Ierīce sakritības starp padevēju un antenu kvalitātes mērīšanai (SWR mērītājs) ir neatņemama radioamatieru stacijas sastāvdaļa. Cik ticamu informāciju par antenas sistēmas stāvokli sniedz šāda ierīce? Prakse rāda, ka ne visi rūpnīcā ražotie SWR skaitītāji nodrošina augstu mērījumu precizitāti. Tas vēl jo vairāk attiecas uz paštaisītām konstrukcijām. Mūsu lasītājiem iesniegtajā rakstā ir apskatīts SWR skaitītājs ar strāvas transformatoru. Šāda veida ierīces plaši izmanto gan profesionāļi, gan radioamatieri. Rakstā sniegta tā darbības teorija un analizēti mērījumu precizitāti ietekmējošie faktori. Tas noslēdzas ar divu vienkāršu SWR skaitītāju praktisku dizainu aprakstu, kuru īpašības apmierinās visprasīgāko radioamatieru.

Nedaudz teorijas

Ja pie raidītāja pieslēgta viendabīga savienojošā līnija (fidere) ar raksturīgo pretestību Zо ir noslogota ar pretestību Zн≠Zо, tad tajā parādās gan krītošie, gan atstarotie viļņi. Atstarojuma koeficients r (atspīdums) parasti tiek definēts kā no slodzes atstarotā viļņa amplitūdas attiecība pret krītošā viļņa amplitūdu. Strāvas r un sprieguma ru atstarošanas koeficienti ir vienādi ar attiecīgo vērtību attiecību atspoguļotajos un krītošajos viļņos. Atstarotās strāvas fāze (attiecībā pret krītošo) ir atkarīga no attiecības starp Zн un Zо. Ja Zн>Zо, tad atstarotā strāva būs pretfāze pret krītošo, un ja Zн

Atstarošanas koeficienta r ​​vērtību nosaka pēc formulas

kur Rn un Xn ir attiecīgi slodzes pretestības aktīvās un reaktīvās sastāvdaļas Ar tīri aktīvo slodzi Xn = 0 formula vienkāršojas līdz r=(Rn-Zo)/(Rn+Zo). Piemēram, ja kabelis ar raksturīgo pretestību 50 omi ir noslogots ar rezistoru 75 omi, tad atstarošanas koeficients būs r = (75-50)/(75+50) = 0,2.

Attēlā 1.a attēlā parādīts sprieguma Ul un strāvas Il sadalījums pa līniju tieši šim gadījumam (līnijas zudumi netiek ņemti vērā). Tiek pieņemts, ka strāvas skala gar ordinātu asi ir Zо reizes lielāka — šajā gadījumā abiem grafikiem būs vienāds vertikālais izmērs. Punktētā līnija ir sprieguma Ulo un strāvas Ilo grafiks gadījumā, ja Rн=Zо. Piemēram, tiek ņemts līnijas posms ar garumu λ. Ja tas ir garāks, modelis cikliski atkārtosies ik pēc 0,5λ. Tajos līnijas punktos, kur krītošā un atstarotā fāzes sakrīt, spriegums ir maksimālais un vienāds ar Uл max -= Uо(1 + r) = Uо(1 + 0.2) = 1.2 Uо, un tajos, kur fāzes ir pretēji, tas ir minimāls un ir vienāds ar Ul min = Ul(1 - 0.2) = = 0.8Ul. Pēc definīcijas SWR = Ul max/ /Ul min=1l2Uл/0I8Uл=1I5.

Formulas SWR un r aprēķināšanai var uzrakstīt arī šādi: SWR = (1+r)/(1-r) un r = = (SWR-1)/(SWR+1). Atzīmēsim svarīgu punktu - maksimālā un minimālā sprieguma summa Uл max + Uл min = Uло(1 + r) + Уло(1 - r) = 2Uno, un to starpība Ul max - Ul min = 2Uлo. No iegūtajām vērtībām iespējams aprēķināt krītošā viļņa jaudu Ppad = Uо2/Zo un atstarotā viļņa jaudu Pоtr = = (rUо)2/Zo. Mūsu gadījumā (SWR = 1,5 un r = 0,2) atstarotā viļņa jauda būs tikai 4% no krītošā viļņa jaudas.

SWR noteikšana, mērot sprieguma sadalījumu pa līnijas posmu, meklējot Ul max un Ul min vērtības, ir plaši izmantota pagātnē.

ne tikai atklātajās gaisvadu līnijās, bet arī koaksiālajos padevējos (galvenokārt VHF). Šim nolūkam tika izmantota padeves mērīšanas sekcija, kurai bija gara gareniskā sprauga, pa kuru pārvietojās ratiņi ar tajā ievietotu zondi - HF voltmetra galvu.

SWR var noteikt, izmērot strāvu Il vienā no līnijas vadiem sekcijā, kas ir mazāka par 0,5 λ. Pēc maksimālās un minimālās vērtības noteikšanas aprēķiniet SWR = Imax/Imin. Strāvas mērīšanai tiek izmantots strāvas-sprieguma pārveidotājs strāvas transformatora (TT) formā ar slodzes rezistoru, kura spriegums ir proporcionāls izmērītajai strāvai un vienā fāzē. Atzīmēsim interesantu faktu - ar noteiktiem TT parametriem tā izejā ir iespējams iegūt spriegumu, kas vienāds ar spriegumu uz līnijas (starp vadītājiem), t.i. Utl = IlZo.

Attēlā 1.b attēlā kopā parādīts Ul izmaiņu grafiks gar līniju un Utl izmaiņu grafiks. Grafikiem ir vienāda amplitūda un forma, bet tie ir nobīdīti viens pret otru par 0,25X. Šo līkņu analīze parāda, ka ir iespējams noteikt r (vai SWR), vienlaikus mērot Ul un UTL vērtības jebkurā līnijas punktā. Abu līkņu maksimumu un minimumu vietās (punkts 1 un 2) tas ir acīmredzami: šo vērtību attiecība Ul/Utl (vai Utl/Utl) ir vienāda ar SWR, summa ir vienāda ar 2Ulo , un atšķirība ir 2rUlo. Starppunktos Ul un Utl ir nobīdīti fāzē, un tie ir jāpievieno kā vektori, tomēr iepriekš minētās attiecības tiek saglabātas, jo atstarotā sprieguma vilnis vienmēr ir apgriezts fāzē pret atstaroto strāvas vilni, un rUlo = rUtl.

Līdz ar to ierīce, kas satur voltmetru, kalibrētu strāvas-sprieguma pārveidotāju un saskaitīšanas-atņemšanas ķēdi, ļaus noteikt tādus līnijas parametrus kā r vai SWR, kā arī Rpad un Rotr, kad tā tiks ieslēgta jebkurā līnijas vietā.

Pirmā informācija par šāda veida ierīcēm ir datēta ar 1943. gadu, un tā ir reproducēta. Pirmās autoram zināmās praktiskās ierīces tika aprakstītas gadā. Shēmas versija, kas ņemta par pamatu, ir parādīta attēlā. 2. Ierīce saturēja:

• sprieguma sensors - kapacitatīvs dalītājs uz C1 un C2 ar izejas spriegumu Uc, ievērojami mazāks nekā spriegums uz līnijas Ul. Attiecību p = Uc/Uл sauc par sakabes koeficientu;
• strāvas transformators T1, uztīts uz karbonilgredzena magnētiskā serdeņa. Tā primārajam tinumam bija viens pagrieziens vadītāja formā, kas iet caur gredzena centru, sekundārajam tinumam bija n apgriezieni, sekundārā tinuma slodze bija rezistors R1, izejas spriegums bija 2Ut. Sekundāro tinumu var izgatavot no diviem atsevišķiem tinumiem ar spriegumu Ut un ar savu slodzes rezistoru, tomēr konstruktīvi ērtāk ir veikt vienu tinumu ar krānu no vidus;
• detektori uz diodēm VD1 un VD2, slēdzis SA1 un voltmetrs uz mikroampermetra PA1 ar papildu rezistoriem.

