Настройка антенны подрезанием кабеля
Объясняется принцип подстройки согласования антенн с помощью подрезания кабеля. Среди радиолюбителей, профессионалов и просто пользователей гражданской радиосвязью существует поверие, что антенну можно настраивать методом укорочения фидера - питающего кабеля. Я сам помню, как работая в партнёрстве с фирмой Си-Би Центр в середине 90-х, наблюдал настройку автомобильных антенн путём подрезания длины кабеля ,контролируя Амплитудно-частотную характеристику на приборе. Сейчас,имея более богатый опыт и багаж знаний,я постараюсь вам объяснить суть происходящего. Для этого вначале нам придётся ознакомится с диаграммой Вольперта-Смита,которая очень наглядно отображает главную характеристику любого двухполюсника - импеданс. Ещё диаграмму Смита называют диаграммой полных входных сопротивлений. Двуполюсником, кстати, называется любая железяка с двумя контактами-кабель,антенна,или любая схема из RCL элементов. Так вот её радиочастотные параметры описываются диаграммой полных сопротивлений. Разумеется, на различных частотах они тоже будут различными. Давайте посмотрим как выглядит эта диаграмма и что будет происходить с двуполюсником при наших действиях при изменении длины кабеля. Как обещал вначале проведём блиц-знакомство с диаграммой. Вот прямая линия.Это линия активных сопротивлений. То есть если мы подключим безиндукционный резистор, то лучик прибора упадёт на эту линию. Крайняя левая точка соответствует сопротивлению ноль Ом, крайняя правая-бесконечно высокому сопротивлению. Центр круга и середина линии соответствует единичному значению,в нашем случае это стандартные 50 ом. Весь остальной круг,кроме этой линии, отображает комплексное сопротивление,состоящее из действительной и мнимой частей. Подведя маркер в любую зону мы можем считать это значение на выбранной частоте. По умолчанию это 500 МГц, так и оставим её и не будем трогать, так как сейчас это не имеет значения. Следите за мышью- вот тут мы можем считывать значения индуктивности Z. Как видите в верхнем полушарии значения мнимой части со знаком плюс, то есть индуктивного характера, а в нижнем со знаком минус- емкостного характера. Чтобы увидеть связь между импедансом и КСВ,давайте включим этот параметр. Кликаем по кольцам и видим,что они концентрично располагаются вокруг единичного значения 50 ом. Прекрасно! То есть все значения,которые лежат внутри этого круга-меньше значения этого круга. А теперь давайте выберем любое значение импеданса нашей антенны с кабелем, которое попадёт, например на круг с КСВ 2. Выбрали. Импеданс сейчас..... ,что соответствует КСВ..... Теперь включаем в эту цепь ещё линию,то есть кабель 50 ом. И смотрим как меняется КСВ от его длины. Ой..да никак! Он просто крутит вокруг 50 ом,но КСВ остаётся всё той же двойкой. Итак,первый миф о настройке КСВ методом кастрации ,или обрезания кабеля (как вам больше нравится) мы развеяли. То есть я формулирую вывод-изменение длины питающей линии с нормированным волновым сопротивлением (делаю акцент-НОРМИРОВАННЫМ), к изменению КСВ не приводит! Но! Откуда же всё таки эта народная страсть к обрезанию кабеля? А вот откуда. Я не зря акцентировал фразу на слове нормированном. На самом деле идеальных 50 ом у кабеля не бывает. И чем кабель тоньше и дешевле,тем разброс этого параметра больше. Причём разброс может меняться с длиной кабеля. На 27 МГц для автомобильных антеннах применяется кабель RG-59 в 99% случаев. А этот кабель параметрами не блещет,особенно азиатского производства. Давайте опять выберем импеданс двуполюсника с КСВ 2 и теперь будем подключать кабель с волновым сопротивлением ,например,55 ом,то есть 10%-ное отклонение от номинала. И что мы видим? КСВ улучшается! характеристика вошла внутрь круга 2,то есть стала меньше! Ага, потрут ладошки сторонники кастрации! Коллеги, давайте будем честными и называть всё своими именами. В данном случае мы имеем дело не с длиной фидера. Мы применили сейчас трансформатор с волновым сопротивлением ,отличным от стандартного номинала 50 ом , что уже не входит в нашу концепцию и фидером этот кабель уже назвать нельзя. Это трансформатор. Короче, если фидер имеет значение отличное от своего номинального, то он уже не просто передаёт ВЧ энергию,но ещё и изменяет коэффициент отражения. Так что лавочка просто открывалась-все проблемы в терминах,которыми многие пренебрегают. А это уже наша с вами ментальность,товарищи! За сим раскланяюсь и до будущих встреч. надеюсь,моё видео принесло хоть какую-то пользу.
