт 2017 г — 12:50 Согласование антенн и согласующие устройства В любительской практике крайне редко используются антенны , входное Теория конусных антенн BowTie / Хабр Сохраненная копия 15 мая 2017 г — Конструкция паразитных элементов и согласование антенны устройством , установленным непосредственно возле антенны , Согласование и симметрирование — 3G-aerial 3g-aerialbiz/soglasovanie-i-simmetrirovanie Сохраненная копия Похожие 16 янв 2016 г — Описываются способы согласования и симметрирования Всевозможные схемы согласования и симметрирования при соединении антенны и специальных симметрирующих устройств , как например сделал Настроены ли наши антенны, Белецкий А И, статья Г Валки artradiolabru/319htm Сохраненная копия По народному — это антенна вместе с припаянным к ней коаксиальным кабелем (фидером) через устройство согласования Устройство согласования Optenni Lab — синтез цепей согласования СВЧ устройств — Евроинтех wwweurointechru/eda/microwave_design/optenni/Optenni-Labphtml Сохраненная копия Optenni Lab синтез цепей согласования СВЧ устройств оценки максимально достижимой полосы рабочих частот антенн и расчета худшего случая Согласование штыревой антенны с приемником — Radioscanner wwwradioscannerru/forum/topic45425html Сохраненная копия Похожие 6 авг 2012 г — 16 сообщений — ‎11 авторов Есть согласующее устройство , предположительно, от Р-140 Можно ли согласовать нашу антенну с приемником, используя имеющийся Устройства согласования передатчика с антенной :: Антенно wwwtechstagesru/setons-87-1html Сохраненная копия Поэтому между антенно-фидерным устройством с большим КСВ и любым Рис219 Подключение к передатчику устройства согласования антенны Дециметровая антенна для ТВ своими руками: схемы и чертежи с › Главная › Электрика в квартире Сохраненная копия Рейтинг: 4,6 — ‎11 голосов 22 июл 2017 г — Как сделать дециметровую антенну своими руками? устройство установлено в комнате, то в этом случае даже не обязательно согласование с кабелем, Устройство комнатной антенны на базе пивных банок Антенные согласующие устройства richadmru › Телевизионные антенны Сохраненная копия Похожие При изготовлении антенн самому, мало кто знает про согласующие устройства Как ясно из названия, нам нужны устройства согласования Система настройки антенны — FindPatentru wwwfindpatentru/patent/213/2137309html Сохраненная копия Система настройки антенны состоит из передающей антенны , второй Известно устройство согласования радиопередатчика с антенной (см, Самодельная телевизионная антенна: для DVB и аналогового vopros-remontru/elektrika/televizionnaya-antenna/ Сохраненная копия Похожие Когда-то хорошая телевизионная антенна была дефицитом, покупные без дополнительных устройств согласования и симметрирования (УСС) Как сделать антенну своими руками: изготовление, устройство и Сохраненная копия Перейти к разделу Согласование и симметрирование самодельных антенн — Согласование антенн с кабелем (фидером) Начнем со Russian Hamradio — Устройства согласования 50-омной нагрузки wwwqrxnarodru/anten/us_nhtm Сохраненная копия Если по каким-либо причинам нельзя точно согласовать антенну , то для защиты выходного каскада можно использовать устройство согласования или, Форум РадиоКот • Просмотр темы — Согласование ДМВ антенны 75 Ом с › › Радиотехника: приемники, передатчики, антенны Сохраненная копия 11 авг 2014 г — 20 сообщений — ‎9 авторов Согласование ДМВ антенны 75 Ом с усилителем SWA-999 300 Ом На кабель РК-75 в качестве симметрирующего устройства просто [PDF] Строим КВ Антенну — rk0wru rk0wru/downloadsphp?cat_id=2file_id=42 Сохраненная копия Похожие Вступление Антенна – это радиотехническое устройство , которое преобразует энергию согласования с трансивером/приёмником Изготовление Устройство антенны Дельта Н311-01А т ее размеры телемастерскаярф/устройство-антенны-дельта-н311-01а/ Сохраненная копия Похожие Дельта Н311-01А это версия антенны Дельта 311-01 без усилителя Симметрирующее устройство служит для согласования антенн метрового и Согласование Inv V небольшой асимметрией плеч антенны — DL2KQ dl2kqde/ant/3-6htm Сохраненная копия Похожие Согласование антенны inverted V точке питания требуется симметрирующее устройство (балун) или дроссель подавления синфазного тока оплетки [PDF] цилиндрическая щелевая антенна — South Ural State University eneffsusuru/m/o/1624/textpdf Сохраненная копия автор: ДС Клыгач — ‎ Похожие статьи Устройство согласования должно быть удобным при настройке Требуется исследовать поведение согласования антенны с фидером при упомянутых [PDF] 1 УСТРОЙСТВО АНТЕННЫ 2 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Сохраненная копия Антенна телевизионная индивидуальная наружная предназначена для приема В случае замены плат согласования или усилителей при ремонте [PDF] Керамические антенны — Статьи articleseforu/download/80 Сохраненная копия Похожие систем и других беспроводных устройств оптимального выбора антенны для поверхностного монтажа импеданс согласования (рис 4) Размер Устройство широкополосного согласования антенны с bankpatentovru › Каталог › Полезные модели › H › H03 › H03H Сохраненная копия Похожие 27 июн 2013 г — Устройство широкополосного согласования антенны с передатчиком Полезная модель относится к области радиотехники и может Параметры антенн — antennannovru antennannovru/informatsiya-parametry-antennhtml Сохраненная копия Похожие Антенны — радиотехнические устройства , предназначенные для приема самой антенны , но и от качества её согласования с фидером (кабелем) и Телевизионные антенны! antennaspbru/component/option,com_smf/Itemid,22/action,profile/u/start,20 Сохраненная копия 9 янв 2018 г — На плате усилителя, которую вы удалили, помимо усилителя находится еще устройство согласования , без которого антенна работать Согласующее устройство для вертикала 160-30m — Домашняя rw9jdru/sugp160-30php Сохраненная копия Похожие Все укороченные антенны работают хуже полноразмерных, но для низких Задача сводится к тому, чтобы устройство переключало компоненты СУ на разъем, диапазон волновых сопротивлений согласования ОЧЕНЬ велик! Телевизионная комнатная антенна для приема цифрового и Сохраненная копия Антенна – это радиотехническое устройство , предназначенное для приема Применение печатной платы для согласования антенны с коаксиальным Согласующие устройства диапазона 144 МГц — Radiomasterru radiomasterru › База знаний › Схемотехника › Схемотехника Сохраненная копия Похожие При работе на УКВ устройства согласования применяются крайне редко Не всегда даже в диапазоне УКВ волновое сопротивление антенны равно Вместе с устройство согласования антенны часто ищут согласование антенны с фидером согласующее устройство для антенны согласующее устройство для антенны длинный провод согласующее устройство на ферритовом кольце согласующее устройство многодиапазонной коротковолновой антенны согласование антенны длинный луч согласующее антенное устройство своими руками антенна веревка согласование Навигация по страницам 1 2 3 4 5 6 Следующая Ссылки в нижнем колонтитуле Россия — Подробнее… Справка Отправить отзыв Конфиденциальность Условия Аккаунт Поиск Карты YouTube Play Новости Почта Контакты Диск Календарь Google+ Переводчик Фото Ещё Покупки Документы Blogger Hangouts Google Keep Jamboard Подборки Другие сервисы Google

Яндекс Яндекс Найти Поиск Поиск Картинки Видео Карты Маркет Новости ТВ онлайн Знатоки Коллекции Музыка Переводчик Диск Почта Все Ещё Дополнительная информация о запросе Показаны результаты для Нижнего Новгорода Москва 1 Согласование антенн и согласующие устройства ruqrzcom › soglasovanie-antenn-i-soglasuyushhie-us/ Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Согласование антенн и согласующие устройства Опубликовано 02012012 В любительской практике крайне редко используются антенны , входное Читать ещё Согласование антенн и согласующие устройства Опубликовано 02012012 В любительской практике крайне редко используются антенны , входное сопротивление которых равно волновому сопротивлению фидера, и в свою очередь, выходному сопротивлению передатчика (идеальный вариант согласования ) Чаще всего такого соответствия нет и приходится применять специальные согласующие устройства Антенну , фидер и выход передатчика Скрыть 2 Антенное согласующее устройство — Википедия ruwikipediaorg › …Антенное_согласующее_устройство Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Подробнее о сайте Антенное согласующее устройство (АСУ, антенный тюнер) — техническое средство, предназначенное для согласования параметров антенны с параметрами передатчика, приёмника или фидерной линии Читать ещё Антенное согласующее устройство (АСУ, антенный тюнер) — техническое средство, предназначенное для согласования параметров антенны с параметрами передатчика, приёмника или фидерной линии, выполненное в виде отдельного блока, устанавливаемого непосредственно у ввода антенны При необходимости, с помощью АСУ производится также симметрирование антенны Скрыть 3 2 Устройства для настройки и согласования антенн libqrzru › Подшивки › export/html/2233 Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Подробнее о сайте Для настройки и согласования антенн используются различные приборы 24 Устройства согласования Трансиверы в Си-Би технике рассчитаны на применение 50-омной нагрузки Читать ещё Для настройки и согласования антенн используются различные приборы: измерители коэффициента стоячей волны (КСВ), гетеродинные индикаторы резонанса (ГИР), индикаторы напряженности электромагнитного поля, высокочастотные мостовые схемы 24 Устройства согласования Трансиверы в Си-Би технике рассчитаны на применение 50-омной нагрузки Скрыть 4 Устройство согласования антенны — смотрите картинки ЯндексКартинки › устройство согласования антенны Пожаловаться Информация о сайте Ещё картинки 5 Согласующие устройства : назначение и принцип fbru › article/250708/soglasuyuschie-ustroystva-… Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Все эти согласующие устройства используются для согласования Согласующие устройства КВ антенн в данном случае будут подключаться между 50-омным фидером и входом антенны , и если их свернуть в бухту диаметром от 15 до Читать ещё Все эти согласующие устройства используются для согласования сопротивлений, что позволяет в конечном итоге минимизировать общие потери в линии передач и, что более важно, снизить внеполосные излучения Согласующие устройства КВ антенн в данном случае будут подключаться между 50-омным фидером и входом антенны , и если их свернуть в бухту диаметром от 15 до 20 см, то в таком случае он будет также выступать в качестве симметрирующего устройства Скрыть 6 33 Устройства согласования антенны с передатчиком radiouniverseru › book…na-kb…soglasovaniya-antenny… Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте 33 Устройства согласования антенны с передатчиком и приёмником Непосредственно к передатчику можно подключить только Читать ещё 33 Устройства согласования антенны с передатчиком и приёмником Непосредственно к передатчику можно подключить только антенно-фидерное устройство , входное сопротивление которого обеспечивает его нормальную работу Питание большинства антенн , применяемых в настоящее время радиолюбителями-коротковолновика-ми, осуществляется с помощью Скрыть 7 Простое согласование антенны LW — «длинный провод» r3rtjimdocom › …антенные-согласующие-устройства… Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Согласующее устройство для антенн НЧ диапазонов Вот, как раз такое совпадение используется для согласования антенны Читать ещё Согласующее устройство для антенн НЧ диапазонов Радиолюбители, проживающие в многоэтажных домах, нередко применяют на НЧ диапазонах рамочные антенны Вот, как раз такое совпадение используется для согласования антенны Катушки трансформатора n2 и n3, T1 c определенной индуктивностью, тем больше удлиняет антенну , чем высшее частота диапазона Скрыть 8 ДЛЯ СОГЛАСОВАНИЕ АНТЕННЫ — YouTube youtubecom › watch?v=3ZdyV5162hQ Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Подробнее о сайте Для согласование антенны с телевизором применяем это Сад на всех широтах Читать ещё Для согласование антенны с телевизором применяем это Сад на всех широтах Загрузка Повторите попытку позже Опубликовано: 1 янв 2018 г Для согласование антенны с телевизором применяем это Скрыть 9 Устройство согласования антенны — 898 тыс видео ЯндексВидео › устройство согласования антенны Пожаловаться Информация о сайте 24:41 HD 24:41 HD Антенна Фукса (почти) и согласующие youtubecom 4:17 HD 4:17 HD Тюнеры или устройства для согласования videomailru 9:35 HD 9:35 HD Для согласование антенны с телевизором youtubecom 10:23 10:23 Простое согласующее устройство 3,5-14 МГц youtubecom 14:31 FullHD 14:31 FullHD Согласующее устройство П-Контур Ut2fw Часть 1 youtubecom 21:03 HD 21:03 HD Для антенны DVB-Т2 плата согласование youtubecom 4:44 FullHD 4:44 FullHD Согласующее устройство П-Контур Ut2fw youtubecom 21:03 HD 21:03 HD Для антенны DVB-Т2 плата согласование okru 33:18 HD 33:18 HD антенный тюнер okru 2:03 2:03 Самодельное антенное согласующее youtubecom Ещё видео 10 Согласование антенн случайной длины hammanianet › indexphp/articles/pro-antenny…dliny Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Укороченные антенны НЧ диапазонов Согласование антенн случайной длины Согласование антенн случайной длины Сегодня, по поводу воскресенья, был в гостях Недалеко, в почти такой же деревне как моя Читать ещё Укороченные антенны НЧ диапазонов Согласование антенн случайной длины Магнитная антенна UR5RGG GP на 10 и 15 метров Согласование антенн случайной длины Сегодня, по поводу воскресенья, был в гостях Недалеко, в почти такой же деревне как моя Скрыть Согласование антенн теория и практика Обсуждение на liveinternetru › users/rn6llv/post261693344 Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте СОГЛАСОВАНИЕ АНТЕНН В предисловии к своей книге » Антенны «, Ротхаммель в первой же строке повторил известную истину : хорошая антенна — лучший Читать ещё СОГЛАСОВАНИЕ АНТЕНН В предисловии к своей книге » Антенны «, Ротхаммель в первой же строке повторил известную истину : хорошая антенна — лучший усилитель высокой частоты Согласование антенн теория и практика Воскресенье, 17 Февраля 2013 г 19:48 + в цитатник СОГЛАСОВАНИЕ АНТЕНН В предисловии к своей книге » Антенны «, Ротхаммель в первой же строке повторил известную истину : хорошая антенна — лучший усилитель высокой частоты Скрыть Настройка антенны Согласование антенн Согласующие 2x2businessru › antenna16htm Сохранённая копия Показать ещё с сайта Пожаловаться Информация о сайте Изготовление антенн Согласование с антенной Как согласовать антенну ? Настройка антенны включает в себя и согласование антенны с кабелем В статье о согласующем устройстве , применяемом для антенн ДМВ, мы уже Читать ещё Изготовление антенн Согласование с антенной Мы выяснили от чего зависит дальность приема здесь Рассмотрели вопрос выбора кабеля здесь Подключили антенну к телевизору с помощью штекера здесь Как согласовать антенну ? Настройка антенны включает в себя и согласование антенны с кабелем В статье о согласующем устройстве , применяемом для антенн ДМВ, мы уже рассматривали конструкцию этих устройств Теперь попробуем сделать Скрыть ТВ- Антенны в Эльдорадо – С нами выгодно ЭльдоSALE Кешбек до 15000 Подарки на Новый год Утилизация ЭЛЬДОРАДО eldoradoru › Эльдорадо Не подходит по запросу Спам или мошенничество Мешает видеть результаты Информация о сайте реклама Всегда низкие цены! Копи бонусы и получай скидки на все товары Акции на сайте Контактная информация 8 (800) 250 25 25 круглосуточно Магазин на Маркете Вместе с « устройство согласования антенны » ищут: устройство согласования ус-01 устройство согласования tb-vw купить устройство согласования ус-02 устройство согласования антенны с дистанционным управлением от компьютера устройство согласования антенны с дистанционным управлением устройство согласования устройство согласования сигналов усс cb001vh устройство согласования для коаксиального кабеля ус-02 рубеж устройство согласования подключение устройство согласования для трибокабеля ус тд-1 1 2 3 4 5 дальше Bing Google Mailru Нашлось 40 млн результатов 62 показа в месяц Дать объявление Показать все Регистрация Войти 0+ Браузер с Алисой, которая всегда готова побеседовать Установить Закрыть Спасибо, что помогаете делать Яндекс лучше! Эта реклама отправилась на дополнительную проверку ОК ЯндексДирект Попробовать ещё раз Включить Москва Настройки Клавиатура Помощь Обратная связь Для бизнеса Директ Метрика Касса Телефония Для души Музыка Погода ТВ онлайн Коллекции Яндекс О компании Вакансии Блог Контакты Мобильный поиск © 1997–2018 ООО «Яндекс» Лицензия на поиск Статистика Поиск защищён технологией Protect Попробуйте быстрый Браузер с технологией защиты Протект 0+ Скачать

ТРЕБОВАНИЯ К АНТЕННЕ И ФИДЕРУ

ТРЕБОВАНИЯ К АНТЕННЕ И ФИДЕРУ

2. ТРЕБОВАНИЯ К АНТЕННЕ И ФИДЕРУ

Как уже отмечалось, напряжение сигнала на выходе антенны пропорционально напряженности поля в точке ее установки, длине волны сигнала и коэффициенту усиления антенны. Отсюда, чем меньше длина волны (чем больше номер принимаемого частотного канала), тем меньше напряжение сигнала на выходе антенны при прочих равных условиях. Если прием ведется на предельном расстоянии и данная конструкция антенны обеспечивает нормальный прием по первому каналу, то для уверенного приема телевизионных передач по двенадцатому каналу от передатчика той же мощности и расположенного на том же расстоянии понадобится антенна более сложной конструкции, имеющая больший коэффициент усиления. Еще больший коэффициент усиления потребуется для уверенного приема передач в тех же условиях в дециметровом диапазоне волн. Таким образом, требование к коэффициенту усиления антенны должно увязываться не только с удаленностью от передатчика, но и с длиной волны, т. е. с номером канала.

Для того чтобы максимум мощности сигнала, принятого антенной был направлен в фидер и поступил далее на вход телевизионного приемника, антенна должна быть согласована с фидером, а фидер с телевизором. Для такого согласования входное сопротивление антенны должно быть равно волновому сопротивлению кабеля, из которого выполнен фидер, а волновое сопротивление фидера должно быть равно входному сопротивлению антенного входа телевизора. При рассогласовании антенны и фидера часть энергии принятого антенной сигнала не поступит в фидер, а отразится от него и будет антенной излучена обратно в пространство. Это равносильно соответствующему уменьшению коэффициента усиления антенны. Положение, однако, значительно усугубляется, если фидер, кроме того, оказывается рассогласован с телевизором. При этом часть сигнала отразится от антенного входа телевизора и направится по фидеру в виде обратной волны к антенне. Из-за рассогласования фидера и антенны здесь вновь произойдет отражение, и часть сигнала, распространяясь в прямом

направлении, поступит к антенному входу телевизора с задержкой относительно первоначального. Такая задержка создает на экране телевизора повторное изображение, сдвинутое вправо относительно основного. Из-за многократных отражений повторы также оказываются многократными. Таким образом, рассогласование фидера только с одной стороны приводит к уменьшению уровня сигнала на антенном входе телевизора. Рассогласование же фидера с обеих сторон помимо уменьшения уровня сигнала сопровождается появлением повторов на экране. Благодаря тому, что все телевизионные приемники имеют входное сопротивление 75 Ом, при использовании в качестве фидера коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом обеспечивается полное согласование фидера с телевизором без применения каких-либо дополнительных согласующих устройств. При этом рассогласование фидера с антенной не может привести к появлению повторов. Однако, если в качестве фидера используется не стандартный коаксиальный кабель, а какой-нибудь суррогат или кабель с другим волновым сопротивлением, появляются повторы. Отсюда возникает основное требование к фидеру: он должен быть выполнен только из коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом.

В условиях сильного сигнала потеря части его энергии за счет отражения от фидера не опасна. Поэтому часто согласованию антенны с фидером не уделяют большого внимания. Однако при слабом сигнале в условиях дальнего приема пренебрегать потерей части сигнала не следует и вопросам согласования антенны с фидером необходимо уделить большое внимание, так как значительно проще и дешевле достичь согласования, чем увеличения коэффициента усиления антенны.

Повторы на экране возникают не только из-за отражений сигнала от концов фидера, но и в тех случаях, когда антенна помимо основного сигнала принимает сигнал, излученный тем же передатчиком, но поступивший к антенне после переотражения каким-нибудь местным предметом: башенным краном, водонапорной башней, железобетонным зданием и т. д. Если такой местный предмет находится в стороне от прямой, соединяющей передающую и приемную антенны, переотраженный сигнал проходит в пространстве больший путь, чем основной, и поступает к антенне с задержкой относительно основного сигнала, что и приводит к повтору. Переотраженный сигнал поступает к антенне с другого направления относительно основного. Поэтому он может быть ослаблен за счет пространственной избирательности антенны, когда ее способности приема с разных направлений не одинаковы, что характеризуется диаграммой направленности.

Необходимость значительного ослабления переотраженных сигналов приводит к тому, что даже при близком расположении от передатчика часто приходится устанавливать остронаправленные антенны (обладающие большим коэффициентом усиления), хотя большой уровень напряженности поля не требует применения высокоэффективных антенн. В таких условиях при ориентировании антенны иногда оказывается возможно значительно ослабить повтор при очень незначительном ухудшении основного изображения, когда антенна ориентируется не на максимум сигнала, а на минимум отраженной помехи.

