Прилад для вимірювання якості узгодження фідера з антеною (КСВ-метр) є неодмінною складовою частиною аматорської радіостанції. Наскільки достовірну інформацію про стан антенного господарства дає такий прилад? Практика показує, що далеко не всі КСВ-метри заводського виготовлення забезпечують високу точність вимірювань. У ще більшою мірою це справедливо, коли мова йде про саморобні конструкціях. У пропонованій увазі читачів статті розглядається КСВ-метр з струмовим трансформатором. Прилади такого типу отримали широке поширення як у професіоналів, так і у радіоаматорів. У статті дана теорія його роботи і проаналізовано чинники, що впливають на точність вимірювань. Завершує її опис двох нескладних практичних конструкцій КСВ-метрів, характеристики яких задовольнять найвибагливішого радіоаматора.

трохи теорії

Якщо підключена до передавача однорідна сполучна лінія (фідер) з хвильовим опором Zо навантажена на опір Zн ≠ Zо, то в ній виникають як падаюча, так і відбита хвиля. Коефіцієнт відображення г (reflection) в загальному вигляді визначають як відношення амплітуди відбитої від навантаження хвилі до амплітуди падаючої. Коефіцієнти відбиття по току г, і за напругою ru дорівнюють відношенню відповідних величин в відбитої і падаючих хвилях. Фаза відбитого струму (по відношенню до падаючого) залежить від співвідношення між Zн і Zо. Якщо Zн\u003e Zо, то відбитий ток буде протифазі падаючому, а якщо Zн

Величину коефіцієнта відбиття r визначають за формулою

де Rн і Хн - відповідно активна і реактивна складові навантажувального опору При чисто активному навантаженні Хн \u003d 0 формула спрощується до r \u003d (Rн-Zо) / (Rн + Zо). Наприклад, якщо кабель з хвильовим опором 50 Ом навантажений резистором опором 75 Ом, то коефіцієнт відображення буде r \u003d (75-50) / (75 + 50) \u003d 0,2.

На рис. 1, а показано розподіл напруги Uл і струму Iл уздовж лінії саме для цього випадку (втрати в лінії не враховуються). Масштаб по осі ординат для струму прийнятий в Zо разів більше - при цьому в обох графіків буде однаковий розмір по вертикалі. Пунктирна лінія - графіки напруги Uло і струму Iло в разі, коли Rн \u003d Zо. Для прикладу взято ділянку лінії довжиною λ. При більшій її довжині картина буде циклічно повторюватись через кожні 0,5λ. У тих точках лінії, де фази падаючої і відбитої збігаються, напруга максимально і Один Uл max - \u003d Uло (1 + r) \u003d Uло (1 + 0,2) \u003d 1,2Uлo, а в тих, де фази протилежні, - мінімально і так само Uл min \u003d Uло (1 - 0,2) \u003d \u003d 0,8Uло. За визначенням КСВ \u003d Uл max / / Uл min \u003d 1l2Uло / 0I8Uло \u003d 1I5.

Формули для розрахунку КСВ і r можна записати і так: КСВ \u003d (1 + r) / (1-r) і r \u003d \u003d (КСВ-1) / (КСВ + 1). Відзначимо важливий момент - сума максимального і мінімального напружень Uл max + Uл min \u003d Uло (1 + r) + Uло (1 - r) \u003d 2Uno, а їх різниця Uл max - Uл min \u003d 2Uлo. За отриманими значеннями можна розрахувати потужність падаючої хвилі Рпад \u003d Uло2 / Zo і потужність відбитої хвилі Pотр \u003d \u003d (rUло) 2 / Zo. У нашому випадку (для КСВ \u003d 1,5 і r \u003d 0,2) потужність відбитої хвилі складе всього 4% від потужності падаючої.

Визначення КСВ за вимірюваннями розподілу напруги уздовж ділянки лінії в пошуках значень Uл max і Uл min широко застосовувалося в минулому

не тільки на відкритих повітряних лініях, а й в коаксіальних фідерах (переважно на УКХ). Для цього використовувався вимірювальний ділянку фідера, що має довгу подовжню щілину, уздовж якої переміщалася візок з вставленим в неї зондом - головкою ВЧ вольтметра.

КСВ можна визначити, вимірюючи струм Iл в одному з проводів лінії на ділянці довжиною менш 0,5λ. Визначивши максимальне і мінімальне значення, розраховують КСВ \u003d Imax / Imin. Для вимірювання струму застосовують перетворювач струм-напруга у вигляді токового трансформатора (TT) з навантажувальним резистором, напруга на якому пропорційно і синфазно вимірюваному току. Відзначимо цікавий факт - при певних параметрах TT на його виході можна отримати напруга, рівна напрузі на лінії (між провідниками), тобто Uтл \u003d IлZo.

