Laite syöttölaitteen ja antennin välisen sovituksen laadun mittaamiseksi (SWR-mittari) on amatööriradioaseman välttämätön komponentti. Kuinka luotettavaa tietoa tällainen laite antaa antennijärjestelmän tilasta? Käytäntö osoittaa, että kaikki tehdasvalmisteiset SWR-mittarit eivät tarjoa suurta mittaustarkkuutta. Tämä on vielä totta, kun on kyse kotitekoisista rakenteista. Lukijoillemme esitelty artikkeli käsittelee SWR-mittaria virtamuuntajalla. Tämän tyyppisiä laitteita käyttävät laajasti sekä ammattilaiset että radioamatöörit. Artikkelissa esitetään teoria sen toiminnasta ja analysoidaan mittaustarkkuuteen vaikuttavia tekijöitä. Sen lopussa on kuvaus kahdesta yksinkertaisesta käytännöllisestä SWR-mittarista, joiden ominaisuudet tyydyttävät vaativimmankin radioamatöörin.

Vähän teoriaa

Jos lähettimeen kytketty homogeeninen liitäntäjohto (syöttö), jonka ominaisimpedanssi on Z®, kuormitetaan resistanssilla Zн≠Z®, siinä esiintyy sekä tulevaa että heijastuvaa aaltoa. Heijastuskerroin r (heijastus) määritellään yleensä kuormasta heijastuneen aallon amplitudin suhteeksi tulevan aallon amplitudiin. Virran r ja jännitteen ru heijastuskertoimet ovat yhtä suuria kuin vastaavien arvojen suhde heijastuneessa ja tulevassa aallossa. Heijastetun virran vaihe (suhteessa tulevaan) riippuu Zн:n ja Zо:n välisestä suhteesta. Jos Zн>Zо, heijastuva virta on vastavaiheinen tulevaan verrattuna, ja jos Zн

Heijastuskertoimen r arvo määritetään kaavalla

jossa Rn ja Xn ovat vastaavasti kuormitusvastuksen aktiivinen ja reaktiivinen komponentti. Puhtaasti aktiivisella kuormalla Xn = 0 kaava yksinkertaistuu muotoon r=(Rn-Zo)/(Rn+Zo). Jos esimerkiksi kaapeli, jonka ominaisimpedanssi on 50 ohmia, kuormitetaan 75 ohmin vastuksella, heijastuskerroin on r = (75-50)/(75+50) = 0,2.

Kuvassa Kuvassa 1a on esitetty jännitteen Ul ja virran Il jakautuminen linjaa pitkin juuri tätä tapausta varten (johdon häviöitä ei oteta huomioon). Virran asteikon ordinaatta-akselilla oletetaan olevan Z® kertaa suurempi - tässä tapauksessa molemmilla kaavioilla on sama pystykoko. Katkoviiva on kaavio jännitteestä Ulo ja virrasta Ilo siinä tapauksessa, että Rн=Zо. Esimerkiksi otetaan λ pituisen suoran leikkaus. Jos se on pidempi, kuvio toistaa itseään syklisesti joka 0.5λ. Niissä linjan kohdissa, joissa tulevan ja heijastuneen vaiheet yhtyvät, jännite on suurin ja yhtä suuri kuin Uл max -= Uо(1 + r) = Uо(1 + 0.2) = 1.2 Uо, ja niissä, joissa vaiheet ovat vastakkaisia, se on minimaalinen ja on yhtä suuri kuin Ul min = Ul(1 - 0.2) = = 0.8Ul. Määritelmän mukaan SWR = Ul max/ /Ul min=1l2Uл/0I8Uл=1I5.

SWR:n ja r:n laskentakaavat voidaan kirjoittaa myös seuraavasti: SWR = (1+r)/(1-r) ja r = = (SWR-1)/(SWR+1). Huomautetaan tärkeä seikka - maksimi- ja minimijännitteiden summa Uл max + Uл min = Uло(1 + r) + Уло(1 - r) = 2Uno, ja niiden ero Ul max - Ul min = 2Uлo. Saaduista arvoista voidaan laskea tulevan aallon teho Ppad = Uо2/Zo ja heijastuneen aallon teho Pоtr = = (rUо)2/Zo. Meidän tapauksessamme (SWR = 1,5 ja r = 0,2) heijastuneen aallon teho on vain 4 % tulevan aallon tehosta.

SWR:n määrittämistä mittaamalla jännitteen jakautuminen linjan osuudella Ul max ja Ul min arvojen etsimiseksi on käytetty laajalti aiemmin

ei vain avoimissa ilmajohdoissa, vaan myös koaksiaalisissa syöttöjohdoissa (pääasiassa VHF:ssä). Tätä tarkoitusta varten käytettiin syöttölaitteen mittausosaa, jossa oli pitkä pitkittäinen rako, jota pitkin kärry liikkui siihen työnnetyllä anturilla - HF-volttimittarin päällä.

SWR voidaan määrittää mittaamalla virta Il jossakin linjajohdossa alle 0,5 λ:n pituudelta. Kun olet määrittänyt maksimi- ja minimiarvot, laske SWR = Imax/Imin. Virran mittaamiseen käytetään virta-jännite-muunninta virtamuuntajan (TT) muodossa, jossa on kuormitusvastus, jonka jännite on verrannollinen ja samassa vaiheessa mitattuun virtaan. Huomaa mielenkiintoinen tosiasia - tietyillä TT-parametreilla sen lähdössä on mahdollista saada jännite, joka on yhtä suuri kuin linjan jännite (johtimien välillä), ts. Utl = IlZo.

Kuvassa Kuvio 1b esittää yhdessä kaavion Ul:n muutoksesta viivaa pitkin ja kaavion Utl:n muutoksesta. Kaavioilla on sama amplitudi ja muoto, mutta niitä on siirretty suhteessa toisiinsa 0,25X. Näiden käyrien analyysi osoittaa, että on mahdollista määrittää r (tai SWR) mittaamalla samanaikaisesti Ul:n ja UTL:n arvot missä tahansa linjassa. Molempien käyrien maksimien ja minimien kohdissa (pisteet 1 ja 2) tämä on selvää: näiden arvojen suhde Ul/Utl (tai Utl/Utl) on yhtä suuri kuin SWR, summa on 2Ulo , ja ero on 2rUlo. Välipisteissä Ul ja Utl siirtyvät vaiheittain ja ne on lisättävä vektoreiksi, mutta yllä olevat suhteet säilyvät, koska heijastunut jänniteaalto on aina käänteisvaiheinen heijastuneen virta-aallon suhteen ja rUlo = rUtl.

Näin ollen laite, joka sisältää volttimittarin, kalibroidun virta-jännite-muuntimen ja yhteenlasku-vähennyspiirin, mahdollistaa sellaiset linjaparametrit kuin r tai SWR sekä Rpad ja Rotr, kun se kytketään päälle missä tahansa linjassa.

Ensimmäiset tiedot tällaisista laitteista ovat peräisin vuodelta 1943, ja ne on toistettu vuonna. Ensimmäiset kirjoittajan tuntemat käytännön laitteet kuvattiin vuonna. Lähtökohtana oleva piirin versio on esitetty kuvassa. 2. Laite sisälsi:

• jänniteanturi - kapasitiivinen jakaja C1:ssä ja C2:ssa lähtöjännitteellä Uc, huomattavasti pienempi kuin linjan Ul jännite. Suhdetta p = Uc/Uл kutsutaan kytkentäkertoimeksi;
• virtamuuntaja T1, kierretty karbonyylirenkaan magneettisydämelle. Sen ensiökäämissä oli yksi kierros renkaan keskustan läpi kulkevan johtimen muodossa, toisiokäämissä oli n kierrosta, toisiokäämin kuorma oli vastus R1, lähtöjännite oli 2Ut. Toisiokäämi voidaan valmistaa kahdesta erillisestä käämistä jännitteellä Ut ja omalla kuormitusvastuksellaan, mutta rakenteellisesti on kätevämpää tehdä yksi käämi hanalla keskeltä;
• ilmaisimet diodeissa VD1 ja VD2, kytkin SA1 ja volttimittari mikroampeerimittarissa PA1 lisävastuksilla.