Телевизионная антенна обычно имеет симметричную конструкцию, а коаксиальный кабель, из которого выполнен фидер, асимметричен. Непосредственное подключение такого фидера к симметричной антенне недопустимо, так как нарушение симметрии приведет к искажению формы диаграммы направленности: максимум ее главного лепестка отклонится от геометрической оси антенны, форма диаграммы станет асимметричной, прием будет осуществляться не только антенной, но и оплеткой коаксиального кабеля, что еще более исказит диаграмму направленности. Можно, конечно, для подключения к симметричной антенне использовать фидер симметричной конструкции. Выпускаются двухпроводные симметричные высокочастотные кабели разных марок (например, ленточные кабели КАТВ с полихлорвиниловой изоляцией или КАТП с полиэтиленовой изоляцией при волновом сопротивлении 300 Ом), а также симметричные высокочастотные экранированные кабели марок РД с разными волновыми сопротивлениями. Однако использование симметричных фидеров признано нецелесообразным. Поэтому антенный вход телевизионных приемников выполняют в виде гнезда, рассчитанного на подключение коаксиального кабеля с помощью стандартного штекера асимметричной конструкции. Но соединение коаксиального кабеля с симметричной антенной требует использования специального симметрирующего устройства. Обычно кроме симметрирующего устройства приходится одновременно использовать согласующее устройство из-за того, что входное сопротивление антенны отличается от волнового сопротивления кабеля. Поэтому обычно симметрирующее и согласующее устройства объединяются в одно симметрирующе-согласующее устройство (ССУ). Конкретные схемы ССУ для антенн разных типов рассматриваются в разделах, посвященных этим антеннам.

Даже при идеальном согласовании фидера с обеих сторон напряжение сигнала на антенном входе телевизора оказывается меньше, чем на выходе


самой антенны. Это связано с тем, что при прохождении сигнала по кабелю уменьшается его уровень, происходит его затухание. Затухание тем больше, чем больше длина кабеля и чем больше частота сигнала. Для характеристики кабелей разных марок используется удельное затухание, которым принято называть такое, которое претерпевает сигнал данной частоты, проходя по кабелю длиной 1 м. Удельное затухание в децибелах на метр (дБ/м) и приводится в справочниках в виде графиков или в виде таблиц. На рис. 2. 1 приведены зависимости удельного затухания коаксиальных кабелей разных марок от частоты. Пользуясь ими, можно подсчитать затухание сигнала в кабеле при определенной его длине на любом частотном канале метрового или дециметрового диапазона волн.

Обозначение коаксиального кабеля состоит из букв и трех чисел: буквы РК означают радиочастотный коаксиальный кабель, первое число показывает волновое сопротивление кабеля в омах, второе — округленно внутренний диаметр оплетки в миллиметрах, третье — номер разработки. Из зависимостей рис. 2. 1 видно, что удельное затухание зависит от толщины кабеля: чем он толще, тем удельное затухание меньше.

В связи с тем, что обычно при покупке коаксиального кабеля не известна его марка, также оказываются не известны ни волновое сопротивление этого кабеля, ни зависимость его удельного затухания от частоты сигнала. Однако обе эти характеристики можно легко определить с помощью простых


измерений. Для этого нужно снять с конца кабеля наружную защитную оболочку, завернуть оплетку и штангенциркулем или микрометром измерить диаметр внутренней полиэтиленовой изоляции. Затем нужно снять полиэтиленовую изоляцию и измерить диаметр центральной жилы. Далее определяется отношение диаметра полиэтиленовой изоляции к диаметру центральной жилы. Точное значение волнового сопротивления коаксиального кабеля со сплошной полиэтиленовой изоляцией можно подсчитать по формуле:

W=91lg (D/d)

где W — волновое сопротивление кабеля в омах, D — диаметр внутренней полиэтиленовой изоляции в мм, d — диаметр центральной жилы кабеля в мм.

Волновое сопротивление коаксиального кабеля со сплошной полиэтиленовой изоляцией можно также определить по графику, приведенному на рис. 2. 2.

Наконец, волновое сопротивление кабеля можно определить с достаточной степенью точности, вычислив после измерения отношение диаметра полиэтиленовой изоляции к диаметру центральной жилы. Если это отношение находится в пределах от 3, 3 до 3, 7, кабель имеет волновое сопротивление 50 Ом, если же — в пределах от 6, 5 до 6, 9, волновое сопротивление составляет 75 Ом. В связи с тем, что внутренний диаметр оплетки кабеля равен диаметру полиэтиленовой изоляции, определив тем или иным из указанных способов волновое сопротивление кабеля, по кривым рис. 2. 1 можно определить удельное затухание данной марки кабеля для соответствующей частоты сигнала.


Согласование и симметрирование — 3G-aerial

Я спрошу у вас, что может быть более интересное для изучения, чем переменный ток?

Николо Тесла.

 Всевозможные схемы согласования и симметрирования при соединении антенны и коаксиального фидера достаточно подробно описаны в любом букваре по антеннам. Однако не только неискушенный аноним, но и посетители достаточно серьезных форумов, часто впадают в шоковое состояние, увидев, например, схему согласования вибратора Пистолькорса с помощью полуволнового U-колена. «Это какой то бред!» — пишут они — «Как может работать схема, в которой один конец подключен к антенне, а второй висит в воздухе? Цепь то не замкнута!» Это не бред, дорогой аноним, это переменный ток, текущий по «длинной линии». Вернее будет сказать — электромагнитная волна, распространяющаяся по длинной линии. Давайте разберемся в этом…

Для начала определимся зачем вообще городить этот огород с петлями, шлейфами, стаканами и т.д. Если у антенны входное сопротивление 50(75) Ом, можно ли непосредственно соединить ее с фидером? Можно, но не всегда. Из-за скин-эффекта ВЧ ток протекает в тонком поверхностном слое проводника толщиной в несколько микрометров. В результате коаксиальный кабель можно представить как систему из трех проводников — центрального, внутренней поверхности оплетки и совершенно независимой от нее внешней поверхности оплетки. Если коаксиальный кабель соединить напрямую с симметричным вибратором, то последний нагрузится несимметрично, диаграмма направленности его исказится, причем этот эффект еще усугубится подключением к вибратору внешней стороны оплетки, которая при этом становится частью антенны. В итоге мы можем прийти к ситуации, когда антенна с таким подключением становится эквивалентна куску провода, заброшенному на дерево. Так что, чтобы «посадить оплетку на ноль», придется мудрить петли, уважаемый аноним. Этот процесс называется симметрированием.

У симметричного вибратора Пистолькорса входное сопротивление около 300 Ом и его придется не только симметрировать, но и одновременно трансформировать это сопротивление к сопротивлению фидера. Этот процессс называется согласованием. У петлевого вибратора точка нулевого потенциала находится на его геометрическом центре. При этом он представляется состоящим из двух одинаковых половин («0-a» и «0-b«) с противофазными источниками напряжения и сопротивлениями по 150 Ом. Соединяем «0-a» с «0-b» с помощью полуволновой петли. Петля не изменяет сопротивление, но переворачивает фазу на 180°. В результате на входе коаксиального кабеля оказываются два синфазных параллельных источника с сопротивлениями по 150 Ом. Напряжения суммируются, сопротивление из-за параллельного соединения, делится пополам и 75-омный фидер оказывается согласованным с источником. В сложных антеннах, например Uda-Yagi, варьируя размерами, прежде всего расстоянием до рефлектора, можно сделать входное сопротивление вибратора равным 200 Ом. Тогда «половинки» вибратора будут по 100 Ом и он согласуется по той же схеме с фидером 50 Ом. Поскольку свойства полуволновой петли не зависят от ее волнового сопротивления, возникает вопрос, какое сопротивление выбрать. Обычно используют тот же кабель, что и для фидера или пигтейла. Полоса пропускания такой системы получается около 30% от центральной частоты, что в большинстве случаев достаточно. Однако, если использовать петлю с волновым сопротивлением равным сопротивлению половинок вибратора (150 или 100 Ом), то она будет работать в режиме бегущей волны и не будет ограничивать полосу пропускания антенно-фидерной системы в целом. Так что если вам попался в руки кусок коаксиала с волновым сопротивлением 150 (100) Ом, приберегите его для U-колена.

Мы не зря в начале статьи привели цитату Н.Тесла, который стоял у истоков современной системы электроснабжения. Как известно, при симметричной нагрузке в трехфазной сети можно отказаться от использования нейтрали, поскольку сумма токов от всех фаз в ней равна нулю. В нашем случае, на концах петли присутствует противофазное напряжение и на участке 0-0` сумма токов равна нулю, поэтому этот кусок провода можно выбросить и схема останется работоспособной. Многие специалисты советуют оставить это соединение. Действительно, на метровых и дециметровых волнах в таком случае антенна работает лучше. Однако иногда, как у антенны Бабочка или Amos, нулевая точка находится «в воздухе» и подключаться просто некуда. На СВЧ лишний кусок провода — уже сам длинная линия, поэтому там лучше использовать минимально короткие выводы без лишних соединений. На следующем рисунке слева можно видеть как надо соединять петлю и фидер на частотах 3G, а справа — как не надо.

В случае разрезного вибратора, имеющего сопротивление около 75 (50) Ом, как у антенны Uda-Yagi конструкции DL6WU, можно также применять для симметрирования полуволновую петлю с небольшим дополнением. Вибратор также представляется состоящим из двух противофазных половинок с сопротивлениями 37,5 (25) Ом. К каждой половинке подключается четвертьволновый трансформатор, который трансформирует его в величину 150 (100) Ом в точки a и b (см. формулу для четвертьволнового трансформатора в статье о длинных линиях), после которых работает уже та же схема с полуволновой петлей. Конечно же нет необходимости делать разрыв в точке a, это сделано только для лучшего понимания механизма работы. Реально практическая конструкция петли для 75(50)-омного вибратора состоит из двух кусков с электрической длиной 3λ/4 и λ/4 такого же волнового сопротивления.


Поскольку волновое сопротивление фидера практически совпадает с входным сопротивлением разрезного вибратора, то хорошо было бы подключить его напрямую, отрезав при этом протекание тока по внешней стороне оплетки. Такие схемы симметрирования существуют и называются схемами с отсечкой тока. Одна из них — схема с четвертьволновым стаканом. Идея заключается в том, что ток на внешней стороне оплетки попадает в дополнительный короткозамкнутый четвертьволновый отрезок линии с бесконечным сопротивлением (к сожалению только в теории бесконечным), отсекается ним, и дальше этого стакана не течет. Сложность заключается в некоторой геморройности конструктивного исполнения такого стакана, поскольку он висит на фидере. Как упростить эту задачу хорошо описано здесь.

Другим способом отсечки паразитного тока на внешней стороне оплетки фидера, с меньшими конструктивными сложностями, является применение четвертьволнового шлейфа. В принципе — это тот же четвертьволновый короткозамкнутый отрезок, только выполненный не в виде стакана, а в виде двухпроводной длинной линии. Иначе можно сказать, что параллельно основному фидеру, вернее его внешней стороне оплетки, подключается такой же провод с противофазным током от другой половинки вибратора и эти противофазные токи потом взаимно компенсируются в точке замыкания. Такая схема в свое время широко популяризировалась для антенны Тройной квадрат. Шлейф можно сделать из таких же трубок, как и вибратор, так и из коаксиального кабеля, такого же как и фидер. Еще один способ симметрирования называется коаксиально-щелевым. Во внешней трубке коаксиальной линии делают два λ/4 пропила. Верхние половинки трубки подключаются к вибратору, а центральный проводник замыкается на одну из половинок. Данную схему можно упростить, сделав полукруглые половинки плоскими.


Шлейфы и стаканы являются резонансными цепями и ограничивают полосу пропускания, однако они достаточно широкополосны, с полосой до 60% от центральной частоты. В тоже время, для таких антенн, как антенна Харченко для цифрового телевидения — этого недостаточно. Выходом из положения является применение широкополосных трансформаторов на длинных линиях с ферритовыми сердечниками, ШПТЛ — в нашей литературе, TLT — в зарубежной. Теоретически такие ШПТЛ в режиме бегущей волны не имеют частотных ограничений, однако на практике их полоса ограничена сверху и снизу. Такие трансформаторы используются во всех польских усилителях и симметризаторах с коэффициентом трансформации 4:1. Они намотаны на ферритовое кольцо или на «бинокль» и неплохо работают как в режиме 300:75, так и 200:50, имея полосу пропускания, охватывающую почти весь ДМВ диапазон. Для согласования (симметрирования) антенн с входным сопротивлением 75(50) Ом также можно использовать ШПТЛ, но с коэффициентом трансформации 1:1. С этой целью можно переделать «польский» трансформатор, удалив из него одну из линий и произведя соединения по схеме на последнем рисунке под буквой д). Иногда можно встретить такие же ШПТЛ, но реализованные в виде полосковых линий на печатной плате. На частотах выше 1 ГГц можно просто надеть несколько ферритовых колец на фидер, получив суррогат ШПТЛ. Хотя ввиду сильной частотной зависимости магнитной проницаемости феррита и ограниченности его работоспособности на СВЧ такое решение выглядит довольно сомнительно, можно для надежности отсечки тока комбинировать это решение с четвертьволновым стаканом, как это сделано в конструкции коллинеарной антенны.


В зарубежной литературе схемы согласования и симметрирования называются одним словом балун. Это понятие в последнее время получило распространение и у нас. Балуны делятся на два класса: Voltage balun  и Current balun. Для полного понимания их отличий следует всегда нагрузку рассматривать не как двухполюсник, а как трехполюсник с «нейтралью». Даже если «нейтраль» не задана явно, как в примере с вибратором Пистолькорса, ее нужно представлять виртуально. Однако это уже тема отдельной большой статьи, которую можно прочитать здесь на английском. Если же, как принято у нас на сайте, подойти к вопросу упрощенно, то отличие Voltage и Current балунов легко видно из следующей схемы:Мы видим, что токовый балун является по сути дросселем для синфазного тока, в то время как Voltage balun осуществляет трансформацию напряжения. Упомянутые выше ферритовые ШПТЛ по схемам а) — д) являются классическими токовыми балунами или, по имени автора, балунами Гуанеллы (Guanella current balun). Стакан и шлейф также можно отнести к классу Current balun, а вот полуволновая петля относится к классу Voltage balun. К классу балунов напряжения относятся также ШПТЛ балуны Рутрофа (Ruthroff voltage balun):Чем выше частота, тем выше вредное влияние паразитных индуктивностей и емкостей выводов. Кроме того популярные ферритовые материалы (например 67-ой) перестают работать на СВЧ. Поэтому применение ферритовых ШПТЛ на частотах выше 1000 МГц представляется нецелесообразным. Но ведь линия передачи прекрасно работает и без феррита. Например коаксиально-щелевой балун на самом деле является модификацией 1:1 балуна напряжения Рутрофа. Чтобы убедиться в этом, посмотрите внимательно на схемы подключения.


Вообще, конструирование эффективных балунов на СВЧ довольно непростая задача. По этой причине многие отказываются от применения специальных симметрирующих устройств, некоторые вполне сознательно (зачем мне заморачиваться этой вашей теорией, оно и так нормально работает!), а некоторые и по незнанию, как например сделал проф. Маршалл. Однако наилучшим способом решения проблемы согласования и симметрирования является применение антенн не требующих ни того ни другого. Такие антенны разработаны специально для СВЧ диапазона, например патч-антенна.

Полезные ссылки:

Вконтакте

Одноклассники

Facebook

Мой мир

 

назначение и принцип построения Любители о антенне длинный провод

Радиолюбители частенько, по разным причинам, используют, в качестве передающей, антенну «длинный провод». Такое её название означает, что длина провода больше, чем длина рабочей волны, и, следовательно, антенна возбуждается на гармониках её собственной длины волны. О свойствах и конструктивных особенностях антенны в виде длинного провода далее.

Сооружение антенны в виде длинного провода достаточно просто и не требует больших затрат, но сама антенна занимает много места, так как пропорционально её длине увеличивается и её эффективность. При соответствующем подборе размеров антенны и фидера антенна может служить в качестве коротковолновой широкодиапазонной антенны.

Необходимая длина антенны в виде длинного провода определяется по формуле

где l — искомая длина, м;

n — число полуволн рабочей волны;

f — рабочая частота, МГц.

Из диаграммы направленности полуволнового вибратора (рис. 1-9) видно, что максимум излучения направлен перпендикулярно оси антенны.

С увеличением длины антенны направление основного лепестка диаграммы направленности все больше и больше приближается к оси антенны. Одновременно увеличивается и интенсивность излучения в направлении основного лепестка. На рис. 2-1 изображены диаграммы направленности антенн, имеющих различную длину.

Заметно, что с увеличением длины антенн появляются боковые лепестки.

Полученная многолепестковость диаграммы направленности не является существенным недостатком таких антенн (длинный провод), так как они всё-таки сохраняют удовлетворительную круговую диаграмму направленности, дающую возможность устанавливать связь почти в любых направлениях. Да и в направлении основного излучения достигается заметное усиление, увеличивающееся вместе с увеличением длины антенны.

Характерной чертой таких антенн, особенно полезной для DX связей, является то, что они имеют небольшие вертикальные углы излучения. На рис. 2-2 приведён график, по которому можно разобраться с теоретическим усилением антенны в децибелах (кривая I), увидеть угол между направлением основного излучения и плоскостью подвеса антенны (кривая III), а также сопротивление излучения антенны, отнесённое к току в пучности (кривая II).

Нужно определить:

а) необходимую длину провода для 4λ антенны;

б) ожидаемое усиление антенны в направлении максимума основного лепестка;

в) сопротивление излучения и направление максимума основного лепестка.

Длина провода определяется по формуле:

Так как на 4λ антенне может разместиться 8 полуволн, то n = 8. Средняя частота 20-м диапазона 14,1 Мгц.

Таким образом, длина провода составляет 84,57 м.

Из рис. 2-2 находим, что при длине антенны 4λ (точка пересечений с кривой I) следует ожидать усиления антенны в направлении максимума основного лепестка около 3 дб.

Сопротивление излучения при этом 130 ом (кривая II), а угол между направлением основного лепестка диаграммы направленности и плоскостью подвеса антенны (кривая III) равен 26°.

В связи с тем, что антенна подвешена в направлении восток — запад, и это соответствует 270°, то, как видно из рассмотрения на рис. 2-1, основные максимумы диаграммы направленности имеют следующие направления:

270 + 26 = 296°,

270 — 26 = 244°,

Определив направления основного излучения, можно по карте мира в конической равноугольной проекции найти те районы, с которыми может быть достигнута наиболее устойчивая связь при использовании рассмотренной здесь антенны.

Диаграммы направленности (рис. 2-1) представляют собой идеализированные теоретические диаграммы и на практике всегда претерпевают некоторые изменения. Например, заметная деформация диаграммы направленности имеет место, когда вибратор возбуждается на одном из его концов, т. е. питание антенны несимметричное. Для наглядности на рис. 2-3 приведена диаграмма направленности 2λ антенны в виде длинного провода в горизонтальной плоскости при симметричном и несимметричном питании. При возбуждении антенны на одном из ее концов (диаграмма изображена штриховой линией) диаграмма направленности также становится несимметричной, причем максимум излучения перемещается в направлении открытого конца антенны, а лепестки излучения, находящиеся в направлении конца антенны, с которого производится возбуждение антенны, ослабляются.

Подобная деформация диаграммы направленности возникает во всех антеннах с несимметричным питанием. Следовательно, антенна в виде длинного провода дает основное излучение в направлении открытого конца. Дальнейшая деформация диаграммы направленности происходит в случае, если антенна либо наклонена по отношению к земле, либо расположена над наклонным участком. Если открытый конец антенны наклонен или же антенна подвешена над наклонной поверхностью (рис. 2-4), то в направлении, указанном на рисунке стрелкой, в любительских коротковолновых диапазонах могут быть установлены дальние связи.

При установлении связей на больших расстояниях особенное значение имеет направление основного лепестка диаграммы направленности антенны в вертикальной плоскости. Как уже упоминалось, для дальних связей особенно благоприятным является «плоское» излучение, т. е. небольшие вертикальные углы излучения. В частности, для каждого из любительских диапазонов наиболее благоприятные средние углы вертикального излучения составляют: 80-м диапазон — 60°; 40-м — 30°; 20-м — 15°; 15-м — 12° и 10-м — 9°.

Антенны в виде длинного провода имеют пологие углы вертикального излучения в случае большой высоты подвеса провода. Например, при высоте подвеса, равной 2λ, вертикальный угол излучения составляет 10°, а при высоте 0,5λ — около 35°. При меньших высотах подвеса антенны уменьшение вертикального угла излучения и, следовательно, увеличение возможности дальних связей может быть достигнуто, как уже отмечалось выше, за счёт наклона вибратора.

Использование антенны «длинный провод» в качестве многодиапазонной

Самая простая из антенн коротковолнового диапазона L-образная антенна. По своему внешнему виду она мало чем отличается от радиовещательных антенн средневолнового диапазона (рис. 2-5). Её общая длина l (до антенного зажима подсоединяемого устройства) должна составлять по меньшей мере λ/2. Эту антенну можно использовать как многодиапазонную, если она рассчитана как полуволновая антенна для диапазона 80 м. В этом случае антенна представляет собой для диапазона 40 м 1λ антенну, для 20 м — 2λ антенну, для 15 м — 3λ антенну и для 10-м диапазона — 4λ антенну.

К сожалению, сказанное выше не совсем верно, когда по формуле:

определяется длина полуволновой антенны для f = 3 500 кГц, то имеем:

Однако, полуволновая антенна для частоты 7 МГц, по той же формуле, должна иметь длину:

Таким образом, полуволновая антенна короче требуемого значения более чем на 1 м.

Из приводимого ниже сравнения видно, что полуволновая антенна, рассчитанная для 3 500 кГц, в случае использования её на высших гармониках расчётной частоты, соответствующих любительским диапазонам, в каждом случае короче необходимого значения.

