Sve o odnosu stajaćih talasa. Odnos stajaćih talasa Standardi kbv ksv digitalno emitovanje radio-difuzije
Nakon što je antena instalirana, ona se mora podesiti na minimalnu vrijednost SWR-a u sredini opsega radne frekvencije, ili ako je predviđena za rad samo na jednoj frekvenciji, na minimalnu vrijednost SWR-a na toj frekvenciji.
Šta je SWR? SWR - omjer stajaćih valova - je mjera usklađivanja putanje antene i fidera. Pokazuje procenat gubitka snage u anteni. Gubici snage pri različitim vrijednostima SWR-a prikazani su u tabeli 1.
Tabela 1. Gubici snage pri različitim SWR vrijednostima
Slika 1. Dijagram povezivanja SWR mjerača
PAŽNJA!!! Uređaj mora biti sposoban za rad na vašoj izlaznoj snazi! Odnosno, ako je uređaj dizajniran za maksimalnu snagu od 10W, a na njegov ulaz se isporučuje 100W, tada će rezultat biti prilično očigledan u obliku dima i prilično opipljiv za čula mirisa. Prekidač mora biti postavljen u položaj FWD (direktan pogon). Nakon što ste uključili zupčanik, morate drškom postaviti pokazivač strelice na kraj skale. Na taj način se očitavanja instrumenta kalibriraju. Uređaj se mora kalibrirati svaki put kada se promijeni radna frekvencija. Zatim, nakon što prebacite uređaj (sa isključenim zupčanikom) u položaj REF (prebacivanje unazad), uključite brzinu i očitajte SWR vrijednost na skali uređaja.
Razmotrimo primjer podešavanja antene na prosječnu frekvenciju mreže C (frekvencija 27,205 MHz) promjenom dužine pina. Prvo morate izmjeriti vrijednost SWR-a na kanalu 1 mreže C. Zatim na posljednjem (40) kanalu mreže C. Ako je vrijednost SWR-a veća od 3 u oba slučaja, onda je antena pogrešno instalirana, nije projektovana da radi u ovom opsegu ili ima kvar. Ako je SWR izmjeren na kanalu 1 veći od vrijednosti SWR na kanalu 40, tada je potrebno skratiti dužinu igle, ako je obrnuto, onda je potrebno produžiti pin (izgurati iz držača). Stojimo na 20. kanalu C mreže, mjerimo SWR, zapamtimo njegovu vrijednost. Odvrnemo vijke koji pričvršćuju pin, pomaknemo ga 7-10 mm u željenom smjeru, zategnemo vijke i ponovno provjerimo SWR. Ako je iglica gurnuta do kraja, a SWR je i dalje visok, morat ćete fizički skratiti iglu. Ako je igla produžena što je više moguće, morat ćete povećati dužinu odgovarajućeg namotaja. Ugrađujemo iglu u sredinu nosača. Odgrizemo 5-7 mm, izmjerimo SWR i ponovo odgrizemo. Istovremeno, vodimo računa da se SWR vrijednost smanji. Čim dostigne minimum i počne da raste, prestajemo da se rugamo iglu, a zatim podešavamo njegovu dužinu promenom položaja u anteni i tako nalazimo minimalni SWR.
Imajte na umu da antenu treba podešavati samo na njenoj KONAČNOJ instalacijskoj lokaciji. To znači da ako premjestite antenu na drugu lokaciju, trebat će je ponovo podesiti.
Ako dobijete SWR od oko 1,1-1,3, ovo je odličan rezultat.
Ako dobijete SWR od oko 1,3-1,7, to također nije loše i nemate razloga za brigu.
Ako je SWR 1,8 - 2, onda treba obratiti pažnju na gubitke u VF konektorima (nepravilno sečenje kabla, loše lemljenje centralne jezgre kabla, itd.) Za antenu, takav nivo usklađenosti će značiti da ima problema sa podudaranjem i treba ga podesiti.
SWR 2.1 - 5 označava očigledan kvar na anteni ili njenu pogrešnu instalaciju. SWR veći od 5 znači prekid centralnog jezgra u kablu ili anteni.
Iz drugog izvora
Duljine kabla od 50 oma u polutalasima, "polutalasni repetitor" režim (važi za kablove sa čvrstom polietilenskom izolacijom centralne jezgre)
Broj polutalasa
Mreža “C” Mreža “D” Mreža “C”& “D”
Prosječna frekvencija MHz
27.5
Dužina kabla
1 3.639m 3.580m 3.611m
2 7.278m 7.160m 7.222m
3 10.917m 10.739m 10.833m
4 14.560m 14.319m 14.444m
5 18.195m 17.899m 18.055m
Danas su SWR mjerači dostupni na gotovo svakoj radio-amaterskoj radio stanici - ugrađeni u markiranu opremu, neovisne brendirane uređaje ili domaće. Njihovi rezultati
radio-amateri naširoko raspravljaju o radu (SWR putanje antena-feeder).
Kao što je poznato, koeficijent stojećeg talasa u fideru je jedinstveno određen ulaznom impedansom antene i karakterističnom impedansom fidera. Ova karakteristika putanje antena-feeder ne zavisi ni od nivoa snage ni od izlazne impedanse predajnika. U praksi se mora mjeriti na određenoj udaljenosti od antene - najčešće direktno na primopredajniku. Poznato je da fider transformiše ulaznu impedanciju antene u neke od njenih vrednosti koje su određene dužinom fidera. Ali u isto vrijeme, u bilo kojem dijelu dovoda su takvi da se odgovarajuća vrijednost SWR-a ne mijenja. Drugim riječima, za razliku od impedanse smanjene na kraj fidera koji je najudaljeniji od antene, ona ne ovisi o dužini fidera, pa se SWR može mjeriti i direktno na anteni i na nekoj udaljenosti od nje (npr. na primopredajniku).
U radio-amaterskim krugovima postoje mnoge legende o “polutalasnim repetitorima” koji navodno poboljšavaju SWR. Fider sa električnom dužinom od polovine radne talasne dužine (ili čitavog broja njih) je zaista „sledbenik“ - impedansa na kraju najdalje od antene biće jednaka ulaznoj impedanciji antene. Jedina prednost ovog efekta je mogućnost daljinskog mjerenja ulazne impedanse antene. Kao što je već napomenuto, ovo ne utiče na vrijednost SWR-a (tj. na energetske odnose na putu antena-feeder).
Zapravo, kada se mjeri SWR na udaljenosti od tačke priključka fidera na antenu, njegova zabilježena vrijednost je uvijek malo drugačija od prave. Ove razlike se objašnjavaju gubicima u hranilici. Oni su strogo deterministički i mogu samo da „poboljšaju“ zabeleženu SWR vrednost. Međutim, ovaj efekat je u praksi često beznačajan ako se koristi kabl sa malim linearnim gubicima, a dužina samog fidera je relativno kratka.
Ako ulazna impedansa antene nije čisto aktivna i jednaka je karakterističnoj impedansi fidera, u njoj se uspostavljaju stojni talasi koji se raspoređuju duž fidera i sastoje se od naizmeničnih minimuma i maksimuma RF napona.
Na sl. Na slici 1 prikazana je raspodjela napona u liniji sa čisto otpornim opterećenjem, nešto većom od karakteristične impedanse napojnika. Ako postoji reaktivnost u opterećenju, distribucija napona i struje se pomiče ulijevo ili udesno duž ^ ose, ovisno o prirodi opterećenja. Period ponavljanja minimuma i maksimuma duž dužine linije određen je radnom talasnom dužinom (u koaksijalnom fideru - uzimajući u obzir faktor skraćivanja). Njihova karakteristika je SWR vrijednost - odnos maksimalnog i minimalnog napona u ovom stajaćem talasu, odnosno SWR = Umax/Umin.
Vrijednosti ovih napona se direktno određuju samo uz pomoć mjernih vodova, koji se ne koriste u amaterskoj praksi (u kratkovalnom opsegu - a ni u profesionalnoj praksi).Razlog za to je jednostavan: da bi se u stanju da izmeri promene ovog napona duž dužine linije, njegova dužina mora biti primetno duža, od četvrtine talasa. Drugim riječima, čak i za najveći frekvencijski raspon od 28 MHz već bi trebao biti nekoliko metara i, shodno tome, čak i veći za niskofrekventne opsege.
Iz tog razloga su razvijeni mali senzori prednjih i povratnih valova u fideru (“direkcioni sprežnici”), na osnovu kojih se proizvode moderni SWR mjerači u kratkotalasnom području i u niskofrekventnom dijelu VHF-a. opseg (do približno 500 MHz). Oni mjere visokofrekventne napone i struje (naprijed i nazad) u određenoj tački napojnika i na osnovu ovih mjerenja izračunava se odgovarajući SWR. Matematika vam omogućava da ga izračunate tačno iz ovih podataka - sa ove tačke gledišta, metoda je apsolutno iskrena. Problem je greška samih senzora.