Muuntajan T1 toisiokäämi on kytketty siten, että kun lähetin kytketään kaaviossa vasemmalla olevaan liittimeen ja kuorma oikealle, kokonaisjännite Uc + UT syötetään diodille VD1 ja erotus. jännite syötetään diodille VD2. Kun resistiivinen referenssikuorma, jonka resistanssi on yhtä suuri kuin linjan ominaisimpedanssi, kytketään SWR-mittarin lähtöön, heijastunutta aaltoa ei ole ja siksi RF-jännite VD2:ssa voi olla nolla. Tämä saavutetaan laitteen tasapainotusprosessissa tasaamalla jännitteet UT ja Uc käyttämällä virityskondensaattoria C1. Kuten edellä esitettiin, tällaisen asetuksen jälkeen erojännitteen suuruus (pisteessä Zн≠Z®) on verrannollinen heijastuskertoimeen r. Mittaukset todellisella kuormalla suoritetaan näin. Ensinnäkin kaaviossa esitetyssä kytkimen SA1 ("Incident wave") asennossa kalibrointimuuttujavastusta R3 käytetään instrumentin nuolen asettamiseen viimeiseen asteikkojakoon (esimerkiksi 100 μA). Sitten kytkin SA1 siirretään alempaan asentoon kaavion mukaisesti ("Reflected wave") ja lasketaan arvo r. Jos RH = 75 Ohm, laitteen pitäisi näyttää 20 μA, mikä vastaa r = 0,2. SWR:n arvo määritetään yllä olevalla kaavalla - SWR = (1 +0.2)/ /(1-0.2) = 1.5 tai SWR = (100+20)//(100-20) = 1.5. Tässä esimerkissä ilmaisimen oletetaan olevan lineaarinen - todellisuudessa on tarpeen ottaa käyttöön korjaus sen epälineaarisuuden huomioon ottamiseksi. Asianmukaisella kalibroinnilla laitetta voidaan käyttää tapahtuvan ja heijastuneen tehon mittaamiseen.

SWR-mittarin tarkkuus mittalaitteena riippuu useista tekijöistä, ensisijaisesti laitteen tasapainottamisen tarkkuudesta asentoon SA1 “Heijastunut aalto” Rн = Zo. Ihanteellinen tasapainotus vastaa jännitteitä Uс ja Uт, jotka ovat samansuuruisia ja tiukasti vastakkaisia ​​vaiheiltaan, eli niiden ero (algebrallinen summa) on nolla. Todellisessa suunnittelussa on aina epätasapainoinen Ures-jäännös. Katsotaanpa esimerkkiä, kuinka tämä vaikuttaa lopulliseen mittaustulokseen. Oletetaan, että balansoinnin aikana tuloksena olevat jännitteet ovat Uс = 0,5 V ja Uт = 0,45 V (eli 0,05 V epätasapaino, mikä on varsin realistista). Kuormalla Rн = 75 ohmia 50 ohmin linjassa meillä on itse asiassa SWR = 75/50 = 1,5 ja r = 0,2, ja heijastuneen aallon suuruus laskettuna uudelleen laitteen sisäisille tasoille on rUc = 0,2x0 .5 = 0, 1 V ja rUт = 0,2 x 0,45 = 0,09 V.

Katsotaanpa vielä kuviota. 1, b, joiden käyrät on esitetty SWR = 1,5 (käyrät Ul ja Utl viivalla vastaavat tässä tapauksessa Uс ja Ut). Pisteessä 1 Uc max = 0,5 + 0,1 = 0,6 V, Ut min = 0,45 - 0,09 = 0,36 V ja SWR = 0,6/0,36 = 1,67. Kohdassa 2UTmax = 0,45 + 0,09 = 0,54 V, Ucmin = 0,5 - 0,1 = 0,4 ja SWR = 0,54/0,4 = 1,35. Tästä yksinkertaisesta laskelmasta on selvää, että riippuen siitä, missä tällainen SWR-mittari on kytketty linjaan, jonka todellinen SWR = 1,5 tai kun laitteen ja kuorman välisen johdon pituus muuttuu, voidaan lukea erilaisia ​​SWR-arvoja - 1,35 - 1,67!

Mikä voi johtaa epätarkkuuteen?

1. Germaniumdiodin (tapauksessamme VD2) katkaisujännite, jossa se lakkaa johtamasta, on noin 0,05 V. Siksi UOCT:lla< 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. Jännitteiden Uc tai UT taajuusriippuvuus. Tarkkaa tasapainotusta ei kuitenkaan välttämättä saavuteta koko toimintataajuusalueella. Katsotaanpa esimerkkiä yhdestä mahdollisesta syystä. Oletetaan, että laitteessa käytetään jakajakondensaattoria C2, jonka kapasiteetti on 150 pF ja jonka johdot ovat halkaisijaltaan 0,5 mm ja pituus 10 mm. Tämän halkaisijan 20 mm pituisen langan mitattu induktanssi osoittautui L = 0,03 μH. Ylemmällä toimintataajuudella f = 30 MHz kondensaattorin resistanssi on Xc = 1 /2πfС = -j35,4 Ohm, liitinten kokonaisreaktanssi XL = 22πfL = j5,7 Ohm. Tämän seurauksena jakajan alavarren resistanssi pienenee arvoon -j35,4 + j5f7 = -j29,7 Ohm (tämä vastaa kondensaattoria, jonka kapasiteetti on 177 pF). Samanaikaisesti 7 MHz:n ja sitä alhaisemmilla taajuuksilla nastojen vaikutus on mitätön. Tästä johtopäätös - jakajan alavarressa tulisi käyttää ei-induktiivisia kondensaattoreita minimaalisilla johtimilla (esim. tuki tai läpivienti) ja useita kondensaattoreita tulisi kytkeä rinnan. "Ylemmän" kondensaattorin C1 liittimillä ei ole käytännössä mitään vaikutusta tilanteeseen, koska ylemmän kondensaattorin Xc on useita kymmeniä kertoja suurempi kuin alemman. Tasainen tasapainotus koko toimintataajuuskaistalla saadaan aikaan alkuperäisellä ratkaisulla, josta keskustellaan käytännön suunnitelmia kuvattaessa.

3.2. Toisiokäämin T1 induktiivinen reaktanssi toimintaalueen alemmilla taajuuksilla (~ 1,8 MHz) voi merkittävästi ohittaa R1:n, mikä johtaa UT:n ja sen vaihesiirron pienenemiseen.

3.3. Resistanssi R2 on osa ilmaisinpiiriä. Koska se piirin mukaan ohittaa C2:n, alemmilla taajuuksilla jakokerroin voi tulla taajuudesta ja vaiheesta riippuvaiseksi.

3.4. Kuvan kaaviossa Kaksi ilmaisinta VD1:ssä tai VD2:ssa avoimessa tilassa ohittavat kapasitiivisen jakajan alavarren tuloresistanssillaan RBX, eli RBX toimii samalla tavalla kuin R2. RBX:n vaikutus on merkityksetön, kun (R3 + R2) yli 40 kOhm, mikä edellyttää herkän ilmaisimen PA1 käyttöä, jonka kokonaispoikkeamavirta on enintään 100 μA ja RF-jännite VD1:ssä vähintään 4 V.

3.5. SWR-mittarin tulo- ja lähtöliittimet ovat yleensä 30...100 mm:n päässä toisistaan. 30 MHz taajuudella liittimien jännitevaihe-ero on α= [(0,03...0,1)/10]360°- 1...3,5°. Kuinka tämä voi vaikuttaa työhön, näkyy kuvassa. 3a ja kuvio 3a. 3, b. Ainoa ero näiden kuvien piireissä on se, että kondensaattori C1 on kytketty eri liittimiin (T1 molemmissa tapauksissa sijaitsee johtimen keskellä liittimien välissä).