Таким образом, когда нормальная L-антенна используется в качестве многодиапазонной, то следует учитывать, что она может быть точно рассчитанной только для одного диапазона, а в остальных диапазонах полное согласование получено быть не может.

На практике длина антенны, равная 42,2 м, является достаточно хорошим компромиссным решением, так как в этом случае резонансная частота антенны расположена в пределах диапазонов 10, 15 и 20 м (f соответственно равна 14 040 кГц, 21 140 кГц, 28 230 кГц), а для диапазона 40 и 80 м такая антенна имеет длину, большую необходимой. Применение рассмотренной антенны в качестве вседиапазонной антенны, конечно, следует понимать, как вспомогательное решение.


Это связано с тем, что в густонаселенных районах вследствие того, что L-образная антенна излучает по всей своей длине, включая подводящий фидер, могут возникнуть сильные помехи радиовещательным и др. приёмникам. Часто предлагаемый способ связи антенны с колебательным контуром оконечного каскада через высоковольтный конденсатор (рис. 2-6) может в лучшем случае уменьшить излучение высших гармоник только у станций небольшой мощности.

73!

По многочисленным просьбам радиолюбителей-путешественников и радиолюбителей-дачников, в этой статье, мы опять будем говорить про пешеходные радиоэкспедиции и продолжим изучать возможности проведения связей на КВ, при минимальном весе антенной системы и простой конструкции. Эти антенны испытывались с трансивером FT-817 и тюнером MFJ-902.

…про провод

Сначала определимся, какими свойствами должна обладать проволока из которой мы будем делать антенну. Первое материал, в нашем случае, для создания эффективного излучателя подходит медь. Причём не просто медный провод, а медный провод в изоляции. Диаметр этого провода доолжен быть в переделах 1.5 — 2.5мм, Более тонкий порвётся при сильном ветре, а толстый будет неоправданно тяжёлым. Обратите внимание, что провод должен быть не сильно мягким и не жёстким. Сейчас, можно без труда подобрать провод отвечающий этим условиям.

На фотографиях вы видите три удачных варианта провода в изоляции. Второй вопрос, на который нам предстоит ответить: «Какой длины должен быть провод?» Это зависит от КВ диапазона, но нам нужна антенна которая может работать с достаточной эффективностью на всех диапазонах. Определимся с приоритетами, радиоэкспедиции в первую очередь выбирают диапазоны 7МГц и 14МГц. Поэтому будем ориентироваться на них, чтобы получить хорошие параметры. Исходя из этого, можно сразу сказать что длина провода, должна быть не менее 9 и не более 21 метра. Почему так, понятно? Нам нужна антенна без противовесов, это значит её длина должна быть ½λ или 1λ. Более длинная, это лишний вес, более короткая — низкая эффективносить.

Если во время радиоэкспедиции, вы планируете работать в основном на 14 — 28Мгц — берите кусок провода длиной около 10 метров. С ним в сможете проводить ближние и дальние QSO на 14Мгц и вполне прилично работать на 18 — 28Мгц, а при необходимости перейти на 7Мгц, хотя эффективность здесь будет не высокой, но тем не менее это ¼λ на 7Мгц и работать она будет.

С куском проволоки длиной около 20 метров, вы можете эффективно работать на 14 и 7Мгц, а также на всех ВЧ-диапазонах до 29Мгц и проводить местные QSO на 3.6Мгц. Замечу, что если условия позволят подвесить один конец провода на высоте не менее 10 метров, то на 3.6Мгц вы сможете проводить и дальние связи.

…как вешать будем?
С проводом и его длиной опеределились, теперь нужно разобраться как вешать кусок провода в пространстве, чтобы максимально эффективно работать малой мощностью (а мы используем FT-817) на КВ диапазонах.

Классический вариант подвеса антенн такого типа, это наклонный лучь. Один конец цепляем за дерево, на максимально возможной высоте (обычно 3 — 6 метров). Этот вариант вы видите на картинке. В сторону наклона наблюдается совсем небольшая направленность. Чтобы повысить эффективность антенны, при длине провода 20 метров, можно использовать дополнительную мачту из удилища или палки, как показано на картинке.

На средней картинке справа, направление излучения будет иметь небольшой максимум в противоположную сторону от наклона луча. На нижней картинке слева, в диапазоне 14Мгц, мы получаем прижатый лепесток и небольшое усиление. На 7МГц, такой вариант работает как и полуволновой вибратор, только запитанный скраю, а не в центре.

Особенность всех этих антенн (на основе длинного провода), в том что излучают они одновременно как горизонтальную так и вертикальную поляризацию. При небольшой мощности передатчика (5Вт), это скорее минус, потому что излучение неравномерно делится между поляризациями и соответственно уменьшается в каждой из них.

Могут ли антенны типа лучь, соперничать с диполями и штырями? И да и нет, лучь проще и быстрее повесить, чем диполь. Эффективность лучей чуть ниже (при одинаковой высоте подвеса), только за счёт излучения двух поляризаций. В реальном эфире, при определённых условиях это может быть незаметно.

Важное приемущество лучей — многодиапазонность, без каких-либо переключениё и коммутаций. В заключении, несколько общих советов, которые помогут вам получить максимальную эффективность антенной системы:

Если вы идёте в известное место, где есть опора на которую можно поднять один конец провода, то мачту (удилище) можно не брать.


UA6HJQ
http://ua6hjq.qrz.ru/ant/kusok.htm

  • В экстренных случаях, можно проводить QSO даже на кусок провода длиной 10 или 20м, подвешенный всего 2 — 3 метра над землёй.
  • Не располагайте лучь вплотную к деревьям, используйте синтетическую бельевую веревку, чтобы удалить полотно антенны как можно дальше.
  • Во многих случаях полезно корпус MFJ-902 заземлить или использовать противовес (любой кусок провода длиной 5 — 20м). Если вокруг есть земля, используйте несколько колышков, вбитых в землю и соединенных проводом любой длины с корпусом тюнера.
  • В лесу, вешайте провод как inv.V, а тюнер подключайте с любой стороны.
  • В дождь и снег, MFJ-902 нужно защитить от влаги. Можно завести край антенны (к которому подключается тюнер) — прямо в палатку.
  • Трансивер и тюнер соединяют между собой 50-и омным кабелем, любой длины.
  • В любительской практике крайне редко используются антенны, входное сопротивление которых равно волновому сопротивлению фидера, и в свою очередь, выходному сопротивлению передатчика (идеальный вариант согласования). Чаще всего такого соответствия нет и приходится применять специальные согласующие устройства. Антенну, фидер и выход передатчика следует рассматривать как единую систему, в которой передача энергии должна осуществляться без потерь.

    Реализация этой непростой задачи потребует согласования в двух местах: в точке соединения антенны с фидером и фидера с выходом передатчика. Наиболее популярны различного рода трансформирующие устройства: от резонансных колебательных контуров до коаксиальных трансформаторов в виде отрезков коаксиального кабеля требуемой длины. Все они нужны для согласования сопротивлений, что в конечном итоге и приводит к минимизации потерь в линии передачи. И, самое главное, к снижению внеполосных излучений.

    Как правило, стандартное выходное сопротивление современных широкополосных передатчиков (трансиверов) 500м. Большинство применяемых в качестве фидера коаксиальных кабелей также имеют стандартную величину волнового сопротивления 50 или 750м. Антенны в зависимости от типа и конструкции могут иметь входное сопротивление в очень широком интервале величин: от нескольких Ом до сотен Ом и больше.
    Известно, что входное сопротивление одноэлементных антенн на резонансной частоте носит практически активный характер. И чем больше частота передатчика отличается от резонансной* частоты антенны в ту или другую сторону, тем больше во входном сопротивлении антенны появляется реактивная составляющая емкостного или индуктивного характера. В многоэлементных антеннах входное сопротивление на резонансной частоте имеет комплексный характер, так как свою лепту в образование реактивной составляющей вносят пассивные элементы.

    В том случае, когда входное сопротивление антенны имеет чисто активный характер, согласовать его с сопротивлением фидера несложно с помощью любого из подходящих трансформирующих устройств. При этом потери совсем незначительны. Но, как только во входном сопротивлении образуется реактивная составляющая, то согласование усложняется, и требуется более сложное согласующее устройство, способное скомпенсировать нежелательную реактивность. И это устройство должно находиться в точке питания антенны. Не скомпенсированная реактивность ухудшает КСВ в фидере и увеличивает потери.
    Попытка полной компенсации реактивности на нижнем конце фидера (у передатчика) безуспешна, так как ограничена параметрами самого фидера. Перестройка частоты передатчика в пределах узких участков любительских диапазонов не приводит к появлению значительной реактивной составляющей, поэтому в большинстве случаев нет необходимости компенсировать реактивность. Правильно спроектированные многоэлементные антенны также не имеют большой реактивной составляющей входного сопротивления, и обычно ее компенсации не требуется.

    В эфире часто возникают споры о роли и назначении антенного согласующего устройства (антенного тюнера) при согласовании передатчика с антенной. Одни возлагают на него большие надежды, другие считают его ненужной игрушкой. Чем же на самом деле (на практике) может и чем не может помочь антенный тюнер?

    В первую очередь тюнер — это высокочастотный трансформатор сопротивлений, способный при необходимости скомпенсировать реактивность емкостного или индуктивного характера.

    Рассмотрим простой пример:
    Разрезной вибратор (диполь), имеющий на резонансной частоте входное сопротивление активного характера около 700м, соединен 75-омным коаксиальным кабелем (фидером) с передатчиком, выходное сопротивление которого 500м. Тюнер установлен на выходе передатчика и в данном случае выполняет роль согласующего узла между фидером и передатчиком, с чем он легко справляется.
    Если передатчик перестроить на частоту отличную от резонансной частоты антенны, то во входном сопротивлении антенны возникнет реактивность, которая тут же проявится на нижнем конце фидера. Тюнер также способен ее скомпенсировать, и передатчик опять будет согласован с фидером антенны.

    Что будет на выходе фидера, в точке его соединения с антенной?
    Используя тюнер только на выходе передатчика, полную компенсацию обеспечить не удастся, и в фидере возникнут потери из-за неточного согласования с антенной. В этом случае понадобится еще один тюнер, который придется подключить между фидером и антенной, тогда он исправит положение и скомпенсирует реактивность. В зтом примере фидер выполняет роль согласованной линии передачи произвольной длины.

    Еще один пример:
    Рамочную антенну, имеющую входное сопротивление активного характера приблизительно 1100м, необходимо согласовать с 50-омной линией передачи. Выход передатчика 500м. Здесь потребуется согласующее устройство, установленное в точке подключения фиДера к антенне. Обычно многие любители используют ВЧ трансформаторы разных типов с ферритовыми сердечниками, но удобнее изготовить четвертьволновый коаксиальный трансформатор из 75-омного кабеля.
    Длина отрезка кабеля А/4 х 0.66, где
    Я — длина волны,
    0.66 — коэффициент укорочения для большинства известных коаксиальных кабелей.
    Коаксиальный трансформатор включается между входом антенны и 50-омным фидером.
    Если его свернуть в бухту диаметром 15…20см, то он будет выполнять и функцию симметрирующего устройства. Фидер с передатчиком согласуется автоматически, при равенстве их сопротивлений. В этом случае от услуг антенного тюнера можно вообще отказаться.

    Для данного примера возможен еще один способ согласования:
    При помощи полуволнового или кратного половине волны коаксиального кабеля вообще с любым волновым сопротивлением (также с учетом коэффициента укорочения). Он включается между антенной и тюнером, находящимся возле передатчика. Входное сопротивление антенны около 110Ом переносится к нижнему концу кабеля и с помощью тюнера трансформируется в сопротивление 500м. В этом случае имеет место полное согласование антенны с передатчиком, а фидер выполняет функцию повторителя.

    В более сложных случаях, когда входное сопротивление антенны не соответствует волновому сопротивлению фидера, а сопротивление фидера не соответствует выходному сопротивлению передатчика, необходимы два согласующих устройства. Одно вверху для согласования антенны с фидером, другое внизу — для согласования фидера с передатчиком. И обойтись только одним антенным фидером для согласования всей цепи: антенна — фидер — передатчик не представляется возможным.

    Наличие реактивности еще больше осложняет ситуацию. Антенный тюнер в этом случае значительно улучшит согласование передатчика с фидером, облегчив тем самым работу оконечного каскада, но не более того. Из-за рассогласования фидера с антенной будут иметь место потери, и эффективность работы самой антенны будет пониженной. Включенный КСВ-метр между передатчиком и тюнером зафиксирует КСВ=1, а между тюнером и фидером этого не произойдет по причине рассогласоаания фидера с антенной.

    Напрашивается вполне справедливый вывод: тюнер полезен тем, что поддерживает нормальный режим передатчика при работе на несогласованную нагрузку, но при этом не способен улучшить эффективность работы антенны при ее рассогласовании с фидером.

    П-контур, используемый в выходном каскаде передатчика, также может выполнять роль антенного тюнера, но при условии оперативного изменения индуктивности и обеих емкостей.
    Как правило, антенные тюнеры и ручные и автоматические — это резонансные контурные перестраиваемые устройства. Ручные имеют два- три регулирующих элемента и не оперативны в работе. Автоматические — дороги, а для работы на больших мощностях — очень дороги.

    Давайте рассмотрим довольно простое широкополосное согласующее устройство (тюнер) на рис 1, удовлетворяющее большинству вариаций при согласовании передатчика с антенной. :

    Он очень эффективен при работе с антеннами (рамки, диполи), используемыми на гармониках, когда фидер является полуволновым повторителем. В данном случае входное сопротивление антенны на разных диапазонах различно, но с помощью согласующего устройства легко согласуется с передатчиком. Предлагаемый тюнер может работать при мощностях передатчика до 1,5кВт в полосе частот от 1.5 до 30МГц.
    Основные элементы тюнера — ВЧ автотрансформатор на феррито- вом кольце от отклоняющей системы телевизора УНТ-35 и переключатель на 17 положений. Возможно применение конусных колец от телевизоров УНТ-47/59 или других.

    Обмотка содержит 12 витков, намотанных в два провода. Начало одной обмотки соединяется с концом другой. В таблице и на схеме нумерация витков сквозная. Сам провод — многожильный во фторопластовой изоляции. Диаметр провода 2,5мм по изоляции. Отводы сделаны от каждого витка, начиная с восьмого от заземленного конца.

    Переключатель — керамический, галетного типа на 17 положений.

    Автотрансформатор располагается максимально близко к переключателю, а соединительные проводники между ними должны быть минимальной длины. Возможно применение переключателя на 11 положений при сохранении конструкции трансформатора с меньшим количеством отводов, например, с 10 по 20 виток. Но в этом случае уменьшится и интервал трансформации сопротивлений.

    Зная входное сопротивление антенны, можно воспользоваться таким трансформатором для согласовании антенны с фидером 50 или 750м, сделав только необходимые отводы. В этом случае он помещается во влагонепроницаемую коробку, заливается парафином и устанавливается в точке питания антенны.

    Также это согласующее устройство может быть выполнено как самостоятельная конструкция или входить в состав антенно-коммутационного блока радиостанции.

    Для наглядности метка на ручке переключателя (на лицевой панели) указывает на величину сопротивления, соответствующую данному положению. Для компенсации реактивной составляющей индуктивного характера возможно подключение переменного конденсатора С1, рис.2.

    Зависимость сопротивления от количества витков приводится в таблице 1. Расчет производился исходя из соотношения сопротивлений, которое находится в квадратичной зависимости от количества витков.


    В радиосвязи, антеннам отводится центральное место, для обеспечения лучшего ее, радиосвязи, действия антеннам следует уделять самое пристальное внимание. В сущности, именно антенна и осуществляет сам процесс радиопередачи. Действительно, передающая антенна, питаясь током высокой частоты от передатчика, производит преобразование этого тока в радиоволны и излучает их в нужном направлении. Приемная же антенна, осуществляет обратное преобразование – радиоволны в ток высокой частоты, а уже радиоприемник выполняет дальнейшие преобразования принятого сигнала.

    У радиолюбителей, где всегда хочется побольше мощности, для связи с возможно более дальними интересными корреспондентами, бытует максима – лучший усилитель (КВ), это антенна.

    К этому клубу по интересам, пока принадлежу несколько опосредовано. Радиолюбительского позывного нет, но интересно же! Работать на передачу нельзя, а вот послушать, составить представление, это, пожалуйста. Собственно, такое занятие называется радионаблюдение. При этом, вполне можно обменяться с радиолюбителем которого вы услышали в эфире, карточками-квитанциями, установленного образца, на сленге радиолюбителей QSL. Приветствуют подтверждения приема и многие радиовещательные КВ станции, иногда поощряя такую деятельность мелкими сувенирами с логотипами радиостанции – им важно знать условия приема их радиопередач в разных точках мира.

    Радиоприемник наблюдателя может быть довольно простым, по крайней мере, на первых порах. Антенна же, сооружение не в пример более громоздкое и дорогостоящее и чем ниже частота, тем более громоздкое и дорогостоящее – все привязано к длине волны.

    Громоздкость антенных конструкций, во многом вызвана и тем, что на малой высоте подвеса, антенны, особенно для низкочастотных диапазонов – 160, 80,40м, работают плохо. Так что громоздкость им обеспечивают как раз мачты с оттяжками, ну и длины в десятки, иногда сотни метров. Словом, не особенно миниатюрные штуки. Хорошо бы иметь для них отдельное поле рядом с домом. Ну, это как повезет.

    Итак, несимметричный диполь.

    Выше, чертеж-схема нескольких вариантов. Упомянутая там MMAНа – программа для моделирования антенн.

    Условия на местности оказались таковы, что удобно умещался вариант из двух частей 55 и 29м. На нем и остановился.
    Несколько слов о диаграмме направленности.

    Антенна имеет 4 лепестка, «прижатых» к полотну. Чем выше частота — тем более они «прижимаются» к антенне. Но правда и усиление имеют больше. Так что на этом принципе

    можно строить вполне направленные антенны, имеющие правда, в отличии от «правильных», не особенно высокое усиление. Так что размещать эту антенну нужно учитывая ее ДН.

    Антенна на всех диапазонах указанных на схеме, имеет КСВ (коэффициент стоячей волны, параметр для антенны весьма важный) в пределах разумного для КВ.

    Для согласования несимметричного диполя — он же Windom – нужен ШПТДЛ (широкополосный трансформатор на длинных линиях). За сим страшным названием скрывается относительно несложная конструкция.

    Выглядит примерно так.

    Итак, что было сделано.
    Первым делом определился со стратегическими вопросами .

    Убедился в наличии основных материалов, в основном конечно, подходящего провода для полотна антенны в должном количестве.
    Определился с местом подвеса и «мачтами». Рекомендуемая высота подвеса – 10м. Мою деревянную мачту, стоящую на крыше дровника, по весне свернуло сходящим смерзшимся снегом — не дождалась, как не жаль, пришлось убирать. Решено было пока зацепить одну сторону за конёк крыши, высота при этом будет составлять около 7м. Маловато конечно, зато дешево и сердито. Вторую сторону удобно было подвесить на стоящей напротив дома липе. Высота там получалась 13…14м.

    Что использовалось.

    Инструменты.

    Паяльник, понятно, с принадлежностями. Мощностью, ватт, этак на сорок. Инструмент для радиомонтажа и мелкий слесарный. Что ни будь сверлильное. Очень пригодилась мощная электрическая дрель с длинным сверлом-буром по дереву – коаксиальный кабель снижения пропустить сквозь стену. Конечно удлинитель к ней. Пользовался термоклеем. Предстоят работы на высоте – стоит позаботиться о подходящих крепких лестницах. Очень помогает чувствовать себя увереннее, вдали от земли, страховочный пояс – как у монтеров на столбах. Карабкаться наверх, конечно не очень удобно, зато можно работать уже «там», двумя руками и без особых опасений.

    Материалы.

    Самое главное – материал для полотна. Применил «полевку» — полевой телефонный провод.
    Коаксиальный кабель для снижения, сколько нужно.
    Немного радиодеталей, конденсатор и резисторы по схеме. Две одинаковые ферритовые трубочки от ВЧ фильтров на кабелях. Коуши и крепеж для тонкого провода. Маленький блок (ролик) с ухом-креплением. Подходящую пластиковую коробочку для трансформатора. Керамические изоляторы для антенны. Капроновую веревку подходящей толщины.

    Что было сделано.

    Первым делом отмерил (семь раз) куски проводов для полотна. С некоторым запасом. Отрезал (один раз).

    Взялся за изготовление трансформатора в коробочке.
    Подобрал ферритовые трубки для магнитопровода. Он изготовлен из двух одинаковых ферритовых трубочек от фильтров на кабелях мониторов. Сейчас старые мониторы на ЭЛТ просто выбрасывают и найти «хвосты» от них не особенно сложно. Можно поспрашивать у знакомых, наверняка у кого ни будь да пылится на чердаках или в гараже . Удача, если есть знакомые системные администраторы. В конце концов, в наше время, когда везде стоят импульсные блоки питания и борьба за электромагнитную совместимость ведется нешуточная, фильтры на кабелях могут быть много где, более того, такие ферритовые изделия вульгарно продаются в магазинах электронных компонентов.

    Подобранные одинаковые трубочки сложены на манер бинокля и скреплены несколькими слоями липкой ленты. Намотка выполнена из монтажного провода максимально возможного сечения, такого, чтобы вся обмотка поместилась в окнах магнитопровода. С первого раза не получилось и пришлось действовать методом проб и ошибок, благо, витков совсем немного. В моем случае, под рукой не нашлось подходящего сечения и пришлось мотать двумя проводами одновременно, следя в процессе, чтобы они не перехлёстывались.