Prema fizici rada takvih senzora, oni moraju mjeriti struju i napon na istoj tački napojnika. Postoji nekoliko verzija senzora - dijagram jedne od najčešćih opcija prikazan je na Sl. 2.
Moraju biti projektovani tako da kada je mjerna jedinica opterećena ekvivalentom antene (otporno neinduktivno opterećenje sa otporom jednakim karakterističnoj impedansi fidera), napon na senzoru, koji se uzima iz kapacitivnog djelitelj na kondenzatorima C1 i C2, te napon na strujnom senzoru, koji se uzima sa polovine sekundarnog namotaja transformatora T1, bili su jednaki po amplitudi i pomjereni u fazi tačno za 180° odnosno 0°. Štaviše, ovi omjeri se moraju održavati u cijelom frekventnom opsegu za koji je ovaj SWR mjerač dizajniran. Zatim se ova dva RF napona ili zbrajaju (registracija prednjeg talasa) ili oduzimaju (registracija obrnutog talasa).
Prvi izvor greške kod ove metode snimanja SWR-a je to što senzori, posebno u domaćim izvedbama, ne daju gore navedene odnose između dva napona u cijelom frekventnom opsegu. Kao rezultat toga, dolazi do „disbalansa sistema“ - prodora RF napona iz kanala koji obrađuje informacije o prednjem valu u kanal koji to radi za obrnuti val, i obrnuto. Stepen izolacije ova dva kanala obično je karakteriziran koeficijentom usmjerenosti uređaja. Čak i za naizgled dobre uređaje namijenjene radio-amaterima, a još više za domaće, rijetko prelazi 20...25 dB.
To znači da ne možete vjerovati očitanjima takvog “SWR mjerača” prilikom određivanja malih vrijednosti SWR-a. Štaviše, u zavisnosti od prirode opterećenja na mernoj tački (a zavisi i od dužine dovoda!) odstupanja od prave vrednosti mogu biti u jednom ili drugom smeru. Dakle, s koeficijentom usmjerenosti uređaja od 20 dB, vrijednost SWR = 2 može odgovarati očitanjima uređaja od 1,5 do 2,5. Zato je jedna od metoda testiranja ovakvih uređaja mjerenje SWR-a, koji nije jednak 1 pri dužinama fidera koje se razlikuju za četvrtinu radne valne dužine. Ako se dobiju različite SWR vrijednosti, to samo ukazuje da određeni SWR mjerač nema dovoljnu usmjerenost...
Očigledno je upravo ovaj efekat doveo do legende o uticaju dužine dovoda na SWR.
Još jedna stvar je priroda mjerenja u takvim uređajima koja nije u potpunosti "tačka-po-tačka" (tačke na kojima se prikupljaju informacije o naponu i struji ne poklapaju se).
Uticaj ovog efekta je manje značajan. Drugi izvor grešaka je pad efikasnosti ispravljanja senzorskih dioda pri niskim RF naponima. Ovaj efekat je poznat većini radio amatera. To dovodi do “poboljšanja” SWR-a pri niskim vrijednostima. Iz tog razloga, SWR mjerači gotovo nikada ne koriste silikonske diode, čija je neefikasna zona ispravljanja mnogo veća od germanijumskih ili Schottky dioda. Prisustvo ovog efekta u određenom uređaju lako se provjerava promjenom nivoa snage na kojem se mjerenja vrše. Ako SWR počne "rasti" s povećanjem snage (govorimo o njegovim malim vrijednostima), tada dioda odgovorna za snimanje povratnog vala jasno podcjenjuje vrijednost napona koja mu odgovara.
Kada je RF napon na ispravljaču senzora manji od 1 V (rms vrijednost), linearnost voltmetra, uključujući i one napravljene pomoću germanijumskih dioda, je poremećena. Ovaj efekat se može minimizirati kalibracijom skale SWR mjerača ne proračunom (kao što se često radi), već stvarnim vrijednostima SWR opterećenja.
I na kraju, ne može se ne spomenuti struja koja teče kroz vanjsku pletenicu hranilice. Ako se ne preduzmu odgovarajuće mjere, to može biti uočljivo i utjecati na očitanja brojila. Neophodno je provjeriti njegovo odsustvo prilikom mjerenja SWR-a stvarnih antena.
Svi ovi problemi prisutni su kod fabrički napravljenih uređaja, ali su posebno izraženi u dizajnu domaće izrade. Dakle, kod ovakvih uređaja čak i nedovoljna zaštita unutar bloka senzora naprijed i nazad može igrati važnu ulogu.
Što se tiče fabrički proizvedenih uređaja, za ilustraciju njihovih stvarnih karakteristika možemo navesti podatke iz recenzije objavljene u. Laboratorija ARRL testirala je pet mjerača snage i SWR-a različitih kompanija. Cijena - od 100 do 170 američkih dolara. Četiri uređaja koristila su indikatore snage naprijed i nazad (reflektovane) s dva pokazivača, što je omogućilo odmah očitavanje SWR vrijednosti na kombinovanoj skali uređaja. Gotovo svi uređaji imali su primjetnu grešku u mjerenju snage (do 10...15%) i primjetnu neujednačenost njene indikacije u frekvenciji (u frekvencijskom opsegu 2...28 MHz). Odnosno, možemo očekivati da će greška očitavanja SWR-a biti veća od datih vrijednosti. Štaviše, nisu svi uređaji, povezani na ekvivalent antene, pokazali SWR=1. Jedan od njih (ne najjeftiniji) je čak pokazao 1.25 na 28 MHz.
Drugim riječima, morate biti oprezni kada provjeravate domaće SWR mjerače pomoću instrumenata koji su proizvedeni za radio-amatere. A u svjetlu rečenog, potpuno smiješno zvuče izjave nekih radio-amatera, koje se često mogu čuti u eteru ili pročitati u radioamaterskim člancima na internetu ili u časopisima, da je njihov SWR npr. 1.25... A preporučljivost uvođenja digitalnog očitavanja vrijednosti u takve uređaje VSWR ne izgleda tako praktično.
Boris STEPANOV
Prilikom instaliranja i konfigurisanja radio komunikacionih sistema često se meri određena ne sasvim jasna veličina koja se zove SWR. Koja je ovo karakteristika, pored frekvencijskog spektra naznačenog u karakteristikama antene?
mi odgovaramo:
Odnos stajaćih talasa (SWR), odnos putujućih talasa (TWR), povratni gubitak su termini koji karakterišu stepen podudarnosti putanje radio frekvencije.
U visokofrekventnim dalekovodima, usklađivanje impedanse izvora signala sa karakterističnom impedansom linije određuje uslove prijenosa signala. Kada su ovi otpori jednaki, u liniji se javlja mod putujućih valova, u kojem se sva snaga izvora signala prenosi na opterećenje.
Otpor kabela izmjeren na jednosmjernoj struji testerom pokazat će ili prekid ili kratki spoj ovisno o tome šta je spojeno na drugi kraj kabela, a karakteristična impedancija koaksijalnog kabela određena je omjerom promjera unutrašnjeg kabla. i vanjski provodnici kabela i karakteristike izolatora između njih. Karakteristična impedansa je otpor koji linija pruža putujućem valu visokofrekventnog signala. Karakteristična impedansa je konstantna duž linije i ne zavisi od njene dužine. Za radio frekvencije, karakteristična impedancija linije smatra se konstantnom i čisto aktivnom. Približno je jednako:
gdje su L i C distribuirani kapacitet i induktivnost linije;
Gdje je: D promjer vanjskog vodiča, d je promjer unutrašnjeg provodnika, dielektrična konstanta izolatora.
Prilikom proračuna radiofrekventnih kablova nastoji se dobiti optimalan dizajn koji pruža visoke električne karakteristike uz najmanju potrošnju materijala.
Kada koristite bakar za unutrašnje i vanjske provodnike radiofrekventnog kabla, primjenjuju se sljedeći omjeri:
minimalno slabljenje u kablu se postiže odnosom prečnika
Maksimalna električna snaga se postiže kada:
maksimalna prenesena snaga na:
Na osnovu ovih odnosa odabrane su karakteristične impedanse radiofrekventnih kablova koje proizvodi industrija.
Preciznost i stabilnost parametara kabla zavise od proizvodne tačnosti prečnika unutrašnjih i spoljašnjih provodnika i stabilnosti dielektričnih parametara.
Nema refleksije u savršeno usklađenoj liniji. Kada je impedansa opterećenja jednaka karakterističnoj impedansi dalekovoda, upadni val se potpuno apsorbira u opterećenje i nema reflektiranih ili stajaćih valova. Ovaj način rada naziva se režim putujućih valova.
Kada dođe do kratkog spoja ili otvorenog kruga na kraju linije, upadni val se potpuno reflektuje nazad. Reflektirani val se dodaje upadnom, a rezultirajuća amplituda u bilo kojem dijelu linije je zbir amplituda upadnog i reflektiranog valova. Maksimalni napon se naziva antičvor, minimalni napon se naziva naponski čvor. Čvorovi i antičvorovi se ne pomiču u odnosu na dalekovod. Ovaj način rada naziva se režim stajaćih valova.