Ensimmäisessä tapauksessa kompensoimatonta jäännöstä voidaan pienentää, jos vaihe UOCT säädetään pienellä rinnankytketyllä kondensaattorilla Ck, ja toisessa tapauksessa kytkemällä sarjaan R1:n kanssa pieni induktanssi Lk johdinsilmukan muodossa. Tätä menetelmää käytetään usein sekä kotitekoisissa että "brändätyissä" SWR-mittareissa, mutta tätä ei pidä tehdä. Varmista tämä kääntämällä laitetta niin, että tuloliittimestä tulee lähtöliitin. Tässä tapauksessa ennen käännettä auttanut korvaus muuttuu haitalliseksi - Uoct kasvaa merkittävästi. Kun työskennellään todellisella linjalla, jolla on vertaansa vailla oleva kuormitus, laite voi päästä linjan pituudesta riippuen kohtaan, jossa käyttöön otettu korjaus "parantaa" todellista SWR:ää tai päinvastoin "pahentaa" sitä. Joka tapauksessa laskuri on virheellinen. Suositus on sijoittaa liittimet mahdollisimman lähelle toisiaan ja käyttää alla olevaa alkuperäistä piirirakennetta.

Havainnollistaakseen, kuinka paljon edellä mainitut syyt voivat vaikuttaa SWR-mittarin lukemien luotettavuuteen, kuva 1. Kuvassa 4 on kahden tehdasvalmisteisen laitteen testaustulokset. Testissä asennettiin vertaansa vailla oleva kuorma, jonka laskettu SWR = 2,25, linjan loppuun, joka koostui useista sarjakytketyistä kaapeliosista, joiden Z® = 50 ohmia, jokainen λ/8 pitkä.

Mittausten aikana linjan kokonaispituus vaihteli välillä λ/8 - 5/8λ. Kaksi laitetta testattiin: edullinen BRAND X (käyrä 2) ja yksi parhaista malleista - BIRD 43 (käyrä 3). Käyrä 1 näyttää todellisen SWR:n. Kuten sanotaan, kommentit ovat tarpeettomia.

Kuvassa Kuvassa 5 on kaavio mittausvirheen riippuvuudesta SWR-mittarin suuntauskertoimen D (directivity) arvosta. Samanlaiset kaaviot KBV = 1/SWR:lle on annettu. Mitä tulee kuvion suunnitteluun. Kuvassa 2 tämä kerroin on yhtä suuri kuin diodien VD1 ja VD2 HF-jännitteiden suhde, kun ne on kytketty kuorma-SWR-mittarin lähtöön Rн = Zо D = 20lg(2Uо/Uore). Eli mitä paremmin piiri oli tasapainotettu (mitä pienempi Ures), sitä suurempi D. Voit myös käyttää PA1-ilmaisimen lukemia - D = 20 x x log(Ipad/Iref). tämä D-arvo on kuitenkin vähemmän tarkka diodien epälineaarisuuden vuoksi.

Kaaviossa vaaka-akselilla näkyy todelliset SWR-arvot ja pystyakselilla mitatut, ottaen huomioon SWR-mittarin D-arvosta riippuva virhe. Katkoviiva näyttää esimerkin - todellinen SWR = 2, laite, jonka D = 20 dB antaa lukemat 1,5 tai 2,5 ja D = 40 dB - 1,9 tai 2,1.

Kuten kirjallisuustiedoista seuraa, SWR-mittari kuvan 1 kaavion mukaisesti. 2 on D - 20 dB. Tämä tarkoittaa, että ilman merkittävää korjausta sitä ei voida käyttää tarkkoihin mittauksiin.

Toiseksi tärkein syy virheellisiin SWR-mittarilukemiin liittyy ilmaisindiodien virta-jännite-ominaisuuden epälineaarisuuteen. Tämä johtaa lukemien riippuvuuteen syötetyn tehon tasosta, erityisesti PA1-indikaattoriasteikon alkuosassa. Merkkimerkittyissä SWR-mittareissa osoittimessa on usein kaksi asteikkoa - alhaiselle ja suurelle tehotasolle.

Virtamuuntaja T1 on tärkeä osa SWR-mittaria. Sen pääominaisuudet ovat samat kuin tavanomaisemman jännitemuuntajan: ensiökäämin n1 ja toisiokäämin kierrosten lukumäärä n2, muunnossuhde k = n2/n1, toisiokäämin virta I2 = l1/k. Erona on, että ensiökäämin läpi kulkevan virran määrää ulkoinen piiri (tässä tapauksessa se on syöttövirta) eikä se riipu toisiokäämin R1 kuormitusresistanssista, joten virta l2 ei myöskään riippuu vastuksen R1 resistanssiarvosta. Esimerkiksi jos teho P = 100 W siirretään syöttöjohdon Zo = 50 ohmin kautta, virta I1 = √P/Zo = 1,41 A ja k = 20 toisiokäämin virta on l2 = I1/k - 0,07 A. Jännite toisiokäämin liittimissä määräytyy arvolla R1: 2UT = l2 x R1 ja R1 = 68 ohmilla se on 2UT = 4,8 V. Vastuksessa vapautuva teho P = (2UT)2/R1 = 0,34 W. Kiinnitäkäämme huomiota virtamuuntajan ominaisuuteen - mitä vähemmän kierrosta toisiokäämissä on, sitä suurempi jännite sen liittimissä on (samalla R1:llä). Virtamuuntajan vaikein tila on tyhjäkäyntitila (R1 = ∞), kun sen lähdössä oleva jännite kasvaa jyrkästi, magneettipiiri kyllästyy ja kuumenee niin paljon, että se voi romahtaa.

Useimmissa tapauksissa ensiökäämissä käytetään yhtä kierrosta. Tällä kelalla voi olla eri muotoja, kuten kuvasta näkyy. 6,a ja fig. 6,b (ne ovat vastaavia), mutta kuvan 6 mukainen käämitys. 6,c on jo kaksi kierrosta.

Erillinen ongelma on runkoon liitetyn suojuksen käyttö putken muodossa keskusjohtimen ja toisiokäämin välissä. Toisaalta näyttö eliminoi käämien välisen kapasitiivisen kytkennän, mikä parantaa jonkin verran erosignaalin tasapainotusta; toisaalta näytölle syntyy pyörrevirtoja, jotka vaikuttavat myös tasapainotukseen. Käytäntö on osoittanut, että näytön kanssa ja ilman saat suunnilleen samat tulokset. Jos näyttö on edelleen käytössä, sen pituuden tulee olla minimaalinen, suunnilleen yhtä suuri kuin käytetyn magneettisydämen leveys ja liitettävä runkoon leveällä oikosulkujohtimella. Näytön tulee olla "maadoitettu" keskilinjaan, yhtä kaukana molemmista liittimistä. Näytössä voit käyttää messinkiputkea, jonka halkaisija on 4 mm teleskooppiantenneista.

SWR-mittareihin, joiden lähetysteho on enintään 1 kW, sopivat ferriittirengasmagneettisydämet, joiden mitat ovat K12x6x4 ja jopa K10x6x3. Käytäntö on osoittanut, että optimaalinen kierrosluku n2 = 20. Toisiokäämin induktanssilla 40...60 μH saadaan suurin taajuuden tasaisuus (sallittu arvo on 200 μH asti). On mahdollista käyttää magneettisydämiä, joiden permeabiliteetti on 200 - 1000, ja on suositeltavaa valita vakiokoko, joka varmistaa optimaalisen käämitysinduktanssin.