    Для получения вторичной обмотки — делаем два витка двумя сложенными вместе проводами, потом вытащить каждый конец вторичной обмотки назад (в обратную сторону трубки), получим три витка со средней точкой.

    Из кусочка довольно толстого текстолита, сделан центральный изолятор. Существуют специальные керамические именно для антенн, лучше конечно применять их. Поскольку все слоистые пластики пористы и как следствие весьма гигроскопичны, чтобы параметры антенны не «плавали», следует хорошенько пропитать изолятор лаком. Применил масляный глифталевый, яхтный.

    Концы проводов очищены от изоляции, несколько раз пропущены через отверстия и хорошенько пропаяны с хлористым цинком (флюс «Паяльная кислота»), чтобы пропаялись и стальные жилки. Места пайки очень тщательно промываются водой от остатков флюса. Видно, что концы проводов, предварительно продеты в отверстия коробочки, где будет сидеть трансформатор, иначе придется потом продевать в эти же дырочки все 55 и 29 метров.

    Припаял к местам разделки соответствующие выводы трансформатора, укоротив эти выводы до минимума. Не забывать перед каждым действием, примерять к коробочке, чтобы потом все влезло.

    Из кусочка текстолита от старой печатной платы, выпилил кружок на дно коробочки, в нем два ряда дырочек. Через эти дырочки, бандажом из толстых синтетических ниток крепится коаксиальный кабель снижения. Тот, который на фото, далеко не лучший в данном применении. Это телевизионный со вспененной изоляцией центральной жилы, сама жила «моно», для навинчивающихся телевизорных разъемов. Но была в наличии бухточка трофейного. Применил ее. Кружок и бандаж, хорошенько пропитан лаком и высушены. Конец кабеля предварительно разделан.

    Припаяны остальные элементы, резистор набран из четырех. Все залито термоклеем, вероятно зря – тяжеловато получилось.

    Готовый трансформатор в домике, с «выводами».

    Между делом было изготовлено крепление к коньку – там на самом верху две доски. Длинные полосы из кровельной стали, петелька из нержавеющей 1.5мм. Концы колечек приварены. На полосах по ряду из шести отверстий для саморезов – распределить нагрузку.

    Подготовлен блок.

    Керамических антенных «орешков» не добыл, применил вульгарные ролики от старинной проводки, благо, в старых деревенских домах под снос еще встречаются. По три штуки на каждый край – чем лучше изолирована антенна от «земли», тем более слабые сигналы может принять.

    Примененный полевой провод с вплетенными стальными жилками и хорошо выдерживает растягивание. Кроме того, предназначен для прокладывания под открытым небом, что к нашему случаю тоже вполне подходит. Радиолюбители довольно часто изготавливают из него полотна проволочных антенн и провод неплохо себя зарекомендовал. Накоплен некоторый опыт его специфичного применения, который в первую очередь говорит, что не стоит провод сильно изгибать – лопается на морозе изоляция, влага попадает на жилы и они начинают окисляться, в том месте, через некоторое время, провод и рвется.

    Универсальное согласующее устройство антенны

    Устройство предназначено для согласования передатчика с различными типами антенн, как имеющими коаксиальный фидер, так и с открытым входом (типа «длинный луч» и т. д.). Применение устройства позволяет добиться оптимального согласования передатчика на всех любительских диапазонах, даже при работе с антенной случайной длины. Встроенный измеритель КСВ может быть использован при настройке и регулировке антенно-фидерных систем, а также как индикатор мощности, отдаваемой в антенну.
           Согласующее устройство работает в диапазоне 3-30 МГц и рассчитано на мощность до 50 Вт. При соответствующем увеличении электрической прочности деталей допустимый уровень мощности может быть повышен.
           Принципиальная схема согласующего устройства показана на рис.1. Он включает в себя два функциональных узла: собственно устройство согласования (катушки L1 и L2. конденсаторы С6-С9, переключатели В2 и ВЗ) и измеритель КСВ, собранный по схеме балансного ВЧ моста.



           Устройство смонтировано на шасси. На переднюю панель выведены все органы настройки, на ней установлен и стрелочный индикатор измерителя КСВ. На задней стенке шасси укреплены два высокочастотных разъема для подключения выхода передатчика и антенн с коаксиальным фидером, а также проходной изолятор с зажимом для антенн типа «длинный луч» и т. п. Монтаж измерителя КСВ выполнен на печатной плате (см. рис.2).


           Конденсаторы С1 и С2 — воздушные или керамические с начальной емкостью 0,5-1,5 пФ. ВЧ трансформатор Тр1 намотан на кольцо из феррита М30ВЧ2 размерами 12х6х4,5 мм. Вторичная обмотка содержит 41 виток провода ПЭЛШО 0,35, обмотка размешена равномерно по кольцу. Первичная обмотка состоит из двух витков провода ПЭВ-1 0,51. Дроссель Др1 намотан на кольце из феррита 600НН размерами 10х6х4 мм и содержит 150 витков провода ПЭЛШО 0,18, размешенных равномерно по кольцу. Катушка L1 намотана на кольцо М30ВЧ2 размерами 32х15х8 мм и содержит 23 витка провода ПЭВ-2 0,81. Отводы сделаны от 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 и 19 витков. Обмотка изолирована двумя слоями фторопластовой ленты. Катушка L2 намотана на кольцо М30ВЧ2 12х6х4.5 мм и содержит 30 витков провода ПЭЛШО 0,41. Блоки переменных конденсаторов — самодельные, из воздушных подстроенных конденсаторов типа КПВ. Конструкция сочленения их в блоки может быть любой, важно лишь обеспечить изоляцию роторов и статоров от шасси.
           Собственно устройство согласования настройки не требует. Измеритель КСВ настраивают следующим образом. От печатной платы отпаивают провод, идущий к конденсаторам С6, С7. К нему подключают резистор сопротивлением 75 Ом и мощностью- 5-10 Вт (можно использовать несколько резисторов МЛТ-2. соединенных параллельно). Вход измерителя подключают к передатчику. Переключатель В1 устанавливают в положение «Прямая». Подают такое напряжение ВЧ (частотой 21 или 28 МГц), чтобы стрелка индикатора отклонилась на всю шкалу. Затем устанавливают переключатель в позицию «Отраженная» и настройкой конденсатора С2 добиваются нулевых показаний индикатора. Если это не удается, подбирают резистор R2 или диод Д2.
           Меняют местами нагрузку и выход передатчика и повторяют настройку конденсате ром С1, а также подбором резистора R1 и диода Д1.
           Соотношения прямой и отраженной волн, соответствующие КСВ==1, в правильно настроенном измерителе должны сохраняться во всем диапазоне частот.
           Для общей проверки согласующего устройства передатчик подключают к входу устройства, а к его выходу подключают активную нагрузку сопротивлением 75-200 Ом. Конденсаторы С6 и С7 устанавливают в положение максимальной ёмкости, переключатели — в позиции, показанные на схеме. Включают передатчик и резистором R3 добиваются отклонения стрелки индикатора на всю шкалу. Переводят переключатель B1 в позицию «Отраженная» и переключателем В2 добиваются Минимальных показаний индикатора. Затем настройкой переменных конденсаторов С6 и С7 добиваются нулевых показаний индикатора, что соответствует значению КСВ =1 и свидетельствует о полном согласовании выхода передатчика с эквивалентом нагрузки. На высокочастотных диапазонах может потребоваться подключение катушки L2 параллельно L1.
           Аналогичная процедура настройки выполняется и при подключении реальных типов антенн. Отсчёт КСВ производят по формуле
           KCB=(А+В)/(А-В)
           где А — отсчет по шкале индикатора для прямой волны, В — для отраженной. Шкалу можно отградуировать непосредственно в единицах КСВ.
           Описанное устройство используется автором с антенной «наклонный луч» длиной 80 м. На всех любительских диапазонах удается получить полное согласование антенны с передатчиком. Помехи телевидению отсутствуют полностью. Данное устройство проверялось на радиостанции UA4IF при работе с отрезком провода случайной длины (15-17 м). На всех любительских диапазонах было получено согласование с КСВ не хуже 1.2-1,5.

    Системы радиосвязи и системы коммутации

    Антенной называется устройство, предназначенное для излучения или приема электромагнитных волн. Антенна является необходимым элементом любого радиопередающего и радиоприемного устройства. Антенна радиопередатчика, или передающая антенна – устройство, предназначенное для преобразования тока высокой частоты в энергию излучаемых им электромагнитных волн. Приемная антенна,или антенна радиоприемника – это устройство, которое улавливает электромагнитные волны и преобразует их в энергию высокочастотных колебаний.

    Радиоканал, состоящий из передающей антенны, тракта распространения и приемной антеннны, можно рассматривать как пассивный линейный четырехполюсник. Если в таком четырехполюснике поменять местами источник ЭДС и нагрузку, т.е. сделать приемную антенну передающей, а передающую — приемной, то параметры системы не изменятся. Это свойство пассивных линейных четырехполюсников называется принципом взаимности, из которого вытекает обратимость процессов приема и передачи. Обратимость антенн позволяет одновременно использовать одну и ту же антенну в качестве передающей и приемной, что существенно повышает технико-экономические показатели систем радиосвязи, особенно в системах мобильной радиосвязи, где передающие и приемные устройства имеют общую антенну для передачи и приема.

    Совокупность устройств, с помощью которых энергия радиочастот подводится от радиопередатчика к антенне и от антенны к радиоприемнику, называется фидерным трактомили фидером.Конструкция фидера зависит от диапазона передаваемых по нему частот.

    Все антенны можно разделить на две большие группы: излучающие провода и излучающие поверхности. В системах радиосвязи, работающих на частотах до 1 ГГц, в качестве антенн используются излучающие провода; на более высоких — излучающие поверхности.

    Принципы действия и построения антенн.

    Принцип работы антенн на основе излучающих проводов заключается в следующем. Если к двум близко и параллельно расположенным проводам, представляющим длинную линию, подключить генератор высокочастотных колебаний, то поля двух одинаковых по значению, но противоположно направленных токов взаимно компенсируются и излучение энергии в окружающее пространство не происходит. При создании антенны ставится противоположная задача – получение возможно большего излучения. Для этого можно использовать ту же длинную линию, но раздвинув ее провода на некоторый угол, в результате чего их поля не будут компенсировать друг друга. На этом основана работа V-образных и ромбических антенн, излучающие провода которых расположены под острым углом один к другому (рис. 1.10, а, б), и симметричного вибратора, получающегося при разведении проводов на 180° (рис. 1.10, в).

    Рис. 1.10. Симметричные антенны

    Компенсирующее действие одного из проводов фидера можно устранить, исключив его из системы. Это приводит к получению несимметричного вибратора (рис. 1.11, а) и на их основе несимметричных антенн: Г-образных и Т-образных (рис. 1.11, б, в).

    Рис. 1.11. Несимметричные антенны

    Фидер излучает, если соседние участки его двух проводов обтекаются совпадающими по фазе токами, поля которых усиливают друг друга. Антенны, реализуемые на этом эффекте, называются синфазными, и они получили самое широкое распространение.

    Фидер будет излучать, если расстояние между проводами по некоторым направлениям приобретает значительную разность хода. Можно так подобрать расстояние между проводами, что по некоторым направлениям произойдет сложение волн от обоих проводов. Антенны, работающие на этом явлении, называются противофазными.

    Рассмотрим более подробно принцип работы симметричного вибратора, входящего в состав многих антенн. Симметричный вибратор можно представить как длинную линию, разомкнутую на конце, провода которой раздвинуты на 180°.

    Антенну на основе симметричного вибратора называют диполем, причем в зависимости от общей длины различают полуволновый диполь и одноволновый диполь. Наиболее часто встречаются полуволновые диполи, размер каждого плеча которых равен λ / 4, а всего диполя — 0,5 λ. Устройство такого диполя показано на рис. 1.12, а.

    Рис. 1.12. Симметричный вибратор и распределение тока и напряжения

    Распределение тока и напряжения вдоль вибратора подобно распределению в длинной линии, разомкнутой на конце. Пучность тока и узел напряжения получаются в середине вибратора, в месте подсоединения к нему генератора или питающего фидера. На концах вибратора, напротив, находятся узел тока и пучность напряжения.

    Предположим, что полярность источника ЭДС такая, как на рис. 1.12, б. По проводам проходит ток, заряжающий конденсатор, образованный плечами вибратора. Одновременно возникает магнитное поле Н.После того как ток, достигнув максимума, начинает падать, уменьшаясь до нуля, в плечах диполя остаются заряды, отмеченные на рисунке плюсами и минусами. Между плечами возникает электрическое поле Е, которое показано штриховой линией (в данном случае линии поля даны только между концами вибратора). Поскольку ток равен нулю, магнитное поле около диполя исчезает, а ранее образовавшаяся его волна продолжает распространяться в пространстве.

    Далее процесс повторяется, но уже в обратном порядке. Так как полярность питающего напряжения меняется, ток будет протекать в обратном направлении. Заряды, накопленные на проводах, будут стекать, и плечи диполя перезарядятся, т.е. возникнет поле Е обратного направления. Отодвинувшиеся от вибратора силовые линии первоначального электрического поля теперь не заканчиваются на вибраторе, а замыкаются где-то в пространстве, как показано на рис. 1.12, в.

    Ранее образовавшееся магнитное поле совместно с электрическим отходит все далее от вибратора, распространяясь в пространстве. Затем в проводах появляется ток, как и в начале процесса, и т.д.

    Излучение полуволнового диполя максимально в экваториальной плоскости, т.е. в плоскости, перпендикулярной оси диполя и проходящей через его середину. Излучение в осевых направлениях отсутствует. Волны, создаваемые такими антеннами, имеют сферический фронт.

    Если полуволновый вибратор расположить вертикально, его размер можно уменьшить вдвое благодаря проводящим свойствам земли. При вертикальном расположении нижний конец антенны подключается к одному из зажимов генератора электромагнитных колебаний (рис. 1.13, а), второй зажим генератора при этом заземляется. Если предположить, что земля является идеальным проводником, то в ней наводится ЭДС, которая действует как зеркальное изображение основного вибратора (рис. 1.13, б).Такая антенна называется несимметричной антенной, ее высота приблизительно равна λ / 4. Все сказанное справедливо только в том случае, когда земля представляет собой идеальный проводник. Когда же земля обладает плохими проводящими свойствами, характер распределения тока в земной поверхности изменяется. Особенно большое значение имеет сопротивление земли вблизи основания антенны. Для улучшения проводимости этого участка применяют металлизацию земли путем закапывания в нее металлических листов, проводов, путем улучшения химического состава почвы, с помощью пропитывания ее различными солями.

    Рис. 1.13. Несимметричный четвертьволновой вибратор

    Опыт показывает, что нет надобности осуществлять полную металлизацию земли, достаточно хорошо работает система радиальных расходящихся проводов, закопанных в землю на глубину 20…50 см. Качество металлизации улучшается, если радиальные провода соединяются между собой перемычками. Часто заземление заменяют противовесом – системой проводов, не зарытых, а поднятых над Землей. Противовес должен достаточно эффективно экранировать антенный провод от Земли, играя роль хорошо проводящей поверхности. Он обычно дает худшие результаты, но на передвижных радиостанциях является единственным выходом из положения. Обычно в качестве противовеса используется корпус автомобиля, на котором располагается радиостанция. Таким же образом поступают при необходимости установки радиостанции на каменистом грунте.

    Основные характеристики и параметры антенн.

    Излучающая мощность (Рu)- мощность электромагнитных волн, излучаемых антенной в свободное пространство. Это активная мощность, так как она рассеивается в пространстве, окружающем антенну. Следовательно, излучаемую мощность можно выразить через активное сопротивление, называемое сопротивлением излучения,

    , (1.9)

    где Iа — эффективный ток на входе антенны.

    Сопротивление излучения характеризует способность антенны к излучению электромагнитной энергии и качество антенны в большей степени, чем излучаемая ею мощность, поскольку последняя зависит не только от свойства антенны, но и от создаваемого в ней тока.

    Мощность потерь (Рn) — мощность, бесполезно теряемая передатчиком во время прохождения тока по проводам антенны, в земле и предметах, расположенных вблизи антенны. Эта мощность также является активной и может быть выражена через активное сопротивление антенны, называемое сопротивлением потерь,

    . (1.10)

    Мощность в антенне (Ра) — мощность, подводимая к антенне от передатчика. Эту мощность можно представить в виде суммы излучаемой мощности и мощности потерь Ра = Рu + Рn.

    Коэффициент полезного действия (КПД) антенны, равный

    . (1.11)

    Входное сопротивление антенны — сопротивление на входных зажимах антенны. Оно имеет реактивную и активную составляющие. При настройке в резонанс антенна представляет для генератора чисто активную нагрузку и используется наиболее эффективно.

    Направленность антенны- способность излучать электромагнитные волны в определенных направлениях. Об этом свойстве антенны судят по диаграмме направленности, которая графически показывает зависимость напряженности поля или излучаемой мощности от направления. Обычно пользуются нормированными диаграммами направленности, для которых величины, характеризующие напряженность поля или мощность излучения, выражены не в абсолютных значениях, а ограничиваются диаграммами направленности в двух плоскостях: горизонтальной и вертикальной.

    На рис. 1.14,а показана диаграмма направленности симметричного вибратора в горизонтальной плоскости, а на рис. 1.14,б и в — в вертикальной плоскости в полярной и прямоугольной системах координат соответственно.

    Шириной диаграммы направленности называют угол 2θ (см. рис. 1.14, б, в),в пределах которого мощность излучения уменьшается более чем в 2 раза по сравнению с мощностью в направлении максимального излучения. Так как мощность пропорциональна квадрату напряженности поля, то границы угла раскрыва диаграммы направленности определяются величиной от напряженности поля в направлении максимального излучения.

    Рис. 1.14. Диаграмма направленности симметричного вертикального вибратора

    Направление максимального излучения антенны называется главным направлением (см. рис. 1.14, в), а соответствующий ему лепесток — главным. Остальные лепестки являются боковыми.

    Коэффициент направленного действия (D) представляет отношение плотности потока мощности Пu, излучаемой данной антенной в определенном направлении, к плотности потока мощности Пн, которая излучалась бы абсолютно ненаправленной в любом направлении при условии равенства общей излучаемой мощности в обеих антеннах. Наибольший интерес представляет коэффициент направленного действия в направлении максимального излучения

    , (1.12)

    Поскольку коэффициент направленного действия (КНД) не учитывает коэффициент полезного действия (КПД) реальной антенны, на практике пользуются параметром, называемым коэффициентом усиления (КУ), который связан с КНД соотношением G = D η.Коэффициент усиления показывает, во сколько раз следует уменьшить мощность, подводимую к антеннам, по сравнению с мощностью, подводимой к точечной (абсолютно ненаправленной), КПД которой считается равным единице, чтобы напряженность поля в точке приема оставалась неизменной. КУ дает полную характеристику антенны: он учитывает, с одной стороны, концентрацию энергии в определенном направлении благодаря направленным свойствам антенны, а с другой — уменьшение излучения вследствие потерь мощности в антенне.

    Преимущественное излучение антенн в заданном направлении эквивалентно увеличению мощности передатчика. Следовательно, направленность передающей антенны весьма желательна.

    Полосой пропусканияантенны, или ее рабочим диапазоном,называется интервал частот, в котором ширина главного лепестка диаграммы направленности и уровни боковых лепестков не выходят из заданных пределов, коэффициент усиления остается достаточно высоким, а согласование с фидерным трактом существенно не ухудшается. Так, в сантиметровом диапазоне волн полоса пропускания антенны составляет 15…20 % от средней частоты.

    Для снижения переходных шумов в каналах из-за наличия попутного потока в антенно-фидерном тракте (АФТ) коэффициент отражения в точке соединения антенны с фидером должен быть мал. В современных АФТ стараются получить коэффициент стоячей волны ниже 1,1… 1,2.

    Коэффициент защитного действия (КЗД) вводится для характеристики степени ослабления антенной сигналов, принятых с побочных направлений, и определяется по формуле, где Gmax и Gпoб- коэффициенты усиления антенны в направлении главного лепестка диаграммы направленности и в побочном направлении. КЗД очень важен для обеспечения электромагнитной совместимости различных систем радиосвязи.

    Антенны метровых, дециметровых и сантиметровых волн. В диапазоне этих волн преимущественно используются антенны, обладающие направленными свойствами хотя бы в одной плоскости. При малой длине волны такие антенны получаются достаточно компактными, что дает возможность делать их вращающимися и тем самым достигать значительного выигрыша в мощности и снижения взаимных помех радиостанций, осуществления связи по любым желаемым направлениям.

    В диапазоне метровых волн наиболее часто используются различные симметричные и несимметричные вибраторы.

    В технике телевизионного приема самое широкое применение находит петлевой вибратор Пистолькорса (рис. 1.15).

    Рис. 1.15. Петлевой вибратор Пистолькорса (а)и его диаграмма направленности (б)

    Этот вибратор можно рассматривать как два полуволновых синфазных вибратора, расположенных на малом расстоянии друг от друга. В точке с вибратора располагается пучность тока и узел напряжения, что соответствует режиму короткого замыкания. В точках b и d, отстоящих от точки с на 0.25λ, образуется узел тока и пучность напряжения. На зажимах антенны f и е возникает пучность тока.

    Наличие узла напряжения в точке с позволяет крепить вибратор в этой точке к стреле или мачте непосредственно без изолятора.

    Антенны на основе дипольного и петлевого вибраторов обычно могут обеспечить качественный прием телевизионных сигналов на сравнительно небольших расстояниях от телецентра, так как они являются слабонаправленными (рис. 1.15). Для приема на большие расстояния или при неудовлетворительных условиях приема на малые расстояния применяются более сложные антенны, имеющие лучшую направленность.