Ako je nasumično opterećenje priključeno na izlaz dalekovoda, samo se dio upadnog vala reflektira natrag. U zavisnosti od stepena neusklađenosti, reflektovani talas se povećava. U liniji se istovremeno uspostavljaju stajaći i putujući talasi. Ovo je mješoviti ili kombinirani način rada valova.
Odnos stojećeg talasa (SWR) je bezdimenzionalna veličina koja karakteriše odnos upadnih i reflektovanih talasa u liniji, odnosno stepen aproksimacije putujućeg talasa:
; kao što se može vidjeti po definiciji, SWR može varirati od 1 do beskonačnosti;
SWR se mijenja proporcionalno omjeru otpora opterećenja prema karakterističnoj impedansi linije:
Koeficijent putujućeg talasa je recipročan SWR:
KBV= može varirati od 0 do 1;
- Povratni gubitak je odnos snaga upadnog i reflektovanog talasa, izražen u decibelima.
ili obrnuto:
Povratni gubici su pogodni za korištenje pri procjeni efikasnosti napojnog puta, kada se gubici u kablu, izraženi u dB/m, mogu jednostavno zbrojiti sa povratnim gubicima.
Iznos gubitka neusklađenosti ovisi o SWR-u:
u vremenima ili u decibelima.
Energija koja se prenosi sa neusklađenim opterećenjem je uvek manja nego sa usklađenim opterećenjem. Predajnik koji radi za neusklađeno opterećenje ne isporučuje liniji svu snagu koju bi isporučio usklađenom opterećenju. Zapravo, ovo nije gubitak u liniji, već smanjenje snage koju liniju dovodi odašiljač. U kojoj mjeri SWR utiče na smanjenje može se vidjeti iz tabele:
Snaga ulazi u opterećenje |
Povratni gubitak |
|
Važno je shvatiti da:
- SWR je isti u bilo kojem dijelu linije i ne može se podesiti promjenom dužine linije. Ako očitanja SWR mjerača značajno variraju dok se kreće duž linije, to može ukazivati na efekat napojne antene uzrokovan strujom koja teče duž vanjske strane pletenice koaksijalnog kabela i/ili lošim dizajnom mjerača, ali ne i da SWR varira duž linije.
- Reflektirana snaga se ne vraća u predajnik i ne zagrijava ga niti oštećuje. Oštećenje može biti uzrokovano radom izlaznog stupnja predajnika s neusklađenim opterećenjem. Izlaz iz predajnika, budući da se napon izlaznog signala i reflektovani val mogu u nepovoljnom slučaju kombinovati na njegovom izlazu, može nastati zbog prekoračenja maksimalno dozvoljenog napona spoja poluprovodnika.
- Visok SWR u koaksijalnom fideru, uzrokovan značajnom neusklađenošću između karakteristične impedanse linije i ulazne impedanse antene, sam po sebi ne uzrokuje pojavu RF struje na vanjskoj površini pletenice kabela i zračenje napojnika linija.
SWR se mjeri, na primjer, pomoću dva usmjerena sprežnika povezana na stazu u suprotnim smjerovima ili mjernog mostnog reflektometra, koji omogućava dobivanje signala proporcionalnih upadnom i reflektovanom signalu.
Za mjerenje SWR-a mogu se koristiti različiti instrumenti. Kompleksni uređaji uključuju generator frekvencije sweep, koji vam omogućava da vidite panoramsku sliku SWR-a. Jednostavni uređaji se sastoje od spojnica i indikatora, a izvor signala je vanjski, na primjer, radio stanica.
Na primjer, dvoblok RK2-47, koristeći širokopojasni mostni reflektometar, davao je mjerenja u rasponu od 0,5-1250 MHz.
P4-11 je služio za mjerenje VSWR-a, faze koeficijenta refleksije, modula i faze koeficijenta prijenosa u rasponu od 1-1250 MHz.
Uvezeni instrumenti za mjerenje SWR-a koji su postali klasici iz Bird i Telewavea:
Ili jednostavnije i jeftinije:
Jednostavni i jeftini panoramski mjerači AEA-a su popularni:
SWR mjerenja se mogu vršiti i na određenoj tački u spektru iu panorami. U ovom slučaju, ekran analizatora može prikazati vrijednosti SWR-a u navedenom spektru, što je pogodno za podešavanje određene antene i eliminiše greške prilikom podrezivanja antene.
Za većinu sistemskih analizatora postoje kontrolne glave - reflektometrijski mostovi koji vam omogućavaju mjerenje SWR-a s visokom preciznošću na frekvencijskoj tački ili u panorami:
Praktično mjerenje se sastoji od povezivanja mjerača na konektor uređaja koji se testira ili na otvorenu putanju kada se koristi uređaj s prolazom. Vrijednost SWR-a ovisi o mnogim faktorima:
- Savijanja, defekti, nehomogenosti, lemovi u kablovima.
- Kvalitet rezanja kablova u radio frekvencijskim konektorima.
- Dostupnost adapterskih konektora
- Ulazak vlage u kablove.
Prilikom mjerenja SWR-a antene kroz fider sa gubicima, test signal u liniji je oslabljen i fider će unijeti grešku koja odgovara gubicima u njemu. I upadni i reflektovani talasi doživljavaju slabljenje. U takvim slučajevima, VSWR se izračunava:
Gdje k
- koeficijent slabljenja reflektovanog talasa koji se izračunava: k=2BL; IN- specifično slabljenje, dB/m; L- dužina kabla, m, dok
faktor 2
uzima u obzir da se signal dva puta slabi - na putu do antene i na putu od antene do izvora, na povratku.
Na primjer, korištenjem kabla sa specifičnim prigušenjem od 0,04 dB/m, slabljenje signala na fideru dužine od 40 metara će biti 1,6 dB u svakom smjeru, što je ukupno 3,2 dB. To znači da će umjesto stvarne vrijednosti SWR = 2,0, uređaj pokazati 1,38; na SWR=3.00 uređaj će pokazati oko 2.08.
Na primjer, ako testirate stazu napajanja sa gubitkom od 3 dB, antenu sa SWR-om od 1,9 i koristite predajnik od 10 W kao izvor signala za mjerač prolaznosti, tada će upadna snaga mjerena mjeračem biti 10 W. Isporučeni signal će biti oslabljen od strane fidera za 2 puta, 0,9 dolaznog signala će se reflektirati od antene i, konačno, reflektirani signal na putu do uređaja će biti oslabljen za još 2 puta. Uređaj će iskreno pokazati omjer upadnog i reflektiranog signala: upadna snaga je 10 W, a reflektovana snaga je 0,25 W. SWR će biti 1,37 umjesto 1,9.
Ako koristite uređaj s ugrađenim generatorom, tada snaga ovog generatora možda neće biti dovoljna za stvaranje potrebnog napona na detektoru reflektiranih valova i vidjet ćete trag šuma.
Općenito, napor uložen da se SWR smanji ispod 2:1 u bilo kojoj koaksijalnoj liniji ne rezultira povećanjem efikasnosti zračenja antene, a savjetuje se u slučajevima kada se sklop zaštite odašiljača aktivira, na primjer, na SWR> 1,5 ili frekventno ovisni krugovi spojeni na napajaču su uznemireni.
Naša kompanija nudi širok asortiman mjerne opreme raznih proizvođača, osvrnimo se na njih ukratko:
M.F.J.
MFJ-259– prilično jednostavan za korištenje uređaj za složeno mjerenje parametara sistema koji rade u rasponu od 1 do 170 MHz.
MFJ-259 SWR mjerač je vrlo kompaktan i može se koristiti bilo s vanjskim niskonaponskim napajanjem ili internim kompletom AA baterija.
MFJ-269
SWR mjerač MFJ-269 je kompaktan kombinovani uređaj sa autonomnim napajanjem.
Indikacija režima rada vrši se na displeju sa tečnim kristalima, a rezultati merenja - na LCD i pokazivačima koji se nalaze na prednjoj ploči.
MFJ-269 omogućava veliki broj dodatnih mjerenja antene: RF impedanciju, gubitak kabla i električnu dužinu zbog prekida ili kratkog spoja.
Specifikacije |
|
Frekvencijski opseg, MHz |
|
Izmjerene karakteristike |
|
200x100x65 mm |
|
Radni frekvencijski opseg merača SWR podeljen je na podopsege: 1,8...4 MHz, 27...70 MHz, 415...470 MHz, 4,0...10 MHz, 70...114 MHz, 10. ..27 MHz, 114...170 MHz
SWR i mjerači snageComet
Comet seriju merača snage i SWR-a predstavljaju tri modela: CMX-200 (SWR i merač snage, 1,8-200 MHz, 30/300/3 kW), CMX-1 (merač SWR i snage, 1,8-60 MHz, 30/300/3 kW) i, od najvećeg interesa, CMX2300 T (SWR i mjerač snage, 1,8-60/140-525 MHz, 30/300/3 kW, 20/50/200 W)
CMX2300T
CMX-2300 merač snage i SWR se sastoji od dva nezavisna sistema u opsegu 1,8-200 MHz i opsegu 140-525 MHz sa mogućnošću istovremenog merenja ovih opsega. Prolazna struktura uređaja i, kao posljedica toga, mali gubitak snage omogućavaju izvođenje mjerenja tokom dužeg vremenskog perioda.