Voit käyttää magneettisydämiä, joiden läpäisevyys on pienempi, jos käytät suurempia kokoja, lisäät kierrosten määrää ja/tai pienennät vastusta R1. Jos olemassa olevien magneettipiirien läpäisevyyttä ei tunneta, jos sinulla on induktanssimittari, se voidaan määrittää. Tätä varten sinun tulee kelata kymmenen kierrosta tuntemattomalle magneettisydämelle (kierrokseksi katsotaan johtimen jokainen leikkauskohta sydämen sisäisen reiän kanssa), mitata kelan induktanssi L (μH) ja korvata tämä arvo kaava μ = 2,5 LDav/S, jossa Dav on magneettisydämen keskimääräinen halkaisija cm ; S on ytimen poikkileikkaus cm2 (esimerkki - K10x6x3 Dcp = 0,8 cm ja S = 0,2x0,3 = 0,06 cm 2).

Jos magneettipiirin μ tunnetaan, voidaan laskea n kierroksen käämin induktanssi: L = μn 2 S/250Dcp.

Magneettisydämien soveltuvuus tehotasolle 1 kW tai enemmän voidaan tarkistaa myös 100 W teholla syöttölaitteessa. Tätä varten sinun tulee tilapäisesti asentaa vastus R1, jonka arvo on 4 kertaa suurempi; vastaavasti jännite Ut kasvaa myös 4-kertaiseksi, ja tämä vastaa 16-kertaista syöttötehon kasvua. Magneettipiirin lämmitys voidaan tarkistaa koskettamalla (myös väliaikaisen vastuksen R1 teho kasvaa 4 kertaa). Todellisissa olosuhteissa vastuksen R1 teho kasvaa suhteessa syöttölaitteen tehon kasvuun.

SWR-mittarit UT1MA

UT1MA SWR-mittarin kahdella mallilla, joista keskustellaan jäljempänä, on lähes sama malli, mutta eri mallit. Ensimmäisessä versiossa (KMA - 01) suurtaajuusanturi ja ilmaisinosa ovat erillisiä. Anturissa on tulo- ja lähtökoaksiaaliliittimet, ja se voidaan asentaa minne tahansa syöttöpolulle. Se on kytketty ilmaisimeen minkä tahansa pituisella kolmijohtimisella kaapelilla. Toisessa vaihtoehdossa (KMA - 02) molemmat yksiköt sijaitsevat samassa kotelossa.

SWR-mittarin kaavio on esitetty kuvassa. 7 ja se eroaa kuvan 7 peruskaaviosta. 2 kolmen korjauspiirin avulla.

Katsotaanpa näitä eroja.

1. Kapasitiivisen jakajan C1 ylävarsi on tehty kahdesta identtisestä pysyvästä kondensaattorista C1 = C1 "+ C1", jotka on kytketty vastaavasti tulo- ja lähtöliittimiin. Kuten artikkelin ensimmäisessä osassa todettiin, jännitteiden vaiheet näissä liittimissä ovat hieman erilaisia, ja tällä kytkennällä Uc-vaihe on keskiarvotettu ja lähestyy UT-vaihetta. Tämä parantaa laitteen tasapainoa.
2. Kelan L1 käyttöönoton ansiosta kapasitiivisen jakajan ylävarren resistanssi muuttuu taajuusriippuvaiseksi, mikä mahdollistaa tasapainotuksen tasoittamisen toiminta-alueen (21...30 MHz) yläreunaan.
3. Valitsemalla vastus R2 (eli R2C2-ketjun aikavakio) voidaan kompensoida jännitehäviön UT ja sen vaihesiirtymän aiheuttamaa epätasapainoa alueen (1,8...3,5 MHz) alareunassa.

Lisäksi tasapainotus suoritetaan virityskondensaattorilla, joka on kytketty jakajan alavarteen. Tämä yksinkertaistaa asennusta ja mahdollistaa pienitehoisen, pienikokoisen virityskondensaattorin käytön.

Suunnittelu tarjoaa mahdollisuuden mitata saapuvien ja heijastuneiden aaltojen tehoa. Tätä varten ilmaisinpiiriin viedään säädettävän kalibrointivastuksen R4 sijasta kytkimellä SA2 trimmausvastus R5, joka asettaa halutun rajan mitatulle teholle.

Optimaalisen korjauksen ja laitteen rationaalisen suunnittelun käyttö mahdollisti suuntauskertoimen D saavuttamisen alueella 35...45 dB taajuusalueella 1,8...30 MHz.

SWR-mittareissa käytetään seuraavia yksityiskohtia.

Muuntajan T1 toisiokäämi sisältää 2 x 10 kierrosta (käämi 2 johdolla) 0,35 PEV-langalla, sijoitettuna tasaisesti K12 x 6 x 4 ferriittirenkaaseen, jonka permeabiliteetti on noin 400 (mitattu induktanssi ~ 90 μH).

Vastus R1 - 68 Ohm MLT, mieluiten ilman ruuviuraa vastuksen rungossa. Alle 250 W:n ohitusteholla riittää, kun asennetaan vastus, jonka häviöteho on 1 W, teholla 500 W - 2 W. Teholtaan 1 kW vastus R1 voi koostua kahdesta rinnakkain kytketystä vastuksesta, joiden resistanssi on 130 ohmia ja kummankin teho 2 W. Jos KS V-mittari on kuitenkin suunniteltu korkealle tehotasolle, on järkevää kaksinkertaistaa toisiokäämin T1 kierrosluku (jopa 2 x 20 kierrosta). Tämä vähentää vastuksen R1 vaadittua tehohäviötä 4 kertaa (tässä tapauksessa kondensaattorin C2 kapasiteetin tulisi olla kaksinkertainen).

Kummankin kondensaattorin C G ja C1 kapasiteetti voi olla välillä 2,4...3 pF (KT, KTK, KD käyttöjännitteellä 500 V P ≥ 1 kW ja 200...250 V matalammalla Kondensaattorit C2 - mille tahansa jännitteelle (KTK tai muu ei-induktiivinen, yksi tai 2 - 3 rinnakkain), kondensaattori C3 - pienikokoinen trimmeri kapasitanssin muutosrajalla 3...20 pF (KPK - M, KT - 4) Kondensaattorin C2 tarvittava kapasitanssi riippuu kapasitiivisen jakajan ylävarren kapasitanssin kokonaisarvosta, joka sisältää kondensaattoreiden C "+ C1" lisäksi myös toisiokäämin välisen kapasitanssin C0 ~ 1 pF muuntajan T1 ja keskijohtimen kapasitanssin - C2 plus C3 - kokonaiskapasitanssin R1 = 68 ohmia tulisi olla noin 30 kertaa suurempi kuin ylemmän kapasitanssin. Diodit VD1 ja VD2 - D311, kondensaattorit C4, C5 ja C6 - kapasiteetti 0,0033... 0,01 µF (KM tai muu korkeataajuus), ilmaisin RA1 - M2003 kokonaispoikkeamavirralla 100 µA, säädettävä vastus R4 - 150 kOhm SP - 4 - 2m, trimmausvastus R4 - 150 kOhm Resistor R3:n resistanssi on 10 kOhm - se suojaa ilmaisinta mahdolliselta ylikuormitukselta.

Korjausinduktanssin L1 arvo voidaan määrittää seuraavasti. Kun tasapainotat laitetta (ilman L1:tä), sinun on merkittävä virityskondensaattorin C3 roottorin paikat taajuuksilla 14 ja 29 MHz, sitten irrotettava se ja mitattava kapasitanssi molemmissa merkityissä paikoissa. Oletetaan, että ylemmällä taajuudella kapasitanssi osoittautuu 5 pF pienemmäksi ja jakajan alavarren kokonaiskapasitanssi on noin 130 pF, eli ero on 5/130 eli noin 4%. Siksi taajuuden tasaamista varten on tarpeen vähentää olkavarren vastusta ~ 4% taajuudella 29 MHz. Esimerkiksi, kun C1 + C0 = 5 pF, kapasitiivinen resistanssi Xc = 1/2πfС - j1100 Ohm, vastaavasti, Xc - j44 Ohm ja L1 = XL1 / 2πf = 0,24 μH.

