Возвратные потери, коэффициент отражения и коэффициент стоячей волны служат для оценки согласованности/совпадения комплексных сопротивлений (электрических импедансов) источника, нагрузки и линии передачи. Рассмотрим физический смысл данных параметров и их взаимосвязь.
Определения
Возвратные потери (обратные потери, return loss) - это потери мощности в сигнале, возвращенном/отраженном от неоднородности в линии передачи или оптоволокне. Данная величина, как правило, выражается в децибелах (дБ):
- RL дБ - возвратные потери в децибелах;
- P пад - падающая мощность;
- P отр - отраженная мощность.
Коэффициент отражения по напряжению, Γ - отношение комплексных амплитуд напряжений отраженной и падающей волн.
\[Γ = { U_{отр} \over U_{пад} }\]
Коэффициент отражения определяется комплексными сопротивлениями нагрузки Z нагр и источника Z ист:
\[Γ = { {Z_{нагр} - Z_{ист}} \over { Z_{нагр} + Z_{ист} } }\]
Обратите внимание, что отрицательный коэффициент отражения означает, что отраженная волна сдвигается по фазе на 180°.
Коэффициент стоячей волны (КСВ, КСВН, коэффициент стоячей волны по напряжению, SWR, VSWR) - отношение наибольшего значения амплитуды напряжения стоячей волны к наименьшему.
\[КСВ = { U_{ст.волн.max} \over U_{ст.волн.min} }\]
Поскольку неравномерность распределения амплитуды стоячей волны вдоль линии обусловлена интерференцией («сложением и вычитанием») падающей и отраженной волн, то наибольшее значение амплитуды U ст.волн.max волны вдоль линии (то есть значение амплитуды в пучности) составляет:
U пад + U отр
а наименьшее значение амплитуды (то есть значение амплитуды в узле) составляет
U пад - U отр
Следовательно
\[КСВ = { {U_{пад} + U_{отр}} \over {U_{пад} - U_{отр}} }\]
Взаимосвязь между КСВ, возвратными потерями и коэффициентом отражения
С помощью подстановки в формулы, приведенные ниже, и их простого преобразования можно получить следующее:
\[Γ = { {КСВ-1} \over {КСВ+1} }\]
\[КСВ = { {1+Γ} \over {1-Γ} }\]
\[Γ = 10^{{-RL} \over 20}\]
\[КСВ = { {1 + 10^{{-RL} \over 20}} \over {1 - 10^{{-RL} \over 20}} } \]
| Коэффициент отражения |Γ| в % | Возвратные потери, дБ | Коэффициент стоячей волны |
|---|---|---|
| 100,0000 | 0 | ∞ |
| 89,1251 | 1 | 17,3910 |
| 79,4328 | 2 | 8,7242 |
| 70,7946 | 3 | 5,8480 |
| 63,0957 | 4 | 4,4194 |
| 56,2341 | 5 | 3,5698 |
| 50,1187 | 6 | 3,0095 |
| 44,6684 | 7 | 2,6146 |
| 39,8107 | 8 | 2,3229 |
| 35,4813 | 9 | 2,0999 |
| 31,6228 | 10 | 1,9250 |
| 28,1838 | 11 | 1,7849 |
| 25,1189 | 12 | 1,6709 |
| 22,3872 | 13 | 1,5769 |
| 19,9526 | 14 | 1,4985 |
| 17,7828 | 15 | 1,4326 |
| 15,8489 | 16 | 1,3767 |
| 14,1254 | 17 | 1,3290 |
| 12,5893 | 18 | 1,2880 |
| 11,2202 | 19 | 1,2528 |
| 10,0000 | 20 | 1,2222 |
| 8,9125 | 21 | 1,1957 |
| 7,9433 | 22 | 1,1726 |
| 7,0795 | 23 | 1,1524 |
| 6,3096 | 24 | 1,1347 |
| 5,6234 | 25 | 1,1192 |
| 5,0119 | 26 | 1,1055 |
| 4,4668 | 27 | 1,0935 |
| 3,9811 | 28 | 1,0829 |
| 3,5481 | 29 | 1,0736 |
| 3,1623 | 30 | 1,0653 |
| 2,8184 | 31 | 1,0580 |
| 2,5119 | 32 | 1,0515 |
| 2,2387 | 33 | 1,0458 |
| 1,9953 | 34 | 1,0407 |
| 1,7783 | 35 | 1,0362 |
| 1,5849 | 36 | 1,0322 |
| 1,4125 | 37 | 1,0287 |
| 1,2589 | 38 | 1,0255 |
| 1,1220 | 39 | 1,0227 |
| 1,0000 | 40 | 1,0202 |
| 0,8913 | 41 | 1,0180 |
| 0,7943 | 42 | 1,0160 |
| 0,7079 | 43 | 1,0143 |
| 0,6310 | 44 | 1,0127 |
| 0,5623 | 45 | 1,0113 |
| 0,5012 | 46 | 1,0101 |
Итак, вот вы купили радиостанцию, антенну и прикрутив комплект к машине, с удивлением обнаруживаете, что вас не слышно. Дураки покупают усилитель, а умные настраивают антенну. Вы же умные, да? Поэтому начав разбираться в причинах, первым делом натыкаетесь на слова КСВ или “Коэффициент стоячей волны”.
Итак, что такое КСВ или “коэффициент стоячей волны”? Эта такая циферка, которая характеризует правильность настройки. Чем меньше, тем лучше. Меньше 1 не бывает. Что она означает, вы сможете прочитать в интернете: статей не просто много, а очень много.
Как его измерить? Обычно там же, где продают радиостанции и антенны, можно купить и КСВ-метр. Профессиональный вам совершенно не нужен, берите самый дешевый, он должен стоить 400-500 рублей максимум. В качестве показометра его хватит за глаза.
Первым делом его надо подключить. Обычно все нарисовано на картинках, но если что, то в ANT или ANTENNA надо прикрутить антенну, а в TRANSMITTER или RADIO – выход от радиостанции.
Включаем радиостанцию.
Теперь посмотрите на сам КСВ-метр. Там есть переключатели REF-FWD и/или PWR/SWR. 1. Щелкаем в SWR и FWD.
2. Теперь нажимаем на тангете радиостанции “передача” и крутилкой на КСВ-метре выводим стрелочку на максимум на шкале.
3. Щелкаем на REF.
4. Снова нажимаем “передача” и смотрим на шкалу, которая с буковками SWR. Это и есть искомый КСВ.
Ну вот, получили циферку. Скажем, 2.5 или 3. А везде пишут, что КСВ должен быть 1! Иначе плохо. Чего делать?
Ниже икслюзивная картинка от меня.
Как видите, график значений КСВ представляет собой нечто, смахивающее на U или V. Сразу скажу, у всех он разный! У кого-то склоны крутые, а у кого-то пологие. У кого-то левый круче правого или наоборот … У кого-то минимум графика проходит через КСВ=1, а у кого-то и двойка идеалом будет. В общем, ваше – оно только ваше!