Specifikacije |
||
Domet M1 |
M2 raspon |
|
frekvencijski opseg |
1,8 - 200 MHz |
140 - 525 MHz |
Područje mjerenja snage |
0 - 3KW (HF), 0 - 1KW (VHF) |
|
Opseg mjerenja snage |
||
Greška mjerenja snage |
±10% (puna skala) |
|
Područje mjerenja SWR |
od 1 do beskonačnosti |
|
Otpor |
||
Rezidualni SWR |
1.2 ili manje |
|
Gubitak umetanja |
0,2 dB ili manje |
|
Minimalna snaga za SWR mjerenja |
Približno 6W. |
|
M-oblika |
||
Napajanje za pozadinsko osvetljenje |
11 - 15V DC, približno 450 mA |
|
Dimenzije (podaci u zagradama uključujući izbočine) |
250 (Š) x 93 (98) (V) x 110 (135) (D) |
|
Oko 1540 |
Brojila snage i SWR-aNissen
Često za rad na gradilištu nije potreban složen uređaj koji daje potpunu sliku, već funkcionalan uređaj jednostavan za korištenje. Nissen serija mjerača snage i SWR-a upravo su takvi „radni konji“.
Jednostavna prolazna struktura i visoko ograničenje snage do 200 W, zajedno sa frekvencijskim spektrom od 1,6-525 MHz, čine Nissen uređaje vrlo vrijednom pomoći tamo gdje nije potrebna složena karakteristika linije, već prilično brza i tačna mjerenja.
NISSEI TX-502
Tipičan predstavnik Nissen serije mjerača je Nissen TX-502. Direktno i povratno mjerenje gubitaka, SWR mjerenje, pokazivački panel sa jasno vidljivim gradacijama. Maksimalna funkcionalnost uz lakonski dizajn. A u isto vrijeme, u procesu postavljanja antena, to je često sasvim dovoljno za brzo i efikasno postavljanje komunikacijskog sistema i postavljanje kanala.
Uređaj za mjerenje kvalitete poklapanja fidera i antene (SWR mjerač) je nezaobilazna komponenta amaterske radio stanice. Koliko pouzdane informacije o stanju antenskog sistema pruža takav uređaj? Praksa pokazuje da svi tvornički proizvedeni SWR mjerači ne pružaju visoku točnost mjerenja. Ovo još više vrijedi kada su u pitanju domaće strukture. Članak predstavljen našim čitateljima govori o SWR mjeraču sa strujnim transformatorom. Uređaje ove vrste naširoko koriste i profesionalci i radio-amateri. Članak daje teoriju njegovog rada i analizira faktore koji utiču na tačnost mjerenja. Završava se opisom dva jednostavna praktična dizajna SWR mjerača, čije karakteristike će zadovoljiti i najzahtjevnije radio-amatere. Malo teorije Ako je homogeni spojni vod (feeder) sa karakterističnom impedancijom Zo spojen na predajnik opterećen otporom Zn≠Zo, tada se u njemu pojavljuju i upadni i reflektirani valovi. Koeficijent refleksije r (refleksija) se općenito definira kao omjer amplitude talasa reflektovanog od opterećenja i amplitude upadnog. Koeficijenti refleksije za struju r i napon ru jednaki su omjeru odgovarajućih vrijednosti u reflektiranom i upadnom valovu. Faza reflektovane struje (u odnosu na upadnu) zavisi od odnosa između Zn i Zo. Ako je Zn>Zo, onda će reflektovana struja biti antifazna u odnosu na upadnu, a ako je Zn Vrijednost koeficijenta refleksije r određena je formulom gdje su Rn i Xn, redom, aktivna i reaktivna komponenta otpora opterećenja.Sa čisto aktivnim opterećenjem Xn = 0, formula se pojednostavljuje na r=(Rn-Zo)/(Rn+Zo). Na primjer, ako je kabel s karakterističnom impedancijom od 50 Ohma opterećen otpornikom od 75 Ohma, tada će koeficijent refleksije biti r = (75-50)/(75+50) = 0,2. Na sl. Na slici 1a prikazana je raspodjela napona Ul i struje Il duž linije upravo za ovaj slučaj (gubici u vodi se ne uzimaju u obzir). Pretpostavlja se da je skala duž ordinatne ose za struju Zo puta veća - u ovom slučaju će oba grafikona imati istu vertikalnu veličinu. Isprekidana linija je grafik napona Ulo i struje Ilo u slučaju kada je Rn=Zo. Na primjer, uzima se dio linije dužine λ. Ako je duži, obrazac će se ponavljati ciklički svakih 0,5λ. U onim tačkama linije gde se poklapaju upadne i reflektovane faze, napon je maksimalan i jednak Ul max -= Uo(1 + r) = Uo(1 + 0,2) = 1,2 Uo, a u onim gde su faze su suprotne, minimalna je i jednaka je Ul min = Ul(1 - 0,2) = = 0,8Ul. Po definiciji, SWR = Ul max/ /Ul min=1l2Ul/0I8Ul=1I5. Formule za izračunavanje SWR-a i r-a također se mogu napisati na sljedeći način: SWR = (1+r)/(1-r) i r = = (SWR-1)/(SWR+1). Napomenimo jednu važnu tačku - zbir maksimalnog i minimalnog napona Ul max + Ul min = Ulo(1 + r) + Ulo(1 - r) = 2Uno, i njihovu razliku Ul max - Ul min = 2Ulo. Iz dobijenih vrednosti moguće je izračunati snagu upadnog talasa Ppad = Uo2/Zo i snagu reflektovanog talasa Potr = = (rUo)2/Zo. U našem slučaju (za SWR = 1,5 i r = 0,2) snaga reflektovanog talasa biće samo 4% snage upadnog. Određivanje SWR-a mjerenjem distribucije napona duž dijela linije u potrazi za vrijednostima Ul max i Ul min bilo je široko korišteno u prošlosti ne samo na otvorenim nadzemnim vodovima, već iu koaksijalnim fiderima (uglavnom na VHF). U tu svrhu korišten je mjerni dio dovoda, koji je imao dugački uzdužni prorez, duž kojeg su se kretala kolica sa umetnutom sondom - glavom RF voltmetra. SWR se može odrediti mjerenjem struje Il u jednoj od vodnih žica na dijelu manjem od 0,5λ. Nakon što ste odredili maksimalnu i minimalnu vrijednost, izračunajte SWR = Imax/Imin. Za mjerenje struje koristi se strujno-naponski pretvarač u obliku strujnog transformatora (TT) sa otpornikom opterećenja, napon na kojem je proporcionalan i u fazi izmjerene struje. Napomenimo zanimljivu činjenicu - uz određene TT parametre, na njegovom izlazu je moguće dobiti napon jednak naponu na liniji (između provodnika), tj. Utl = IlZo. Na sl. Slika 1b prikazuje zajedno grafik promjene Ul duž linije i grafik promjene Utl. Grafikoni imaju istu amplitudu i oblik, ali su pomaknuti jedan u odnosu na drugi za 0,25X. Analiza ovih krivulja pokazuje da je moguće odrediti r (ili SWR) istovremenim mjerenjem vrijednosti Ul i UTL u bilo kojoj tački linije. Na lokacijama maksimuma i minimuma obje krivulje (tačke 1 i 2), ovo je očigledno: omjer ovih vrijednosti Ul/Utl (ili Utl/Utl) jednak je SWR-u, zbir je jednak 2Ulo , a razlika je 2rUlo. U međutačkama, Ul i Utl su pomaknuti u fazi i potrebno ih je dodati kao vektore, međutim, gore navedene veze su očuvane, budući da je reflektirani naponski val uvijek inverzno u fazi reflektovanom strujnom valu, a rUlo = rUtl. Shodno tome, uređaj koji sadrži voltmetar, kalibrirani strujno-naponski pretvarač i sklop za sabiranje-oduzimanje omogućit će vam da odredite parametre linije kao što su r ili SWR, kao i Rpad i Rotr kada je uključen bilo gdje u liniji. Prve informacije o uređajima ove vrste datiraju iz 1943. godine i reproduciraju se u. Prvi praktični uređaji poznati autoru opisani su u. Verzija kola uzeta kao osnova prikazana je na Sl. 2. Uređaj je sadržavao: Sekundarni namotaj transformatora T1 spojen je tako da kada je predajnik spojen na konektor lijevo na dijagramu, a opterećenje desno, ukupni napon Uc + UT se dovodi na diodu VD1, a razlika napon se dovodi do diode VD2. Kada je otporno referentno opterećenje sa otporom jednakim karakterističnoj impedanciji linije spojeno na izlaz SWR metra, nema reflektovanog talasa i, stoga, RF napon na VD2 može biti nula. Ovo se postiže u procesu balansiranja uređaja izjednačavanjem napona UT i Uc pomoću