Alkuperäisissä laitteissa L1 kela oli 8...9 kierrosta PELSHO 0.29 johdolla. Kelan sisähalkaisija on 5 mm, käämitys tiukka, jonka jälkeen kyllästys BF-2-liimalla Lopullinen kierrosluku määräytyy paikalleen asennuksen jälkeen. Aluksi tasapainotus suoritetaan 14 MHz taajuudella, sitten taajuudella asetetaan 29 MHz ja kelan L1 kierrosten lukumäärä valitaan siten, että piiri on tasapainotettu molemmilla taajuuksilla trimmerin C3 samalla aseolla.

Kun olet saavuttanut hyvän tasapainotuksen keski- ja korkeilla taajuuksilla, aseta taajuus 1,8 MHz:iin, juota väliaikaisesti säädettävä vastus, jonka resistanssi on 15...20 kOhm vastuksen R2 tilalle ja etsi arvo, jolla UOCT on minimaalinen. Vastuksen R2 resistanssiarvo riippuu toisiokäämin T1 induktanssista ja on alueella 5...20 kOhm sen induktanssilla 40...200 μH (korkeammat vastusarvot korkeammalle induktanssille).

Radioamatööriolosuhteissa SWR-mittarin osoittimessa käytetään useimmiten lineaarisella asteikolla varustettua mikroampeeria ja lukema suoritetaan kaavan SWR = (Ipad + Iref) / (Ipad -Iref) mukaan, missä I mikroampeereina on ilmaisinlukemat "tapahtuma" ja "heijastettu" -tilassa. Tässä tapauksessa diodien virta-jännite-ominaisuuksien alkuosan epälineaarisuudesta johtuvaa virhettä ei oteta huomioon. Testaus erikokoisilla kuormilla 7 MHz:n taajuudella osoitti, että noin 100 W teholla indikaattorilukemat olivat keskimäärin jaon (1 µA) pienempiä kuin todelliset arvot, 25 W:lla - 2,5...3 µA vähemmän. ja 10 W:lla - 4 uA:lla. Tästä syystä yksinkertainen suositus: 100 watin vaihtoehdossa siirrä instrumentin neulan alkuasentoa (nolla) yksi jako ylöspäin ja käytettäessä 10 W (esimerkiksi antennia asetettaessa) lisää vielä 4 µA. asteikon lukema "heijastuneessa" asennossa. Esimerkki - "tapahtuma/heijastunut" lukemat ovat vastaavasti 100/16 µA, ja oikea SWR on (100 + 20) / (100 - 20) = 1,5. Merkittävällä teholla - 500 W tai enemmän - tämä korjaus ei ole tarpeen.

On huomattava, että kaiken tyyppiset amatööri SWR-mittarit (virtamuuntaja, silta, suuntakytkimet) antavat heijastuskertoimen r arvot ja SWR:n arvo on sitten laskettava. Samaan aikaan r on koordinaatioasteen pääindikaattori, ja SWR on johdannaisindikaattori. Tämän voi vahvistaa se, että tietoliikenteessä sovintoasteelle on ominaista epäjohdonmukaisuuden vaimeneminen (sama r, vain desibeleinä). Kalliit merkkilaitteet tarjoavat myös lukeman nimeltä paluuhäviö.

Mitä tapahtuu, jos piidiodeja käytetään ilmaisimina? Jos germaniumdiodilla huoneenlämpötilassa on katkaisujännite, jolla diodin läpi kulkeva virta on vain 0,2...0,3 μA, on noin 0,045 V, niin piidiodilla on jo 0,3 V. Siksi tarkkuuden säilyttämiseksi lukemasta piidiodeihin vaihdettaessa on tarpeen nostaa jännitetasoja Uc ja UT (!) yli 6 kertaa. Kokeessa, kun diodit D311 korvattiin KD522:lla teholla P = 100 W, kuormalla Zn = 75 ohmia ja samalla Uc:lla ja UT:lla, saatiin seuraavat luvut: ennen vaihtoa - 100/19 ja SWR = 1,48, vaihdon jälkeen - 100/ 12 ja laskettu SWR = 1,27. KD522-diodeja käyttävän tuplauspiirin käyttö antoi vielä huonomman tuloksen - 100/11 ja laskennallinen SWR = 1,25.

Anturikotelo erillisenä versiona voidaan valmistaa kuparista, alumiinista tai juottaa kaksipuolisista kalvolasikuitulevyistä, joiden paksuus on 1,5...2 mm. Tällaisen mallin luonnos on esitetty kuvassa. 8, a.

Kotelo koostuu kahdesta osastosta, joista toisessa vastakkain on RF-liittimet (CP - 50 tai SO - 239 laipoilla, joiden mitat ovat 25x25 mm), halkaisijaltaan 1,4 mm:n langasta valmistettu siltaus polyeteenieristeessä, halkaisija 4,8 mm (kaapelista RK50 - 4), virtamuuntaja T1, kapasitiivisen jakajan ja kompensointikäämin L1 kondensaattorit, toisessa - vastukset R1, R2, diodit, viritys- ja estokondensaattorit sekä pienikokoinen matalataajuinen liitin. Minimipituiset T1-nastat. Kondensaattorien C1" ja C1" kytkentäpiste kelalla L1 "roikkuu ilmassa", ja XZ-liittimen keskiliittimen kondensaattoreiden C4 ja C5 liitäntäpiste on kytketty laitteen runkoon.

Osioilla 2, 3 ja 5 on samat mitat. Osiossa 2 ei ole reikiä, mutta osioon 5 on tehty reikä tietylle matalataajuiselle liittimelle, jonka kautta ilmaisinyksikkö kytketään. Keskimmäisessä jumpperissa 3 (kuva 8, b) on valittu kalvo kolmen reiän ympärille molemmilta puolilta, ja reikiin on asennettu kolme läpivientijohdinta (esim. messinkiruuvit M2 ja MZ). Sivuseinien 1 ja 4 luonnokset on esitetty kuvassa. 8, c. Katkoviivat osoittavat liitoskohdat ennen juottamista, joka tehdään molemmilta puolilta lujuuden lisäämiseksi ja sähköisen kosketuksen varmistamiseksi.

SWR-mittarin asentamiseen ja tarkistamiseen tarvitaan 50 ohmin (vastaa antennia) vakiokuormitusvastusta, jonka teho on 50...100 W. Yksi mahdollisista radioamatöörimalleista on esitetty kuvassa. 11. Se käyttää yleistä TVO-vastusta, jonka resistanssi on 51 ohmia ja hajoamisteho 60 W (suorakulmion mitat 45 x 25 x 180 mm).

Keraamisen vastuksen rungon sisällä on pitkä sylinterimäinen kanava, joka on täytetty resistiivisellä aineella. Vastus tulee painaa tiukasti alumiinikotelon pohjaa vasten. Tämä parantaa lämmön hajoamista ja luo hajautettua kapasitanssia parantaakseen laajakaistan suorituskykyä. Käyttämällä lisävastuksia, joiden häviöteho on 2 W, tulokuormitusvastus on asetettu alueelle 49,9...50,1 ohmia. Pienellä korjauskondensaattorilla tulossa (~ 10 pF) tätä vastusta käyttämällä on mahdollista saada kuorma, jonka SWR ei ole huonompi kuin 1,05 taajuuskaistalla 30 MHz asti. Erinomaiset kuormat saadaan erityisistä pienikokoisista P1 - 3 -vastuksista, joiden nimellisarvo on 49,9 ohmia ja jotka kestävät merkittävää tehoa ulkoista jäähdytintä käytettäessä.

Vertailevia testejä tehtiin eri yritysten SWR-mittareille ja tässä artikkelissa kuvatuille laitteille. Testi sisälsi vertaansa vailla olevan 75 ohmin kuorman (vastaa tehtaalla valmistettua 100 W antennia) lähettimeen, jonka lähtöteho oli noin 100 W, 50 ohmin SWR-mittarin kautta ja kaksi mittausta. Toinen on kytkettynä lyhyellä 10 cm pitkällä RK50-kaapelilla, toinen RK50-kaapelilla, jonka pituus on ~ 0,25 λ. Mitä pienempi lukemien hajautus, sitä luotettavampi laite on.

