Согласование антенн.

0 518
+1

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 кабельлинии 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.


Источник | Опубликовал: RFProject


и поделитесь с друзьями в соц сетях:


Добавить комментарий

Похожие новости