Transformatora T1 sekundārais tinums ir savienots tā, ka tad, kad raidītājs ir pievienots savienotājam diagrammā kreisajā pusē un slodze pa labi, kopējais spriegums Uc + UT tiek piegādāts diodei VD1 un starpība. spriegums tiek piegādāts diodei VD2. Ja SWR skaitītāja izejai ir pievienota pretestības atsauces slodze ar pretestību, kas vienāda ar līnijas raksturīgo pretestību, nav atstarots vilnis, un tāpēc RF spriegums pie VD2 var būt nulle. Tas tiek panākts ierīces balansēšanas procesā, izlīdzinot spriegumus UT un Uc, izmantojot regulēšanas kondensatoru C1. Kā parādīts iepriekš, pēc šāda iestatījuma sprieguma starpības lielums (pie Zн≠Zо) būs proporcionāls atstarošanas koeficientam r. Mērījumi ar reālu slodzi tiek veikti šādi. Pirmkārt, diagrammā parādītajā slēdža SA1 ("Incidenta vilnis") pozīcijā kalibrēšanas mainīgais rezistors R3 tiek izmantots, lai iestatītu instrumenta bultiņu uz pēdējo skalas iedalījumu (piemēram, 100 μA). Pēc tam slēdzis SA1 tiek pārvietots zemākajā pozīcijā saskaņā ar diagrammu (“Atspoguļotais vilnis”) un tiek skaitīta vērtība r. RH = 75 Ohm gadījumā ierīcei vajadzētu parādīt 20 μA, kas atbilst r = 0,2. SWR vērtību nosaka pēc iepriekš minētās formulas - SWR = (1 +0.2)/ /(1-0.2) = 1.5 vai SWR = (100+20)/ /(100-20) = 1.5. Šajā piemērā tiek pieņemts, ka detektors ir lineārs - patiesībā ir nepieciešams ieviest korekciju, lai ņemtu vērā tā nelinearitāti. Ar pareizu kalibrēšanu ierīci var izmantot, lai izmērītu incidentu un atstaroto jaudu.

SWR skaitītāja kā mērierīces precizitāte ir atkarīga no vairākiem faktoriem, galvenokārt no ierīces balansēšanas precizitātes pozīcijā SA1 “Atspoguļotais vilnis” pie Rн = Zo. Ideāla balansēšana atbilst spriegumiem Uс un Uт, kas ir vienādi pēc lieluma un ir stingri pretēji fāzē, t.i., to starpība (algebriskā summa) ir nulle. Īstā dizainā vienmēr ir nelīdzsvarots Ures atlikums. Apskatīsim piemēru, kā tas ietekmē galīgo mērījumu rezultātu. Pieņemsim, ka balansēšanas laikā iegūtie spriegumi ir Uс = 0,5 V un Uт = 0,45 V (t.i., disbalanss 0,05 V, kas ir diezgan reāli). Ja slodze Rн = 75 omi 50 omu līnijā, mums faktiski ir SWR = 75/50 = 1,5 un r = 0,2, un atstarotā viļņa lielums, pārrēķinot uz ierīces iekšējiem līmeņiem, būs rUc = 0,2x0 .5 = 0, 1 V un rUт = 0,2x0,45 = 0,09 V.

Apskatīsim vēlreiz att. 1, b, līknes, uz kurām ir parādītas SWR = 1,5 (līknes Ul un Utl līnijai mūsu gadījumā atbildīs Uс un Ut). 1. punktā Uc max = 0,5 + 0,1 = 0,6 V, Ut min = 0,45 - 0,09 = 0,36 V un SWR = 0,6/0,36 = 1,67. Punktā 2UTmax = 0,45 + 0,09 = 0,54 V, Ucmin = 0,5 - 0,1 = 0,4 un SWR = 0,54/0,4 = 1,35. No šī vienkāršā aprēķina ir skaidrs, ka atkarībā no tā, kur šāds SWR skaitītājs ir savienots ar līniju ar reālu SWR = 1,5 vai mainoties līnijas garumam starp ierīci un slodzi, var nolasīt dažādas SWR vērtības - no 1,35 līdz 1,67!

Kas var novest pie neprecīzas balansēšanas?

1. Germānija diodes (mūsu gadījumā VD2) izslēgšanas sprieguma klātbūtne, pie kuras tā pārstāj vadīt, ir aptuveni 0,05 V. Tāpēc ar 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. Sprieguma Uc vai UT frekvences atkarības klātbūtne. Tomēr precīzu balansēšanu var nesasniegt visā darbības frekvenču diapazonā. Apskatīsim piemēru vienam no iespējamiem iemesliem. Pieņemsim, ka ierīcē tiek izmantots dalītāja kondensators C2 ar jaudu 150 pF ar stieples vadiem ar diametru 0,5 mm un katra garumu 10 mm. Šāda diametra stieples, kuras garums ir 20 mm, izmērītā induktivitāte izrādījās vienāda ar L = 0,03 μH. Pie augšējās darba frekvences f = 30 MHz kondensatora pretestība būs Xc = 1 /2πfС = -j35,4 Ohm, spaiļu kopējā pretestība XL = 22πfL = j5,7 Ohm. Tā rezultātā dalītāja apakšējā pleca pretestība samazināsies līdz vērtībai -j35,4 + j5f7 = -j29,7 Ohm (tas atbilst kondensatoram ar jaudu 177 pF). Tajā pašā laikā frekvencēs no 7 MHz un zemāk tapu ietekme ir niecīga. Līdz ar to secinājums - dalītāja apakšējā plecā jāizmanto neinduktīvie kondensatori ar minimāliem pievadiem (piemēram, balstu vai caurvadu) un paralēli jāpievieno vairāki kondensatori. “Augšējā” kondensatora C1 spailes praktiski neietekmē situāciju, jo augšējā kondensatora Xc ir vairākas desmitiem reižu lielāks nekā apakšējā. Jūs varat panākt vienmērīgu balansēšanu visā darbības frekvenču joslā, izmantojot oriģinālu risinājumu, kas tiks apspriests, aprakstot praktiskos dizainus.

3.2. Sekundārā tinuma T1 induktīvā pretestība zemākās darbības diapazona frekvencēs (~ 1,8 MHz) var ievērojami šuntēt R1, kas novedīs pie UT un tā fāzes nobīdes samazināšanās.

3.3. Pretestība R2 ir daļa no detektora ķēdes. Tā kā saskaņā ar ķēdi tas šuntē C2, zemākās frekvencēs dalījuma koeficients var kļūt atkarīgs no frekvences un fāzes.

3.4. Attēla diagrammā. 2 VD1 vai VD2 detektori atvērtā stāvoklī apiet kapacitatīvā dalītāja apakšējo sviru uz C2 ar savu ieejas pretestību RBX, t.i., RBX darbojas tāpat kā R2. RBX ietekme ir nenozīmīga pie (R3 + R2) vairāk nekā 40 kOhm, kas prasa izmantot jutīgu indikatoru PA1 ar kopējo novirzes strāvu ne vairāk kā 100 μA un RF spriegumu pie VD1 vismaz 4 V.

3.5. SWR skaitītāja ieejas un izejas savienotājus parasti atdala 30...100 mm. Pie 30 MHz frekvences sprieguma fāzes starpība uz savienotājiem būs α= [(0,03... 0,1)/10]360°- 1... 3,5°. Kā tas var ietekmēt darbu, ir parādīts attēlā. 3.a un att. 3, b. Vienīgā atšķirība šajos attēlos redzamajās shēmās ir tāda, ka kondensators C1 ir savienots ar dažādiem savienotājiem (T1 abos gadījumos atrodas vadītāja vidū starp savienotājiem).