Наша задача – поставить минимум графика на тот канал, в котором больше всего общаетесь. Скажем, 15й, где дальнобои общаются.
Первое, что необходимо понять – на каком “склоне” сейчас все настроено. Это просто: ставим станцию на 1й канал, замеряем КСВ, затем на 15й, снова замеряем, затем на 30й, снова замеряем. Смотрим на циферки.
Циферки падают – вы на левом. Антенну надо удлинять.
Цифреки растут – вы на правом склоне. Антенну надо укорачивать.
Циферки в духе “большая-маленькая-большая” – у вас график КСВ очень узкий, уменьшите шаг. Ну или вы очень близко к цели – хватит антенну подвигать в держателе.
Циферки в духе “одинаковая-одинаковая-одинаковая” – у вас график КСВ очень широкий. Длиной антенны изменить крайне маловероятно.
По моему опыту скорее всего придется обрезать антенну. Остальные случаи встречаются очень редко …
После удлинения или укорачивания антенны процесс измерения повторить до достижения минимального значения КСВ на нужном канале. Повторюсь, минимально достижимый уровень у каждой установки свой!
Как укорачивать? Любыми мощными кусачками по сантиметру от верхушки откусывать. Тут главное не перестараться, ибо удлинять гораздо муторней, чем обрезать.
Как удлинять? Вот тут сложнее. Если не хватает диапазона регулировок самой антенны, то обычно припаивают/прикручивают/приваривают к верхушке кусок с запасом, что бы потом обрезать …
Более продвинутые могут все тоже самое сделать изменением числа витков намотанного на катушку провода (утолщение такое снизу антенны), но продвинутым эта рассказка не нужна 🙂
Какие значения КСВ хорошие, а какие плохие? Грубо говоря все что больше 2,5 это плохо. 1,5-2,5 – потянет. 1,1-1,5 хорошо. 1 – отлично.
У вас большой КСВ и не уменьшается? 99% за то, что очень плохой контакт где-то в цепочке “масса антенны – корпус машины – корпус радиостанции”. Или в антенном проводе и разъемах.
Видите, как все просто?
Почти каждый пользователь радиостанции или трансивера сталкивается с необходимостью оптимального согласования антенно-фидерного устройства и передатчика. Эта проблема актуальна для тех, кто пользуется «стационарными» радиостанциями (в том числе для радиообмена в гражданском диапазоне 27 МГц), так и для тех, кто использует автомобильные АМ и ЧМ трансиверы. Для увеличения зоны действия портативной (носимой) радиостанции подключают соответствующую внешнюю антенну. Решение этой проблемы важно для тех, кто уже имеет или собирается приобрести и зарегистрировать радиостанцию, ведет ативный и эффективный (на дальние расстояния) радиообмен. Для этого и необходим КСВ-метр.
КСВ-метр – это измеритель коэффициента стоячей волны. Автор в своей лаборатории имеет два промышленных измерителей КСВ – SWR-430 Optim (вариант SWR-121) и SX-40 (вариант SX-40). Об общих принципах настройки антенного хозяйства с помощью КСВ-метров хорошо описано в .
КСВ-метр SWR-430
КСВ-метр SWR-430, внешний вид которого показан на фото 1
, измеряет КСВ в линиях питания (фидерных линиях) антенного хозяйства гражданского диапазона 27 МГц (диапазон частот измерений 24…30 МГц) и является необходимым устройством для качественной настройки антенн. Это, в свою очередь, обеспечивает качественную работу приемо-передающих устройств. Поскольку любая антенна настраивается «под передатчик», именно от резонанса антенного хозяйства и передающего тракта конкретной радиостанции зависит эффективность и дальность работы конкретного радиокорреспондента.
Прибор SWR-430 помимо КСВ может измерять выходную мощность передатчика радиостанции. Шкала стрелочного индикатора (фото 1 ) в устройстве только одна, функции измерения КСВ и мощности передатчика переключаются на передней панели полосковым переключателем.
Погрешность устройства не более 5%, импеданс 50 Ом. Устройство годится для измерения проходной мощности до 100 Вт, что вполне удовлетворяет запросам радиолюбителей, поскольку большинство современных трансиверов имеют максимальную мощность до 100 Вт, кроме того, в России по требованиям Роскомнадзора работать с мощностью выше этого значения могут только специалисты.
Диапазон градуировки стрелочного индикатора 1…1:3. Это прибор небольшой точности измерения, однако с его помощью можно настроить антенну простым способом, что, безусловно, лучше, чем полное отсутствие приборов настройки антенного хозяйства.
Замечу, что аналогичные по характеристикам устройства SWR-420 Optim и SWR-121 могут изменять только КСВ без возможности измерения мощности.
Измерители КСВ и мощности
SX
-20 и
SX
-40
Измерители КСВ и мощности SX-20 и SX-40 (см. фото 1
) представляет собой устройство с двумя функциями: позволяет измерить мощность и КСВ в диапазоне 140..525 МГц.
На передней панели прибора установлен переключатель максимальной мощности 15/150 Вт. Причем минимальная измеряемая мощность всего 1 Вт, что позволяет настраивать антенное хозяйство портативных радиостанций в режиме «LOW», не опасаясь выхода из строя выходного каскада при любом из возможных значений входного сопротивления антенны.
КСВ-метр модели SX-20 предназначен для измерения мощности и КСВ в диапазоне 1,8…200 МГц. Он имеет переключатель максимальной измеряемой мощности 30/300 Вт.
У обоих устройств волновое сопротивление (импеданс) 50 Ом (для подключения к кабелю с волновым сопротивлением 50 Ом), подключаемый с помощью разъема UHF. Минимальная мощность радиостанции 2 Вт.
Самодельный КСВ-метр
Те радиолюбители, кто редко ремонтирует и настраивает радиостанции, пользуются для настройки и согласования трансиверов и АФУ услугами «выездных специалистов», что сегодня обходится весьма дорого, как и любые работы в сфере обслуживания и ремонта. Хотя специалисты для настройки и согласования пользуются все теми же измерителями КСВ. Так не проще ли собрать его самому? Для тех, кто готов сам собрать измеритель КСВ и научиться пользоваться им, предлагаю следующие рекомендации.
Для согласования выхода передатчика с фидером используется специальное согласующее устройство, а антенна согласуется с кабелем, как, правило, изменением длины антенны.
Принципиальная электрическая схема самодельного измерителя КСВ с согласующим устройством показана на рис.1
.