podešavanja kondenzatora C1. Kao što je gore prikazano, nakon ovakvog podešavanja, veličina razlike napona (na Zn≠Zo) će biti proporcionalna koeficijentu refleksije r. Mjerenja sa realnim opterećenjem se izvode ovako. Prvo, u položaju prekidača SA1 ("Upadni val") prikazanom na dijagramu, kalibracijski varijabilni otpornik R3 se koristi za postavljanje strelice instrumenta na zadnji dio skale (na primjer, 100 μA). Zatim se prekidač SA1 pomiče u donju poziciju prema dijagramu („Odbijeni val“) i računa se vrijednost r. U slučaju RH = 75 Ohm uređaj treba da pokaže 20 μA, što odgovara r = 0,2. Vrijednost SWR-a je određena gornjom formulom - SWR = (1 +0,2)/ /(1-0,2) = 1,5 ili SWR = (100+20)/ /(100-20) = 1,5. U ovom primjeru, detektor se pretpostavlja da je linearan - u stvarnosti je potrebno uvesti korekciju kako bi se uzela u obzir njegova nelinearnost. Uz odgovarajuću kalibraciju, uređaj se može koristiti za mjerenje upadne i reflektirane snage. Tačnost SWR merača kao mernog uređaja zavisi od niza faktora, prvenstveno od tačnosti balansiranja uređaja u položaju SA1 „Odbijeni talas“ na Rn = Zo. Idealno balansiranje odgovara naponima Us i Ut, jednakim po veličini i strogo suprotnim po fazi, odnosno njihova razlika (algebarski zbir) je nula. U stvarnom dizajnu uvijek postoji neuravnoteženi ostatak Ures. Pogledajmo primjer kako to utiče na konačni rezultat mjerenja. Pretpostavimo da su tokom balansiranja rezultirajući naponi Us = 0,5 V i Ut = 0,45 V (tj. neravnoteža od 0,05 V, što je sasvim realno). Sa opterećenjem Rn = 75 Ohm u liniji od 50 Ohma, zapravo imamo SWR = 75/50 = 1,5 i r = 0,2, a veličina reflektovanog talasa, preračunata na nivoe unutar uređaja, biće rUc = 0,2x0 .5 = 0,1 V i rUt = 0,2x0,45 = 0,09 V. Pogledajmo ponovo Sl. 1, b, na kojima su krive prikazane za SWR = 1,5 (krive Ul i Utl za liniju će u našem slučaju odgovarati Uc i Ut). U tački 1 Uc max = 0,5 + 0,1 = 0,6 V, Ut min = 0,45 - 0,09 = 0,36 V i SWR = 0,6/0,36 = 1,67. U tački 2UTmax = 0,45 + 0,09 = 0,54 V, Ucmin = 0,5 - 0,1 = 0,4 i SWR = 0,54/0,4 = 1,35. Iz ove jednostavne računice jasno je da u zavisnosti od toga gde je takav SWR merač spojen na liniju sa stvarnim SWR = 1,5 ili kada se promeni dužina linije između uređaja i opterećenja, mogu se očitati različite vrednosti SWR - od 1,35 do 1,67! Šta može dovesti do netačnog balansiranja? 1. Prisutnost graničnog napona germanijumske diode (u našem slučaju VD2), pri kojoj ona prestaje da provodi, iznosi približno 0,05 V. Dakle, sa 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. Prisustvo frekvencijske zavisnosti napona Uc ili UT. Međutim, precizno balansiranje se možda neće postići u cijelom opsegu radne frekvencije. Pogledajmo primjer jednog od mogućih razloga. Recimo da uređaj koristi razdjelni kondenzator C2 kapaciteta 150 pF sa žičanim vodovima promjera 0,5 mm i dužine od 10 mm svaki. Pokazalo se da je izmjerena induktivnost žice ovog promjera dužine 20 mm jednaka L = 0,03 μH. Na gornjoj radnoj frekvenciji f = 30 MHz, otpor kondenzatora će biti Xc = 1 /2πfS = -j35,4 Ohm, ukupna reaktanca terminala XL = 22πfL = j5,7 Ohm. Kao rezultat toga, otpor donjeg kraka razdjelnika će se smanjiti na vrijednost -j35,4 + j5f7 = -j29,7 Ohm (ovo odgovara kondenzatoru kapaciteta 177 pF). Istovremeno, na frekvencijama od 7 MHz i niže, uticaj pinova je zanemarljiv. Otuda zaključak - u donjem kraku razdjelnika treba koristiti neinduktivne kondenzatore s minimalnim vodovima (na primjer, potporni ili prolazni) i paralelno spojiti nekoliko kondenzatora. Terminali "gornjeg" kondenzatora C1 praktički nemaju utjecaja na situaciju, jer je Xc gornjeg kondenzatora nekoliko desetina puta veći od onog donjeg. Možete postići ravnomjerno balansiranje u cijelom radnom frekvencijskom opsegu koristeći originalno rješenje, o čemu će biti riječi pri opisivanju praktičnih dizajna. 3.2. Induktivna reaktancija sekundarnog namota T1 na nižim frekvencijama radnog raspona (~ 1,8 MHz) može značajno šansirati R1, što će dovesti do smanjenja UT-a i njegovog faznog pomaka. 3.3. Otpor R2 je dio detektorskog kola. Budući da prema krugu shuntuje C2, na nižim frekvencijama koeficijent podjele može postati frekventno i fazno ovisan. 3.4. Na dijagramu na sl. 2 detektora na VD1 ili VD2 u otvorenom stanju zaobilaze donji krak kapacitivnog razdjelnika do C2 sa svojim ulaznim otporom RBX, tj. RBX djeluje na isti način kao R2. Utjecaj RBX-a je neznatan na (R3 + R2) više od 40 kOhm, što zahtijeva korištenje osjetljivog indikatora PA1 s ukupnom strujom odstupanja ne većom od 100 μA i RF naponom na VD1 od najmanje 4 V. 3.5. Ulazni i izlazni konektori SWR merača obično su razdvojeni za 30...100 mm. Na frekvenciji od 30 MHz, fazna razlika napona na konektorima će biti α= [(0,03...0,1)/10]360°- 1...3,5°. Kako to može uticati na rad prikazano je na Sl. 3a i sl. 3, b. Jedina razlika u krugovima na ovim slikama je u tome što je kondenzator C1 spojen na različite konektore (T1 se u oba slučaja nalazi u sredini vodiča između konektora). U prvom slučaju, nekompenzirani ostatak se može smanjiti ako se fazni UOCT podesi pomoću malog paralelno spojenog kondenzatora Ck, au drugom slučaju serijskim povezivanjem sa R1 male induktivnosti Lk u obliku žičane petlje. Ova metoda se često koristi i u domaćim i u “brendiranim” SWR mjeračima, ali to ne bi trebalo raditi. Da biste to potvrdili, samo okrenite uređaj tako da ulazni konektor postane izlazni konektor. U ovom slučaju, kompenzacija koja je pomogla prije skretanja postat će štetna - Uoct će se značajno povećati. Prilikom rada na stvarnoj liniji sa neusporedivim opterećenjem, u zavisnosti od dužine linije, uređaj može doći do mjesta na liniji gdje će uvedena korekcija „poboljšati“ stvarni SWR ili, obrnuto, „gorjeti“. U svakom slučaju, broj će biti netačan. Preporuka je da konektore postavite što bliže jedan drugom i koristite originalni dizajn kola dat u nastavku. Da bi se ilustrovalo koliko razlozi o kojima smo gore govorili mogu uticati na pouzdanost očitavanja SWR mjerača, sl. Na slici 4 prikazani su rezultati testiranja dva tvornički proizvedena uređaja. Test se sastojao od instaliranja neusklađenog opterećenja sa izračunatim SWR = 2,25 na kraju linije koja se sastoji od niza serijski povezanih kablova sa Zo = 50 Ohma, svaki dužine λ/8. Tokom mjerenja ukupna dužina linije varirala je od λ/8 do 5/8λ. Testirana su dva uređaja: jeftin BRAND X (kriva 2) i jedan od najboljih modela - BIRD 43 (kriva 3). Kriva 1 pokazuje pravi SWR. Kako kažu, komentari su nepotrebni. Na sl. Na slici 5 prikazan je grafikon zavisnosti greške merenja od vrednosti koeficijenta usmerenosti D (usmerenosti) SWR merača. Slični grafikoni za KBV = 1/SWR su dati u. U odnosu na dizajn na sl. 2, ovaj koeficijent jednak je odnosu VF napona na diodama VD1 i VD2 kada su priključene na izlaz SWR merača opterećenja Rn = Zo D = 20lg(2Uo/Uore). Dakle, što je kolo bilo bolje izbalansirano (niži Ures), to je veći D. Možete koristiti i očitavanja PA1 indikatora - D = 20 x x log(Ipad/Iref). međutim, ova D vrijednost će biti manje precizna