Pirmajā gadījumā nekompensēto atlikumu var samazināt, ja fāzi UOCT noregulē, izmantojot nelielu paralēli savienotu kondensatoru Ck, un otrajā gadījumā, savienojot virknē ar R1 nelielu induktivitāti Lk stieples cilpas veidā. Šo metodi bieži izmanto gan paštaisītos, gan “firmas” SWR skaitītājos, taču to nevajadzētu darīt. Lai to pārbaudītu, vienkārši pagrieziet ierīci tā, lai ievades savienotājs kļūtu par izejas savienotāju. Šajā gadījumā kompensācija, kas palīdzēja pirms pagrieziena, kļūs kaitīga - Uoct ievērojami palielināsies. Strādājot uz reālas līnijas ar nepārspējamu slodzi, ierīce atkarībā no līnijas garuma var nokļūt vietā uz līnijas, kur ieviestā korekcija “uzlabos” īsto SWR vai, tieši otrādi, “pasliktinās”. Jebkurā gadījumā skaitīšana būs nepareiza. Ieteikums ir novietot savienotājus pēc iespējas tuvāk vienu otram un izmantot tālāk norādīto oriģinālo shēmas dizainu.

Lai ilustrētu, cik lielā mērā iepriekš apspriestie iemesli var ietekmēt SWR skaitītāja rādījumu ticamību, att. 4. attēlā parādīti divu rūpnīcā ražotu ierīču testēšanas rezultāti. Pārbaude sastāvēja no nepārspējamas slodzes uzstādīšanas ar aprēķināto SWR = 2,25 līnijas galā, kas sastāv no virknes virknē savienotu kabeļu sekciju ar Zо = 50 omi, katra λ/8 gara.

Mērījumu laikā kopējais līnijas garums mainījās no λ/8 līdz 5/8λ. Tika pārbaudītas divas ierīces: lētais BRAND X (2. līkne) un viens no labākajiem modeļiem - BIRD 43 (3. līkne). 1. līkne parāda patieso SWR. Kā saka, komentāri lieki.

Attēlā 5. attēlā parādīts grafiks par mērījumu kļūdas atkarību no SWR skaitītāja virziena koeficienta D (virziena) vērtības. Līdzīgi grafiki KBV = 1/SWR ir doti. Saistībā ar zīm. 2, šis koeficients ir vienāds ar HF spriegumu attiecību uz diodēm VD1 un VD2, kad tās ir savienotas ar slodzes SWR skaitītāja izeju Rн = Zо D = 20lg(2Uо/Uore). Tādējādi, jo labāk ķēde bija līdzsvarota (jo zemāks Ures), jo augstāks D. Varat arī izmantot PA1 indikatora rādījumus - D = 20 x x log(Ipad/Iref). tomēr šī D vērtība būs mazāk precīza diožu nelinearitātes dēļ.

Diagrammā horizontālā ass parāda faktiskās SWR vērtības, bet vertikālā ass - izmērītās, ņemot vērā kļūdu atkarībā no SWR skaitītāja D vērtības. Punktētā līnija parāda piemēru - reāls SWR = 2, ierīce ar D = 20 dB rādīs attiecīgi 1,5 vai 2,5, bet ar D = 40 dB - 1,9 vai 2,1.

Kā izriet no literatūras datiem, SWR skaitītājs saskaņā ar diagrammu attēlā. 2 ir D - 20 dB. Tas nozīmē, ka bez būtiskas korekcijas to nevar izmantot precīziem mērījumiem.

Otrs svarīgākais iemesls nepareiziem SWR skaitītāja rādījumiem ir saistīts ar detektoru diožu strāvas-sprieguma raksturlīknes nelinearitāti. Tas noved pie rādījumu atkarības no piegādātās jaudas līmeņa, īpaši PA1 indikatora skalas sākuma daļā. Zīmola SWR skaitītājos indikatoram bieži ir divas skalas - zemam un lielam jaudas līmenim.

Strāvas transformators T1 ir svarīga SWR skaitītāja sastāvdaļa. Tā galvenie raksturlielumi ir tādi paši kā parastam sprieguma transformatoram: primārā tinuma apgriezienu skaits n1 un sekundārā tinuma n2, transformācijas koeficients k = n2/n1, sekundārā tinuma strāva I2 = l1/k. Atšķirība ir tāda, ka strāvu caur primāro tinumu nosaka ārējā ķēde (mūsu gadījumā tā ir strāva padevējā), un tā nav atkarīga no sekundārā tinuma R1 slodzes pretestības, tāpēc strāva l2 arī nav atkarīga. ir atkarīgi no rezistora R1 pretestības vērtības. Piemēram, ja jauda P = 100 W tiek pārraidīta caur padevēju Zo = 50 omi, strāva I1 = √P/Zo = 1,41 A un pie k = 20 sekundārā tinuma strāva būs l2 = I1/k - 0,07 A. Spriegums sekundārā tinuma spailēm noteiks pēc vērtības R1: 2UT = l2 x R1 un pie R1 = 68 omi tas būs 2UT = 4,8 V. Jauda, ​​kas atbrīvota pie rezistora P = (2UT)2/R1 = 0,34 W. Pievērsīsim uzmanību strāvas transformatora iezīmei - jo mazāk apgriezienu sekundārajā tinumā, jo lielāks būs spriegums tā spailēs (pie tā paša R1). Visgrūtākais strāvas transformatora režīms ir dīkstāves režīms (R1 = ∞), kamēr spriegums tā izejā strauji palielinās, magnētiskā ķēde kļūst piesātināta un uzkarst tik ļoti, ka var sabrukt.

Vairumā gadījumu primārajā tinumā tiek izmantots viens pagrieziens. Šai spolei var būt dažādas formas, kā parādīts attēlā. 6,a un att. 6,b (tie ir līdzvērtīgi), bet tinumu saskaņā ar att. 6,c jau ir divi pagriezieni.

Atsevišķs jautājums ir ekrāna izmantošana, kas savienota ar korpusu caurules veidā starp centrālo vadu un sekundāro tinumu. No vienas puses, ekrāns novērš kapacitatīvo savienojumu starp tinumiem, kas nedaudz uzlabo atšķirības signāla balansēšanu; no otras puses, ekrānā rodas virpuļstrāvas, kas ietekmē arī balansēšanu. Prakse ir parādījusi, ka ar ekrānu un bez tā jūs varat iegūt aptuveni vienādus rezultātus. Ja ekrāns joprojām tiek izmantots, tā garumam jābūt minimālam, aptuveni vienādam ar izmantotā magnētiskā serdeņa platumu un jāsavieno ar korpusu ar platu īsu vadītāju. Ekrānam jābūt “iezemētam” līdz centra līnijai, vienādā attālumā no abiem savienotājiem. Ekrānam no teleskopiskām antenām varat izmantot misiņa cauruli ar diametru 4 mm.

SWR skaitītājiem ar pārraides jaudu līdz 1 kW ir piemēroti ferīta gredzena magnētiskie serdeņi ar izmēriem K12x6x4 un pat K10x6x3. Prakse ir parādījusi, ka optimālais apgriezienu skaits n2 = 20. Ar sekundārā tinuma induktivitāti 40...60 μH tiek iegūta lielākā frekvences vienmērība (pieļaujamā vērtība līdz 200 μH). Ir iespējams izmantot magnētiskos serdeņus ar caurlaidību no 200 līdz 1000, un ir ieteicams izvēlēties standarta izmēru, kas nodrošinās optimālu tinumu induktivitāti.

Varat izmantot magnētiskos serdeņus ar zemāku caurlaidību, ja izmantojat lielākus izmērus, palielinat apgriezienu skaitu un/vai samazina pretestību R1. Ja esošo magnētisko ķēžu caurlaidība nav zināma, ja jums ir induktivitātes mērītājs, to var noteikt. Lai to izdarītu, jums vajadzētu uztīt desmit apgriezienus uz nezināmu magnētisko serdi (pagrieziens tiek uzskatīts par katru stieples krustojumu ar serdes iekšējo caurumu), izmērīt spoles induktivitāti L (μH) un aizstāt šo vērtību ar formula μ = 2,5 LDav/S, kur Dav ir magnētiskā serdeņa vidējais diametrs cm ; S ir serdes šķērsgriezums cm 2 (piemērs - K10x6x3 Dcp = 0,8 cm un S = 0,2x0,3 = 0,06 cm 2).