29 MHz taajuudella saatiin seuraavat SWR-arvot:

• DRAKE WH - 7......1,46/1,54
• DIAMOND SX - 100......1,3/1,7
• ALAN KW - 220......1,3/1,7
• ROGER RSM-600......1.35/1.65
• UT1MA......1.44/1.5

50 ohmin kuormalla minkä tahansa pituisille kaapeleille kaikki laitteet näyttivät SWR:tä "harmonisesti"< 1,1.

RSM-600-lukemien suuren hajonnan syy selvisi sen tutkimuksen aikana. Tämä laite ei käytä kapasitiivista jakajaa jänniteanturina, vaan jännitemuuntajaa, jolla on kiinteä muunnossuhde. Tämä eliminoi kapasitiivisen jakajan "ongelmat", mutta heikentää laitteen luotettavuutta mitattaessa suuria tehoja (maksimiteho RSM - 600 - vain 200/400 W). Hänen piirissään ei ole virityselementtiä, joten virtamuuntajan kuormitusvastuksen tulee olla erittäin tarkka (vähintään 50 ± 0,5 ohmia), mutta todellisuudessa käytettiin vastusta, jonka resistanssi on 47,4 ohmia. Kun se korvattiin 49,9 ohmin vastuksella, mittaustulokset paranivat huomattavasti - 1,48/1,58. Ehkä sama syy liittyy SX - 100- ja KW - 220 -laitteiden lukujen suureen hajaan.

Mittaus vertaansa vailla olevalla kuormalla käyttämällä ylimääräistä 50 ohmin neljännesaaltokaapelia on luotettava tapa tarkistaa SWR-mittarin laatu. Huomioikaa kolme kohtaa:

1. Tällaisessa testissä voit käyttää myös 50 ohmin kuormaa, jos kytket kondensaattorin rinnakkain sen sisääntulon kanssa, esimerkiksi pienen koaksiaalikaapelin päässä, joka on auki. Kytkentä tehdään kätevästi koaksiaalisen T-liitoksen kautta. Kokeelliset tiedot - RK50:n segmentillä, jonka pituus on 28 cm taajuudella 29 MHz, tällaisella yhdistetyllä kuormalla oli SWR - 1,3 ja pituudella 79 cm - SWR - 2,5 (liitä mikä tahansa kuorma SWR-mittariin vain 50 ohmin kaapeli).
2. Todellinen SWR linjassa vastaa suunnilleen kahden mitatun arvon keskiarvoa (ylimääräisen neljännesaaltokaapelin kanssa ja ilman).
3. Varsinaista antennisyöttölaitetta mitattaessa voi syntyä vaikeuksia johtuen virran kulkemisesta kaapelipunoksen ulkopinnalle. Tällaisen virran läsnä ollessa syöttöjohdon pituuden muuttaminen alhaalta voi johtaa tämän virran muutokseen, mikä johtaa syöttölaitteen kuorman ja todellisen SWR:n muutokseen. Voit vähentää ulkoisen virran vaikutusta rullaamalla huoneeseen tulevan syöttölaitteen 15...20 kierroksen kelan muodossa, jonka halkaisija on 15...20 cm (suojakuristin).

Kirjallisuus

1. D. Lechner, P. Finck. Kurzwellenin lähettäjä. - Berliini: Militarverlag, 1979.
2. W.B. Bruene- Sisäkuvia suunnatuista wattimittareista. - QST, huhtikuu 1959.
3. D. DeMaw. In-Line RF-tehonmittaus. - QST, joulukuu, 1969.
4. W. Orr, S. Cowan. Sädeantennin käsikirja. - RAC, USA, 1993.
5. Beketov V., Kharchenko K. Mittaukset ja testit radioamatööriantennien suunnittelussa ja säädössä. - M.: Viestintä, 1971.

Joten ostit radioaseman, antennin ja ruuvattuasi sarjan autoon huomaat yllättyneenä, että sinua ei kuulla. Tyhmät ostavat vahvistimen ja älykkäät ihmiset asentavat antennin. Olet fiksu, eikö? Siksi, kun alat ymmärtää syitä, huomaat ensimmäisenä sanat SWR tai "Seisova aaltosuhde".

Joten mikä on SWR tai "seisova aaltosuhde"? Tämä on numero, joka kuvaa oikeaa asetusta. Vähemmän on parempi. Ei ole vähemmän kuin 1. Voit lukea mitä se tarkoittaa Internetissä: artikkeleita ei ole vain paljon, vaan paljon.

Miten se mitataan? Yleensä siellä missä radioita ja antenneja myydään, voi ostaa myös SWR-mittarin. Et tarvitse ammattilaista ollenkaan, ota halvin, sen pitäisi maksaa enintään 400-500 ruplaa. Näyttömittarina se riittää silmille.

Ensimmäinen asia, joka sinun on tehtävä, on yhdistää se. Yleensä kaikki piirretään kuviin, mutta jos mitään, niin antenni pitää ruuvata ANTENNIin ja radioaseman lähtö LÄHETTIIN tai RADIOON.

Laitamme radioaseman päälle.

Katso nyt itse SWR-mittaria. Siellä on REF-FWD ja/tai PWR/SWR-kytkimet. 1. Napsauta SWR ja FWD.

2. Paina nyt radioaseman "lähetys"-painiketta ja siirrä nuoli asteikon maksimiin kääntämällä SWR-mittarin nuppia.

3. Napsauta REF.

4. Paina “gear” uudelleen ja katso asteikkoa kirjaimilla SWR. Tämä on haluttu SWR.

No, saimme numeron. Sanotaan vaikka 2,5 tai 3. Mutta kaikkialla kirjoitetaan, että SWR:n pitäisi olla 1! Muuten on huono. Mitä tehdä?

Alla on ainutlaatuinen kuva minulta.

Kuten näette, SWR-arvojen kaavio näyttää U:lta tai V:ltä. Sanon heti, että se on erilainen kaikille! Joillakin on jyrkkiä rinteitä, kun taas toisilla on loivia rinteitä. Joillekin vasen on jyrkempi kuin oikea, tai päinvastoin... Joillekin kaavion minimi kulkee SWR = 1:n läpi, ja toisille kaksi on ihanteellinen. Yleensä sinun on vain sinun!

Tehtävämme on asettaa minimiaikataulu sille kanavalle, jolla kommunikoit eniten. Oletetaan, että 15., jossa pitkän matkan kuljettajat kommunikoivat.

Ensimmäinen asia, joka sinun on ymmärrettävä, on, mihin "rinteeseen" kaikki on nyt asetettu. Se on yksinkertaista: laita asema kanavalle 1, mittaa SWR, sitten kanavalla 15, mittaa uudelleen, sitten kanavalla 30, mittaa uudelleen. Katsotaanpa lukuja.

Numerot putoavat - olet vasemmalla. Antennia on jatkettava.

Numerot kasvavat - olet oikealla rinteellä. Antennia on lyhennettävä.

Numerot "iso-pieni-iso" -hengessä - SWR-kaaviosi on hyvin kapea, vähennä askelta. No, tai olet hyvin lähellä tavoitetta - lopeta antennin siirtäminen pidikkeessä.

Numerot "sama-sama-sama" hengessä - SWR-kaaviosi on erittäin leveä. On erittäin epätodennäköistä, että antennin pituus muuttuisi.

Kokemukseni mukaan joudut todennäköisesti katkaisemaan antennin. Muut tapaukset ovat erittäin harvinaisia...

Antennin pidentämisen tai lyhentämisen jälkeen toista mittausprosessia, kunnes halutulla kanavalla on saavutettu minimi SWR-arvo. Toistan, jokaisella asennuksella on oma vähimmäistasonsa!