    В диапазоне метровых волн в качестве направленных антенн большое распространение получили антенны типа «волновой канал». Антенна этого типа (рис. 1.16), состоит из активного вибратора А, рефлектора Р и нескольких директоров Д1, Д2 и Д3. Из приведенной на рис. 1.16, б диаграммы направленности видно, что коэффициент усиления этой антенны довольно высок и она не будет реагировать на помехи с других направлений.

    Рис. 1.16. Антенна типа «волновой канал» (а) и ее диаграмма направленности (б)

    Антенна этого типа может работать и как передающая антенна. Активный вибратор А в этом случае излучает электромагнитное поле как в направлении рефлектора, так и в направлении директоров. Под воздействием этого поля в рефлекторе наводится ток, который создает вторичное поле — поле излучения рефлектора. Если длину рефлектора выбрать равной (0,51…0,53)λ, а расстояние между рефлектором и активным вибратором (0,15…0,25)λ, то вторичное поле, созданное рефлектором, будет опережать по фазе поле активного вибратора на угол около 90°. Результирующее поле за рефлектором будет равно разности напряженностей полей, созданных активным вибратором и рефлектором. В главном направлении — направлении директоров и далее — поле от активного вибратора и рефлектора будет складываться в одной фазе и результирующее поле увеличится. В реальной антенне опережение фазы тока в рефлекторе несколько отличается от 90°, а амплитуда тока в рефлекторе несколько меньше, чем в активном вибраторе. Поэтому некоторая часть энергии излучается антенной за рефлектор.

    Директоры антенны возбуждаются результирующим полем активного вибратора и рефлектора. Для того чтобы вторичное поле директоров повышало напряженность поля в главном направлении, наведенные в них токи должны отставать по фазе от тока активного вибратора. Это достигается соответствующим выбором длин директоров и их взаимным расположением. Длины директоров выбирают равными (0,41…0,45)λ. Расстояние между директорами и первым директором и активным вибратором выбирают равным (0,1…0,34)λ. С уменьшением расстояний между активным и пассивным вибраторами ток в пассивных вибраторах увеличивается, но при этом за счет влияния последних сильно уменьшается входное сопротивление активного вибратора. Для облегчения согласования антенны с фидером активный вибратор часто выполняют петлевым.

    Свойствами антенны обладает и открытый конец волновода. Так как открытый волновод плохо согласован со свободным пространством, то значительная часть электромагнитной энергии отражается от его конца и возвращается обратно к источнику (коэффициент отражения не менее 0,25…0,3).

    Для улучшения согласования волновода со свободным пространством и создания более направленного излучения применяются рупорные антенны, которые образуются плавным увеличением размеров поперечного сечения волновода с помощью рупора (рис. 1.17). В диапазоне дециметровых и сантиметровых волн широко применяются антенны такого типа.

    Рис. 1.17. Рупорная антенна

    Направленность рупорной антенны увеличивается с ростом площади раскрыва рупора. В качестве самостоятельных антенн рупоры применяются редко, но часто входят в конструкцию многих более сложных антенн. Одной из них является зеркальная параболическая рефлекторная антенна (рис. 1.18), где роль отражателя выполняет металлическое зеркало, имеющее форму параболоида вращения или параболического цилиндра. При этом антенна излучает почти параллельный пучок лучей. Коэффициент направленного действия таких антенн очень высок и достигает 104.

    Рис. 1.18. Зеркальная параболическая антенна

    Недостаток рассмотренной антенны состоит в том, что часть энергии, отраженной от зеркала, попадает обратно через рупор в волновод. Это снижает эффективность передачи энергии и приводит к искажениям передаваемого сигнала. От этого недостатка свободна рупорно-параболическая антенна (рис. 1.19).

    Рис. 1.19. Рупорно-параболическая антенна

    Из волновода 1 высокочастотная энергия поступает в пирамидальный рупор 2, являющийся облучателем сегмента параболоида вращения 3. Излученные антенной волны получаются плоскими, так как фазовый центр рупора, расположенный в его вершине, находится в фокусе параболоида. Для хорошего согласования рупора с волноводом угол раскрыва а выбирается равным 30…40°, а длина рупора равной 50 λ. Коэффициент усиления антенны растет с возрастанием площади раскрыва антенны S. При площади раскрыва 6…8 м2 коэффициент усиления равен 104. В этом случае ширина диаграммы направленности равна примерно 2 как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.

    Разновидностью зеркальных антенн являются перископические антенны (рис. 1.20), позволяющие при помощи зеркал передавать высокочастотную энергию на вершину башни без линии или волновода. Поступающая от передатчика энергия излучается рупорной антенной в сторону эллипсоидного зеркала 3, расположенного у подножия мачты под углом 45° к горизонту. Зеркало отражает падающие на него волны перпендикулярно вверх на плоское зеркало, установленное на вершине мачты под углом 45°. Вторым зеркалом волны отражаются в нужном направлении. Коэффициент полезного действия передачи энергии в перископической антенне — около 50%, что выше, чем если бы энергия подавалась наверх по волноводу.

    Рис. 1.20. Перископическая антенна

    Антенны Пытатель и сопоставление импедансов


    Support Smeter

    Oregon Coast Realtor®

    Анализ трансмиссии Softwareshar сети или загрузите и запустите их с жесткого диска.
    • Balanced Line-Zin Входной импеданс симметричных парных линий передачи с нагрузкой Эта программа дополняет программу Input_Z, которая работает с коаксиальными линиями. Часто требуется входной импеданс линии передачи. Требуется большой опыт, чтобы просто догадаться, что это может быть. Эта программа точно вычисляет его …
    • Балансные линии 4 Балансные двухпроводные линии передачи, от 20 Гц до 1 ГГц проводники для распределения питания, через ВЧ лестничные антенные фидеры, к восьмеркам и овальным типам с пластмассовой изоляцией.Существуют также различные подземные конструкции с открытыми проводами и бумажной изоляцией, используемые в телефонных и цифровых сетях. На УВЧ-конце спектра есть настроенные входные линии приемника длиной 1 или 2 дюйма. Трубки большого диаметра используются в качестве резервуарных цепей в мощных УКВ-передатчиках…

      См. также эти более ранние версии этой программы:

      • Балансные линии 1 Балансная пара, открытый провод, линии передачи, 16 Гц-1 ГГц Эта форма Линия передачи используется с первых дней электрического телеграфа.Когда был изобретен телефон, уже существовала сеть дальней связи с низким затуханием, симметричной парой, воздушными линиями. Произошла быстрая мировая телефонная экспансия. Одновременно началось распределение электроэнергии в городах и в сельской местности по однотипным линиям. Они до сих пор широко используются. Эта программа будет исследовать поведение линий на частоте мощности. Это также покажет, что пара проводов диаметром = 4 мм (0,16 дюйма), расположенных на расстоянии 300 мм (12 дюймов), Zo = 600 Ом, позволяла совершать телефонные звонки на расстоянии 1000 км (620 миль) или более, задолго до возраста электронные усилители…
      • Симметричные линии 2 Знакомство с линиями передачи с балансной парой, 20 Гц–500 МГц Эта программа анализирует поведение/характеристики различных симметричных линий, от неизолированных проводников с очень большим расстоянием до проводов типа «восьмерка» с пластиковой изоляцией. , от частот мощности до УВЧ, при любом импедансе между короткой и разомкнутой цепью. Для определения линии необходимы только диаметры и длина проводников. Формы и размеры изоляторов и прокладок учитываются косвенно через результирующий импеданс. (Zo) и скорости (VF) …
      • Балансные линии 3 Балансные линии передачи, от 20 Гц до 1 ГГц Эта программа представляет собой модифицированную версию Балансные линии 2. По сути, ввод программы представляет собой спецификацию линии, включая Zo и длину, а также заданное пользователем оконечное сопротивление Zt = Rt+jXt. Затем вычисляется полное входное сопротивление линии Zin = Rin+jXin …

    • Балунные трансформаторы коэффициент повышения импеданса 1:4.Обмотка с низким импедансом всегда несимметрична относительно земли. Обмотка с высоким импедансом может быть несбалансированной или уравновешенной с заземленной обмоткой. коснитесь центра. Обмотка состоит из двух изолированных проводов, уложенных рядом друг с другом, образуя короткую линию передачи по симметричной паре. Двойная линия наматывается вокруг ферритового сердечника и становится ВЧ-дросселем, когда речь идет о продольных токах …
    • Поведение катушки катушки Поведение однослойной соленоидной катушки как линии передачи Все проводники обладают индуктивностью и емкость к окружающей их среде.Серия L и шунт C распределены по их длине. Индуктивность, обусловленная обмоткой катушки, складывается с индуктивностью сплошного цилиндра того же диаметра и длины, что и катушка. Распределенная емкость катушки такая же, как у сплошного цилиндра, при условии, что витки не расположены слишком далеко друг от друга. L и C могут быть оценены математически по размерам катушки …
    • Вход коаксиальной линии Z Входной импеданс коаксиальной линии передачи с нагрузкой Эта программа дополняет программу Line_Zin, которая работает со сбалансированными линиями. Часто требуется входной импеданс линии передачи. Требуется большой опыт, чтобы просто догадаться, что это может быть. Эта программа точно рассчитывает …
    • Балун-дроссель Конструкция и характеристики балансной линии передачи с дросселем-балуном Балун-дроссель представляет собой пару проводов, намотанных рядом друг с другом на ферритовый сердечник. Два провода вместе образуют одножильный дроссель, одновременно ведущий себя как двухпроводная симметричная линия передачи. Дроссельное действие позволяет соединить две разные цепи через линию независимо от их заземления.На одном конце балуна может быть несимметричная цепь с заземлением одной клеммы. На другом конце цепь может быть плавающей относительно земли или ее можно удерживать жестко сбалансированной относительно земли …
    • Коаксиальный дроссель Саморезонансная частота однослойных соленоидных катушек сосредоточенная емкость, подключенная между его концами. Следовательно, все катушки имеют параллельную резонансную частоту. В резонансе между концами катушки очень высокий импеданс.Общее приложение это использование катушки в качестве резонансного РЧ-дросселя …
    • Коаксиальная линия Коаксиальные линии передачи, от 50 Гц до 1 ГГц Эта программа позволяет пользователю определить/спроектировать коаксиальную линию, рассчитать основные характеристики линии, завершить линию с любым комплексным сопротивлением между разомкнутым и коротким замыканием и получить входное сопротивление линии. Производительность вычисляется с точки зрения коэффициентов отражения, КСВ и фактической эффективности передачи. Для сравнения отображается совпадающий проигрыш линии…
    • Коаксиальное излучение Диполь с центральным питанием — излучение от коаксиального фидера Эффект «непреднамеренного» излучения от антенного фидера — небольшие изменения шаблон. Уровень сигнала, шума и помех будет изменяться в случайных непредсказуемых направлениях. Воздействие на рабочие характеристики станции будет различаться в зависимости от площадки. Наиболее заметным изменением будет частичное заполнение нуля в шаблоне, что может быть сочтено либо полезным, либо крайне нежелательным…
    • Номинальная мощность коаксиального кабеля Номинальная мощность коаксиальных кабелей с твердой полиэтиленовой изоляцией Эта программа помогает выбрать размеры коаксиальных кабелей ВЧ, когда входная мощность достаточно высока, чтобы вызвать опасения по поводу температуры, которой могут подвергаться пластиковые материалы. Это также поможет при оценке номинальной мощности, Zo и затухания кабеля, когда ничего не известно, кроме его радиальных размеров. Результаты действительны от 0,5 до 1000 МГц при температуре до 150 градусов Цельсия…
    • Коаксиальный кабель на СНЧ Поведение коаксиальных линий передачи на низких частотах При уменьшении частоты, когда индуктивное сопротивление проводника становится меньше его сопротивления, величина импеданса линии Zo быстро увеличивается, а угол Zo становится все более отрицательным. На мощностных частотах Zo на порядок больше, чем его значение ВЧ, а его угол приближается к -45 градусов. От постоянного значения на ВЧ скорость распространения уменьшается до низкого значения, что усложняет методы локализации разломов, зависящие от знания фактора скорости.В общем, вещи начинают происходить на частотах менее нескольких сотен килогерц…
    • Катушка как линия передачи Поведение соленоидной катушки как линии передачи Имеется короткая вертикаль высота антенны менее 1/4 длины волны. Он нагружен на нижний конец однослойной катушкой с соленоидной обмоткой. Верхняя секция представляет собой вертикальный стержень или проволоку. И катушка, и стержень считаются линиями передачи …
    • Несоответствие импеданса соединителя Влияние несоответствия импеданса коаксиальных соединителей на производительность системы полное сопротивление системе Zo.Он применим как для симметричных, так и для коаксиальных линий передачи…
    • Антенный тюнер полуволнового типа с торцевым питанием Конструкция тюнера для полуволновых вертикальных антенн и антенн с торцевым питанием одинаковой длины Иногда бывает трудно согласовать антенны с торцевым питанием с высокими импедансами в точке питания, до низких импедансов, таких как 50 Ом. Этот тюнер предназначен для согласования полуволновых вертикальных и перевернутых L-антенных проводов с конечным питанием с коаксиальными линиями с низким импедансом и передатчиками с высокой эффективностью передачи мощности…
    • L-сеть Расчет конечного сопротивления сети L-Match Генератор подключается к левым клеммам. Оконечная нагрузка подключается к правым клеммам. Вычисленные значения Rt и Xt — это те значения, при которых входной импеданс сети соответствует внутреннему сопротивлению генератора. При подключении к Zt на выходных клеммах сети имеется сопряженное согласование, и максимальная доступная мощность рассеивается в Rt… Рин + jРин.Если RL > Rin, применяется сеть A. Если Rin > RL, применяется сеть B. Ряд реактивные сопротивления Xs и параллельные реактивные сопротивления Xp могут быть как катушками, так и конденсаторами. Иногда оба компонента в сети могут быть одного и того же типа L или C…
    • Характеристики линии Расчет характеристик линии на основе измерений полного и замкнутого импеданса Измерения входного импеданса на линии передачи с разомкнутой цепью на удаленном конце, а затем короткое замыкание на удаленном конце дает достаточно информации для расчета импеданса линии Zo, угла Zo и общего затухания в дБ.Когда длина линии известна, индуктивность, емкость, сопротивление проводника и проводимость изоляционного материала на единицу длины также могут быть рассчитаны вместе со скоростью распространения …
    • Нагрузка Z по входу Z Вычисление импеданса нагрузки по измеренному входному импедансу для любой длины & Zo Входной импеданс недоступной радиоантенны можно получить путем расчета, каким он должен быть, чтобы получить импеданс, измеренный на входном конце фидерной линии антенны …
    • Секция согласования Секция согласования импеданса линии. Антенный фидер Эта программа помогает спроектировать класс согласующих импеданс трансформаторов, образованных путем вставки короткого отрезка линии с различным Zo в фидерную линию между передатчиком и антенной.Он применим как для коаксиальных, так и для симметрично-парных линий. Чтобы свести к минимуму потери из-за стоячих волн, согласующую секцию лучше всего располагать рядом с антенным концом фидера. Но, в принципе, ее можно вставить в любом месте по длине…
    • Сети с фазовым сдвигом Симметричные сети с фазовым сдвигом T и Pi Эта программа помогает конструкции Т и Пи, катушечных и конденсаторных сетей, используемых для задания относительных фаз токов, протекающих в различных элементах радиоантенн.Такие устройства используются как в режимах приема, так и в режимах передачи для контроля пеленга луча в качестве экономичной альтернативы вращению больших антенных решеток …
    • Стоячие волны Точный расчет стоячих волн на несогласованной линии передачи Эта программа моделирует измерение напряжения и усилители вдоль транс-линии. Также измеряются входные импедансы в обоих направлениях от точки D. На основе этих данных рассчитываются различные другие интересующие параметры. Используются точные классические формулы линий передачи.Результаты точны по количеству отображаемых цифр. Для КСВ2 перемещайте D с небольшими приращениями, чтобы найти максимальное и минимальное значения V и I …
    • Короткая настройка Согласование Zin антенны с фидерной линией с помощью трансформатора шлейфной линии Линия A и линия B имеют одинаковую Zo. Обе линии имеют длину менее 1/2 длины волны. Фидерная линия от передатчика может иметь любой Ro и быть любой длины. Коэффициенты скорости LineA и LineB предполагаются равными, что применимо только к линиям с воздушным промежутком. Физическая длина других типов должна рассчитываться вне этой программы…
    • Аргумент КСВ Линия передачи + Антенна + Два измерителя КСВ Содержит фактический аргумент, подкрепленный программным анализом, что измерители КСВ следует переименовать в TLI. (Индикаторы нагрузки передатчика) …
    • Измерители КСВ Проектирование, калибровка и рабочие характеристики измерителей коэффициента стоячей волны Измеритель КСВ представляет собой мост с постоянным сопротивлением. Внешнее «неизвестное плечо» — это входное сопротивление R+jX антенной системы. Напряжение небаланса моста отображается на измерителе, откалиброванном для индикации выбора параметров системы…
      • Часть 2. Проектирование, калибровка и усиление Характеристики измерителей коэффициента стоячей волны — Basic Meter & Схемы вольтметра R1 и R2 представляют собой делитель напряжения на нагрузке. Фракция K = R2/(R1+R2). Напряжение на R3 является током нагрузки умножить на R3/N, которые можно переключать либо для прибавления, либо для вычитания из дроби K. При вычитании счетчик реагирует на отраженные волны, а при сложении – на прямые волны. Калпот настраивается на нулевое значение вольтметра для отраженных волн, когда ZL равно эталонному сопротивлению Zo …
      • Часть 3. Конструкция, калибровка и рабочие характеристики измерителей коэффициента стоячей волны — Пример тороидального трансформатора тока и оценка сопротивления преобразователя коаксиальный полиэтиленовый утеплитель. Типичные размеры: внешний диаметр = 1/2 дюйма = 13 мм. внутренний диаметр = 1/4 дюйма = 7 мм. Толщина 1/6″=4 мм. При проницаемости 200, 1 мкГн требует 3,4 витка. 15 витков дают 19,5 мкГн с реактивным сопротивлением 220 Ом на частоте 1,8 МГц. Шунтирующий резистор на 33 Ом обеспечивает удовлетворительное отношение реактивности к сопротивлению 6 .7 Этот трансформатор подходит для измерителя КСВ мощностью от 30 до 100 Вт и сопротивлением 50 Ом …
      • Часть 4. Конструкция, калибровка и характеристики измерителей коэффициента стоячей волны — Дополнительные примечания В идеале ферритовый сердечник Трансформатор тока должен иметь достаточно большую проницаемость, чтобы на первичную обмотку понадобился только один виток. Один виток — это внутренний коаксиальный провод плюс полиэтилен с коротким зазором в оплетке. Зазор в оплетке не должен быть длиннее, чем это необходимо для соединения внутреннего проводника с делителем напряжения.Блуждающая емкость между открытой внутренней и вторичной обмоткой может быть включена в цепь делителя при тщательной компоновке. Должен быть возможен диапазон частот от 1,8 до 30 МГц …
      • Часть 5. Конструкция, калибровка и характеристики измерителей коэффициента стоячей волны — Процедура калибровки Программа выполняет эту процедуру автоматически после ввода проектных параметров и схема завершена. Смоделированная процедура выглядит следующим образом…
      • Часть 6 — Проектирование, калибровка и характеристики измерителей коэффициента стоячей волны — Ошибки измерения Измерители КСВ работают правильно только при использовании в системах передачи с Zo, для которых они были разработаны .Измерители и датчики Zo не являются взаимозаменяемыми …
      • Часть 7. Проектирование, калибровка и работа измерителей коэффициента стоячей волны — Прямая индикация коэффициента отражения и КСВ и получение одновременного отображения прямой и отраженной мощности Как уже было описано, когда импеданс источника, если смотреть со стороны измерителя назад на передатчик, не равен Zo, указанные значения RC и SWR неверны, но истинные значения могут быть рассчитаны из прямых и отраженных ватт…
      • Часть 8. Конструкция, калибровка и рабочие характеристики измерителей коэффициента стоячей волны — Расположение трансформатора тока, напоминания о работе и программное обеспечение На принципиальной схеме показан трансформатор тока, включенный последовательно с источником. Чтобы внутреннее сопротивление источника точно равнялось Zo, перед вводом сопротивления источника в программу вычтите входное сопротивление трансформатора из Zo. Что касается источника, импеданс делителя напряжения шунтирует нагрузку …
    • T-сети Преобразование импеданса T-сетей — Применение антенного тюнера Для заданного входного сопротивления, импеданса нагрузки и частоты программа вычисляет значения C1, C2 и L.Для данной катушки Q, конденсатора Q и входной ВЧ-мощности вычисляется мощность, рассеиваемая в каждом из трех компонентов, и общий КПД вместе с пиковыми напряжениями на C1 и C2 …
    • Сети T и Pi Сети согласования импеданса T и Pi и фазового сдвига Эта программа одновременно вычисляет значения компонентов для сетей T и Pi, чтобы они соответствовали любым двум резистивным нагрузкам и имели заданное значение фазового сдвига между выходной и входной клеммами.Для обеих сетей T и Pi есть две версии — с отставанием по фазе и опережением по фазе. Таким образом, отображаются четыре сети, из которых можно выбрать для требуемой цели…
    • Две линии Входные сопротивления двух каскадных линий передачи с нагрузкой Линии передачи представляют собой трансформаторы полного сопротивления. Для заданного импеданса оконечной нагрузки или нагрузки эта программа вычисляет входной импеданс линии. Длины линий указаны в терминах длин волн при собственной скорости линии. Для получения наибольшей точности при расчетах желательно учитывать потери в линии…

    Поиск на других радиолюбительских сайтах с поиском любительского радио TunerL-NetworkL-TunersLine CharacteristicsMatching SectionPhase Сдвиг NetsStanding WavesStub MatchingSWR ArgumentSWR Meter DesignSWR Meter 2SWR Meter 3SWR Meter 4SWR Meter 5SWR Meter 6SWR Meter 7SWR Метров 8Т NetworksT & Pi NetworksZ из входных ZGround SystemsAmplifier DesignFiltersElectronicsPropagationRF SpectrumStationsStatisticsRadio AstronomyExtraterrestrialAurora PhotosGlobal WeatherYour WebsiteFacts в DayFCCOther ResourcesAboutContact Us

    Учебное пособие Extra Class 2020: E9E – Согласование: согласование антенн с фидерными линиями; фазовые линии; делители мощности

    Для многих типов антенн важно согласовать импеданс антенны с импедансом фидерной линии, обычно коаксиальной.Когда фидерная линия и антенна не совпадают, часть мощности, которую вы пытаетесь передать, будет отражаться обратно по фидерной линии или рассеиваться в фидерной линии. Отношение амплитуды отраженной волны к амплитуде падающей волны или волны, которую вы передаете, называется коэффициентом отражения и математически связано с КСВ.