Ja zināms magnētiskās ķēdes μ, var aprēķināt n vijumu tinuma induktivitāti: L = μn 2 S/250Dcp.

Magnētisko serdeņu pielietojamību 1 kW vai lielākam jaudas līmenim var pārbaudīt arī pie 100 W padevējā. Lai to izdarītu, īslaicīgi jāinstalē rezistors R1 ar vērtību, kas ir 4 reizes lielāka; attiecīgi arī spriegums Ut palielināsies 4 reizes, un tas ir līdzvērtīgs caurlaides jaudas palielinājumam par 16 reizēm. Magnētiskās ķēdes sildīšanu var pārbaudīt ar pieskārienu (arī pagaidu rezistora R1 jauda palielināsies 4 reizes). Reālos apstākļos rezistora R1 jauda palielinās proporcionāli jaudas pieaugumam padevējā.

SWR skaitītāji UT1MA

Diviem UT1MA SWR skaitītāja dizainparaugiem, kas tiks apspriesti turpmāk, ir gandrīz vienāds dizains, taču atšķiras dizains. Pirmajā versijā (KMA - 01) augstfrekvences sensors un indikatora daļa ir atsevišķi. Sensoram ir ieejas un izejas koaksiālie savienotāji, un to var uzstādīt jebkur padeves ceļā. Tas ir savienots ar indikatoru ar jebkura garuma trīs vadu kabeli. Otrajā variantā (KMA - 02) abas vienības atrodas vienā korpusā.

SWR skaitītāja diagramma ir parādīta attēlā. 7 un tas atšķiras no pamata diagrammas attēlā. 2 ar trīs korekcijas ķēžu klātbūtni.

Apskatīsim šīs atšķirības.

1. Kapacitatīvā dalītāja C1 augšdaļa ir izgatavota no diviem identiskiem pastāvīgajiem kondensatoriem C1 = C1 "+ C1", kas savienoti attiecīgi ar ieejas un izejas savienotājiem. Kā minēts raksta pirmajā daļā, šo savienotāju spriegumu fāzes nedaudz atšķiras, un ar šo savienojumu Uc fāze tiek aprēķināta vidēji un tuvojas UT fāzei. Tas uzlabo ierīces līdzsvarošanu.
2. Sakarā ar spoles L1 ieviešanu kapacitatīvā dalītāja augšdelma pretestība kļūst atkarīga no frekvences, kas dod iespēju izlīdzināt balansēšanu darbības diapazona augšējā malā (21...30 MHz).
3. Izvēloties rezistoru R2 (t.i., ķēdes R2C2 laika konstanti), iespējams kompensēt nelīdzsvarotību, ko rada sprieguma kritums UT un tā fāzes nobīde diapazona apakšējā malā (1,8...3,5 MHz).

Turklāt balansēšanu veic noregulēšanas kondensators, kas savienots ar dalītāja apakšējo roku. Tas vienkāršo uzstādīšanu un ļauj izmantot mazjaudas, maza izmēra regulēšanas kondensatoru.

Dizains nodrošina iespēju izmērīt krītošo un atstaroto viļņu jaudu. Lai to izdarītu, izmantojot slēdzi SA2, mainīgā kalibrēšanas rezistora R4 vietā indikatora ķēdē tiek ievadīts apgriešanas rezistors R5, kas nosaka vēlamo izmērītās jaudas ierobežojumu.

Ierīces optimālās korekcijas un racionālas konstrukcijas izmantošana ļāva iegūt virziena koeficientu D 35...45 dB diapazonā frekvenču joslā 1,8...30 MHz.

SWR skaitītājos tiek izmantotas šādas detaļas.

Transformatora T1 sekundārais tinums satur 2 x 10 apgriezienus (tinums 2 vados) ar 0,35 PEV vadu, kas vienmērīgi novietots uz K12 x 6 x 4 ferīta gredzena ar caurlaidību aptuveni 400 (izmērītā induktivitāte ~ 90 μH).

Rezistors R1 - 68 Ohm MLT, vēlams bez skrūves rievas uz rezistora korpusa. Ja caurlaides jauda ir mazāka par 250 W, pietiek ar rezistoru ar izkliedes jaudu 1 W, ar jaudu 500 W - 2 W. Ar jaudu 1 kW, rezistoru R1 var sastāvēt no diviem paralēli savienotiem rezistoriem ar pretestību 130 omi un katra jaudu 2 W. Tomēr, ja KS V-metrs ir paredzēts lielam jaudas līmenim, ir lietderīgi dubultot sekundārā tinuma T1 apgriezienu skaitu (līdz 2 x 20 apgriezieniem). Tas samazinās nepieciešamo rezistora R1 jaudas izkliedi 4 reizes (šajā gadījumā kondensatoram C2 jābūt divreiz lielākai).

Katra kondensatora C G un C1 jauda var būt diapazonā no 2,4...3 pF (KT, KTK, KD darba spriegumam 500 V pie P ≥ 1 kW un 200...250 V pie zemāka jauda).Kondensatori C2 - jebkuram spriegumam (KTK vai citi neinduktīvi, viens vai 2 - 3 paralēli), kondensators C3 - maza izmēra trimmeris ar kapacitātes izmaiņu robežām 3...20 pF (KPK - M, KT - 4). Nepieciešamā kondensatora C2 kapacitāte ir atkarīga no kapacitatīvā dalītāja augšdaļas kapacitātes kopējās vērtības, kas papildus kondensatoriem C "+ C1" ietver arī kapacitāti C0 ~ 1 pF starp sekundāro tinumu. transformatora T1 un centrālā vadītāja.Apakšējā pleca kopējai kapacitātei - C2 plus C3 pie R1 = 68 omi jābūt aptuveni 30 reizes lielākai par augšējā kapacitāti.Diodes VD1 un VD2 - D311, kondensatori C4, C5 un C6 - ar jaudu 0,0033... 0,01 µF (KM vai cita augstfrekvences), indikators RA1 - M2003 ar kopējo novirzes strāvu 100 µA, mainīgs rezistors R4 - 150 kOhm SP - 4 - 2m, apgriešanas rezistors R4 - 150 kOhm Rezistoram R3 ir 10 kOhm pretestība - tas pasargā indikatoru no iespējamās pārslodzes.

Korekcijas induktivitātes L1 vērtību var noteikt šādi. Balansējot ierīci (bez L1), jums jāatzīmē noregulēšanas kondensatora C3 rotora pozīcijas 14 un 29 MHz frekvencēs, pēc tam atlodējiet un izmēra kapacitāti abās atzīmētajās pozīcijās. Pieņemsim, ka augšējai frekvencei kapacitāte izrādās par 5 pF mazāka, un dalītāja apakšējā pleca kopējā kapacitāte ir aptuveni 130 pF, t.i., atšķirība ir 5/130 jeb aptuveni 4%. Tāpēc frekvences izlīdzināšanai nepieciešams samazināt augšdelma pretestību par ~ 4% pie frekvences 29 MHz. Piemēram, ar C1 + C0 = 5 pF, kapacitatīvā pretestība Xc = 1/2πfС - j1100 Ohm, attiecīgi, Xc - j44 Ohm un L1 = XL1 / 2πf = 0,24 μH.