Согласующее устройство состоит из двух конденсаторов переменной емкости С1 и С2 с воздушным диэлектриком (например, КПЕ-4…50, 1КЛМВ-1) и бескаркасной катушки индуктивности L1. Она содержит 8 витков медного провода без изоляции диаметром 2,2 мм с диаметром намотки25 мм и длиной 22 мм. Индуктивность такой катушки составит 1,2 мкГн. Настройка согласования производится конденсаторами С1 и С2. Показания считывают по шкале миллиамперметра ИП. КСВ-метр при настройке устанавливается между согласующим устройством и фидерной линией.
Измеритель КСВ показывает, насколько близко к режиму бегущей волны (отсутствие отраженного сигнала от нагрузки) находится система «радиостанция-фидер-антенна».
Согласующее устройство измерителя подключают к гнезду антенны передатчика с помощью отрезка кабеля (длиной более 1 м) с волновым сопротивлением 50 Ом, например, РК-50 или аналогичного.
Измерительная часть КСВ-метра конструктивно выполнена из отрезка того же кабеля длиной 160 мм с удаленной внешней изоляций. Этот отрезок кабеля после всех подготовительных работ загибают подковой. Экран провода соединяют с «общим проводом» передатчика. Конструкция и внешний вид окончательно оформленного отрезка кабеля показан на рис.2
.
Внутреннюю жилу кабеля (2) подсоединяют соответственно одним концом к согласующему устройству (конденсатор С2), а другим – к фидеру антенны. Внутри экранирующего провода КСВ-метра (отрезка кабеля длиной 160 мм с удаленной изоляцией – 1) аккуратно с помощью иголки прокладывают гибкий изолированный провод типа МГТФ-0,8 (3) и от его середины выводят отвод для подключения резистора R1. Концы внутреннего провода МГТФ-0,8 (может быть применен любой аналогичный провод МГТФ-1, МГТФ-2) пропаивают к германиевым диодам VD1, VD2.
О деталях
Резистор R1 мощностью 2 Вт с сопротивлением в приделах 30…150 Ом. Переменный резистор R2 типа СПО-1. В качестве диодов VD1, VD2 использует «старые» германиевые диоды из серий Д2, Д9, Д220, Д311 с любым буквенным индексом.
Измерительный прибор любой градуированный, с током полного отклонения 1 мА. Переключатель SB1 типа тумблер, например МТS-1. Корпус для устройства измерителя КСВ может быть выбран любым подходящим, экранированным.
Внешний вид готового устройства может быть таким (например, как в авторском варианте), как показано на фото 2
.
Перед включением радиостанции и согласующего устройства проводят необходимые подготовительные работы: подключают антенно-фидерное устройство, устанавливают переключатель SB1 в положение «ПР» (в левое по схеме положение), а движок переменного резистора R2 устанавливают в среднее положение.
После подачи питания на радиостанцию и включения в ее режим «передача», перемещением движка переменного резистора R2 добиваются максимального отклонения стрелки миллиамперметра вправо, к примеру, до цифры «10» (если эта цифра является максимальной градуированной величиной на шкале). После этого переводят переключатель SB1 в положение «ОБР» и фиксируют новое показание по шкале прибора (заметно меньше предыдущего), что соответствует значению обратной волны.
По формуле КСВ=(П пр + П обр) / (П пр – П обр) находят значение КСВ, где П пр – показание прибора в режиме прямой волны (переключатель SB1в левом по схеме положении).
П обр – показание прибора при обратной волне. Например, П пр =10, П обр =2, тогда КСВ = (10 + 2) /(10 — 2)=1,5.
Потери на отражение волны в цепи «передатчик-фидер-антенна» зависят от величины КСВ и приведены в таблице
.
Для оптимального согласования желательно иметь КСВ в пределах 1,1…1,5, в этом случае потери на отражение волны составят 5…12%, что вполне допустимо.
Перед началом настройки антенны желательно убедиться в правильности показаний имеющегося КСВ-метра иметь «контрольную» антенну, которой может быть штатная антенна от переносной радиостанции или даже самодельный четверть-волновый (1/4) «штырь».
В своих запасах хорошо иметь два КСВ-метра, рассчитанных для работы с фидерами, имеющими волновое сопротивление и 50 и 75 Ом, и, конечно, несколько «образцов» используемых кабелей.
Сравнительные измерения (сравнительная эффективность) сводятся к определению уровня напряженности поля, и тогда, снять диаграмму направленности антенны, но такие возможности имеются не у всех радиолюбителей.
Согласование антенного хозяйства с помощью рассмотренного самодельного прибора сводится к тому, что при условии постоянной длины штыря антенны, изменением емкости конденсаторов С1 и С2 согласующего устройства, а также изменением емкости подстроечного конденсатора в основании антенны добиваются необходимых значений КСВ.
Если штырь антенны, а в некоторых моделях и его «противовес», конструктивно имеют возможность регулировки длины, то э то является дополнительной возможностью настройки всей системы согласования.
таким простым методом можно воспользоваться для настройки радиолюбительских УКВ-трансиверов и даже автомобильных радиостанций, работающий в гражданском диапазоне частот, с выходной мощностью 0,5…15 Вт и укомплектованных простыми конструкциями антенн.
Прибор для измерения качества согласования фидера с антенной (КСВ-метр) является непременной составной частью любительской радиостанции. Насколько достоверную информацию о состоянии антенного хозяйства дает такой прибор? Практика показывает, что далеко не все КСВ-метры заводского изготовления обеспечивают высокую точность измерений. В еще большей степени это справедливо, когда речь идет о самодельных конструкциях. В предлагаемой вниманию читателей статье рассматривается КСВ-метр с токовым трансформатором. Приборы такого типа получили широкое распространение как у профессионалов, так и у радиолюбителей. В статье дана теория его работы и проанализированы факторы, влияющие на точность измерений. Завершает ее описание двух несложных практических конструкций КСВ-метров, характеристики которых удовлетворят самого взыскательного радиолюбителя.
Немного теории
Если подключенная к передатчику однородная соединительная линия (фидер) с
волновым сопротивлением Zо нагружена на сопротивление Zн≠Zо, то в ней возникают
как падающая, так и отраженная волна. Коэффициент отражения г (reflection) в
общем виде определяют как отношение амплитуды отраженной от нагрузки волны к
амплитуде падающей. Коэффициенты отражения по току г, и по напряжению ru равны
отношению соответствующих величин в отраженной и падающих волнах. Фаза
отраженного тока (по отношению к падающему) зависит от соотношения между Zн и Zо.
Если Zн>Zо, то отраженный ток будет противофазен падающему, а если Zн Величину коэффициента отражения r определяют по формуле где Rн и Хн - соответственно активная и реактивная составляющие нагрузочного
сопротивления При чисто активной нагрузке Хн = 0 формула упрощается до r=(Rн-Zо)/(Rн+Zо).