zbog nelinearnosti dioda. Na grafikonu horizontalna osa prikazuje stvarne SWR vrijednosti, a vertikalna osa prikazuje one izmjerene, uzimajući u obzir grešku u zavisnosti od D vrijednosti SWR metra. Isprekidana linija prikazuje primjer - pravi SWR = 2, uređaj sa D = 20 dB će dati očitanja od 1,5 ili 2,5, a sa D = 40 dB - 1,9 ili 2,1, respektivno. Kako slijedi iz literaturnih podataka, SWR mjerač prema dijagramu na Sl. 2 ima D - 20 dB. To znači da se bez značajne korekcije ne može koristiti za tačna mjerenja. Drugi najvažniji razlog za pogrešna očitavanja SWR mjerača je vezan za nelinearnost strujno-naponske karakteristike detektorskih dioda. Ovo dovodi do zavisnosti očitavanja od nivoa isporučene snage, posebno u početnom delu PA1 indikatorske skale. U brendiranim SWR mjeračima indikator često ima dvije skale - za niske i visoke razine snage. Strujni transformator T1 je važan dio SWR mjerača. Njegove glavne karakteristike su iste kao i kod konvencionalnijeg naponskog transformatora: broj zavoja primarnog namotaja n1 i sekundarnog namotaja n2, omjer transformacije k = n2/n1, struja sekundarnog namotaja I2 = l1/k. Razlika je u tome što je struja kroz primarni namotaj određena vanjskim krugom (u našem slučaju to je struja u napajaču) i ne ovisi o otporu opterećenja sekundarnog namota R1, stoga struja l2 također ne ovisi ovisi o vrijednosti otpora otpornika R1. Na primjer, ako se snaga P = 100 W prenosi kroz fider Zo = 50 Ohm, struja I1 = √P/Zo = 1,41 A i pri k = 20 struja sekundarnog namota će biti l2 = I1/k - 0,07 A. Napon na stezaljkama sekundarnog namota će biti određena vrijednošću R1: 2UT = l2 x R1, a na R1 = 68 Ohma bit će 2UT = 4,8 V. Snaga oslobođena na otporniku P = (2UT)2/R1 = 0,34 W. Obratimo pažnju na osobinu strujnog transformatora - što je manje zavoja u sekundarnom namotu, to će biti veći napon na njegovim terminalima (na istom R1). Najteži način rada strujnog transformatora je mirovanje (R1 = ∞), dok napon na njegovom izlazu naglo raste, magnetni krug postaje zasićen i zagrijava se toliko da se može srušiti. U većini slučajeva, jedan zavoj se koristi u primarnom namotaju. Ova zavojnica može imati različite oblike, kao što je prikazano na sl. 6,a i sl. 6,b (ekvivalentni su), ali namotaj prema sl. 6,c je već dva okreta. Posebno pitanje je korištenje ekrana spojenog na tijelo u obliku cijevi između središnje žice i sekundarnog namotaja. S jedne strane, ekran eliminira kapacitivnu spregu između namotaja, što donekle poboljšava balansiranje signala razlike; s druge strane, u ekranu nastaju vrtložne struje, koje takođe utiču na balansiranje. Praksa je pokazala da sa i bez ekrana možete dobiti približno iste rezultate. Ako se ekran i dalje koristi, njegova dužina treba biti minimalna, približno jednaka širini korištenog magnetnog jezgra, i spojena na tijelo širokim kratkim provodnikom. Ekran bi trebao biti “uzemljen” na središnju liniju, jednako udaljen od oba konektora. Za ekran možete koristiti mesinganu cijev promjera 4 mm od teleskopskih antena. Za SWR brojila za prenosnu snagu do 1 kW prikladna su magnetna jezgra s feritnim prstenom dimenzija K12x6x4 pa čak i K10x6x3. Praksa je pokazala da je optimalan broj zavoja n2 = 20. Sa induktivnošću sekundarnog namotaja od 40...60 μH, postiže se najveća ujednačenost frekvencije (dozvoljena vrijednost je do 200 μH). Moguće je koristiti magnetna jezgra propusnosti od 200 do 1000, a preporučljivo je odabrati standardnu veličinu koja će osigurati optimalnu induktivnost namota. Možete koristiti magnetna jezgra sa manjom propusnošću ako koristite veće veličine, povećate broj zavoja i/ili smanjite otpor R1. Ako je propusnost postojećih magnetnih kola nepoznata, ako imate induktivnomjer, može se odrediti. Da biste to učinili, trebali biste namotati deset zavoja na nepoznato magnetsko jezgro (zavoj se smatra svakim presjekom žice sa unutrašnjim otvorom jezgra), izmjeriti induktivnost zavojnice L (μH) i zamijeniti ovu vrijednost u formula μ = 2,5 LDav/S, gdje je Dav prosječni prečnik magnetnog jezgra u cm ; S je poprečni presjek jezgra u cm 2 (primjer - za K10x6x3 Dcp = 0,8 cm i S = 0,2x0,3 = 0,06 cm 2). Ako je poznat μ magnetskog kola, može se izračunati induktivnost namotaja od n zavoja: L = μn 2 S/250Dcp. Primjenjivost magnetnih jezgara za nivo snage od 1 kW ili više može se provjeriti i na 100 W u napajaču. Da biste to učinili, trebali biste privremeno ugraditi otpornik R1 s vrijednošću 4 puta većom; u skladu s tim, napon Ut će se također povećati 4 puta, a to je ekvivalentno povećanju prolazne snage za 16 puta. Zagrijavanje magnetskog kruga može se provjeriti dodirom (snaga na privremenom otporniku R1 također će se povećati 4 puta). U realnim uslovima, snaga na otporniku R1 raste proporcionalno povećanju snage u fideru. SWR brojila UT1MA Dva dizajna UT1MA SWR mjerača, o kojima će biti riječi u nastavku, imaju gotovo isti dizajn, ali različite dizajne. U prvoj verziji (KMA - 01) visokofrekventni senzor i indikatorski dio su odvojeni. Senzor ima ulazne i izlazne koaksijalne konektore i može se instalirati bilo gdje na putu dovoda. Povezuje se sa indikatorom trožilnim kablom bilo koje dužine. U drugoj opciji (KMA - 02) obje jedinice se nalaze u jednom kućištu. Dijagram SWR mjerača je prikazan na Sl. 7 i razlikuje se od osnovnog dijagrama na sl. 2 prisustvom tri korektorna kola. Pogledajmo ove razlike. Osim toga, balansiranje se vrši pomoću kondenzatora za podešavanje spojenog na donju ruku razdjelnika. Ovo pojednostavljuje instalaciju i omogućava upotrebu malog kondenzatora za podešavanje male snage. Dizajn pruža mogućnost mjerenja snage upadnih i reflektiranih valova. Da biste to učinili, pomoću prekidača SA2, umjesto promjenjivog kalibracijskog otpornika R4, u krug indikatora se uvodi trim-otpornik R5, koji postavlja željenu granicu za izmjerenu snagu. Korišćenje optimalne korekcije i racionalnog dizajna uređaja omogućilo je dobijanje koeficijenta usmerenosti D u opsegu od 35...45 dB u frekvencijskom opsegu 1,8...30 MHz. U SWR metrima se koriste sljedeći detalji. Sekundarni namotaj transformatora T1 sadrži 2 x 10 zavoja (namotaj u 2 žice) sa žicom od 0,35 PEV, ravnomerno postavljen na feritni prsten K12 x 6 x 4 sa propusnošću od oko 400 (izmerena induktivnost ~ 90 μH). Otpornik R1 - 68 Ohm MLT, poželjno bez utora za vijak na tijelu otpornika. S prolaznom snagom manjom od 250 W, dovoljno je ugraditi otpornik snage disipacije od 1 W, snage 500 W - 2 W. Sa snagom od 1 kW, otpornik R1 može biti sastavljen od dva paralelno povezana otpornika otpora od 130 Ohma i snage od 2 W svaki. Međutim, ako je KS V-metar dizajniran za visoku razinu snage, ima smisla udvostručiti broj zavoja sekundarnog namota T1 (do 2 x 20 zavoja). Ovo će smanjiti potrebnu disipaciju snage otpornika R1 za 4 puta (u ovom slučaju, kondenzator C2 bi trebao imati dvostruko veći kapacitet). Kapacitet svakog od kondenzatora C G i C1" može biti u rasponu od 2,4...3 pF (KT, KTK, KD za radni napon od 500 V pri P ≥ 1 kW i 200...250 V pri nižim Kondenzatori C2 - za bilo koji napon (KTK ili drugi neinduktivni, jedan ili 2 - 3 paralelno), kondenzator C3 - mali trimer sa granicama promjene kapacitivnosti od 3...20 pF (KPK - M, KT - 4).Potrebna kapacitivnost kondenzatora C2 zavisi od ukupne vrednosti kapacitivnosti gornjeg kraka kapacitivnog razdelnika, koji pored kondenzatora C "+ C1" uključuje i kapacitivnost C0 ~ 1 pF između sekundarnog namotaja. transformatora T1 i centralnog provodnika.Ukupni kapacitet donjeg kraka - C2 plus C3 na R1 = 68 oma trebao bi biti cca 30 puta veci od kapacitivnosti gornjeg. Diode VD1 i VD2 - D311, kondenzatori C4, C5 i C6 - kapaciteta 0,0033... 