Oriģinālajās ierīcēs L1 spolei bija 8...9 apgriezieni ar PELSHO 0,29 vadu. Spoles iekšējais diametrs ir 5 mm, tinums ir blīvs, kam seko impregnēšana ar līmi BF-2.Galīgais apgriezienu skaits tiek noteikts pēc tā uzstādīšanas vietā. Sākotnēji balansēšana tiek veikta ar frekvenci 14 MHz, pēc tam frekvence tiek iestatīta uz 29 MHz un spoles L1 apgriezienu skaits tiek izvēlēts tā, lai ķēde būtu līdzsvarota abās frekvencēs ar tādu pašu trimera C3 pozīciju.

Pēc labas balansēšanas vidējās un augstās frekvencēs iestatiet frekvenci uz 1,8 MHz, rezistora R2 vietā uz laiku pielodējiet mainīgo rezistoru ar pretestību 15...20 kOhm un atrodiet vērtību, pie kuras UOCT ir minimāla. Rezistora R2 pretestības vērtība ir atkarīga no sekundārā tinuma T1 induktivitātes un ir diapazonā no 5...20 kOhm tā induktivitātei 40...200 μH (augstākas pretestības vērtības lielākai induktivitātei).

Radioamatieru apstākļos SWR skaitītāja indikatorā visbiežāk tiek izmantots mikroampermetrs ar lineāru skalu, un nolasīšana tiek veikta pēc formulas SWR = (Ipad + Iref) / (Ipad -Iref), kur I mikroampēros ir indikatoru rādījumus attiecīgi “incidenta” un “atspoguļotā” režīmā. Šajā gadījumā netiek ņemta vērā kļūda, kas radusies diodes strāvas-sprieguma raksturlielumu sākotnējās sadaļas nelinearitātes dēļ. Testēšana ar dažāda lieluma slodzēm 7 MHz frekvencē parādīja, ka pie aptuveni 100 W jaudas indikatora rādījumi bija vidēji par vienu dalījumu (1 µA) mazāki par reālajām vērtībām, pie 25 W - par 2,5...3 µA mazāk. un pie 10 W - par 4 µA. Tāpēc vienkāršs ieteikums: 100 vatu opcijai instrumenta adatas sākotnējo (nulles) pozīciju pārvietojiet par vienu iedaļu uz priekšu un, izmantojot 10 W (piemēram, uzstādot antenu), pievienojiet vēl 4 µA. rādījums uz skalas “atspoguļotā” pozīcijā. Piemērs — “incident/atspoguļoti” rādījumi ir attiecīgi 100/16 µA, un pareizais SWR būs (100 + 20) / (100 - 20) = 1,5. Ar ievērojamu jaudu - 500 W vai vairāk - šī korekcija nav nepieciešama.

Jāņem vērā, ka visu veidu amatieru SWR skaitītāji (strāvas transformators, tilts, virziena savienotāji) uzrāda atstarošanas koeficienta r ​​vērtības, un tad ir jāaprēķina SWR vērtība. Tikmēr tieši r ir galvenais koordinācijas pakāpes rādītājs, un SWR ir atvasināts rādītājs. To var apliecināt fakts, ka telekomunikācijās vienošanās pakāpi raksturo nekonsekvences vājināšanās (tas pats r, tikai decibelos). Dārgas zīmola ierīces nodrošina arī nolasījumu, ko sauc par atgriešanās zudumu.

Kas notiks, ja kā detektorus izmantos silīcija diodes? Ja germānija diodei istabas temperatūrā ir nogriešanas spriegums, pie kura strāva caur diodi ir tikai 0,2...0,3 μA, ir aptuveni 0,045 V, tad silīcija diodei jau ir 0,3 V. Tāpēc, lai saglabātu precizitāti no rādījuma, pārejot uz silīcija diodēm, ir nepieciešams palielināt sprieguma līmeņus Uc un UT (!) vairāk nekā 6 reizes. Eksperimentā, nomainot diodes D311 pret KD522 pie P = 100 W, slodze Zn = 75 omi un vienādi Uc un UT, tika iegūti šādi skaitļi: pirms nomaiņas - 100/19 un SWR = 1,48, pēc nomaiņas - 100/ 12 un aprēķināts SWR=1,27. Divkāršošanas shēmas izmantošana, izmantojot KD522 diodes, deva vēl sliktāku rezultātu - 100/11 un aprēķinātais SWR = 1,25.

Sensora korpusu atsevišķā versijā var izgatavot no vara, alumīnija vai lodēt no abpusējas folijas stikla šķiedras plāksnēm ar biezumu 1,5...2 mm. Šāda dizaina skice ir parādīta attēlā. 8, a.

Korpuss sastāv no diviem nodalījumiem, vienā pretī viens otram ir RF savienotāji (CP - 50 vai SO - 239 ar atlokiem, kuru izmērs ir 25x25 mm), džemperis, kas izgatavots no stieples ar diametru 1,4 mm polietilēna izolācijā ar diametru 4,8 mm (no kabeļa RK50 - 4), strāvas transformators T1, kapacitatīvā dalītāja un kompensācijas spoles L1 kondensatori, otrā - rezistori R1, R2, diodes, skaņošanas un bloķēšanas kondensatori un maza izmēra zemfrekvences savienotājs. T1 minimālā garuma tapas. Kondensatoru C1" un C1" savienojuma punkts ar spoli L1 "karājas gaisā", un XZ savienotāja vidējā spailes kondensatoru C4 un C5 savienojuma punkts ir savienots ar ierīces korpusu.

Starpsienām 2, 3 un 5 ir vienādi izmēri. 2. nodalījumā nav caurumu, bet 5. nodalījumā ir izveidots caurums konkrētam zemfrekvences savienotājam, caur kuru tiks pievienots indikatora bloks. Vidējā džemperī 3 (8. att., b) folija ir izvēlēta ap trim caurumiem abās pusēs, un caurumos ir uzstādīti trīs caurlaides vadītāji (piemēram, misiņa skrūves M2 un MZ). Sānu sienu 1 un 4 skices ir parādītas attēlā. 8, c. Punktētās līnijas parāda savienojuma punktus pirms lodēšanas, kas tiek veikta abās pusēs lielākai izturībai un elektriskā kontakta nodrošināšanai.

Lai uzstādītu un pārbaudītu SWR skaitītāju, nepieciešams standarta slodzes rezistors 50 omi (atbilst antenai) ar jaudu 50...100 W. Viens no iespējamiem radioamatieru dizainiem ir parādīts attēlā. 11. Tas izmanto parasto TVO rezistoru ar pretestību 51 omi un izkliedes jaudu 60 W (taisnstūra izmēri 45 x 25 x 180 mm).

Keramikas rezistora korpusa iekšpusē ir garš cilindrisks kanāls, kas piepildīts ar pretestības vielu. Rezistoram jābūt cieši piespiestam pret alumīnija korpusa dibenu. Tas uzlabo siltuma izkliedi un rada sadalītu kapacitāti, lai uzlabotu platjoslas platuma veiktspēju. Izmantojot papildu rezistorus ar izkliedes jaudu 2 W, ieejas slodzes pretestība tiek iestatīta diapazonā no 49,9...50,1 omi. Ar nelielu korekcijas kondensatoru pie ieejas (~ 10 pF), izmantojot šo rezistoru, ir iespējams iegūt slodzi ar SWR, kas nav sliktāka par 1,05 frekvenču joslā līdz 30 MHz. Lieliskas slodzes tiek iegūtas no īpašiem maza izmēra P1 - 3 tipa rezistoriem ar nominālvērtību 49,9 omi, kas var izturēt ievērojamu jaudu, izmantojot ārējo radiatoru.

Tika veiktas dažādu uzņēmumu un šajā rakstā aprakstīto ierīču SWR skaitītāju salīdzinošās pārbaudes. Pārbaude sastāvēja no nepārspējamas 75 omu slodzes (atbilst rūpnīcā izgatavotai 100 W antenai) pievienošanas raidītājam ar aptuveni 100 W izejas jaudu, izmantojot testa 50 omu SWR mērītāju, un veicot divus mērījumus. Viens ir savienots ar īsu RK50 kabeli 10 cm garumā, otrs ir caur RK50 kabeli ~ 0,25λ garumā. Jo mazāka ir rādījumu izplatība, jo uzticamāka ir ierīce.