Например, если кабель с волновым сопротивлением 50 Ом нагружен резистором
сопротивлением 75 Ом, то коэффициент отражения будет r = (75-50)/(75+50) = 0,2. На рис. 1 ,а показано распределение напряжения Uл и тока Iл вдоль линии именно
для этого случая (потери в линии не учитываются). Масштаб по оси ординат для
тока принят в Zо раз больше - при этом у обоих графиков будет одинаковый размер
по вертикали. Пунктирная линия - графики напряжения Uло и тока Iло в случае,
когда Rн=Zо. Для примера взят участок линии длиной λ. При большей ее длине
картина будет циклично повторяться через каждые 0,5λ. В тех точках линии, где
фазы падающей и отраженной совпадают, напряжение максимально и равно Uл max -=
Uло(1 + r) = Uло(1 + 0,2) = 1,2Uлo, а в тех, где фазы противоположны, -
минимально и равно Uл min = Uло(1 - 0,2) = = 0,8Uло. По определению КСВ = Uл max/
/Uл min=1l2Uло/0I8Uло=1I5. Формулы для расчета КСВ и r можно записать и так: КСВ = (1+r)/(1-r) и r = =
(КСВ-1)/(КСВ+1). Отметим важный момент - сумма максимального и минимального
напряжений Uл max + Uл min = Uло(1 + r) + Uло(1 - r) = 2Uno, а их разность Uл
max - Uл min = 2Uлo. По полученным значениям можно рассчитать мощность падающей
волны Рпад = Uло2/Zo и мощность отраженной волны Pотр = = (rUло)2/Zo. В нашем
случае (для КСВ = 1,5 и r = 0,2) мощность отраженной волны составит всего 4 % от
мощности падающей. Определение КСВ по измерениям распределения напряжения вдоль участка линии в
поисках значений Uл max и Uл min широко применялось в прошлом не только на открытых воздушных линиях, но и в коаксиальных фидерах
(преимущественно на УКВ). Для этого использовался измерительный участок фидера,
имеющий длинную продольную щель, вдоль которой перемещалась тележка с
вставленным в нее зондом - головкой ВЧ вольтметра. КСВ можно определить, измеряя ток Iл в одном из проводов линии на участке длиной
менее 0,5λ. Определив максимальное и минимальное значения, рассчитывают КСВ =
Imax/Imin. Для измерения тока применяют преобразователь ток-напряжение в виде
токового трансформатора (TT) с нагрузочным резистором, напряжение на котором
пропорционально и синфазно измеряемому току. Отметим интересный факт - при
определенных параметрах TT на его выходе можно получить напряжение, равное
напряжению на линии (между проводниками), т.е. Uтл = IлZo. На рис. 1,б приведены совместно график изменения Uл вдоль линии и график
изменения Uтл. Графики имеют одинаковые амплитуду и форму, но сдвинуты один
относительно другого на 0.25Х. Анализ этих кривых показывает, что можно
определить г (или КСВ) при одновременном измерении величин Uл и UТЛ в любом
месте линии. В местах расположения максимумов и минимумов обеих кривых (точки 1
и 2) это очевидно: отношение этих величин Uл/Uтл (или Uтл/Uл) равно КСВ, сумма
равна 2Uло, а разность - 2rUлo. В промежуточных точках Uл и Uтл сдвинуты по
фазе, и их нужно складывать уже как векторы, однако приведенные выше соотношения
сохраняются, так как отраженная волна напряжения всегда обратна по фазе
отраженной волне тока, а rUлo = rUтлo. Следовательно, прибор, содержащий вольтметр, калиброванный преобразователь
ток-напряжение и схему сложения-вычитания, позволит определить такие параметры
линии, как r или КСВ, а также Рпад и Ротр при включении его в любом месте линии. Первые сведения об устройствах такого рода относятся к 1943 г и воспроизведены в
. Первые известные автору практические устройства были описаны в .
Вариант схемы, взятый за основу, показан на рис. 2. Устройство содержало: Вторичная обмотка трансформатора Т1 включена таким образом, что при подключении
передатчика к левому по схеме разъему, а нагрузки - к правому, на диод VD1
поступает суммарное напряжение Uc + UT, а на диод VD2 - разностное. При
подключении к выходу КСВ-метра резистивной эталонной нагрузки с сопротивлением,
равным волновому сопротивлению линии, отраженная волна отсутствует и,
следовательно, ВЧ напряжение на VD2 может быть нулевым. Это достигается в
процессе балансировки прибора уравниванием напряжений UT и Uc с помощью
подстроечного конденсатора С1. Как было показано выше, после такой настройки
величина разностного напряжения (при Zн≠Zо) будет пропорциональна коэффициенту
отражения г. Измерения с реальной нагрузкой производят так. Сначала в показанном
на схеме положении переключателя SA1 ("Падающая волна") калибровочным переменным
резистором R3 выставляют стрелку прибора на последнее деление шкалы (например,
100 мкА). Затем переключатель SA1 переводят в нижнее по схеме положение
("Отраженная волна") и отсчитывают значение г. Применительно к случаю с RH = 75
Ом прибор должен показать 20 мкА, что соответствует r = 0,2. Величину КСВ
определяют по приведенной выше формуле - КСВ = (1 +0,2)/ /(1-0,2) = 1,5 или КСВ
= (100+20)/ /(100-20) = 1,5. В этом примере детектор предполагается линейным - в
действительности необходимо вводить поправку, учитывающую его нелинейность. При
соответствующей калибровке прибор может быть использован для измерения падающей
и отраженной мощностей. Точность КСВ-метра как измерительного прибора зависит от ряда факторов, в первую
очередь от точности балансировки прибора в положении SA1 "Отраженная волна" при
Rн = Zo. Идеальной балансировке соответствуют напряжения Uс и Uт, равные по
величине и строго противоположные по фазе, т. е. их разность (алгебраическая
сумма) равна нулю. В реальной конструкции несбалансированный остаток Uост есть
всегда. Рассмотрим на примере, как это отражается на конечном результате
измерений. Допустим, что при балансировке получились напряжения Uс = 0,5 В и Uт
= 0,45 В (т. е. разбаланс 0,05 В, что вполне реально). При нагрузке Rн = 75 Ом в
50-омной линии реально имеем КСВ = 75/50 = 1,5 и r = 0,2, а величина отраженной
волны, пересчитанная к внутриприборным уровням, составит rUc= 0,2x0,5 = 0,1 В и
rUт = 0,2x0,45 = 0,09 В. Вновь обратимся к рис. 1,б, кривые на котором приведены для КСВ = 1,5 (кривые Uл
и Uтл для линии будут в нашем случае соответствовать Uс и Uт). В точке 1 Uс max
= 0,5 + 0,1 =0,6 В, Uт min = 0,45 - 0,09 = 0,36 В и КСВ = 0,6/0,36 = 1,67. В
точке 2UTmax = 0,45 + 0,09 = 0,54 В, Ucmin = 0,5 - 0,1 = 0.4 и КСВ = 0,54/0,4 =
1,35. Из этого несложного расчета видно, что в зависимости от места включения
такого КСВ-метра в линию с реальным КСВ=1,5 или при изменении длины линии между
прибором и нагрузкой могут быть считаны разные значения КСВ - от 1,35 до 1,67! Что может привести к неточной балансировке?