0,01 µF (KM ili druga visokofrekventna), indikator RA1 - M2003 sa ukupnom strujom odstupanja od 100 µA, varijabilni otpornik R4 - 150 kOhm SP - 4 - 2m, rezistor R4 - 150 kOhm otpornik R3 ima otpor od 10 kOhm - štiti indikator od mogućeg preopterećenja. Vrijednost korekcijske induktivnosti L1 može se odrediti na sljedeći način. Prilikom balansiranja uređaja (bez L1), potrebno je označiti položaje rotora kondenzatora za podešavanje C3 na frekvencijama od 14 i 29 MHz, zatim ga odlemiti i izmjeriti kapacitivnost na oba označena položaja. Recimo da je za gornju frekvenciju kapacitivnost manja za 5 pF, a ukupna kapacitivnost donjeg kraka razdjelnika je oko 130 pF, odnosno razlika je 5/130 ili oko 4%. Stoga je za izjednačavanje frekvencije potrebno smanjiti otpor nadlaktice za ~4% na frekvenciji od 29 MHz. Na primjer, sa C1 + C0 = 5 pF, kapacitivni otpor Xc = 1/2πfS - j1100 Ohm, respektivno, Xc - j44 Ohm i L1 = XL1 / 2πf = 0,24 μH. U originalnim uređajima, zavojnica L1 imala je 8...9 zavoja sa PELSHO 0,29 žicom. Unutrašnji prečnik namotaja je 5 mm, namotavanje je čvrsto, nakon čega sledi impregnacija lepkom BF-2.Konačan broj zavoja se određuje nakon što se postavi na mesto. U početku se balansiranje vrši na frekvenciji od 14 MHz, zatim se frekvencija postavlja na 29 MHz i broj zavoja zavojnice L1 se bira tako da se kolo balansira na obje frekvencije sa istom pozicijom trimera C3. Nakon postizanja dobrog balansiranja na srednjim i visokim frekvencijama, podesite frekvenciju na 1,8 MHz, privremeno zalemite varijabilni otpornik otpora od 15...20 kOhm umjesto otpornika R2 i pronađite vrijednost na kojoj je UOCT minimalan. Vrijednost otpora otpornika R2 ovisi o induktivnosti sekundarnog namota T1 i nalazi se u rasponu od 5...20 kOhm za njegovu induktivnost 40...200 μH (veće vrijednosti otpora za veću induktivnost). U radio-amaterskim uslovima najčešće se u indikatoru SWR merača koristi mikroampermetar sa linearnom skalom, a očitavanje se vrši prema formuli SWR = (Ipad + Iref) / (Ipad -Iref), gde je I u mikroamperima vrednost očitavanja indikatora u režimu “incident” i “reflektovano”. U ovom slučaju se ne uzima u obzir greška zbog nelinearnosti početnog dijela strujno-naponskih karakteristika dioda. Testiranje sa opterećenjima različitih veličina na frekvenciji od 7 MHz pokazalo je da su pri snazi od oko 100 W očitanja indikatora bila u prosjeku za jedan podeljak (1 µA) manja od stvarnih vrijednosti, pri 25 W - 2,5...3 µA manje , a pri 10 W - za 4 µA. Otuda jednostavna preporuka: za opciju od 100 vati pomaknite početnu (nultu) poziciju igle instrumenta za jednu podjelu unaprijed, a kada koristite 10 W (na primjer, pri postavljanju antene), dodajte još 4 µA na očitavanje na skali u “reflektiranom” položaju. Primjer - očitanja “incident/reflektovana” su 100/16 µA, a ispravan SWR će biti (100 + 20) / (100 - 20) = 1,5. Sa značajnom snagom - 500 W ili više - ova korekcija nije potrebna. Treba napomenuti da svi tipovi amaterskih SWR mjerača (strujni transformator, most, usmjereni sprežnici) daju vrijednosti koeficijenta refleksije r, a vrijednost SWR-a se tada mora izračunati. U međuvremenu, r je glavni indikator stepena koordinacije, a SWR je derivativni indikator. Ovo se može potvrditi činjenicom da se u telekomunikacijama stepen slaganja karakteriše slabljenjem nekonzistentnosti (isti r, samo u decibelima). Skupi brendirani uređaji također pružaju očitavanje koje se naziva povratni gubitak. Šta će se dogoditi ako se silikonske diode koriste kao detektori? Ako germanijumska dioda na sobnoj temperaturi ima granični napon, pri kojem je struja kroz diodu samo 0,2...0,3 μA, oko 0,045 V, tada je silicijumska dioda već 0,3 V. Stoga, da bi se održala tačnost od očitavanja pri prelasku na silikonske diode potrebno je povećati naponske nivoe Uc i UT (!) za više od 6 puta. U eksperimentu, prilikom zamjene dioda D311 sa KD522 na P = 100 W, opterećenje Zn = 75 Ohm i isti Uc i UT, dobijene su sljedeće brojke: prije zamjene - 100/19 i SWR = 1,48, nakon zamjene - 100/ 12 i izračunati SWR=1,27. Korištenje kruga za udvostručenje pomoću dioda KD522 dalo je još lošiji rezultat - 100/11 i izračunati SWR = 1,25. Kućište senzora u zasebnoj verziji može biti izrađeno od bakra, aluminija ili lemljeno od ploča od dvostrane folije od stakloplastike debljine 1,5...2 mm. Skica takvog dizajna prikazana je na Sl. 8, a. Kućište se sastoji od dva pretinca, jedan naspram drugog nalaze se RF konektori (CP - 50 ili SO - 239 sa prirubnicama dimenzija 25x25 mm), kratkospojnik od žice prečnika 1,4 mm u polietilenskoj izolaciji prečnika 4,8 mm (od kabla RK50 - 4), strujni transformator T1, kondenzatori kapacitivnog djelitelja i kompenzacijske zavojnice L1, u drugom - otpornici R1, R2, diode, kondenzatori za podešavanje i blokiranje i mali niskofrekventni konektor. T1 pinovi minimalne dužine. Priključna tačka kondenzatora C1" i C1" sa zavojnicom L1 "visi u zraku", a spojna tačka kondenzatora C4 i C5 srednjeg terminala XZ konektora spojena je na tijelo uređaja. Pregrade 2, 3 i 5 imaju iste dimenzije. U particiji 2 nema rupa, ali u particiji 5 je napravljena rupa za određeni niskofrekventni konektor kroz koji će se spojiti indikatorska jedinica. U srednjem kratkospojniku 3 (sl. 8, b) odabrana je folija oko tri rupe s obje strane, a u rupe su ugrađena tri prolazna provodnika (na primjer, mesingani vijci M2 i MZ). Skice bočnih zidova 1 i 4 prikazane su na Sl. 8, c. Isprekidane linije pokazuju mjesta spajanja prije lemljenja, koje se radi s obje strane radi veće čvrstoće i osiguranja električnog kontakta. Za postavljanje i provjeru SWR mjerača potreban vam je standardni otpornik opterećenja od 50 Ohma (ekvivalentno anteni) snage 50...100 W. Jedan od mogućih dizajna radio-amatera prikazan je na Sl. 11. Koristi uobičajeni TVO otpornik sa otporom od 51 Ohma i snagom disipacije od 60 W (dimenzije pravougaonika 45 x 25 x 180 mm). Unutar tijela keramičkog otpornika nalazi se dugačak cilindrični kanal ispunjen otpornom tvari. Otpornik treba čvrsto pritisnuti na dno aluminijumskog kućišta. Ovo poboljšava disipaciju topline i stvara distribuirani kapacitet za poboljšane performanse širokog propusnog opsega. Pomoću dodatnih otpornika sa snagom disipacije od 2 W, otpor ulaznog opterećenja se postavlja u rasponu od 49,9...50,1 Ohma. Sa malim korekcionim kondenzatorom na ulazu (~ 10 pF), pomoću ovog otpornika moguće je dobiti opterećenje sa SWR-om ne lošijim od 1,05 u frekvencijskom pojasu do 30 MHz. Odlična opterećenja dobivaju se posebnim otpornicima malih dimenzija tipa P1 - 3 nominalne vrijednosti 49,9 Ohma, koji mogu izdržati značajnu snagu kada se koristi vanjski radijator. Izvršena su uporedna ispitivanja SWR mjerača različitih kompanija i uređaja opisanih u ovom članku. Test se sastojao od povezivanja neusporedivog opterećenja od 75 oma (ekvivalentno tvornički napravljenoj anteni od 100 W) na predajnik sa izlaznom snagom od oko 100 W kroz testni 50-om SWR metar i dva mjerenja. Jedan je kada je povezan kratkim RK50 kablom dužine 10 cm, drugi je preko RK50 kabla dužine ~ 0,25λ. Što je manji raspon očitavanja, to je uređaj pouzdaniji. Na frekvenciji od 29 MHz dobijene su sljedeće vrijednosti SWR: Sa opterećenjem od 50 Ohma za bilo koju dužinu kablova, svi uređaji su "harmonično" pokazali SWR<