29 MHz frekvencē tika iegūtas šādas SWR vērtības:

• 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

Ar slodzi 50 omi jebkura garuma kabeļiem, visas ierīces rādīja SWR “harmoniski”< 1,1.

RSM-600 rādījumu lielās izkliedes iemesls tika noskaidrots tā pētījuma laikā. Šajā ierīcē kā sprieguma sensors tiek izmantots nevis kapacitatīvs dalītājs, bet gan pazeminošs sprieguma transformators ar fiksētu transformācijas attiecību. Tas novērš kapacitatīvā dalītāja “problēmas”, bet samazina ierīces uzticamību, mērot lielas jaudas (maksimālā jauda RSM - 600 - tikai 200/400 W). Viņa ķēdē nav tūninga elementa, tāpēc strāvas transformatora slodzes rezistoram jābūt ar augstu precizitāti (vismaz 50 ± 0,5 omi), bet patiesībā tika izmantots rezistors ar pretestību 47,4 omi. Pēc tā nomaiņas pret 49,9 Ohm rezistoru mērījumu rezultāti kļuva ievērojami labāki - 1,48/1,58. Varbūt tas pats iemesls ir saistīts ar lielu rādījumu izkliedi no ierīcēm SX - 100 un KW - 220.

Mērīšana ar nepārspējamu slodzi, izmantojot papildu ceturkšņa viļņa 50 omu kabeli, ir uzticams veids, kā pārbaudīt SWR skaitītāja kvalitāti. Atzīmēsim trīs punktus:

1. Šādam testam var izmantot arī 50 omu slodzi, ja pievienojat kondensatoru paralēli tā ieejai, piemēram, neliela koaksiālā kabeļa gabala veidā, kas ir atvērts galā. Savienojums tiek ērti izveidots caur koaksiālo tee savienojumu. Eksperimentālie dati - ar segmentu RK50, kura garums ir 28 cm ar frekvenci 29 MHz, šādai kombinētai slodzei bija SWR - 1,3, bet ar garumu 79 cm - SWR - 2,5 (savienojiet jebkuru slodzi ar SWR skaitītāju tikai ar 50 omu kabelis).
2. Faktiskais SWR līnijā aptuveni atbilst divu izmērīto vērtību vidējam rādītājam (ar papildu ceturkšņa viļņa kabeli un bez tā).
3. Mērot īstu antenas padeves ierīci, var rasties grūtības strāvas plūsmas dēļ uz kabeļa pinuma ārējo virsmu. Šādas strāvas klātbūtnē padevēja garuma maiņa no apakšas var izraisīt šīs strāvas izmaiņas, kas izraisīs padeves slodzes un faktiskās SWR izmaiņas. Ārējās strāvas ietekmi var samazināt, uzrullējot telpā ienākošo padevēju 15...20 apgriezienu spoles veidā ar diametru 15...20 cm (aizsargdrose).

Literatūra

1. D. Lehners, P. Finks. Kurzwellen sūtītājs. - Berlīne: Militarverlag, 1979.
2. W.B. Bruene — virziena vatmetru iekšējie attēli. - QST, 1959. gada aprīlis.
3. D. DeMovs. Līnijas RF jaudas mērīšana. - QST, 1969. gada decembris.
4. W. Orr, S. Cowan. Staru antenas rokasgrāmata. - RAC, ASV, 1993. gads.
5. Beketovs V., Harčenko K. Mērījumi un testi radioamatieru antenu projektēšanā un regulēšanā. - M.: Komunikācija, 1971.

Tātad, jūs iegādājāties radio staciju, antenu un, pieskrūvējis komplektu automašīnai, jūs pārsteigts atklājat, ka jūs nedzirdat. Muļķi pērk pastiprinātāju, un gudri cilvēki uzstāda antenu. Tu esi gudrs, vai ne? Tāpēc, kad jūs sākat saprast iemeslus, pirmais, ko jūs saskaraties, ir vārdi SWR vai "stāvošā viļņa attiecība".

Tātad, kas ir SWR jeb “stāvošo viļņu attiecība”? Šis ir skaitlis, kas raksturo pareizo iestatījumu. Mazāk ir labāk. Nav mazāks par 1. Ko tas nozīmē, var izlasīt internetā: rakstu ir ne tikai daudz, bet ļoti daudz.

Kā to izmērīt? Parasti tur, kur pārdod radioaparātus un antenas, var iegādāties arī SWR skaitītāju. Jums vispār nav nepieciešams profesionāls, ņemiet lētāko, tam vajadzētu maksāt ne vairāk kā 400-500 rubļu. Kā displeja mērītājs acīm pietiek.

Pirmā lieta, kas jums jādara, ir savienot to. Parasti viss ir bildēs uzzīmēts, bet ja kas, tad vajag ieskrūvēt antenu SKDRĀ vai ANTENĀ, bet izeju no radiostacijas RAIDĪTĀJĀ vai RADIO.

Ieslēdzam radio staciju.

Tagad apskatiet pašu SWR skaitītāju. Ir REF-FWD un/vai PWR/SWR slēdži. 1. Noklikšķiniet uz SWR un FWD.

2. Tagad nospiediet radiostacijas pogu "transmit" un pagrieziet SWR mērītāja pogu, lai pārvietotu bultiņu uz skalas maksimumu.

3. Noklikšķiniet uz REF.

4. Vēlreiz nospiediet “gear” un apskatiet skalu ar burtiem SWR. Šis ir vēlamais SWR.

Nu, mēs saņēmām numuru. Teiksim 2,5 vai 3. Bet visur raksta, ka SWR jābūt 1! Citādi ir slikti. Ko darīt?

Zemāk ir ekskluzīva bilde no manis.

Kā redzat, SWR vērtību diagramma ir kaut kas tāds, kas izskatās kā U vai V. Uzreiz pastāstīšu, ka katram tas ir savādāk! Dažām nogāzēm ir stāvas nogāzes, savukārt citās ir lēzenas nogāzes. Dažiem kreisais ir stāvāks par labo vai otrādi... Dažiem grafa minimums iet cauri SWR = 1, bet citam divi būs ideāli. Vispār tavs ir tikai tavs!

Mūsu uzdevums ir izveidot minimālo grafiku kanālam, kurā jūs sazināties visvairāk. Teiksim, 15., kur sazinās tālsatiksmes braucēji.

Pirmā lieta, kas jums jāsaprot, ir tas, uz kāda "slīpuma" viss tagad ir iestatīts. Tas ir vienkārši: novietojiet staciju 1. kanālā, izmēriet SWR, pēc tam 15. kanālā, vēlreiz, pēc tam 30. kanālā, vēlreiz mēriet. Apskatīsim skaitļus.

Skaitļi krītas - jūs esat pa kreisi. Antena ir jāpagarina.

Skaitļi pieaug – jūs esat uz pareizā slīpuma. Antena ir jāsaīsina.

Skaitļi “liels-mazs-liels” garā — jūsu SWR diagramma ir ļoti šaura, samaziniet soli. Nu, vai arī jūs esat ļoti tuvu mērķim - beidziet kustināt antenu turētājā.

Skaitļi “same-same-same” garā — jūsu SWR diagramma ir ļoti plaša. Ir ļoti maz ticams, ka antenas garums mainīsies.

Pēc manas pieredzes, visticamāk, jums būs jāgriež antena. Citi gadījumi ir ļoti reti...

Pēc antenas pagarināšanas vai saīsināšanas atkārtojiet mērījumu, līdz tiek sasniegta minimālā SWR vērtība vēlamajā kanālā. Es atkārtoju, katrai instalācijai ir savs minimālais sasniedzamais līmenis!

Kā saīsināt? Izmantojiet jebkuru jaudīgu knaibles, lai nokostu centimetru no augšas. Šeit galvenais ir nepārspīlēt, jo pagarināšana ir daudz nogurdinošāka nekā griešana.