Kuinka lyhentää? Käytä millä tahansa tehokkailla pihdeillä puremaan senttimetriä ylhäältä. Tärkeintä tässä ei ole liioitella, koska pidentäminen on paljon tylsempää kuin leikkaaminen.

Kuinka pidentää? Tässä se vaikeutuu. Jos itse antennille ei ole tarpeeksi säätövaraa, niin yleensä juotetaan/ruuvataan/hitsataan kappale päälle varauksella, jotta ne voidaan myöhemmin leikata...

Edistyneemmät ihmiset voivat tehdä saman vaihtamalla kelaan kierretyn langan kierrosten määrää (paksennus on antennin pohjassa), mutta edistyneet eivät tarvitse tätä tarinaa :)

Mitkä SWR-arvot ovat hyviä ja mitkä huonoja? Karkeasti sanottuna kaikki yli 2,5 on huonoa. 1,5-2,5 - se vetää. 1,1-1,5 on hyvä. 1 – erinomainen.

Onko sinulla korkea SWR, eikä se ole laskussa? 99%, koska jossain ketjussa "antenni maa - auton kori - radiorunko" on erittäin huono kontakti. Tai antennijohdossa ja liittimissä.

Katso kuinka yksinkertaista se on?

Radioviestintäjärjestelmiä asennettaessa ja konfiguroitaessa mitataan usein tietty epäselvä suure, nimeltään SWR. Mikä tämä ominaisuus on antennin ominaisuuksissa ilmoitetun taajuusspektrin lisäksi?
Vastaamme:
Seisovan aallon suhde (SWR), liikkuva aaltosuhde (TWR), paluuhäviö ovat termejä, jotka kuvaavat radiotaajuuspolun sovitusastetta.
Suurtaajuisissa siirtolinjoissa signaalilähteen impedanssin sovitus linjan ominaisimpedanssiin määrää signaalin siirtoolosuhteet. Kun nämä resistanssit ovat samat, linjassa tapahtuu liikkuva aaltomuoto, jossa signaalilähteen kaikki teho siirtyy kuormaan.

Testerillä tasavirralla mitattu kaapelin resistanssi näyttää joko avoimen piirin tai oikosulun riippuen siitä, mikä on kytketty kaapelin toiseen päähän, ja koaksiaalikaapelin ominaisimpedanssi määräytyy sisäkaapelin halkaisijoiden suhteen. ja kaapelin ulkojohtimet ja niiden välisen eristeen ominaisuudet. Ominainen impedanssi on vastus, jonka linja tarjoaa korkeataajuisen signaalin liikkuvalle aallolle. Ominaisimpedanssi on vakio pitkin linjaa eikä riipu sen pituudesta. Radiotaajuuksilla linjan ominaisimpedanssia pidetään vakiona ja puhtaasti aktiivisena. Se on suunnilleen yhtä suuri kuin:
jossa L ja C ovat linjan hajautettu kapasitanssi ja induktanssi;

Missä: D on ulkojohtimen halkaisija, d on sisemmän johtimen halkaisija, on eristimen dielektrisyysvakio.
Radiotaajuuskaapeleita laskettaessa pyritään saamaan optimaalinen rakenne, joka tarjoaa korkeat sähköiset ominaisuudet vähimmällä materiaalinkulutuksella.
Kun käytetään kuparia radiotaajuuskaapelin sisäisiin ja ulkoisiin johtimiin, seuraavat suhteet ovat voimassa:
kaapelin pienin vaimennus saavutetaan halkaisijasuhteella

Suurin sähkölujuus saavutetaan, kun:

suurin lähetysteho:

Näiden suhteiden perusteella valittiin teollisuuden valmistamien radiotaajuuskaapeleiden ominaisimpedanssit.
Kaapelin parametrien tarkkuus ja stabiilisuus riippuvat sisä- ja ulkojohtimien halkaisijoiden valmistustarkkuudesta ja dielektristen parametrien stabiilisuudesta.
Täysin sovitetussa linjassa ei ole heijastusta. Kun kuorman impedanssi on yhtä suuri kuin siirtojohdon ominaisimpedanssi, tuleva aalto imeytyy täysin kuormaan, eikä siinä ole heijastuneita tai seisovia aaltoja. Tätä tilaa kutsutaan liikkuvan aallon tilaksi.
Kun linjan päässä on oikosulku tai avoin piiri, tuleva aalto heijastuu kokonaan takaisin. Heijastunut aalto lisätään tulevaan aaltoon, ja tuloksena oleva amplitudi missä tahansa linjan osassa on tulevan ja heijastuneen aallon amplitudien summa. Maksimijännitettä kutsutaan antisolmuksi, pienintä jännitettä kutsutaan jännitesolmuksi. Solmut ja antisolmut eivät liiku suhteessa siirtolinjaan. Tätä tilaa kutsutaan seisovan aallon tilaksi.
Jos siirtolinjan lähtöön kytketään satunnainen kuorma, vain osa tulevasta aallosta heijastuu takaisin. Epäsopivuusasteesta riippuen heijastunut aalto kasvaa. Seisovat ja liikkuvat aallot muodostuvat linjaan samanaikaisesti. Tämä on sekoitettu tai yhdistetty aaltotila.
Pysyvän aallon suhde (SWR) on dimensioton suure, joka kuvaa viivalla saapuvien ja heijastuneiden aaltojen suhdetta eli liikkuvan aallon tilan approksimaatioastetta:
; Kuten määritelmästä voidaan nähdä, SWR voi vaihdella 1:stä äärettömään;
SWR muuttuu suhteessa kuormitusvastuksen suhteeseen ominaislinjan impedanssiin:

Liikkuvan aallon kerroin on SWR:n käänteisluku:
KBV= voi vaihdella välillä 0 - 1;

• Paluuhäviö on tulevan ja heijastuneen aallon tehojen suhde desibeleinä.

tai päinvastoin:
Paluuhäviöitä on kätevä käyttää arvioitaessa syöttötien tehokkuutta, kun kaapelihäviöt, ilmaistuna dB/m, voidaan yksinkertaisesti laskea yhteen paluuhäviöillä.
Epäsopivuushäviön määrä riippuu SWR:stä:
aikoina tai desibeleissä.
Lähetetty energia on aina pienempi kuin sovitetulla kuormalla. Vastaamattomalla kuormalla toimiva lähetin ei toimita linjaan kaikkea tehoa, jonka se antaisi sovitetulla kuormalla. Itse asiassa tämä ei ole linjan menetys, vaan lähettimen linjaan syöttämän tehon väheneminen. Taulukosta näkyy, missä määrin teräsvaijeri vaikuttaa vähennykseen:

On tärkeää ymmärtää, että:

• SWR on sama missä tahansa linjan osassa, eikä sitä voi säätää muuttamalla linjan pituutta. Jos SWR-mittarin lukemat vaihtelevat merkittävästi sen liikkuessa linjaa pitkin, tämä voi viitata syöttöantennin vaikutukseen, joka johtuu koaksiaalikaapelin punoksen ulkopuolelta kulkevasta virrasta ja/tai huonosta mittarin rakenteesta, mutta ei siitä, että SWR vaihtelee linjaa pitkin.
• Heijastunut teho ei palaa lähettimeen eikä lämmitä tai vahingoita sitä. Vahinko voi aiheutua, jos lähettimen pääteastetta käytetään sopimattomalla kuormalla. Lähettimen ulostulo, koska lähtösignaalin jännite ja heijastuva aalto voivat epäedullisessa tapauksessa yhdistyä sen lähdössä, voi tapahtua puolijohdeliitoksen suurimman sallitun jännitteen ylityksen vuoksi.
• Koaksiaalisyöttimen korkea SWR, joka johtuu johdon ominaisimpedanssin ja antennin tuloimpedanssin välisestä merkittävästä epäsuhtaudesta, ei sinänsä aiheuta RF-virran ilmaantumista kaapelipunoksen ulkopinnalle ja syöttölaitteen säteilyä. linja.