    ВОПРОС: Какой параметр описывает взаимодействие на стороне нагрузки несогласованной линии передачи? (E9E07)
    ОТВЕТ: Коэффициент отражения

    Чтобы согласовать импеданс фидерной линии с импедансом антенны, мы используем множество различных методов.Система дельта-согласования согласовывает линию передачи с высоким импедансом с антенной с более низким импедансом, соединяя линию с ведомым элементом в двух местах, расположенных на расстоянии доли длины волны с каждой стороны от центра элемента. Это называется дельта-совпадением, потому что при таком соединении фидер и антенна выглядят как греческая буква дельта.

    ВОПРОС: Какая система согласует линию передачи с более высоким импедансом с антенной с более низким импедансом, соединяя линию с ведомым элементом в двух местах, расположенных на расстоянии доли длины волны с каждой стороны от центра элемента? (E9E01)
    ОТВЕТ: Система дельта-согласования

    Гамма-согласование — это название системы согласования антенны, которая согласовывает несимметричную фидерную линию с антенной, питая ведомый элемент как в центре элемента, так и в дроби. длины волны в одну сторону от центра.Назначение последовательного конденсатора в согласующей цепи антенны гамма-типа состоит в том, чтобы нейтрализовать индуктивное сопротивление согласующей цепи. Гамма-согласование является эффективным методом параллельного питания заземленной мачты, поэтому ее можно использовать в качестве вертикальной антенны.

    ВОПРОС: Как называется система согласования антенн, которая согласовывает несимметричный фидер с антенной, питая ведомый элемент как в центре элемента, так и на расстоянии доли длины волны от центра? (E9E02)
    ОТВЕТ: Гамма-согласование

    ВОПРОС: Какова цель последовательного конденсатора в схеме согласования антенн гамма-типа? (E9E04)
    ОТВЕТ: Для устранения индуктивного сопротивления согласующей сети

    ВОПРОС: Что из следующего используется для параллельного питания заземленной опоры в ее основании? (E9E09)
    ОТВЕТ: Гамма-сопоставление

    Шлейфовое согласование — это название системы согласования, в которой используется участок линии передачи, соединенный параллельно с линией подачи в точке подачи или рядом с ней.Что делает заглушка, так это добавляет реактивное сопротивление в точке подачи. Изменяя длину шлейфа, вы можете изменить реактивное сопротивление, которое обеспечивает шлейф, до любого необходимого значения.

    ВОПРОС: Как называется система согласования, в которой используется участок линии передачи, соединенный параллельно с линией питания в точке питания или рядом с ней? (E9E03)
    ОТВЕТ: Шлейф соответствует

    Многие антенны Yagi с прямым питанием имеют полное сопротивление в точке питания приблизительно от 20 до 25 Ом. Один из методов, который часто используется для согласования этих антенн с коаксиальным кабелем сопротивлением 50 Ом, — это согласование шпилек.Чтобы использовать систему согласования со шпилькой для настройки ведомого элемента трехэлементного Yagi, реактивное сопротивление ведомого элемента должно быть емкостным.

    ВОПРОС: Как должен быть настроен ведомый элемент антенны для использования системы согласования шпильки? (E9E05)
    ОТВЕТ: Реактивное сопротивление ведомого элемента должно быть емкостным. Например, последовательная вставка отрезка 1/4 длины коаксиального кабеля с сопротивлением 75 Ом между разъемами антенны и питающим кабелем с сопротивлением 50 Ом является эффективным способом согласования антенны с импедансом точки питания 100 Ом с Линия подачи коаксиального кабеля 50 Ом.Обратите внимание, что это работает только на одном диапазоне, так как длина используемого вами коаксиального кабеля 75 Ом будет составлять только 1/4 длины волны на одном диапазоне.

    ВОПРОС: Какой из этих импедансов фидерной линии подходит для создания четвертьволновой Q-секции для согласования контура 100 Ом с фидерной линией 50 Ом? (E9E06)
    ОТВЕТ: 75 Ом

    ВОПРОС: Какой из этих вариантов является эффективным способом согласования антенны с импедансом точки питания 100 Ом с фидерной линией коаксиального кабеля 50 Ом? (E9E10)
    ОТВЕТ: Вставьте отрезок 1/4 длины коаксиального кабеля 75 Ом в линию передачи последовательно между клеммами антенны и питающим кабелем 50 Ом. антенны с несколькими активными элементами.Теория здесь заключается в том, что, питая возбужденные элементы не в фазе друг с другом, вы можете создать направленную диаграмму направленности. Распространенным применением фазирующих линий является фазированная вертикальная решетка.

    ВОПРОС: Каково основное назначение фазирующих линий при использовании антенны с несколькими активными элементами? (E9E11)
    ОТВЕТ: Это гарантирует, что каждый управляемый элемент работает согласованно с другими для создания желаемой диаграммы направленности антенны

    Делители Уилкинсона, но тем не менее вот информация.Делители Wilkinson равномерно распределяют мощность между двумя нагрузками по 50 Ом, сохраняя при этом входное сопротивление 50 Ом. Они используются в основном в микроволновых системах.

    ВОПРОС: Для чего нужен делитель Уилкинсона? (E9E08)
    ОТВЕТ: Используется для равномерного распределения мощности между двумя нагрузками по 50 Ом при сохранении входного импеданса 50 Ом

    Полное сопротивление питающей линии — комплекты ВЧ

    Различные линии подачи

    Фидерная линия используется для передачи передаваемого сигнала от приемопередатчика к антенне.При получении это, конечно, в обратном порядке. На картинке ниже вы найдете различные линии подачи. Эта техническая статья будет ограничена исключительно импедансом фидерных линий. Эти линии питания ниже имеют волновое сопротивление. Что именно означает это сопротивление? Если я измерю такой кабель омметром, все кабели ниже покажут почти 0 (ноль) Ом. Тогда какая разница?

    Ток и напряжение

    В дипольной антенне (однопроводной) импеданс будет сильно различаться в зависимости от точки измерения.Мы все видели картинку ниже. Здесь ток отображается зеленой линией, а напряжение — синей линией. В середине дипольной антенны напряжение относительно низкое, а ток высокий. На концах напряжение высокое, а ток низкий. Соотношение между напряжением и током на самом деле является импедансом. По этой же причине для «концевой антенны с питанием» нужен трансформатор импеданса. Ведь ток в конце (или начале) антенны достаточно низкий, а напряжение высокое.

    Полное сопротивление линии питания

    Например, для дипольной антенны такое изменение импеданса является желательным эффектом.Это часто отличается в линии подачи. Если мы подключим дипольную антенну 50 Ом к фидерной линии, мы хотим видеть, что в конце фидерной линии импеданс по-прежнему составляет 50 Ом. Полное сопротивление, относящееся к фидерной линии, ничего не говорит о сопротивлении выбранного проводника, но что-то говорит об импедансе подключаемой нагрузки. В нашем случае это обычно антенна.

    Чем определяется это сопротивление?

    Это трудно объяснить, но я попробую. Это выходит за рамки вашего воображения, не паникуйте.Чуть позже будут практические примеры. Одиночный проводник всегда будет вести себя как катушка (индуктивная). Два проводника, параллельные друг другу, всегда будут иметь определенную взаимную емкость. Таким образом, линия подачи может быть представлена, как показано ниже. Характеристическое сопротивление определяется равновесием индукции (воображаемой) катушки и емкостью (воображаемого) конденсатора. Если проводники имеют большее расстояние между собой, емкость уменьшится. Это сильно влияет на импеданс.На первом изображении этой статьи ясно видно, что по мере увеличения расстояния между ними увеличивается и импеданс.

    Согласование импеданса

    Если антенна и фидер имеют одинаковое сопротивление, то можно использовать фидер любой длины. Это, например, случай дипольной антенны на 50 Ом с соответствующим коаксиальным кабелем на 50 Ом.

    В случае совпадения нагрузки (антенны) и питающей линии длина питающей линии не влияет на импеданс!

     

    Полное сопротивление не совпадает

    Если импеданс фидерной линии и антенны не совпадают, возникает странный эффект.В этом случае фидерная линия будет вести себя так же, как в примере с дипольной антенной. Соотношение между напряжением и током будет варьироваться в зависимости от точки измерения. Таким образом, импеданс стал зависеть от длины.

    Если нагрузка (антенна) и фидер не совпадают, длина фидера повлияет на импеданс!

    Если антенна и фидер имеют разный импеданс, есть два условия, при которых корректировка импеданса может быть легко предсказана.

     

    Линия питания половинной длины волны и полное сопротивление не соответствует

    поэтому: длина линии L = λ/2

    Если фидерная линия имеет половину длины волны, входное сопротивление равно выходному сопротивлению:

    Z дюйм = Z нагрузка

    Обратите внимание на коэффициент сокращения! В случае использования коаксиального кабеля применяется значительный коэффициент укорочения.Например, у РГ-58 это 0,66

     

    Фидерная линия на четверть длины волны, полное сопротивление не соответствует

    так: L строка = λ/4

    Если фидерная линия имеет четверть длины волны, можно применить следующую формулу:

    Z дюйм = Z линия ² / Z нагрузка

    Обратите внимание и на фактор сокращения! В случае использования коаксиального кабеля применяется значительный коэффициент укорочения.Например, у РГ-58 это 0,66

     

    Пример 1
    • Нагрузка 50 Ом
    • Коаксиальный кабель 50 Ом
    • Длина неизвестна

    Так как линия нагрузки и питания имеют одинаковый импеданс, длина не влияет на импеданс.

    Пример 2
    • Нагрузка 100 Ом (например, антенна DeltaLoop)
    • Коаксиальный кабель 50 Ом
    • Длина полуволны

    Применяется половина длины волны: Zin = Zload

    Поскольку в этом примере используется коаксиальный кабель с половинной длиной волны, на конце коаксиального кабеля также будет видно импеданс 100 Ом.

    Zin = Zнагрузка -> Zin = 100 Ом

     

    Пример 3
    • Нагрузка 100 Ом (например, антенна DeltaLoop)
    • Коаксиальный кабель 50 Ом
    • Длина четверти волны

    Поскольку импеданс коаксиального кабеля и антенны не совпадают, во многих случаях происходит преобразование импеданса. В этом примере используется четвертьволновой коаксиальный кабель, где применяется следующая формула:

    Z дюйм = Z линия ² / Z нагрузка

    Z дюймов = 50 ² / 100

    Зин = 2500/100 = 25 Ом

     

    Пример 4
    • Нагрузка 100 Ом (например, антенна DeltaLoop)
    • Коаксиальный кабель 75 Ом
    • Длина четверти волны

    Поскольку импеданс коаксиального кабеля и антенны не совпадают, во многих случаях происходит преобразование импеданса.В этом примере используется четвертьволновой коаксиальный кабель, где применяется следующая формула:

    Z дюйм = Z линия ² / Z нагрузка

    Z дюймов = 75 ² / 100

    Зин = 5625 / 100 = 56,25 Ом

    Изменение импеданса не всегда должно быть недостатком. В этом примере это изменение импеданса используется для более или менее подведения антенны на 100 Ом к импедансу, который нравится приемопередатчику (50 Ом).

     

    Пример 5
    • Нагрузка 50 Ом (дипольная антенна)
    • Линия питания Открытая линия 600 Ом
    • Длина четверти волны

    В этом примере используется открытая линия в четверть длины волны, где применяется следующая формула:

    Z дюйм = Z линия ² / Z нагрузка

    Z дюймов = 600 ² / 50

    Зин = 360000/50 = 7200 Ом!!!

    Этот пример ясно показывает, что отклонение импеданса антенны и линии питания может иметь серьезные последствия.Дипольная антенна на 50 Ом, запитанная открытой линией с четвертьволновым сопротивлением и импедансом 600 Ом, демонстрирует огромные изменения! 7200 Ом! Чтобы вернуть это сопротивление к 50 Ом, необходим приличный антенный тюнер.

    Антенный анализатор

    Приведенные выше примеры показывают, что несоответствие между антенной и линией питания может привести к значительному изменению импеданса. Это также означает, что во многих случаях антенный анализатор не показывает импеданс антенны. В настоящее время на рынке имеются антенные анализаторы, которые могут «рассчитать» это изменение импеданса в фидерной линии.Затем анализатор следует откалибровать на соответствующую линию подачи. Если у вас нет доступа к такому продвинутому анализатору, используйте более половины длины линии подачи. Конечно, вы также можете использовать их кратную длину. Итак, половина длины волны, целая длина волны, полторы длины волны…

    Например, отрезок коаксиального кабеля длиной 13,94 метра подходит для проведения измерений на диапазонах 10, 15, 20 и 40 метров. Это можно объяснить следующим образом:

    7,1 МГц –> 42,25 мтр. -> половина длины волны = 21.12 метров

    14,2 МГц –> 21,13 мтр. -> полная длина волны = 21,13 м.

    21,3 МГц –> 14,08 мтр. —>полтора длина волны = 21,12 метра.

    28,4 МГц –> 10,56 мтр. -> две полные длины волны = 21,12 мтр.

    Учитывая коэффициент укорочения коаксиального кабеля RG-58, равный 66 %, это соответствует длине: 21,12 x 0,66 = 13,94 м.

    На практике точная длина может незначительно отличаться!

    Заключение
    • Изменение импеданса, вызванное фидерной линией, не всегда должно быть недостатком.
    • При полуволновой фидерной линии регулировка импеданса не выполняется. (обратите внимание на коэффициент сокращения!)
    • При четвертьволновой фидерной линии изменение импеданса происходит в соответствии с обсуждаемой формулой.
    • При произвольной длине трудно определить изменение импеданса.
    • Будьте осторожны с антенным анализатором! То, что показывает антенный анализатор, не всегда должно быть импедансом антенны. В этом случае используйте фидерную линию половинной длины волны.

     

    Скачать как PDF

    Согласование антенн внутри корпуса

    Разработка беспроводного продукта может оказаться непростой задачей.Есть много подводных камней, ловушек и распространенных ошибок, в которые люди попадают во время проектирования и разработки. Очень часто реализацию антенны оставляют на «последнее место». Дело в том, что антенна делает ваш продукт беспроводным. Это самый важный компонент, который запускает ваш сигнал в космос. Часто мало внимания уделяется местоположению антенны и тому, как на нее может повлиять находящийся поблизости объект. Это может иметь разрушительные последствия не только для производительности продукта, но и для графика и стоимости.

    Конструкция антенны и факторы окружающей среды

    Антенна является функцией окружающей среды. Независимо от того, находится ли он на столе, на макетной плате производителя или в продукте, все три сценария приводят к разной производительности. В отличие от большинства компонентов конструкции, которые можно вставить с ожидаемым эффектом в схеме, на антенну влияет все, что ее окружает. Излучаемые электромагнитные поля антенны взаимодействуют с близлежащими материалами и могут изменять частоту ее работы.Антенна должна быть помещена в ее конечную среду, а импеданс согласован так, чтобы она работала в нужной полосе частот. Плохо согласованная антенна может снизить бюджет канала на 10-30 дБ и значительно сократить дальность действия. Все антенны, будь то стандартные или разработанные в лаборатории, могут потребовать согласования.

    Чтобы понять, почему на антенну влияют объекты рядом с ней, необходимо рассмотреть, как антенна излучает. Во-первых, забудьте о том, что происходит с антенной или о том, что находится рядом. Важен входной импеданс антенны.При рассмотрении диполя на рисунке 1 видно, что когда на входы антенны подается потенциал, на его концах накапливается противоположный заряд. По сути, концы диполя можно рассматривать как разомкнутые цепи с высоким напряжением и отсутствием тока. Из-за накопления заряда на обоих концах диполя начинает течь ток. По мере продвижения от конца диполя внутрь к точке питания напряжение падает, а ток возрастает. В точке подачи ток достигает своего пика вместе с некоторым пониженным напряжением.Отношение между напряжением и током в точке питания является входным сопротивлением антенны. Именно импеданс определяет характеристики антенны. Кроме того, поскольку по антенне течет ток, излучаются электромагнитные поля.

    Рисунок 1: Диаграмма диполя

    Импеданс антенны действует как импеданс нагрузки для линии передачи, по которой сигнал передается на антенну. Импеданс антенны определяет напряжение и ток вдоль линии передачи, а также их фазовое соотношение.На линии передачи существует коэффициент стоячей волны (также известный как КСВ). Это соотношение измеряет количество стоячей волны по сравнению с бегущей волной. Грубо говоря, КСВ = 1 означает чистую бегущую волну, а КСВ = ∞ означает чистую стоячую волну. Желателен очень низкий КСВ, поскольку он указывает на то, что большая часть энергии передается на антенну. Высокий КСВ означает, что большая часть энергии отражается обратно в линию передачи и не излучается. Когда антенна согласована с клеммами линии передачи, КСВ низкий.Энергия, которая не передается, а вместо этого отражается обратно на вход антенны, может повлиять на радиочастотную схему, поскольку она должна рассеиваться в другом месте.

    Рисунок 2: Величина тока и напряжения на линии электропередачи с разомкнутой цепью

    Импеданс антенны зависит от частоты, поскольку распределение тока напрямую связано с длиной волны. Ток и напряжение на диполе имеют синусоидальное распределение, так как расстояние от конца диполя до точки питания изменяется на доли длины волны, то же самое происходит и с импедансом.

    Полное сопротивление антенны должно поддерживаться как можно ближе к полному сопротивлению питающей ее линии трассировки. В большинстве систем к антенне идет дорожка 50 Ом. Поскольку импеданс антенны меняется с частотой, существует лишь ограниченный диапазон, который можно согласовать с линией трассировки для эффективной передачи мощности. Процесс согласования вашей антенны в диапазоне частот с линией трассы называется «настройкой» или «согласованием» антенны. Качество согласования характеризуется КСВ, а полоса пропускания относится к диапазону частот, в котором импеданс антенны близок к 50 Ом для данного КСВ.

    Когда антенна помещена в корпус, электромагнитные поля взаимодействуют с окружающими материалами. В результате поля развиваются иначе, чем в свободном пространстве. Это взаимодействие в конечном итоге изменяет распределение тока на антенне и, следовательно, ее импеданс. Вот почему антенна должна быть настроена в ее окончательном корпусе. Импеданс антенны будет меняться в зависимости от близости, электрических свойств и размера окружающих материалов.Конструкция антенны может быть испорчена, если она не настроена должным образом во время реализации.

    Настройка РЧ-антенны

    Антенны можно настроить одним из двух способов. Либо путем корректировки размеров, либо с помощью соответствующей сети, обычно состоящей из дискретных компонентов. Обычно изменение физических размеров невозможно, поэтому дискретная сеть размещается непосредственно перед входом антенны. Проблема с настройкой антенны заключается в том, что на ее импеданс влияют близлежащие материалы. Если настроить антенну на 2.4 ГГц на вашем стенде, а затем поместите его в корпус, настроенная частота сместится. Рисунок 3 ниже демонстрирует этот эффект. Красная линия — антенна в свободном пространстве, непревзойденная. Зеленая линия представляет собой ту же антенну, которая теперь находится в свободном пространстве. А синяя линия — это окончательный отклик антенны, помещенной в корпус. Поскольку антенна не была настроена в корпусе, импеданс не соответствует 50-омной линии трассировки печатной платы на интересующей частоте. Антенна должна быть настроена в корпусе, чтобы учитывать изменения импеданса.Это верно для всех антенн, включая микросхемы и другие готовые антенны.

    Рисунок 3: Сдвиг частоты антенны из-за рассогласования

    При выборе места для антенны в вашем изделии ответьте на следующие вопросы:

    1. Из чего сделан корпус?
    2. Что будет рядом с антенной?
    3. Есть ли поблизости металл?
    4. Как будет использоваться устройство?

    Материал, из которого сделан ваш корпус, сильно влияет на его настройку.Металл чрезвычайно вреден для работы антенны, потому что он является проводником. Даже краски с очень низким процентным содержанием металла окажут значительное влияние. Держите все металлические предметы (включая печатные платы) как можно дальше от антенны. Электромагнитные поля создают токи на металлических предметах, что превращает их в маленькие излучатели. Это не только повредит согласованию, но и значительно уменьшит диаграмму направленности антенны. Кроме того, необходимо также учитывать конечное использование продукта.Не будет ли антенна прикрыта рукой? Будет ли изделие крепиться на металлическую стену? Все это может повлиять на настройку.