Kā pagarināt? Šeit tas kļūst grūtāk. Ja pašai antenai nepietiek regulējumu diapazona, tad parasti pielodē/uzskrūvē/metina kādu gabalu uz augšu ar rezervi, lai vēlāk varētu nogriezt...

Progresīvāki cilvēki var darīt to pašu, mainot uz spoles uztītā stieples apgriezienu skaitu (sabiezējums ir antenas apakšā), bet pieredzējušiem cilvēkiem šis stāsts nav vajadzīgs :)

Kuras SWR vērtības ir labas un kuras ir sliktas? Aptuveni runājot, viss, kas pārsniedz 2,5, ir slikti. 1,5-2,5 – vilks. 1,1-1,5 ir labi. 1 – teicami.

Vai jums ir augsts SWR un tas nesamazinās? 99%, jo kaut kur ķēdē “antenas zemējums – auto virsbūve – radio korpuss” ir ļoti slikts kontakts. Vai arī antenas vadā un savienotājos.

Redzi, cik tas ir vienkārši?

Instalējot un konfigurējot radiosakaru sistēmas, bieži tiek mērīts noteikts ne visai skaidrs lielums, ko sauc par SWR. Kas ir šis raksturlielums papildus antenas raksturlielumos norādītajam frekvenču spektram?
Mēs atbildam:
Stāvviļņu attiecība (SWR), ceļojošo viļņu attiecība (TWR), atgriešanās zudums ir termini, kas raksturo radiofrekvences ceļa atbilstības pakāpi.
Augstfrekvences pārvades līnijās signāla avota pretestības atbilstība līnijas raksturīgajai pretestībai nosaka signāla pārraides apstākļus. Kad šīs pretestības ir vienādas, līnijā notiek ceļojoša viļņa režīms, kurā visa signāla avota jauda tiek pārnesta uz slodzi.

Kabeļa pretestība, ko mēra pie līdzstrāvas ar testeri, parādīs vai nu atvērtu ķēdi, vai īssavienojumu atkarībā no tā, kas ir savienots ar otru kabeļa galu, un koaksiālā kabeļa raksturīgo pretestību nosaka iekšējā kabeļa diametru attiecība. un kabeļa ārējie vadītāji un starp tiem esošā izolatora īpašības. Raksturīgā pretestība ir pretestība, ko līnija nodrošina augstfrekvences signāla kustīgajam vilnim. Raksturīgā pretestība ir nemainīga visā līnijā un nav atkarīga no tās garuma. Radiofrekvenču gadījumā līnijas raksturīgā pretestība tiek uzskatīta par nemainīgu un tīri aktīvu. Tas ir aptuveni vienāds ar:
kur L un C ir līnijas sadalītā kapacitāte un induktivitāte;

Kur: D ir ārējā vadītāja diametrs, d ir iekšējā vadītāja diametrs, ir izolatora dielektriskā konstante.
Aprēķinot radiofrekvenču kabeļus, tiek mēģināts iegūt optimālu konstrukciju, kas nodrošina augstus elektriskos raksturlielumus ar vismazāko materiālu patēriņu.
Izmantojot varu radiofrekvences kabeļa iekšējiem un ārējiem vadītājiem, piemēro šādas attiecības:
minimālais vājinājums kabelī tiek sasniegts ar diametra attiecību

Maksimālā elektriskā izturība tiek sasniegta, ja:

maksimālā pārraidītā jauda pie:

Pamatojoties uz šīm sakarībām, tika izvēlētas nozares ražoto radiofrekvenču kabeļu raksturīgās pretestības.
Kabeļa parametru precizitāte un stabilitāte ir atkarīga no iekšējo un ārējo vadītāju diametru ražošanas precizitātes un dielektrisko parametru stabilitātes.
Pilnīgi saskaņotā līnijā nav atspulgu. Ja slodzes pretestība ir vienāda ar pārvades līnijas raksturīgo pretestību, krītošais vilnis tiek pilnībā absorbēts slodzē un nav atstarotu vai stāvošu viļņu. Šo režīmu sauc par ceļojošo viļņu režīmu.
Ja līnijas galā ir īssavienojums vai atvērta ķēde, krītošais vilnis tiek pilnībā atspoguļots atpakaļ. Atstaroto vilni pieskaita krītošajam, un iegūtā amplitūda jebkurā līnijas posmā ir krītošā un atstarotā viļņu amplitūdu summa. Maksimālo spriegumu sauc par antimezglu, minimālo - par sprieguma mezglu. Mezgli un antinodi nepārvietojas attiecībā pret pārvades līniju. Šo režīmu sauc par stāvviļņu režīmu.
Ja pārvades līnijas izejā ir pievienota nejauša slodze, tikai daļa no krītošā viļņa tiek atspoguļota atpakaļ. Atkarībā no neatbilstības pakāpes, atstarotais vilnis palielinās. Rindā vienlaikus tiek izveidoti stāvošie un ceļojošie viļņi. Šis ir jauktais vai kombinētais viļņu režīms.
Stāvviļņu attiecība (SWR) ir bezdimensijas lielums, kas raksturo līnijā krītošo un atstaroto viļņu attiecību, tas ir, tuvinājuma pakāpi ceļojošā viļņa režīmam:
; kā redzams pēc definīcijas, SWR var mainīties no 1 līdz bezgalībai;
SWR mainās proporcionāli slodzes pretestības attiecībai pret raksturīgo līnijas pretestību:

Ceļojošā viļņa koeficients ir SWR apgrieztais lielums:
KBV= var mainīties no 0 līdz 1;

• Atdeves zudums ir incidenta un atstaroto viļņu jaudas attiecība, kas izteikta decibelos.

vai otrādi:
Atgriešanas zudumi ir ērti lietojami, novērtējot fīdera ceļa efektivitāti, kad kabeļa zudumus, kas izteikti dB/m, var vienkārši summēt ar atgriešanas zudumiem.
Neatbilstības zaudējumu apjoms ir atkarīgs no SWR:
laikos vai decibelos.
Pārraidītā enerģija ar nesaskaņotu slodzi vienmēr ir mazāka nekā ar saskaņotu slodzi. Raidītājs, kas darbojas ar nesaskaņotu slodzi, nesniedz līnijai visu jaudu, ko tas nodrošinātu saskaņotai slodzei. Faktiski tas nav zudums līnijā, bet gan jaudas samazinājums, ko raidītājs piegādā līnijai. Apmēru, kādā SWR ietekmē samazinājumu, var redzēt tabulā:

Ir svarīgi saprast, ka:

• SWR ir vienāds jebkurā līnijas posmā, un to nevar regulēt, mainot līnijas garumu. Ja SWR skaitītāja rādījumi ievērojami atšķiras, pārvietojoties pa līniju, tas var norādīt uz padeves antenas efektu, ko izraisa strāva, kas plūst gar koaksiālā kabeļa pinuma ārpusi, un/vai slikta skaitītāja konstrukcija, bet ne to, ka SWR mainās gar līniju.
• Atspoguļotā jauda neatgriežas raidītājā un nesasilda un nesabojā to. Bojājumus var izraisīt raidītāja izejas pakāpes darbība ar neatbilstošu slodzi. Raidītāja izvade, jo izejas signāla spriegums un atstarotais vilnis nelabvēlīgā gadījumā var tikt apvienots tā izejā, var rasties, pārsniedzot pusvadītāju savienojuma maksimālo pieļaujamo spriegumu.
• Augsta SWR koaksiālajā padevējā, ko izraisa būtiska neatbilstība starp līnijas raksturīgo pretestību un antenas ieejas pretestību, pati par sevi neizraisa RF strāvas parādīšanos uz kabeļa pinuma ārējās virsmas un padevēja starojumu. līniju.