1,1. Razlog za veliko rasipanje očitanja RSM-600 otkriven je tokom njegovog proučavanja. Ovaj uređaj ne koristi kapacitivni djelitelj kao senzor napona, već opadajući naponski transformator s fiksnim omjerom transformacije. Ovo eliminira "probleme" kapacitivnog razdjelnika, ali smanjuje pouzdanost uređaja pri mjerenju velikih snaga (maksimalna snaga RSM - 600 - samo 200/400 W). U njegovom krugu nema elementa za podešavanje, tako da otpornik opterećenja strujnog transformatora mora biti visoke preciznosti (najmanje 50 ± 0,5 Ohma), ali u stvarnosti je korišten otpornik otpora od 47,4 Ohma. Nakon zamjene otpornikom od 49,9 Ohma, rezultati mjerenja su postali znatno bolji - 1,48/1,58. Možda je isti razlog povezan sa velikim rasutom očitavanja sa uređaja SX - 100 i KW - 220. Mjerenje s neusporedivim opterećenjem pomoću dodatnog četvrttalasnog kabla od 50 ohma je pouzdan način za provjeru kvaliteta SWR mjerača. Zapazimo tri tačke: Književnost Često se klijent, posebno ako prvi put kupuje voki-toki, zbuni kada se pomene da je za korištenje voki-tokija potrebno postaviti antenu, tj. postavka SWR antene. Šta je SWR? Ovaj izraz je nejasan osobi koja je daleko od tehničkih suptilnosti, a ponekad čak i zastrašujuća. To je zapravo jednostavno. Šta je SWR? Antena se podešava pomoću posebnog uređaja - SWR mjerača. Mjeri omjer stajaćih valova i pokazuje gubitak snage u anteni. Što je niža ova vrijednost (SWR), to bolje. Idealna vrijednost je 1, ali je u praksi nedostižna zbog gubitaka signala u kablu i konektorima; radna vrijednost se smatra 1,1 - 1,5; prihvatljive vrijednosti su vrijednosti od 2 do 3. Zašto su prihvatljive? Jer ako je SWR vrijednost previsoka, vaša antena počinje ne toliko da emituje signal u zrak, već da ga „tjera“ nazad u radio. Šta to znači i zašto je loše, pitate se? Prvo, gubite u dometu komunikacije, jer se smanjuje efikasnost vašeg voki-toki-antenskog sistema. Drugo, izlazni stupnjevi radio stanice se pregrijavaju, što dovodi do mogućeg kvara. Zato je to važno podešavanje SWR-a antene nakon instalacije. Jedno od jeftinih SWR mjerača je SWR-420 ili SWR-430 proizvođača Optim. Može se koristiti sa radio stanicama u opsegu 27 MHz sa izlaznom snagom predajnika do 100 W. Greška mjerenja nije veća od 5%. Koristeći ovaj uređaj, možete postići SWR vrijednosti = 1,1 - 1,3, ovisno o odabranoj vrsti antene (urezna ili magnetna) i mjestu ugradnje. Ali nema potrebe da se zadržavamo na ovome. 1.5 je potpuno ispravna i sigurna vrijednost. Kako se proizvodi podešavanje SWR-a SB antene? Antena se postavlja na karoseriju automobila, po mogućnosti na najvišoj tački. Mjesto ugradnje treba pažljivo odabrati, jer će antena tamo morati postojati stalno. Prilikom ugradnje ugrađene antene treba osigurati normalan kontakt antene (ili nosača) sa uzemljenjem i pažljivo pratiti da nema kratkih spojeva u kabelu i mjestima gdje je kabel spojen na antenu i radio. Važno je shvatiti da je karoserija vašeg automobila također element antene, tako da mjesto ugradnje i kvalitet kontakta sa zemljom ne treba zanemariti. SWR mjerač treba biti povezan na radio stanicu preko TX konektor, priključite antenu na ANT konektor i izaberite granicu prolazne snage. Da biste kalibrirali uređaj, morate postaviti prekidač u položaj F.W.D., uključite radio stanicu za emitiranje na željenom kanalu i postavite strelicu indikatora SWR do krajnje podjele SET crvena skala. Nakon toga uređaj je spreman za mjerenja. Da biste provjerili SWR na trenutnom kanalu, pomaknite prekidač u položaj REF(radio stanica nastavlja sa emitovanjem) i pogledajte očitanja indikatora na gornjoj skali, to će biti stvarna vrijednost SWR. Ako je u rasponu od 1-1,5, podešavanje se može smatrati završenim i uspješnim. Ako prelazi ovu vrijednost, tada počinjemo birati optimalnu vrijednost. Da bismo to učinili, prvo pronađemo minimalnu vrijednost SWR-a na različitim kanalima ili čak mrežama. Vodimo se jednostavnim pravilom: ako se SWR povećava sa povećanjem frekvencije, onda antenu treba skratiti, ako se smanjuje, onda produžiti. Nakon što ste odvrnuli vijke koji pričvršćuju pin, pomaknite ga u željenom smjeru, zategnite vijke i ponovno provjerite očitavanja uređaja. Ako je iglica gurnuta do kraja, a SWR je i dalje visok, morat ćete fizički skratiti iglu odgrizanjem. Ako se pin produži što je više moguće, morat ćete povećati dužinu odgovarajuće zavojnice (u praksi je u ovom slučaju lakše promijeniti antenu). U gradove Beloyarsky, Beloretsk, Verkhnyaya Salda, Glazov, Gubkinsky, Kamensk-Uralsky, Kachkanar, Korotchaevo, Krasnouralsk, Kungur, Kushva, Langepas, Nevyansk, Priobye, Raduzhny, Salavat, Strezhevoy, Tuymazy, Uduchensk, Naduchensk, Naduchensk, , Pionerski, Purovsk, Buzuluk, Pelim, Pokači, Prokopjevsk, Purpe, Jugorsk, Seversk, Serov, Sibaj, Solikamsk, Suhoj Log, Čajkovski, Čusovoj, Oktjabrski, Simferopolj, Tobolsk, Išim, Kogalim, Jugorsk, Južgan, Saradrin od strane kompanije KIT. Dostava SWR mjerača je moguća u bilo koje naseljeno mjesto ruskom poštom pouzećem ili EMS poštom, na primjer: Alapaevsk, Artyomovsky, Asbest, Astana, Aktobe, Aksu, Atyrau, Aksai, Almaty, Balkhash, Baikonur, Balakovo, Berezovski, Bogdanovich , Verkhnyaya Pyshma, Zarechny, Ivdel, Irbit, Kamyshlov, Karpinsk, Karaganda, Kirovgrad, Kostanay, Kokshetau, Kyzylorda, Semey, Krasnoturinsk, Krasnoufimsk, Lesnoy, Nizhnyaya Salda, Nizhnyaya Tura, Novouralsk, Pervouralsk, Polevskoy , Revda, Severourourk, Sysert, Schelkun, Tavda, Vereshchagino, Nytva, Lysva, Krasnovishersk, Aleksandrovsk, Krasnokamsk, Ocher, Polazna, Chernushka, Gornozavodsk, Dobryanka, Gremyachinsk, Kudymkar, Gubakha, Yayva, Vikulovo, Yarkovo, Nizhnyaya, Kazakov, Yarkovo, Nizhnyaya, Kazakov, Yarkovo, Nizhnyaya, Kazakov losk , Romashevo, Golyshmanovo , Pavlodar, Tarmany, Taldykorgan, Zhezkazgan, Vinzili, Bolshoye Sorokino, Bogandinsky, Uporovo, Uralsk, Ust-Kamenogorsk, Shymkent, Taraz, Omutinskoye, Berdyuzhye, Abatskoye, Abatskoye, Norway, Antiyepino, Vkusetaor, V. Votkinsk, Ekibastuz. Kompanija RealRadio prati najnovija dostignuća u oblasti radio komunikacija i sa zadovoljstvom nudi najsavremenija sredstva komunikacije za obavljanje bilo kojeg zadatka. Profesionalne radio komunikacije su naša specijalnost! |