1. Наличие напряжения отсечки германиевого диода (в нашем случае VD2), при
котором он перестает проводить, - примерно 0,05 В. Поэтому при UOCT < 0,05 В
прибор РА1 покажет "ноль" и можно допустить ошибку в балансировке. Относительная
неточность значительно уменьшится, если поднять в несколько раз напряжения Uc и
соответственно UT. Например, при Uc = 2 В и UT = 1,95 В (Uост = 0,05 В) пределы
изменения КСВ для приведенного выше примера будут уже только от 1,46 до 1,54. 2. Наличие частотной зависимости напряжений Uc или UT. При этом точная
балансировка может быть достигнута не во всем диапазоне рабочих частот. Разберем
на примере одну из возможных причин. Допустим, в приборе использован конденсатор
делителя С2 емкостью 150 пФ с проволочными выводами диаметром 0,5 мм и длиной по
10 мм каждый. Измеренная индуктивность проволоки такого диаметра длиной 20 мм
оказалась равной L = = 0,03 мкГн. На верхней рабочей частоте f = 30 МГц
сопротивление конденсатора будет Хс = 1 /2πfС = -j35,4 Ом, суммарное реактивное
сопротивление выводов XL = 22πfL = j5,7 Ом. В результате сопротивление нижнего
плеча делителя уменьшится до значения -j35,4 + j5f7 = -j29,7 Ом (оно
соответствует конденсатору емкостью 177 пФ). В то же время на частотах от 7 МГц
и ниже влияние выводов ничтожно. Отсюда вывод - в нижнем плече делителя следует
применять безындуктивные конденсаторы с минимальными выводами (например, опорные
или проходные) и включение нескольких конденсаторов параллельно. Выводы
"верхнего" конденсатора С1 практически не влияют на ситуацию, так как Xс у
верхнего конденсатора в несколько десятков раз больше, чем у нижнего. Получить
равномерную балансировку во всей рабочей полосе частот можно с помощью
оригинального решения, о котором речь пойдет при описании практических
конструкций. 3.2. Индуктивное сопротивление вторичной обмотки Т1 на нижних частотах рабочего
диапазона (~1,8 МГц) может ощутимо шунтировать R1, что приведет к уменьшению UT
и его фазовому сдвигу. 3.3. Сопротивление R2 - часть детекторной цепи. Так как по схеме оно шунтирует
С2, на нижних частотах коэффициент деления может получить частотную и фазовую
зависимости. 3.4. В схеме рис. 2 детекторы на VD1 или VD2 в открытом состоянии шунтируют
своим входным сопротивлением RBX нижнее плечо емкостного делителя на С2, т.е RBX
действует так же, как и R2. Влияние RBX незначительно при (R3+R2) более 40 кОм,
что требует применения чувствительного индикатора РА1 с током полного отклонения
не более 100 мкА и ВЧ напряжения на VD1 не менее 4 В. 3.5. Входной и выходной разъемы КСВ-метра обычно разнесены на 30...100 мм. На
частоте 30 МГц разница фаз напряжений на разъемах составит α= [(0,03...
0,1)/10]360°- 1... 3,5°. Как это может отразиться на работе, продемонстрировано
на рис. 3,а и рис. 3,б. Разница схем на этих рисунках только в том, что
конденсатор С1 подключен к разным разъемам (Т1 в обоих случаях находится на
середине проводника между разъемами). В первом случае некомпенсированный остаток можно уменьшить, если скорректировать
фазу UOCT с помощью небольшого параллельно включенного конденсатора Ск, а во
втором - включением последовательно с R1 небольшой индуктивности Lк в виде
проволочной петли. Такой способ нередко применяется как в самодельных, так и
"фирменных" КСВ-метрах, но делать это не следует. Чтобы убедиться в этом,
достаточно повернуть прибор так, чтобы входной разъем стал выходным. При этом
компенсация, которая помогала до поворота, станет вредной - Uoct существенно
увеличится. При работе на реальной линии с несогласованной нагрузкой, в
зависимости от длины линии, прибор может попасть в такое место на линии, где
введенная коррекция "улучшит" реальный КСВ или, наоборот, "ухудшит" его. В любом
случае будет неправильный отсчет. Рекомендация - располагать разъемы по
возможности ближе друг к другу и использовать оригинальное схемное решение,
приведенное ниже. Для иллюстрации того, как сильно могут повлиять рассмотренные выше причины на
достоверность показаний КСВ-метра, на рис. 4 показаны результаты проверки двух
приборов заводского изготовления . Проверка заключалась в том, что
несогласованная нагрузка с расчетным КСВ = 2,25 устанавливалась на конце линии,
состоящей из ряда последовательно соединенных отрезков кабеля с Zо = 50 Ом
длиной каждый по λ/8. В процессе измерений полная длина линии изменялась от λ/8 до 5/8λ. Проверялись
два прибора: недорогой BRAND X (кривая 2) и одна из лучших моделей - BIRD 43
(кривая 3). Кривая 1 показывает истинный КСВ. Как говорится, комментарии
излишни. На рис. 5 приведен график зависимости ошибки измерений от величины коэффициента
направленности D (directivity) КСВ-метра . Аналогичные графики для КБВ =
1/КСВ приведены в . Применительно к конструкции рис. 2 этот коэффициент равен
отношению напряжений ВЧ на диодах VD1 и VD2 при подключении к выходу КСВ-метра
нагрузки Rн = Zо D = 20lg(2Uо/Uост). Таким образом, чем лучше удалось
сбалансировать схему (чем меньше Uост), тем выше D. Можно также использовать
показания индикатора РА1 - D = 20 х х lg(Iпад/Iотр). однако это значение D будет
менее точным из-за нелинейности диодов. На графике по горизонтальной оси отложены реальные значения КСВ, а на
вертикальной - измеренные с учетом ошибки в зависимости от величины D КСВ-метра.