SWR mitataan esimerkiksi kahdella polulle vastakkaisiin suuntiin kytketyllä suuntakytkimellä tai, joka mahdollistaa tulevaan ja heijastuneeseen signaaliin verrannollisten signaalien saamisen.

SWR:n mittaamiseen voidaan käyttää erilaisia ​​laitteita. Monimutkaisissa laitteissa on pyyhkäisytaajuusgeneraattori, jonka avulla voit nähdä SWR:n panoraamakuvan. Yksinkertaiset laitteet koostuvat kytkimistä ja osoittimesta, ja signaalilähde on ulkoinen, esimerkiksi radioasema.

Esimerkiksi kaksilohkoinen RK2-47, jossa käytettiina, antoi mittauksia alueella 0,5-1250 MHz.

P4-11 mittasi VSWR:n, heijastuskertoimen vaiheen, moduulin ja lähetyskertoimen vaiheen alueella 1-1250 MHz.
Tuodut SWR-mittausinstrumentit, joista on tullut klassikoita Birdilta ja Telewavelta:

Tai yksinkertaisempi ja halvempi:

Yksinkertaiset ja edulliset AEA:n panoraamamittarit ovat suosittuja:

SWR-mittaukset voidaan suorittaa sekä tietyssä spektrin pisteessä että panoraamakuvassa. Tässä tapauksessa analysaattorin näyttö voi näyttää SWR-arvot määritetyllä spektrillä, mikä on kätevää tietyn antennin virittämiseen ja eliminoi virheet antennin trimmauksessa.
Useimmissa järjestelmäanalysaattoreissa on ohjauspäät - reflektometriset sillat, joiden avulla voit mitata SWR:tä suurella tarkkuudella taajuuspisteessä tai panoraamassa:

Käytännön mittaus koostuu mittarin kytkemisestä testattavan laitteen liittimeen tai avoimeen polkuun, kun käytetään läpivientityyppistä laitetta. SWR-arvo riippuu monista tekijöistä:

• Taivutukset, viat, epähomogeenisuudet, juotokset kaapeleissa.
• Kaapelin katkaisun laatu radiotaajuusliittimissä.
• Adapteriliittimien saatavuus
• Kosteutta pääsee kaapeleihin.

Mitattaessa antennin SWR:tä häviöllisen syöttöjohdon kautta vaimenee linjan testisignaali ja syöttölaite aiheuttaa siinä olevia häviöitä vastaavan virheen. Sekä saapuvat että heijastuneet aallot vaimentavat. Tällaisissa tapauksissa VSWR lasketaan:
Missä k - heijastuneen aallon vaimennuskerroin, joka lasketaan: k = 2BL; SISÄÄN- ominaisvaimennus, dB/m; L- kaapelin pituus, m, kun
tekijä 2 ottaa huomioon, että signaali vaimenee kahdesti - matkalla antennille ja matkalla antennista lähteeseen, paluumatkalla.
Esimerkiksi käytettäessä kaapelia, jonka ominaisvaimennus on 0,04 dB/m, signaalin vaimennus 40 metrin syöttöjohdolla on 1,6 dB kumpaankin suuntaan eli yhteensä 3,2 dB. Tämä tarkoittaa, että SWR = 2,0:n todellisen arvon sijaan laite näyttää 1,38; SWR=3.00:lla laite näyttää noin 2.08.

Jos esimerkiksi testaat syöttöreittiä, jonka häviö on 3 dB, antennia, jonka SWR on 1,9, ja käytät 10 W lähetintä päästömittarin signaalilähteenä, mittarin mittaama tuloteho on 10 W. Feeder vaimentaa syötettyä signaalia 2 kertaa, 0,9 saapuvasta signaalista heijastuu antennista ja lopuksi matkalla laitteeseen heijastunut signaali vaimenee vielä 2 kertaa. Laite näyttää rehellisesti tulevan ja heijastuneen signaalin suhteen: tuloteho on 10 W ja heijastunut teho 0,25 W. SWR on 1,37 1,9:n sijaan.

Jos käytät laitetta, jossa on sisäänrakennettu generaattori, tämän generaattorin teho ei välttämättä riitä luomaan vaadittua jännitettä heijastuneen aallon ilmaisimeen ja näet kohinaraidan.

Yleisesti ottaen SWR:n alentamiseksi alle 2:1 missään koaksiaalijohdossa ei johda antennin säteilytehokkuuden lisäämiseen, ja se on suositeltavaa tapauksissa, joissa lähettimen suojapiiri laukeaa esimerkiksi SWR > 1,5 tai syöttölaitteeseen kytketyt taajuudesta riippuvat piirit ovat häiriintyneet.

Yrityksemme tarjoaa laajan valikoiman mittalaitteita eri valmistajilta, katsotaanpa niitä lyhyesti:
M.F.J.
MFJ-259– melko helppokäyttöinen laite taajuudella 1-170 MHz toimivien järjestelmien parametrien monimutkaiseen mittaukseen.

MFJ-259 SWR-mittari on erittäin kompakti ja sitä voidaan käyttää joko ulkoisen pienjännitevirtalähteen tai sisäisen AA-paristosarjan kanssa.

MFJ-269
SWR-mittari MFJ-269 on kompakti yhdistetty laite autonomisella virtalähteellä.
Toimintatilat näytetään nestekidenäytöllä ja mittaustulokset - LCD-näytöllä ja etupaneelissa olevilla osoitininstrumenteilla.
MFJ-269 mahdollistaa suuren määrän lisäantennimittauksia: RF-impedanssi, kaapelihäviö ja sähköinen pituus katkeamiseen tai oikosulkuun.

SWR-mittarin toimintataajuusalue on jaettu ala-alueisiin: 1,8...4 MHz, 27...70 MHz, 415...470 MHz, 4,0...10 MHz, 70...114 MHz, 10. ..27 MHz, 114...170 MHz

SWR ja tehomittaritKomeetta
Comet-sarjaa teho- ja SWR-mittareita edustaa kolme mallia: CMX-200 (SWR ja tehomittari, 1,8-200 MHz, 30/300/3 kW), CMX-1 (SWR ja tehomittari, 1,8-60 MHz, 30/300/3 kW) ja eniten kiinnostava CMX2300 T (SWR ja tehomittari, 1,8-60/140-525 MHz, 30/300/3 kW, 20/50/200 W)
CMX2300T
CMX-2300 teho- ja SWR-mittari koostuu kahdesta erillisestä järjestelmästä 1,8-200 MHz ja 140-525 MHz alueella, joilla voidaan mitata näitä alueita samanaikaisesti. Laitteen läpivientirakenne ja sen seurauksena pieni tehohäviö mahdollistavat mittausten suorittamisen pitkällä aikavälillä.

Teho- ja SWR-mittaritNissen
Usein paikan päällä työskentely ei vaadi monimutkaista kokonaiskuvan antavaa laitetta, vaan toimivan ja helppokäyttöisen laitteen. Nissen-sarjan teho- ja SWR-mittarit ovat juuri sellaisia ​​"työhevosia".
Yksinkertainen läpimenorakenne ja jopa 200 W:n korkea tehoraja yhdessä 1,6-525 MHz:n taajuusspektrin kanssa tekevät Nissen-laitteista erittäin arvokkaan apuvälineen, jossa ei tarvita monimutkaista linjaominaisuutta, vaan nopeaa. ja tarkat mitat.
NESSEI TX-502
Nissen-mittarisarjan tyypillinen edustaja on Nissen TX-502. Suora- ja paluuhäviömittaus, SWR-mittaus, osoitinpaneeli selvästi näkyvillä asteikoilla. Maksimaalinen toiminnallisuus lakonisella muotoilulla. Ja samaan aikaan antennien asennusprosessissa tämä riittää usein viestintäjärjestelmän nopeaan ja tehokkaaseen käyttöönottoon ja kanavan perustamiseen.