SWR mēra, piemēram, izmantojot divus virziena savienotājus, kas savienoti ar ceļu pretējos virzienos vai mērīšanas tilta reflektometru, kas ļauj iegūt signālus, kas ir proporcionāli krītošajam un atstarotajam signālam.

SWR mērīšanai var izmantot dažādus instrumentus. Sarežģītās ierīcēs ir iekļauts slaucīšanas frekvences ģenerators, kas ļauj redzēt SWR panorāmas attēlu. Vienkāršas ierīces sastāv no savienotājiem un indikatora, un signāla avots ir ārējs, piemēram, radiostacija.

Piemēram, divu bloku RK2-47, izmantojot platjoslas tilta reflektometru, nodrošināja mērījumus 0,5-1250 MHz diapazonā.

P4-11 kalpoja VSWR, atstarošanas koeficienta fāzes, moduļa un pārraides koeficienta fāzes mērīšanai diapazonā no 1 līdz 1250 MHz.
Importētie instrumenti SWR mērīšanai, kas kļuvuši par klasiku no Bird un Telewave:

Vai arī vienkāršāk un lētāk:

Populāri ir vienkārši un lēti AEA panorāmas skaitītāji:

SWR mērījumus var veikt gan noteiktā spektra punktā, gan panorāmā. Šajā gadījumā analizatora ekrāns var parādīt SWR vērtības norādītajā spektrā, kas ir ērti noteiktas antenas noregulēšanai un novērš kļūdas, apgriežot antenu.
Lielākajai daļai sistēmu analizatoru ir vadības galviņas - reflektometriskie tilti, kas ļauj ar augstu precizitāti izmērīt SWR frekvences punktā vai panorāmā:

Praktiskais mērījums sastāv no skaitītāja pievienošanas pārbaudāmās ierīces savienotājam vai atvērtam ceļam, izmantojot caurplūdes tipa ierīci. SWR vērtība ir atkarīga no daudziem faktoriem:

• Liekumi, defekti, neviendabības, lodējumi kabeļos.
• Kabeļu griešanas kvalitāte radiofrekvenču savienotājos.
• Adaptera savienotāju pieejamība
• Mitrums nokļūst kabeļos.

Mērot antenas SWR caur zudumu padevēju, testa signāls līnijā tiek vājināts, un padevējs ieviesīs kļūdu, kas atbilst zudumiem tajā. Gan krītošie, gan atspoguļotie viļņi piedzīvo vājināšanos. Šādos gadījumos VSWR aprēķina:
Kur k - atstarotā viļņa vājinājuma koeficients, ko aprēķina: k=2BL; IN- īpatnējais vājinājums, dB/m; L- kabeļa garums, m, kamēr
faktors 2 ņem vērā, ka signāls tiek vājināts divas reizes - ceļā uz antenu un ceļā no antenas uz avotu, atpakaļceļā.
Piemēram, izmantojot kabeli ar īpatnējo vājinājumu 0,04 dB/m, signāla vājināšanās 40 metru padeves garumā būs 1,6 dB katrā virzienā, kopā 3,2 dB. Tas nozīmē, ka SWR = 2,0 faktiskās vērtības vietā ierīce rādīs 1,38; pie SWR=3.00 ierīce rādīs aptuveni 2.08.

Piemēram, ja pārbaudāt padeves ceļu ar 3 dB zudumu, antenu ar SWR 1,9 un kā caurlaides mērītāja signāla avotu izmantojat 10 W raidītāju, tad skaitītāja mērītā krītošā jauda būs 10 W. Piegādāto signālu padevējs vājinās 2 reizes, 0,9 no ienākošā signāla tiks atstarots no antenas un, visbeidzot, atstarotais signāls ceļā uz ierīci tiks vājināts vēl 2 reizes. Ierīce godīgi parādīs krītošo un atstaroto signālu attiecību: krītošā jauda ir 10 W un atstarotā jauda ir 0,25 W. SWR būs 1,37, nevis 1,9.

Ja izmantojat ierīci ar iebūvētu ģeneratoru, tad šī ģeneratora jauda var nebūt pietiekama, lai radītu nepieciešamo spriegumu uz atstarotā viļņa detektora, un jūs redzēsiet trokšņu celiņu.

Kopumā pūles, kas veltītas, lai samazinātu SWR zem 2:1 jebkurā koaksiālajā līnijā, nepalielina antenas starojuma efektivitāti, un tas ir ieteicams gadījumos, kad raidītāja aizsardzības ķēde tiek iedarbināta, piemēram, pie SWR> 1,5 vai no frekvences atkarīgas ķēdes, kas pievienotas padevējam, ir sajukušas.

Mūsu uzņēmums piedāvā plašu mērīšanas iekārtu klāstu no dažādiem ražotājiem, īsumā apskatīsim tos:
M.F.J.
MFJ-259– diezgan ērti lietojama ierīce kompleksai sistēmu parametru mērīšanai, kas darbojas diapazonā no 1 līdz 170 MHz.

MFJ-259 SWR mērītājs ir ļoti kompakts, un to var izmantot vai nu ar ārēju zemsprieguma barošanas avotu, vai ar iekšējo AA bateriju komplektu.

MFJ-269
SWR mērītājs MFJ-269 ir kompakta kombinēta ierīce ar autonomu barošanas avotu.
Darbības režīmu norādīšana tiek veikta uz šķidro kristālu displeja, bet mērījumu rezultāti - uz LCD un rādītāja instrumentiem, kas atrodas uz priekšējā paneļa.
MFJ-269 ļauj veikt lielu skaitu papildu antenas mērījumu: RF pretestību, kabeļa zudumu un elektriskā garuma pārrāvumu vai īssavienojumu.

SWR skaitītāja darbības frekvenču diapazons ir sadalīts apakšdiapazonos: 1,8...4 MHz, 27...70 MHz, 415...470 MHz, 4,0...10 MHz, 70...114 MHz, 10. ..27 MHz, 114...170 MHz

SWR un jaudas mērītājiKomēta
Comet jaudas un SWR mērītāju sēriju pārstāv trīs modeļi: CMX-200 (SWR un jaudas mērītājs, 1,8-200 MHz, 30/300/3 kW), CMX-1 (SWR un jaudas mērītājs, 1,8-60 MHz, 30/300/3 kW) un vislielākā interese ir CMX2300 T (SWR un jaudas mērītājs, 1,8-60/140-525 MHz, 30/300/3 kW, 20/50/200 W)
CMX2300T
Jaudas un SWR mērītājs CMX-2300 sastāv no divām neatkarīgām sistēmām 1,8-200 MHz diapazonā un 140-525 MHz diapazonā ar iespēju vienlaicīgi izmērīt šos diapazonus. Ierīces caurlaides struktūra un līdz ar to zemais jaudas zudums ļauj veikt mērījumus ilgā laika periodā.

Jaudas un SWR skaitītājiNissen
Bieži vien darbam uz vietas nav nepieciešama sarežģīta iekārta, kas nodrošina pilnīgu priekšstatu, bet gan funkcionāla un ērti lietojama ierīce. Nissen sērijas jaudas un SWR skaitītāji ir tieši tādi "darba zirgi".
Vienkārša caurlaides struktūra un augsts jaudas ierobežojums līdz 200 W kopā ar 1,6-525 MHz frekvenču spektru padara Nissen ierīces par ļoti vērtīgu palīglīdzekli, kur nav nepieciešams sarežģīts līnijas raksturlielums, bet gan ātrs. un precīzi mērījumi.
NISSEI TX-502
Tipisks Nissen sērijas skaitītāju pārstāvis ir Nissen TX-502. Tiešā un atdeves zuduma mērīšana, SWR mērīšana, rādītāju panelis ar skaidri redzamām gradācijām. Maksimāla funkcionalitāte ar lakonisku dizainu. Un tajā pašā laikā antenu uzstādīšanas procesā tas bieži vien ir pietiekami, lai ātri un efektīvi izvietotu sakaru sistēmu un izveidotu kanālu.