Пунктиром показан пример - реальный КСВ = 2, прибор с D = 20 дБ даст показания
1,5 или 2,5, а при D = 40 дБ - соответственно 1,9 или 2,1. Как следует из литературных данных , КСВ-метр по схеме рис. 2 имеет D - 20
дБ. Это значит, что без существенной коррекции он не может применяться для
точных измерений. Вторая по важности причина неправильных показаний КСВ-метра связана с
нелинейностью вольт-амперной характеристики детекторных диодов. Это приводит к
зависимости показаний от уровня подаваемой мощности, особенно в начальной части
шкалы индикатора РА1. В фирменных КСВ-метрах нередко на индикаторе делают две
шкалы - для малого и большого уровней мощности. Трансформатор тока Т1 является важной частью КСВ-метра. Основные его
характеристики такие же, как и у более привычного трансформатора напряжения:
число витков первичной обмотки n1 и вторичной n2, коэффициент трансформации к =
n2/n1, ток вторичной обмотки I2 = l1/к. Отличие состоит в том, что ток через
первичную обмотку определяется внешней цепью (в нашем случае это ток в фидере)
и не зависит от сопротивления нагрузки вторичной обмотки R1, поэтому ток l2
также не зависит от величины сопротивления резистора R1. Например, если по
фидеру Zo = 50 Ом передается мощность Р = 100 Вт, ток I1 = √P/Zo
= 1,41 А и при к
= 20 ток вторичной обмотки будет l2 = I1/к - 0,07 А. Напряжение на выводах
вторичной обмотки будет определяться величиной R1: 2UT= l2 х R1 и при R1 = 68 Ом
составит 2UT = 4,8 В. Выделяемая на резисторе мощность Р = (2UT)2/R1 = 0,34 Вт.
Обратим внимание на особенность токового трансформатора - чем меньше витков во
вторичной обмотке, тем больше будет напряжение на ее выводах (при одном и том же
R1). Самый тяжелый режим для токового трансформатора - режим холостого хода (R1
= ∞), при этом напряжение на его выходе резко возрастает, магнитопровод
насыщается и разогревается настолько, что может разрушиться. В большинстве случаев в первичной обмотке используют один виток. Этот виток
может иметь разные формы, как показано на рис. 6,а и рис. 6,б (они равноценны),
а вот обмотка по рис. 6,в - это уже два витка. Отдельный вопрос - применение соединенного с корпусом экрана в виде трубки между
центральным проводом и вторичной обмоткой. С одной стороны, экран устраняет
емкостную связь между обмотками, чем несколько улучшает балансировку разностного
сигнала; с другой - в экране возникают вихревые токи, также влияющие на
балансировку. Практика показала, что с экраном и без него можно получить
примерно одинаковые результаты. Если экран все же используется, длину его
следует сделать минимальной, примерно равной ширине примененного
магнитопроводом, и соединить с корпусом широким коротким проводником.
"Заземление" экрана следует делать на среднюю линию, равноудаленную от обоих
разъемов. Для экрана можно использовать латунную трубку диаметром 4 мм от
телескопических антенн. Для КСВ-метров на проходящую мощность до 1 кВт подойдут ферритовые кольцевые
магнитопроводы размерами К12x6x4 и даже К10x6x3. Практика показала, что
оптимальное число витков п2 = 20. При индуктивности вторичной обмотки 40...60
мкГн получается наибольшая частотная равномерность (допустимая величина - до 200
мкГн). Возможно использование магнитопроводов с проницаемостью от 200 до 1000,
при этом желательно выбрать типоразмер, который обеспечит оптимальную
индуктивность обмотки. Можно использовать магнитопроводы и с меньшей проницаемостью, если применить
большие типоразмеры, увеличить число витков и/или уменьшить сопротивление R1.
Если проницаемость имеющихся магнитопроводов неизвестна, при наличии измерителя
индуктивности ее можно определить. Для этого следует намотать десять витков на
неизвестном магнитопроводе (витком считается каждое пересечение проводом
внутреннего отверстия сердечника), измерить индуктивность катушки L (мкГн) и
подставить это значение в формулу μ = 2,5 LDср/S , где Dср - средний диаметр
магнитопровода в см; S - сечение сердечника в см 2 (пример - у К10x6x3 Dcp = 0,8
см и S = 0,2x0,3 = 0,06 см 2). Если μ магнитопровода известна, индуктивность обмотки из n витков можно
рассчитать: L = μn 2 S/250Dcp. Применимость магнитопроводов на уровень мощности 1 кВт и более можно проверить и
при 100 Вт в фидере. Для этого следует временно установить резистор R1,
величиной в 4 раза большей, соответственно напряжение Uт также вырастет в 4
раза, а это эквивалентно возрастанию проходящей мощности в 16 раз. Разогрев
магнитопровода можно проверить наощупь (мощность на временном резисторе R1 также
вырастет в 4 раза). В реальных условиях мощность на резисторе R1 возрастает
пропорционально росту мощности в фидере. КСВ-метры UT1МА
Две конструкции КСВ-метра UT1MA, о которых пойдет речь ниже, имеют практически
одинаковую схему, но разное исполнение. В первом варианте (КМА - 01)
высокочастотный датчик и индикаторная часть раздельные. Датчик имеет входной и
выходной коаксиальные разъемы и может быть установлен в любом месте фидерного
тракта. Он соединен с индикатором трехпроводным кабелем любой длины. Во втором
варианте (КМА - 02) оба узла размещены в одном корпусе. Схема КСВ - метра приведена на рис. 7 и отличается она от базовой схемы рис. 2
наличием трех цепей коррекции. Рассмотрим эти отличия. Кроме того, балансировка осуществляется подстроечным конденсатором, включенным в
нижнее плечо делителя. Это упрощает монтаж и позволяет применить маломощный
малогабаритный подстроечный конденсатор. В конструкции предусмотрена возможность измерения мощности падающей и отраженной
волн. Для этого переключателем SA2 в цепь индикатора вместо переменного
калибровочного резистора R4 вводится подстроечный резистор R5, которым
устанавливается нужный предел измеряемой мощности. Применение оптимальной коррекции и рациональная конструкция прибора позволили
получить коэффициент направленности D в пределах 35...45 дБ в полосе частот
1,8...30 МГц. В КСВ - метрах применены следующие детали. Вторичная обмотка трансформатора Т1 содержит 2 x 10 витков (намотка в 2 провода)
проводом 0,35 ПЭВ, размещенных равномерно на феррито-вом кольце К12 x 6 x 4
проницаемостью около 400 (измеренная индуктивность ~ 90 мкГн). Резистор R1 - 68 Ом МЛТ, желательно без винтовой канавки на теле резистора. При
проходящей мощности менее 250 Вт достаточно установить резистор с мощностью
рассеивания 1 Вт, при мощности 500 Вт - 2 Вт. При мощности 1 кВт резистор R1
можно составить из двух параллельно включенных резисторов сопротивлением 130 Ом
и мощностью 2 Вт каждый. Впрочем, если КС В - метр проектируется под высокий
уровень мощности, есть смысл увеличить в два раза число витков вторичной обмотки
Т1 (до 2 x 20 витков). Это позволит в 4 раза уменьшить требуемую мощность
рассеивания резистора R1 (при этом конденсатор С2 должен иметь вдвое большую
емкость). Емкость каждого из конденсаторов С Г и С1" может быть в пределах 2,4...3 пФ (КТ,
КТК, КД на рабочее напряжение 500 В при Р ≥ 1 кВт и 200...250 В при меньшей
мощности). Конденсаторы С2 - на любое напряжение (КТК или другие безындуктивные,
один или 2 - 3 параллельно), конденсатор C3 - малогабаритный подстроечный с
пределами изменения емкости 3...20 пФ (КПК - М, КТ - 4). Требуемая емкость
конденсатора С2 зависит от суммарной величины емкости верхнего плеча емкостного
делителя, в которую входит помимо конденсаторов С" + С1" еще и емкость С0 ~ 1 пФ
между вторичной обмоткой трансформатора Т1 и центральным проводником. Общая
емкость нижнего плеча - С2 плюс C3 при R1 = 68 Ом должна быть примерно в 30 раз
больше емкости верхнего. Диоды VD1 и VD2 - Д311, конденсаторы С4, С5 и С6 -
емкостью 0,0033... 0,01 мкФ (КМ или другие высокочастотные), индикатор РА1 -
М2003 с током полного отклонения 100 мкА, переменный резистор R4 - 150 кОм СП -
4 - 2м, подстроечный резистор R4 - 150 кОм. Резистор R3 имеет сопротивление 10
кОм - он предохраняет индикатор от возможной перегрузки. Величину корректирующей индуктивности L1 можно определить так. При балансировке
прибора (без L1) надо отметить положения ротора подстроеч-ного конденсатора C3
на частотах 14 и 29 МГц, затем выпаять его и измерить емкость в обоих отмеченных
положениях. Допустим, для верхней частоты емкость оказалась меньше на 5 пФ, а
общая емкость нижнего плеча делителя - около 130 пФ, т. е. разница составляет
5/130 или около 4 %. Следовательно, для частотного выравнивания нужно на частоте
29 МГц уменьшить сопротивление верхнего плеча также на ~ 4 %. К примеру, при С1
+ С0 = 5 пФ емкостное сопротивление Хс = 1/2πfС - j1100 Ом, соответственно, Xc -
j44 Ом и L1 = XL1 / 2πf = = 0,24мкГн. В авторских приборах катушка L1 имела 8...9 витков проводом ПЭЛШО 0,29.