    Когда дело доходит до настройки антенны для корпуса, необходимо учитывать множество соображений. Процесс настройки антенны сложен и занимает много времени. Во многих случаях поблизости находятся другие печатные платы, материалы корпуса, аккумуляторы, экраны дисплеев, металлические скобы и различные другие вредные предметы. Все это влияет на настройку и должно присутствовать. Расположение антенны должно быть одним из первых вопросов при разработке нового продукта; но часто это последний компонент, который нужно доработать.

    Рис. 4. Антенна, встроенная в продукт, разработанная в CST Microwave Studio в компании Laird Connectivity

    Самый эффективный способ предвидеть проблемы с настройкой антенны и излучением — использовать программное обеспечение для моделирования для оценки и прогнозирования влияния ограждения. Разработчик антенны должен идентифицировать материалы в изделии, определить их электрические свойства и понять, как антенна будет с ними взаимодействовать. Хорошо спроектированная и смоделированная антенна обычно не требует согласующей сети; однако он будет правильно настроен только для конкретного продукта, для которого он был разработан.

    Выбор и размещение антенны

    Выбор и размещение антенны может быть сложной задачей, и проблемы с реализацией антенны не заканчиваются после ее размещения на плате. Как обсуждалось ранее в статье, корпус влияет на согласование антенны. Процесс согласования антенны может быть очень сложным процессом. Требуется не только глубокое знание принципов и компонентов РЧ, но и правильная техника и понимание свойств антенны.Любая ошибка, внесенная в измерение при согласовании с антенной, в конечном итоге снизит эффективность антенны и ее рабочие характеристики. По этой причине к настройке ваших измерений следует относиться так же тщательно, как и к самому фактическому процессу сопоставления.

    Наиболее важными факторами при настройке антенны являются правильное подключение к печатной плате, калибровка и расширение портов анализатора цепей, а также знание соотношения антенны и плоскости заземления. Эти три фактора необходимо учитывать при попытке настроить антенну для корпуса, и они будут рассмотрены в этой статье.Настроить антенну не так просто, как просто подключить ее к сетевому анализатору и отследить импеданс по диаграмме Смита. Без правильного выполнения небольших шагов легко внести ошибку в измерение и неправильно согласовать антенну.

    Перед началом сопоставления необходимо установить правильное соединение с печатной платой. Обычно существует два способа подключения к печатной плате для согласования с антенной. Первый использует разъем U.FL. Это включает в себя поиск места, достаточно большого для размещения разъема, и места, обеспечивающего хорошее заземление.Для этого метода часто трудно найти достаточно места рядом с антенной; кроме того, необходимо позаботиться о том, чтобы не создавать дополнительных паразитных эффектов. U.FL обычно эффективен для настройки только в том случае, если печатная плата была разработана со специальными контактными площадками для размещения U.FL. Второй, более распространенный метод — снять изоляцию с тонкого коаксиального кабеля и припаять его непосредственно к дорожке. Это требует меньше места на печатной плате и является более гибким, чем размещение U.FL на плате.

    При пайке коаксиального кабеля к печатной плате внутренний проводник необходимо припаять к началу дорожки, а внешний экран хорошо припаять к земле. Иногда не удается припаять к началу дорожки (см. рис. 5). Это приведет к неточному измерению импеданса антенны. Радиочастотный сигнал распространяется по обоим концам трассы одновременно. Сигнал достигает конца шлейфа, отражается обратно и создает помехи в точке пайки, что приводит к ложным показаниям импеданса.Чтобы устранить эту проблему, дорожка за точкой пайки была обрезана. Радиочастотный сигнал теперь будет распространяться по кабелю и только к антенне. Точно так же, как показано на третьем изображении на Рисунке 5, убедитесь, что после точки пайки нет лишней длины линии трассировки. Это приведет к той же проблеме с отражениями.

    Рис. 5. Припайка кабеля к трассе антенны


    Небольшие печатные платы могут быть особенно трудны для настройки из-за размера их заземления.Это распространенная проблема с чип-антеннами, поскольку они размещаются на очень маленьких платах. При небольшом заземляющем слое внешний проводник коаксиального кабеля может выступать в качестве заземления антенны. Это заставляет токи течь по внешнему проводнику кабеля. В результате кабель фактически становится частью антенны и излучает. Простой способ проверить это — прикоснуться к коаксиальному кабелю. Если значение S11 на анализаторе цепей значительно смещается, это указывает на проблему. Это можно исправить, убедившись, что кабель хорошо подключен к земле.Если это все еще не решает проблему, могут помочь другие методы, включая добавление феррита или другую прокладку коаксиального кабеля.

    Рисунок 6: Антенна Trace F


    После того, как кабель правильно подключен к трассе антенны, необходимо откалибровать сетевой анализатор. Антенна на рисунках 5 и 6 представляет собой трассу F. Этот тип предназначен для настройки без согласующих компонентов. Фа была намеренно создана слишком длинной и, следовательно, настраивается слишком низко по частоте.Преимущество этого заключается в том, что инженер может медленно обрезать конец антенны и увеличивать резонансную частоту. Этот метод можно использовать для настройки трассирующей антенны в ее окончательном корпусе. Таблица 1 ниже документирует обрезку и настройку F-антенны выше. Желаемая полоса частот — 2,4 ГГц. Это самая простая форма настройки антенны. Размеры физически изменяются, что приводит к изменению импеданса антенны и, следовательно, нагрузки на линию передачи, доставляющую РЧ-сигнал.

    Этот образец антенны F был разработан Laird Connectivity. Габаритные размеры ширины подачи, ширины трассы, высоты и местоположения подачи были определены путем моделирования. Последний этап настройки путем обрезки общей длины можно выполнить на стенде, но оптимизацию размеров антенны по полосе пропускания и обратным потерям должен выполнять опытный разработчик антенн.

    Рисунок 7: Настройка антенны трассировки

    Хотя в предыдущем примере использовалось измерение S11 на анализаторе цепей, чаще всего инженеру приходится согласовывать антенну с помощью дискретной сети катушек индуктивности и конденсаторов.Антенны, приобретенные «с полки», потребуют согласования, размеры антенны нельзя изменить, как в приведенном выше примере F. Чтобы согласовать антенну с компонентами, необходимо глубокое знание диаграммы Смита, чтобы правильно определить согласующую сеть.

    При использовании согласующих компонентов коаксиальный кабель для измерения следует припаивать перед согласующей сетью. В примере с антенной F, поскольку она настраивалась без компонентов, коаксиальный кабель должен был быть напрямую подключен к фидеру.Как показано ниже на рис. 8 и рис. 9, теперь кабель расположен перед соответствующей сетью. В дополнение к правильному размещению кабеля необходима функция расширения порта сетевого анализатора. Поскольку для определения импеданса антенны будет использоваться диаграмма Смита, базовая плоскость для измерения должна быть правильно установлена. Так как кабель припаян прямо к плате, вы не сможете откалибровать его до конца. Удлинитель порта должен применяться для учета фазового изменения дополнительной длины кабеля, не включенной в калибровку.Это, по существу, переместит калибровочную плоскость за кабель к концу дорожки. Если этого не сделать, измерения импеданса на диаграмме Смита будут неверными.

    Рис. 8. Вид соответствующих контактных площадок и кабеля под микроскопом

    При правильной настройке расширения порта необходимо измерить импеданс антенны, чтобы теперь можно было спроектировать согласующую сеть. Короткое замыкание ВЧ следует использовать для устранения разрыва в линиях трассировки. Однако любой компонент, используемый для перекрытия зазора, по своей сути добавит к измерению некоторую собственную емкость или индуктивность.На частотах ниже 1 ГГц можно использовать перемычку 0 Ом в качестве короткого замыкания. Однако на более высоких частотах перемычка 0 Ом становится индуктивной и вносит погрешность в измерения. Это особенно верно для всего, что выше 1 ГГц. Лучше всего использовать для преодоления разрыва конденсатор, резонанс которого близок к вашей рабочей частоте. Это устранит большую часть его индуктивных или емкостных свойств. Например, конденсатор Murata GRM 0402 емкостью 8,2 пФ имеет резонанс примерно на частоте 2,4 ГГц. Хотя это не идеальное короткое замыкание, оно намного лучше, чем перемычка 0 Ом или капля припоя.Оба последних варианта будут индуктивными на более высоких частотах. Кроме того, резонансная частота конденсатора будет варьироваться в зависимости от производителя. Конденсатор Johanson 0402 L-серии емкостью 10 пФ обеспечивает хорошее короткое замыкание на частоте 2,4 ГГц. Обязательно хорошо разбирайтесь в используемых компонентах.

    Рисунок 9: Антенная плата Puck

    Еще одним ключевым компонентом, который существенно влияет на настройку, а также на характеристики излучения антенны, является заземляющая пластина. Многие антенны, особенно дорожки и микросхемы, зависят от формы и размера заземляющего слоя PC B.Чип (или дорожка) — это только половина антенны, другая половина — это плоскость заземления. Вспоминая дипольную диаграмму и распределение тока, приведенные ранее в статье, на антенне накапливаются положительные и отрицательные заряды. Это накопление заряда, в конечном счете, и вызывает ток. Аналогичным образом заряд накапливается на трассирующей антенне и на соответствующей заземляющей пластине. Из-за этого заряда на антенне протекает ток, но, поскольку заземляющий слой теперь частично отвечает за накопление заряда, он также будет напрямую влиять на распределение тока и, в конечном итоге, на импеданс и излучение антенны.

    Производители микросхем-антенн обычно дают рекомендуемые схемы согласования, но они действительны только в том случае, если печатная плата имеет тот же размер, что и печатная плата, с которой тестировался производитель. Кроме того, тестирование на заводе-изготовителе должно было проводиться в свободном пространстве, поскольку использование микросхемы антенны внутри корпуса требует ее перенастройки. По сути, рекомендуемая согласующая схема непригодна для большинства реализаций, и антенну необходимо перенастроить. Кроме того, ориентация чип-антенны по отношению к заземляющему слою влияет на настройку и производительность.В техническом описании чип-антенны будет указана ориентация и запрещенная зона. За этим нужно следить как можно тщательнее!

    Ключом к успешному согласованию антенны является обеспечение точности измерений. Хорошее заземление коаксиального экрана, правильное расположение пайки на линии питания и знание вашего компонента очень важны. Небольшие неточности могут легко привести к тому, что инженер спроектирует неправильную схему согласования для антенны. В этой статье рассмотрены некоторые распространенные ошибки, но в целом хорошее понимание принципов радиочастот является лучшим инструментом для согласования антенны.

    Согласование антенн с векторным анализатором цепей

    Как согласовать антенну с Tektronix TTR500 за 5 шагов

    Правильное согласование антенны с приемопередатчиком — один из самых простых способов увеличить радиус действия сигнала и срок службы батареи беспроводного устройства, например, предназначенного для Интернета вещей. В соответствии с законом обратных квадратов для радиоволн, с уменьшением потерь на трассе всего на 6 дБ благодаря улучшенному согласованию ваше устройство будет передавать и принимать на удвоенной дальности.

    Анализатор спектра со следящим генератором может проверить согласование антенны по коэффициенту стоячей волны по напряжению (КСВН). Однако лучшим инструментом для измерения импеданса, необходимого для эффективного проектирования согласующей цепи, является векторный анализатор цепей (ВАЦ).

    К сожалению, многие инженеры, которым было поручено интегрировать антенну в беспроводное устройство, имели ограниченный или не имели доступа к ВАЦ из-за исторически высокой стоимости этих инструментов, или они не были обучены тому, как их использовать.

    Векторный анализатор цепей Tektronix TTR500 — это новый доступный и простой в использовании вариант согласования антенн для повышения производительности беспроводных устройств. В этом посте мы познакомим вас с простым процессом согласования антенны с ВАЦ TTR500.

    Аналогичный процесс можно использовать для многих других видов согласования импеданса, необходимых для максимизации передачи мощности между компонентами в системе с высокочастотными сигналами или для проверки конструкции линии передачи или характеристического импеданса.

    Рис. 1. С появлением портативных векторных анализаторов цепей на базе USB тестирование и создание собственной сети согласования импеданса антенны стало более доступным и удобным, чем когда-либо.

    Почему согласование импеданса важно при передаче мощности

    Двумя основными факторами, снижающими мощность сигнала, передаваемого между источником и нагрузкой, например, в приемопередатчике и антенной системе, являются отражения сигнала и потери мощности при рассеянии. Несоответствие импеданса между антенной и приемопередатчиком вызывает отражения сигнала в точке подачи антенны, которые либо поглощаются обратно источником, либо рассеиваются линиями и компонентами передачи с потерями.

    Эти отражения приводят к резкому сокращению дальности действия сигнала, потере пакетов данных и бесполезной трате времени автономной работы. Они могут даже повредить источник приемопередатчика, если отраженная мощность слишком высока — чрезвычайно опасная ситуация в приложениях с высокой мощностью.

    Максимальная передача мощности между источником и нагрузкой происходит, когда их сопротивления одинаковы, или для цепей переменного тока, когда их сопротивления комплексно сопряжены друг другу. Например, некоторые приемопередатчики и антенны специально разработаны с полным сопротивлением 50 Ом (резистивное) на их входах (или выходах).В этом случае они могут быть напрямую интегрированы и подключены к линиям передачи с сопротивлением 50 Ом и обеспечивают передачу мощности, близкую к максимальной.

    В других случаях входной импеданс антенны или нагрузки не равен 50 Ом по конструкции, или существует некоторая неучтенная мнимая часть импеданса (т. е. реактивного сопротивления), что приводит к рассогласованию. В этой ситуации используется согласующая цепь для согласования антенны, включая ее фидер, с импедансом источника.


    Когда дело доходит до антенн, хотя в их спецификациях или эталонных проектах может быть указано, что импеданс составляет 50 Ом, это может не соответствовать вашей среде или интересующей частоте.На достаточно высоких частотах входное сопротивление антенны и подключенной фидерной линии сильно зависит от длины фидерной линии.

    Кроме того, любые объекты, размещенные вокруг антенны, например корпус или упаковка продукта, изменят ее диаграмму направленности, что приведет к изменению входного импеданса. Вот почему важно использовать векторный анализатор цепей для измерения входного импеданса антенны (включая ее предполагаемую фидерную линию) в среде, которая будет наиболее точно соответствовать условиям, в которых она предназначена для работы.

    Для борьбы с потерями в цепи в большинстве случаев согласующая сеть состоит из одной или нескольких катушек индуктивности и конденсаторов с малыми потерями или ответвлений линии передачи. Эти компоненты используются в структуре сети, выбранной для достижения целей согласования, а также любых характеристик фильтрации и полосы пропускания (или многодиапазона) по мере необходимости. Даже новичок в области радиочастот может правильно подобрать антенну с помощью векторного анализатора цепей. Следующие пять шагов покажут вам, как это сделать.

    5 шагов для согласования антенны с приемопередатчиком

    Прежде чем мы начнем, важно иметь в виду, что согласуемый импеданс должен быть измерен в точке, где будет размещена согласующая цепь.Как упоминалось ранее, если между портом антенны и местом расположения соответствующей сети есть линия передачи (т. е. фидерная линия), это повлияет на значение комплексного импеданса, которое должно быть согласовано с соответствующей сетью. Это действительно начинает становиться значимым только тогда, когда длина фидерной линии становится больше примерно 1/10 длины волны самой высокой интересующей частоты.

    Аналогичным образом, анализатор векторных анализаторов по умолчанию измеряет в плоскости калибровки (т. е. без применения извлечения или расширения портов).Таким образом, необходимо учитывать любую линию передачи между плоскостью калибровки и соответствующим сетевым местоположением. При необходимости можно использовать удлинитель порта, чтобы расширить плоскость калибровки до нужного места. Рисунок 1 иллюстрирует эти моменты.

    Рис. 2. Измерение импеданса должно производиться в точке, где будет размещена согласующая цепь. Если между плоскостью калибровки и предполагаемым совпадающим расположением сети существует дополнительная длина линии передачи, используйте удлинитель порта, чтобы расширить плоскость калибровки до нужного места.

    Шаг 1. Откалибруйте VNA как можно ближе к плоскости измерения (т. е. к совпадающему сетевому местоположению)

    Правильный выбор калибровочной плоскости является наиболее важным и трудным шагом в проектировании сети согласования. Плохая калибровка может привести к существенно отличающимся результатам. Вы же не хотите пройти и спроектировать соответствующую сеть только для того, чтобы обнаружить, что вы откалибровали неправильно. Компактное расположение и отсутствие совместимых точек доступа на большинстве печатных плат и беспроводных модулей усложняют эту задачу.Обычно у вас есть два варианта:

    • Непрямой: Калибровка с помощью общедоступного калибровочного комплекта, такого как калибровочный комплект для 3,5 мм, совместимого с разъемами SMA, как можно ближе к соответствующей сети. Затем вы можете использовать расширение порта для учета любых адаптеров, линий передачи или датчиков между плоскостью калибровки и соответствующей сетью (см. шаг 2 ниже). Один полезный прием, позволяющий расположить плоскость калибровки рядом с соответствующим расположением сети (если вы можете это сделать), заключается в аккуратной пайке буквы U.FL в соответствующем сетевом расположении вашего беспроводного модуля, откалибруйте VNA с помощью комплекта для калибровки 3,5 мм и используйте переходник SMA-U.FL между плоскостью калибровки и соответствующим сетевым расположением. Затем можно использовать удлинитель порта для удаления адаптера из измерения.
    • Прямой : Создайте свой собственный короткий, открытый и загрузите в соответствующем сетевом местоположении и выполните калибровку SOL напрямую. Однако этот подход следует использовать очень осторожно, потому что трудно создать идеальное короткое замыкание, обрыв или нагрузку на печатной плате путем пайки и отпаивания компонентов.Например, капля припоя небольшого размера может добавить значительное реактивное сопротивление измеряемой цепи. Однако для цепей на частотах 2 ГГц и ниже это не должно быть большой проблемой, поскольку длины волн относительно велики.

    На рис. 2 показаны эти два подхода. Важность хорошей калибровки для получения точного измерения импеданса невозможно переоценить. Если калибровка отключена, измерение импеданса будет неправильным, и согласование не будет вести себя должным образом при изменении схемы согласования.В этом случае пользователь в конечном итоге будет гоняться за импедансом около 50 Ом и тратить время на несколько итераций.

     

    Рис. 3. Два варианта калибровки и подключения ВАЦ.

    Шаг 2. При необходимости совместите плоскость калибровки с плоскостью измерения с помощью удлинителя порта.

    Как показано на рис. 1 выше, линия передачи между плоскостью калибровки ВАЦ и соответствующим расположением сети будет влиять на измеренный импеданс.Этот эффект можно достаточно хорошо исправить с помощью расширения порта. Чтобы понять, как работает расширение порта и как оно влияет на отображение диаграммы Смита, давайте сначала рассмотрим некоторые основы диаграммы Смита.

    Диаграмма Смита, показанная на рис. 3, выглядит пугающе для новичка, но ее легко понять, если ее разобрать. Начните с диаграммы полярного коэффициента отражения (рис. 4а ниже). Как обсуждалось ранее в этом посте, отражения сигнала, представленные коэффициентом отражения, связаны с отношением импеданса при рассогласовании.

    Поскольку известное опорное сопротивление (Z0) обычно равно 50 Ом, нормализованное сопротивление нагрузки ZL (значение, приведенное к 50 Ом) можно нанести на диаграмму коэффициентов отражения. Обратите внимание, что импеданс представляет собой комплексную величину, состоящую из действительной и мнимой частей (т. е. Z = R + jX). Когда мы сопоставляем ZL с диаграммой коэффициента отражения, появляются некоторые полезные закономерности: линии постоянного сопротивления R (рис. 4b) и линии постоянного реактивного сопротивления X (рис. 4c).

    Рис. 4.Диаграмма Смита (импеданс)

    Рисунок 5а. Диаграмма полярного коэффициента отражения с пунктирными линиями постоянной величины коэффициента отражения / постоянной КСВ.

    Рисунок 5b. Диаграмма Смита с линиями постоянного сопротивления (R).

    Рисунок 5с. Диаграмма Смита с линиями постоянного реактивного сопротивления (X).

    Наконец, возвращаясь к расширениям портов, изменение длины линии передачи между точкой измерения и рассогласованием импеданса не меняет величину отражения; однако он изменяет измеренную фазу.Это приводит к вращению на диаграмме Смита вокруг центральной точки 50 Ом вдоль линии постоянного значения коэффициента отражения/постоянного КСВН (рис. 5а).

    Увеличение длины линии передачи приведет к вращению диаграммы Смита по часовой стрелке. Если эта разность фаз не учитывается, значение импеданса, измеренное ВАЦ, будет отличаться от значения в месте расположения соответствующей сети, и для согласования с антенной будут выбраны неправильные значения соответствующей сети.Фазовую коррекцию можно выполнить с помощью ВАЦ, применив расширение порта.

    На рисунках 6a и 6b показано вращение кривой на диаграмме Смита с использованием расширения порта с программным обеспечением VectorVu-PC и ВАЦ TTR500. Значение, называемое длиной задержки в диалоговом окне расширения порта, представляет собой физическую длину между плоскостью калибровки и плоскостью желаемого измерения. Простой способ правильно настроить расширение порта — поместить обрыв или короткое замыкание в желаемую плоскость измерения (соответствующее местоположение сети) и постепенно регулировать длину задержки или время задержки до тех пор, пока кривая S11 не переместится в соответствующее положение справа ( открытая) или левая (короткая) сторона диаграммы Смита (рис. 6b ниже).

    Добавление положительного значения приводит к вращению против часовой стрелки. Отрицательное значение приводит к вращению по часовой стрелке. Хотя в большинстве случаев удаление ИУ (т. е. согласующей цепи) удобно оставляет подходящее отверстие в нужной опорной плоскости, оно подвержено краевым емкостям и другим паразитным явлениям на более высоких частотах, что делает его далеко не идеальным. Таким образом, может быть лучше использовать короткое замыкание, если ваша центральная частота выше гигагерца или двух.