Внутренний диаметр катушки - 5 мм, намотка плотная с последующей пропиткой клеем
БФ - 2. Окончательное число витков уточняется после ее установки на место.
Первоначально производят балансировку на частоте 14 МГц, затем устанавливают
частоту 29 МГц и подбирают такое число витков катушки L1, при котором схема
балансируется на обеих частотах при одном и том же положении подстроечника C3. После достижения хорошей балансировки на средних и верхних частотах
устанавливают частоту 1,8 МГц, на место резистора R2 временно впаивают
переменный резистор сопротивлением 15...20 кОм и находят значение, при котором
UOCT минимально. Значение сопротивления резистора R2 зависит от индуктивности
вторичной обмотки Т1 и лежит в пределах 5...20 кОм для ее индуктивности 40...200
мкГн (большие значения сопротивления для большей индуктивности). В радиолюбительских условиях наиболее часто в индикаторе КСВ-метра используют
микроамперметр с линейной шкалой и отсчет ведут по формуле КСВ = (Iпад + Iотр) /
(Iпад -Iотр), где I в микроамперах - показания индикатора в режимах "падающая" и
"отраженная" соответственно. При этом не учитывается ошибка из-за нелинейности
начального участка ВАХ диодов. Проверка с помощью нагрузок разной величины на
частоте 7 МГц показала, что при мощности около 100 Вт показания индикатора были
в среднем на одно деление (1 мкА) меньше реальных значений, при 25 Вт - меньше
на 2,5...3 мкА, а при 10 Вт - на 4 мкА. Отсюда простая рекомендация: для
100-ваттного варианта - заранее сместить начальное (нулевое) положение стрелки
прибора на одно деление вверх, а при использовании 10 Вт (например, при
настройке антенны) прибавлять к отсчету по шкале е положении "отраженная" еще 4
мкА. Пример - отсчеты "падающая/отраженная" соответственно 100/16 мкА, а
правильный КСВ будет (100 + 20) / (100 - 20) = 1,5. При значительной мощности -
500 Вт и более - в указанной коррекции нет необходимости. Следует заметить, что все типы любительских КСВ-метров (на токовом
трансформаторе, мостовые, на направленных ответвителях) дают значения
коэффициента отражения r, а величину КСВ затем приходится вычислять. Между тем
именно r является основным показателем степени согласования, а КСВ - это
показатель производный. Подтверждением сказанного может быть тот факт, что в
электросвязи степень согласования характеризуется затуханием несогласованности
(тот же r, только в децибелах). В дорогих фирменных приборах также предусмотрен
отсчет r под названием return loss (обратные потери). Что будет, если в качестве детекторов применить кремниевые диоды? Если у
германиевого диода при комнатной температуре напряжение отсечки, при котором ток
через диод всего 0,2...0,3 мкА, составляет около 0,045 В, то у кремниевого уже
0,3 В. Следовательно, чтобы сохранить точность отсчета при переходе на
кремниевые диоды, необходимо более чем в 6 раз поднять уровни напряжений Uc и UT
(!). В эксперименте, при замене диодов Д311 на КД522 при Р = 100 Вт, нагрузке Zн
= 75 Ом и тех же Uc и UT, получились цифры: до замены- 100/19 и КСВ=1,48, после
замены - 100/12 и расчетный КСВ=1,27. Применение схемы удвоения на диодах КД522
дало еще худший результат - 100/11 и расчетный КСВ = 1,25. Корпус датчика в раздельном варианте может быть изготовлен из меди, алюминия или
спаян из пластинок двусторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5...2
мм. Эскиз такой конструкции приведен на рис. 8,а. Корпус состоит из двух
отсеков, в одном друг напротив друга расположены ВЧ разъемы (СР - 50 или SO -
239 с фланцами размерами 25x25 мм), перемычка из провода диаметром 1,4 мм в
полиэтиленовой изоляции диаметром 4,8 мм (от кабеля РК50 - 4), токовый
трансформатор Т1, конденсаторы емкостного делителя и компенсационная катушка L1,
в другом - резисторы R1, R2, диоды, подстроечный и блокировочные конденсаторы и
малогабаритный НЧ разъем. Выводы Т1 минимальной длины. Точка соединения
конденсаторов С1" и С1" с катушкой L1 "висит в воздухе", а точка соединения
конденсаторов С4 и С5 среднего вывода разъема ХЗ соединена с корпусом прибора. Перегородки 2, 3 и 5 имеют одинаковые размеры. В перегородке 2 отверстий нет, а
в перегородке 5 отверстие делают под конкретный НЧ разъем, через который будет
подключаться индикаторный блок. В средней перемычке 3 (рис. 8,б) вокруг трех
отверстий с обеих сторон выбирают фольгу, а в отверстия устанавливают три
проходных проводника (например, латунные винты М2 и МЗ). Эскизы боковин 1 и 4
приведены на рис. 8,в. Пунктирными линиями показаны места соединения перед
пайкой, которая для большей прочности и обеспечения электрического контакта
производится с обеих сторон. Для настройки и проверки КСВ - метра необходим образцовый нагрузочный резистор
50 Ом (эквивалент антенны) мощностью 50...100 Вт. Одна из возможных
радиолюбительских конструкций показана на рис. 11. В ней используется
распространенный резистор ТВО сопротивлением 51 Ом и мощностью рассеивания 60 Вт
(прямоугольник размерами 45 x 25 x 180 мм). Внутри керамического корпуса резистора находится длинный цилиндрический канал,
заполненный резистивным веществом. Резистор должен быть плотно прижат к днищу
алюминиевого кожуха. Это улучшает отвод тепла и создает распределенную емкость,
улучшающую широко-полосность. С помощью дополнительных резисторов с мощностью
рассеивания 2 Вт входное сопротивление нагрузки устанавливают в пределах
49,9...50,1 Ом. С небольшим корректирующим конденсатором на входе (~ 10 пФ)
удается на базе этого резистора получить нагрузку с КСВ не хуже 1,05 в полосе