    Теперь вы готовы измерить несогласованный импеданс в соответствующем месте сети.Вы также можете перейти по этой ссылке, чтобы просмотреть видеоруководство по применению расширения порта с помощью TTR500.

    Рисунок 6а. Диаграмма Смита без применения расширения порта.

    Рисунок 6б. Диаграмма Смита с расширением порта 4,9 см.

    Шаг 3. Измерьте несогласованный импеданс на интересующей частоте.

    С помощью ВАЦ измерьте S11 и просмотрите кривую на дисплее диаграммы Смита. Чтобы получить более четкую и релевантную трассу, настройте анализатор цепей на развертку только в диапазоне частот, охватывающем интересующие полосы (см. рис. 6 ниже).

    В зависимости от вашего подхода на шаге 4 ниже сохраните кривую в файле .s1p или запишите значение импеданса R+jX на интересующей частоте. Установка маркера в точке (точках) средней полосы поможет вам определить, как кривая должна двигаться по диаграмме Смита, чтобы достичь точки соответствия 50 Ом. Или, если вам нужно только одно значение импеданса в середине полосы, вы можете настроить кривую с нулевой полосой обзора на средней частоте, чтобы легко различать импеданс в этой частотной точке.

    Рис. 7.Пример измерения импеданса несогласованной антенны (ZL = 79,1 – j69,87 Ом). Либо сохраните полный файл .s1p, либо запишите значение импеданса центральной частоты для расчета соответствующей сети.

    Шаг 4. Определите совпадающие значения сетевых компонентов и интегрируйте компоненты.

    В наши дни мало кто вычисляет соответствующие значения сетевых компонентов вручную (хотя я приветствую тех, кто все еще это делает). Существует множество доступных симуляторов схем согласующей сети, начиная от бесплатно загружаемых инструментов и заканчивая профессиональными инструментами, такими как Optenni Lab, которые предоставляют мощные функции для оптимизации согласующей сети на основе многочисленных требований к производительности и ограничений дизайна.

    Анализатор цепей на базе ПК, такой как TTR500, экономит ваше время, позволяя легко сохранять файлы s-параметров из ВАЦ (содержащие информацию об измерении импеданса) и импортировать их в симулятор цепей.

    Хотя диаграмма Смита в наши дни редко используется для расчета значений совпадающих компонентов, это очень полезный инструмент для визуализации того, как выбор компонентов сдвинет импеданс от несогласованного значения вдоль линий диаграммы к центральной точке 50 Ом. Отличный обучающий сайт по диаграммам Смита и поиску соответствий можно найти на сайте www.антенна-теория.com.

    Шаг 5. Подтвердите соответствие импеданса и при необходимости отрегулируйте его.

    После того, как согласующая цепь будет интегрирована, повторно измерьте импеданс так же, как в шагах 2 и 3. Если повезет, трасса окажется в центре, и теперь антенна будет согласована с сопротивлением 50 Ом! Если импеданс на диаграмме Смита не изменился в соответствии с тем, что было предсказано на основе схемы согласования, наиболее вероятной причиной является то, что измеренный импеданс был неправильным из-за неточной калибровки (или неправильно примененного расширения порта).

    В этом случае попробуйте повторить калибровку или установить калибровку другим способом. Использование набора для калибровки может быть предпочтительным вариантом вместо попыток создать SOL на печатной плате). У вас также могут возникнуть трудности с точной калибровкой из-за чувствительности измерения импеданса к паразитным помехам платы и тестовой установки. В этом случае вы можете попробовать итерировать совпадающие значения сетевых компонентов методом проб и ошибок, пока согласование антенны не станет приемлемо близким к 50 Ом.

    Рис. 8. Пример: полностью согласованная (желтая) и несогласованная антенна (фиолетовая). Несогласованная антенна обеспечивает обратные потери только от 4 до 5 дБ, что приводит к 30-40% отраженной мощности. Полностью согласованная антенна обеспечивает обратные потери более 40 дБ, что указывает на мощность отраженного сигнала менее 1%.

    Благодаря этим пяти шагам и векторному анализатору цепей TTR500 от Tektronix каждый может повысить производительность своего беспроводного устройства без больших затрат.Вы также можете проверить TTR500 в действии в этом учебном видео по согласованию антенн, а также во многих других видеоуроках по TTR500.

    На видео, благодаря простому согласованию антенн, нам удалось уменьшить потери на трассе между двумя антеннами на целых 6 дБ, тем самым удвоив их потенциальную дальность передачи. Вы также можете узнать больше о TTR500, посетив Tek.com, где вы также можете найти варианты подписки на предложение или бесплатную демонстрацию.

    Понимание анализа кабелей и антенн

     

    1.0 Введение

    Система кабелей и антенн играет решающую роль в общей производительности системы базовой станции. Деградация и сбои в антенной системе могут привести к ухудшению качества передачи голоса или потере вызовов. С точки зрения перевозчика, это может в конечном итоге привести к потере доходов.

    В то время как проблемную базовую станцию ​​можно заменить, кабельную и антенную систему заменить не так просто. Роль выездного техника заключается в поиске и устранении неполадок в кабельной и антенной системе, а также в обеспечении общего состояния связи. система работает так, как ожидалось.

    Выездные специалисты сегодня полагаются на портативные анализаторы кабелей и антенн для анализа, устранения неполадок, определения характеристик и обслуживания системы. Цель этого технического документа состоит в том, чтобы охватить основы ключевых измерений анализа кабелей и антенн; Обратные потери, потери в кабеле и расстояние до неисправности (DTF).

    2.0 Рефлектометрия в частотной области

    В большинстве современных анализаторов, используемых сегодня для определения характеристик антенной системы, используется технология рефлектометрии в частотной области (FDR).Эта технология использует радиочастоты для анализа данных, обеспечивая возможность обнаружения изменений и ухудшений на рабочей частоте. Анализ данных в частотной области позволяет пользователям находить небольшие ухудшения или изменения в системе и, таким образом, может предотвратить серьезные отказы системы. Еще одним важным преимуществом анализа системы с использованием РЧ-развертки является то, что антенны проверяются на их правильной рабочей частоте, а сигнал проходит через частотно-селективные устройства, такие как фильтры, четвертьволновые грозовые разрядники или дуплексеры, которые являются общими для сотовых антенных систем.

    Проверка вносимых потерь кабеля с уровня земли

     

    3,0 Обратные потери / КСВ

    Измерения обратных потерь и КСВ являются ключевыми измерениями для всех, кто производит измерения кабелей и антенн в полевых условиях. Эти измерения показывают пользователю соответствие системы и ее соответствие инженерным спецификациям системы. Если проблемы обнаружатся во время этого теста, есть очень большая вероятность того, что в системе есть проблемы, которые затронут конечного пользователя.Плохо согласованная антенна будет отражать дорогостоящую радиочастотную энергию, которая не будет доступна для передачи и вместо этого попадет в передатчик. Эта дополнительная энергия, возвращаемая передатчику, не только искажает сигнал, но также влияет на эффективность передаваемой мощности и соответствующую зону покрытия.

    Например, измерение обратных потерь системы на уровне 20 дБ считается очень эффективным, поскольку возвращается только 1% мощности и передается 99% мощности. Если обратные потери составляют 10 дБ, возвращается 10% мощности.В то время как разные системы имеют разные допустимые пределы обратных потерь, 15 дБ или выше является общим системным пределом для кабельно-антенной системы.

     

    Несмотря на то, что антенная система может выйти из строя по ряду причин, некачественно установленные разъемы, помятые/поврежденные коаксиальные кабели и неисправные антенны, как правило, преобладают в тенденциях отказов.


     

    Return Loss и VSWR отображают соответствие системы, но они показывают его по-разному.Обратные потери отображают отношение отраженной мощности к эталонной мощности в дБ. Представление обратных потерь обычно предпочтительнее из-за преимуществ логарифмического отображения; одно из них заключается в том, что легче сравнивать маленькое и большое число в логарифмической шкале.

    Шкала обратных потерь обычно устанавливается от 0 до 60 дБ, где 0 означает обрыв или короткое замыкание, а 60 дБ были бы близки к идеальному совпадению.

    В отличие от обратных потерь, VSWR отображает соответствие системы линейно.КСВ измеряет соотношение пиков и спадов напряжения. Если совпадение не идеальное, пики и впадины возвращенного сигнала не будут полностью совмещены с переданным сигналом, и чем больше это число, тем хуже совпадение. Идеальное или идеальное совпадение с точки зрения КСВ будет 1:1. Более реалистичное совпадение для кабельно-антенной системы составляет порядка 1,43 (15 дБ). Производители антенн обычно указывают соответствие в КСВН. Шкала КСВ обычно по умолчанию устанавливается в диапазоне от 1 до 65.

    Для преобразования из VSWR в обратные потери:

    Кривая на рисунке 1 показывает измерение обратных потерь антенны сотовой связи, согласованной в диапазоне 806–869 МГц. Шкала амплитуды возвратных потерь настроена на переход от 0,5 дБ до 28 дБ. Отображение КСВ на правом графике измеряет ту же антенну, а шкала амплитуды настроена так, чтобы соответствовать шкале измерения обратных потерь. Два графика иллюстрируют взаимосвязь между VSWR и обратными потерями.

    Рисунок 1: Индикатор обратных потерь

    Рисунок 2: Индикатор КСВ

    4.0 Потери в кабеле

    По мере прохождения сигнала по пути передачи часть энергии рассеивается в кабеле и компонентах. Измерение потерь в кабеле обычно выполняется на этапе установки, чтобы убедиться, что потери в кабеле находятся в пределах спецификации производителя.

    Измерение можно выполнить с помощью портативного векторного/скалярного анализатора цепей или силового метр. Потери в кабеле можно измерить с помощью измерения обратных потерь, доступного в анализаторе кабелей и антенн.При коротком замыкании на конце кабеля сигнал отражается обратно, и можно рассчитать потери энергии в кабеле. Производители оборудования предлагают получить средние потери в кабеле сканируемого диапазона частот, добавив пик трассы к долину трассы и разделив на два в режиме потерь в кабеле или на четыре в режиме обратных потерь (для учета обратного пути сигнала). и далее).

    В настоящее время большинство портативных анализаторов кабелей и антенн оснащены режимом измерения потерь в кабеле, который отображает средние потери в кабеле в сканируемом частотном диапазоне.Обычно это предпочтительный метод, поскольку он устраняет необходимость в какой-либо математике. График на рисунке 3 ниже показывает измерение потерь в кабеле между 1850 и 1990 МГц. Маркеры на пике и впадине можно использовать для вычисления среднего значения. Этот конкретный портативный прибор вычисляет средние потери в кабеле для пользователя, что можно увидеть в левой части дисплея.

    Рисунок 3: Измерение потерь в кабеле

    Увеличение радиочастоты и длины кабеля увеличивает вносимые потери.Кабели большего диаметра имеют меньшие вносимые потери и лучшую мощность, чем кабели меньшего диаметра.

    5.0 Влияние потерь в кабеле на обратные потери в системе

    Вносимые потери кабеля необходимо учитывать при создании системы. измерения обратных потерь. На рисунке ниже показано, как потери в кабеле изменяют предполагаемая производительность антенны. Сама антенна имеет обратные потери 15 дБ, но 5 дБ вносимые потери улучшают воспринимаемые обратные потери системы на 10 дБ (5 дБ*2).Несмотря на то, что проектировщики систем учитывают это при настройке технических характеристик объекта, важно знать о влиянии вносимых потерь, а также обратных потерь в кабеле на общие обратные потери системы. Очень хорошие обратные потери системы не обязательно могут быть результатом превосходной антенны; это может быть неисправный кабель со слишком большими вносимыми потерями и антенна, не соответствующая спецификации. Это приведет к большему, чем ожидалось, падению сигнала, и как только сигнал достигнет антенны, большая часть сигнала будет отражена, поскольку совпадение хуже, чем ожидалось.Конечным результатом является то, что передаваемый сигнал ниже, чем необходимо, и это влияет на общую зону покрытия. Другими словами, если обратные потери вашей системы слишком велики, это не всегда хорошо.

    6.0 Расстояние до неисправности (DTF)

    Измерение обратных потерь / КСВ характеризует производительность всей системы. Если какой-либо из них неисправен, измерение DTF можно использовать для устранения неполадок в системе и определения точного места неисправности. Важно понимать, что измерение DTF является строго инструментом устранения неполадок и лучше всего используется для сравнения относительных данных и отслеживания изменений с течением времени с основной целью обнаружения неисправностей и измерения длины кабеля.Использование значений абсолютной амплитуды DTF, полученных из данных DTF, в качестве замены обратных потерь или в качестве индикатора «годен/не годен», не рекомендуется, поскольку существует очень много переменных, влияющих на показания DTF, включая изменение скорости распространения, неточности вносимых потерь всей системы. , паразитные сигналы, колебания температуры и математические ограничения; следовательно системным инженерам очень сложно придумать цифры, которые учитывали бы все это. рассмотрение. При правильном использовании измерение DTF на сегодняшний день является лучшим методом поиска и устранения проблем с кабелем и антенной.

    Измерение DTF основано на той же информации, что и измерение обратных потерь или измерение потерь в кабеле. Измерение DTF сканирует кабель в частотной области, а затем с помощью обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) данные могут быть преобразованы из частотной области во временную область. Другими словами, если вы забыли сделать DTF измерение, но выполнили измерение обратных потерь и по-прежнему имеете доступ к данным амплитуды и фазы однопортового измерения, вам не о чем беспокоиться, поскольку данные амплитуды и фазы можно использовать для создания графика DTF в программном обеспечении.

    Диэлектрический материал в кабеле влияет на скорость распространения, которая влияет на скорость сигнала, проходящего по кабелю. Точность значения скорости распространения (vp) будет определять точность определения местоположения разрыва. Ошибка ±5 % в значении vp соответственно повлияет на точность расстояния, и конец кабеля длиной 80 футов может оказаться где-то между 76 и 84 футами. Даже если значение vp скопировано из спецификации производителя, все равно могут быть некоторые расхождения между интерпретируемым и фактическим значением. разрывы расстояния.Это результат добавления всех компонентов в систему. Обычные системы базовых станций могут включать в себя основную линию передачи, перемычку линии передачи, адаптеры, верхние перемычки, и хотя основная линия передачи вносит наибольший вклад, скорость прохождения сигнала через другие части системы может быть другой.

    Точность значений амплитуды обычно менее важна, так как DTF должен использоваться для устранения неполадок в системе и поиска проблем, поэтому независимо от того, находится ли разъем на уровне 30 дБ или 35 дБ могут быть не такими интересными, как если бы разъем был на 35 дБ год назад, а сейчас при 30 дБ.В то время как значение скорости распространения остается практически постоянным во всем диапазоне частот, вносимые потери кабеля не изменяются, что также влияет на точность амплитуды.

    Большинство портативных приборов, доступных сегодня, имеют встроенные таблицы, которые включают значения скорости и значения вносимых потерь в кабеле для различных частот наиболее часто используемых кабелей. Это упрощает задачу выездному специалисту, поскольку он может найти кабель. введите и получите правильные значения vp и потерь в кабеле.

    В таблице ниже показаны различные уровни потерь в двух широко используемых кабелях.

    Кабель Скорость пропеллера 1000 МГц 2500 МГц
    Андрей LDF4-50A 0,88 0,073 дБ/м 0,120 дБ/м
    Андрей HJ4.5-50 0,92 0.054 дБ/м 0,089 дБ/м
    7.0 Разрешение ошибок, разрешение дисплея и максимальное расстояние

    Термин «разрешение» может сбивать с толку, а определения могут различаться. Для DTF важно понимать разницу между разрешением ошибки и разрешением дисплея, потому что значения различны.

    Разрешение неисправности — это способность системы разделять два близко расположенных сигнала. Два разрыва, расположенные 0.5 футов друг от друга не будут идентифицированы в DTF измерения, если разрешение неисправности составляет 2 фута. Поскольку DTF сканируется в частотной области, частотный диапазон влияет на разрешение неисправности. Более широкий диапазон частот означает лучшее разрешение ошибок и более короткое максимальное расстояние. Точно так же более узкий диапазон частот приводит к более широкому разрешению неисправностей и большему максимальному горизонтальному расстоянию. Единственный способ улучшить разрешение неисправности — увеличить диапазон частот.

    Моделирование в MATLAB, приведенное ниже, основанное на алгоритме DTF, показывает, как две смоделированные неисправности -20 дБм, возникающие на расстоянии 2 футов друг от друга на расстоянии 9 футов и 11 футов, проявляются только при расширении частотного диапазона с 1850–1990 МГц до 1500–1990 МГц. МГц.Развертка 1850–1990 МГц дает разрешение разломов 3,16 фута (vp = 0,91), а развертка 1500–1990 МГц дает разрешение разломов 0,9 фута. Больше точек данных в примере на рисунке 7 дало бы нам более точное разрешение дисплея, но это было бы только более красивым отображением того же графика. Это не было бы Независимо от того, если бы у нас было 20000 точек данных, две ошибки все равно не проявились бы, если бы не частотный диапазон расширен.

    Любознательный наблюдатель также заметит, что амплитуда двух разрывов на рисунке 8 составляет -20 дБм.В первом примере две амплитуды складываются, чтобы создать один разлом с большей амплитудой, чем два отдельных разлома.

    Рисунок 7 : Развертка DTF 1850–1990 МГц

    Рисунок 8 : Развертка DTF 1500–1990 МГц

    8.0 DTF Пример:

    Разрешение ошибки (м) = 150*vp / ΔF (МГц)
    Разрешение ошибки (футы) = 15000*vp / (ΔF*30,48)

    Используя пример на Рисунке 9,
    Разрешение ошибки (футы) = 15000*0.88 / ((1100-600)*30,48) = 0,866 фута

    Dmax — максимальное горизонтальное расстояние, которое может измерить прибор. Это зависит от количества точек данных и разрешения неисправности.

    Dmax = (точки данных-1)*Разрешение ошибки

    Используя пример на рисунке 9,
    (фута) = (551-1)*0,866 фута = 476,3 фута

    Рисунок 9: Измерение DTF

    9.0 Интерпретация измерений DTF

    В идеале измерение DTF должно выполняться без частотно-селективных компонентов на пути, а только с концевой заделкой на конце кабеля.В большинстве случаев это не так, и технический специалист должен понимать, как проводить измерения с различными компонентами на пути и на конце кабеля.

    На рисунках 10 и 11 ниже показаны графики измерений DTF для одной и той же установки прибора. Два 40-футовых кабеля LDF4-50A соединены вместе с разрывом на конце кабеля на рисунке 10 и антенной PCS, подключенной к концу кабеля на рисунке 11. Единственная разница между двумя графиками заключается в уровне амплитуды пик, показывающий конец кабеля.

    Рисунок 10 : DTF открыт

    Рисунок 11 : Антенна DTF PCS

    Рисунок 12: Антенна DTF PCS с неисправностью

    На рис. 14 показано, как электрическая длина ТМА на рис. 13 влияет на измерение расстояния системы. График на Рисунке 13 показывает измерение передачи 2-портового двухдуплексного МШУ. На рисунке 14 показано измерение DTF для этой системы с разверткой TMA на пути, а конечное соединение отображается на высоте 106 футов, потому что TMA развернулась как в восходящем, так и в нисходящем диапазонах TMA.Конец той же системы без ТМА на пути находится на высоте 83 фута (Рисунок 11).

    Рисунок 13 : 2-портовое измерение TMA

    Рисунок 14 : DTF с TMA на пути

    Резюме

    Кабельно-антеннная система играет важную роль в общей производительности сотовый сайт. Небольшие изменения в антенной системе могут повлиять на сигнал, зону покрытия и в конечном итоге привести к сбросу вызовов. Использование портативных анализаторов кабелей и антенн для определения характеристик систем связи может значительно упростить техническое обслуживание и общую производительность.

    Измерения обратных потерь/КСВН используются для характеристики системы. Если совпадение вне спецификации системы, измерение DTF можно использовать для устранения неполадок. проблемы, локализовать неисправности и отслеживать изменения с течением времени.

    Лучшие практики LoRa по настройке и расстройке антенн

    Настройте антенну, чтобы убедиться, что она создает нагрузку 50 Ом в цепи, а согласование находится в центре рабочей полосы частот, что сводит к минимуму обратные потери.Это гарантирует, что максимальная мощность передачи поглощается антенной, а не отражается или «теряется».

    Теория передачи мощности может объяснить требование согласования импеданса антенны с характеристическим импедансом цепи (обычно 50 Ом). Эта теория утверждает, что максимальная мощность передается, когда сопротивление нагрузки равно сопротивлению источника, если смотреть с его выходных клемм.

    С точки зрения согласования импеданса можно показать, что максимальная мощность передается, когда импеданс источника соответствует комплексно-сопряженному значению нагрузки, или:

    В соответствии с теорией взаимности импеданс антенны одинаков как в режиме передачи, так и в режиме приема.

    Рассмотрим эту простую блок-схему RF:

    RF Блок-схема цепи

    На схеме все три порта переключателя T/R имеют импеданс 50 Ом, поскольку согласующие сети TX и RX преобразуют TX Z opt (оптимальный импеданс, представленный на TX) и RX R n ( помехоустойчивость приемника) до 50 Ом. Обратите внимание, что переключатель T/R может не обязательно представлять чисто резистивную нагрузку 50 Ом в цепи, просто они предназначены для номинальной системы с сопротивлением 50 Ом.Наконец, схема согласования антенны преобразует номинальный импеданс сети 50 Ом в комплексно-сопряженное сопротивление антенны.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.