частот до 30 МГц. Отличные нагрузки получаются из специальных малогабаритных
резисторов типа Р1 - 3 номиналом 49,9 Ом, выдерживающих значительную мощность
при использовании внешнего радиатора. Были проведены сравнительные испытания КСВ-метров разных фирм и приборов,
описанных в этой статье. Проверка заключалась в том, что к передатчику с
выходной мощностью около 100 Вт через испытуемый 50-омный КСВ - метр
подключалась несогласованная нагрузка 75 Ом (эквивалент антенны на мощность 100
Вт заводского изготовления) и производилось два измерения. Одно - при
подключении коротким кабелем РК50 длиной 10 см, другое - через кабель РК50
длиной ~ 0,25λ. Чем меньше разброс показаний, тем достовернее прибор. При частоте 29 МГц получены следующие значения КСВ: С нагрузкой 50 Ом при любой длине кабелей все приборы "дружно" показывали КСВ <
1,1. Причину большого разброса показаний RSM - 600 удалось выяснить при его
исследовании. В этом приборе в качестве датчика напряжения используется не
емкостный делитель, а понижающий трансформатор напряжения с фиксированным
коэффициентом трансформации. Это снимает "проблемы" емкостного делителя, но
снижает надежность прибора при измерении больших мощностей (предельная мощность
RSM - 600 - всего 200/400 Вт). В его схеме нет подстроечного элемента, поэтому
резистор нагрузки токового трансформатора должен быть высокой точности (хотя бы
50±0,5 Ом), а реально был использован резистор сопротивлением 47,4 Ом. После его
замены на резистор 49,9 Ом результаты измерений стали значительно лучше -
1,48/1,58. Возможно, с этой же причиной связан большой разброс показаний
приборов SX - 100 и KW - 220. Измерение при несогласованной нагрузке с помощью дополнительного
четвертьволнового 50 - омного кабеля - надежный способ проверки качества КСВ -
метра. Отметим три момента: Литература
После того, как антенна установлена, ее необходимо настроить по минимуму значения КСВ в середине участка рабочих частот или если предполагается работать только на одной частоте, по минимальному значению КСВ на этой частоте. Таблица 1. Потери мощности при различных значениях КСВ Рис 1. Схема подключения КСВ метра Рассмотрим пример настройки антенны на среднюю частоту сетки С (частота 27,205МГц) изменением длины штыря. Сначала нужно измерить значение КСВ на 1 канале сетки С. Затем на последнем (40) канале сетки С. Если значение КСВ больше 3 в обоих случаях, значит антенна установлена неправильно, не рассчитана на работу в этом диапазоне или имеет неисправности. Если КСВ, измеренный на 1 канале, больше значения КСВ на 40 канале, значит длину штыря нужно укоротить, если наоборот - то штырь необходимо удлинить (выдвинуть из держателя). Встаем на 20 канал сетки С, измеряем КСВ, запоминаем его значение. Откручиваем винты, фиксирующие штырь, двигаем его на 7-10 мм в нужную сторону, затягиваем винты, проверяем КСВ снова. Если штырь вставлен до предела, а КСВ все еще высокий, то придется укорачивать штырь физически. Если штырь выдвинут максимально, то придется увеличивать длину согласующей катушки. Устанавливаем штырь по середине крепления. Откусываем 5-7 мм, измеряем КСВ, снова откусываем. При этом следим чтобы значение КСВ уменьшалось. Как только оно достигнет минимума и начнет увеличиваться, прекращаем издеваться над штырем и далее регулируем его длину изменением положения в антенне Таким образом находим минимум КСВ. Обратите внимание, что антенну надо настраивать только по месту ее ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ установки. Это значит, что, перенеся антенну на другое место, ее снова необходимо будет настраивать. Если Вы получили КСВ порядка 1,1-1,3, это отличный результат. Если Вы получили КСВ порядка 1,3-1,7, это тоже неплохо и Вам не о чем беспокоиться. Если КСВ 1,8 - 2, то следует обратить внимание на потери в ВЧ разъемах (неправильная разделка кабеля, плохая пропайка центральной жилы кабеля и т. д.) Для антенны такой уровень согласования будет означать, что у нее есть проблемы с согласованием, и она нуждается в настройке. КСВ 2,1 - 5 означает явную неисправность в антенне или неправильную ее установку. КСВ более 5 означает обрыв центральной жилы в кабеле или в антенне. Из другого источника
Длины 50-омного кабеля в полуволнах, режим “полуволнового повторителя” (верно для кабелей со сплошной полиэтиленовой изоляцией центральной жилы) Количество полуволн Средняя частота МГц Длина отрезка кабеля 
Что такое КСВ? КСВ - коэффициент стоячей волны - это мера согласования антенно-фидерного тракта. Он показывает процент потерь мощности в антенне. Потери мощности при различных значениях КСВ приведены в таблице 1.
ВНИМАНИЕ!!! Пpибоp должен допускать pаботу пpи Вашей выходной мощности! То есть если прибор рассчитан на максимальную мощность 10Вт, а ему на вход подать 100Вт, то результат будет вполне очевиден в виде дыма и вполне осязаем органами обоняния. Переключатель нужно поставить в положение FWD (прямое включение). Включив передачу, нужно выставить ручкой стрелку-указатель на конец шкалы. Таким образом делается калибровка показаний прибора. Калибровать прибор нужно каждый раз при изменении рабочей частоты. Далее, переключив (при отключенной передаче) прибор в положение REF (обратное включение), включить передачу и считать значение КСВ по шкале прибора.
Сетка “C” Cетка ”D” Сетки “C”& “D”
27.5
1 3.639м 3.580м 3.611м
2 7.278м 7.160м 7.222м
3 10.917м 10.739м 10.833м
4 14.560м 14.319м 14.444м
5 18.195м 17.899м 18.055м
Похожие статьи