На рис. 1, б наведено спільно графік зміни Uл уздовж лінії і графік зміни Uтл. Графіки мають однакові амплітуду і форму, але зрушені один щодо іншого на 0.25Х. Аналіз цих кривих показує, що можна визначити г (або КСВ) при одночасному вимірі величин Uл і UТЛ в будь-якому місці лінії. У місцях розташування максимумів і мінімумів обох кривих (точки 1 і 2) це очевидно: ставлення цих величин Uл / Uтл (або Uтл / Uл) одно КСВ, сума дорівнює 2Uло, а різниця - 2rUлo. У проміжних точках Uл і Uтл зрушені по фазі, і їх потрібно складати вже як вектори, однак наведені вище співвідношення зберігаються, так як відбита хвиля напруги завжди обернена по фазі відбитої хвилі струму, а rUлo \u003d rUтлo.

Отже, прилад, що містить вольтметр, калібрований перетворювач струм-напруга і схему складання-віднімання, дозволить визначити такі параметри лінії, як r або КСВ, а також Рпад і Ротру при включенні його в будь-якому місці лінії.

Перші відомості про пристрої такого роду відносяться до 1943 р і відтворені в. Перші відомі автору практичні пристрої були описані в. Варіант схеми, взятий за основу, показаний на рис. 2. Пристрій містило:

• датчик напруги - ємнісний дільник на С1 і С2 з вихідним напругою Uc, значно меншим, ніж напруга на лінії Uл. Ставлення р \u003d Uc / Uл називається коефіцієнтом зв'язку;
• струмовий трансформатор Т1, намотаний на карбонильное кільцевому муздрамтеатрі. Його первинна обмотка мала один виток у вигляді провідника, що проходить по центру кільця, вторинна - n витків, навантаження по вторинній обмотці - резистор R1, вихідна напруга - 2Uт. Вторинну обмотку можна виконати з двох окремих обмоток з напругою Uт кожна і зі своїм навантажувальним резистором, проте конструктивно зручніше зробити одну обмотку з відведенням від середини;
• детектори на діодах VD1 і VD2, перемикач SA1 і вольтметр на мікроамперметр РА1 з додатковими резисторами.

Вторинна обмотка трансформатора Т1 включена таким чином, що при підключенні передавача до лівого за схемою роз'єму, а навантаження - до правого, на діод VD1 надходить сумарне напруга Uc + UT, а на діод VD2 - разностное. При підключенні до виходу КСВ-метра резистивной еталонної навантаження з опором, рівним хвильовому опору лінії, відбита хвиля відсутня і, отже, ВЧ напруга на VD2 може бути нульовим. Це досягається в процесі балансування приладу вирівнюванням напруг UT і Uc за допомогою підлаштування конденсатора С1. Як було показано вище, після такого налаштування величина різницевого напруги (при Zн ≠ Zо) буде пропорційна коефіцієнту відображення р Вимірювання з реальним навантаженням виробляють так. Спочатку в показаному на схемі положенні перемикача SA1 ( "Падаюча хвиля") калібрувальних змінним резистором R3 виставляють стрілку приладу на останнє поділ шкали (наприклад, 100 мкА). Потім перемикач SA1 переводять у нижнє за схемою становище ( "Відбита хвиля") і відраховують значення р Стосовно до випадку з RH \u003d 75 Ом прилад повинен показати 20 мкА, що відповідає r \u003d 0,2. Величину КСВ визначають за наведеною вище формулою - КСВ \u003d (1 +0,2) / / (1-0,2) \u003d 1,5 або КСВ \u003d (100 + 20) / / (100-20) \u003d 1,5. У цьому прикладі детектор передбачається лінійним - в дійсності необхідно вводити поправку, що враховує його нелінійність. При відповідній калібрування прилад може бути використаний для вимірювання падаючої і відбитої потужностей.

Точність КСВ-метра як вимірювального приладу залежить від ряду факторів, в першу чергу від точності балансування приладу в положенні SA1 "Відбита хвиля" при Rн \u003d Zo. Ідеальною балансуванню відповідають напруги Uс і Uт, рівні за величиною і строго протилежні по фазі, т. Е. Їх різницю (алгебраїчна сума) дорівнює нулю. У реальному конструкції незбалансований залишок Uост є завжди. Розглянемо на прикладі, як це відбивається на кінцевому результаті вимірів. Припустимо, що при балансуванні вийшли напруги Uс \u003d 0,5 В і Uт \u003d 0,45 В (т. Е. Розбаланс 0,05 В, що цілком реально). При навантаженні Rн \u003d 75 Ом в 50-омной лінії реально маємо КСВ \u003d 75/50 \u003d 1,5 і r \u003d 0,2, а величина відбитої хвилі, перерахована до внутріпріборним рівням, складе rUc \u003d 0,2x0,5 \u003d 0, 1 В і rUт \u003d 0,2x0,45 \u003d 0,09 В.

Знову звернімося до рис. 1, б, криві на якому наведені для КСВ \u003d 1,5 (криві Uл і Uтл для лінії будуть в нашому випадку відповідати Uс і Uт). У точці 1 Uс max \u003d 0,5 + 0,1 \u003d 0,6 В, Uт min \u003d 0,45 - 0,09 \u003d 0,36 В і КСВ \u003d 0,6 / 0,36 \u003d 1,67. У точці 2UTmax \u003d 0,45 + 0,09 \u003d 0,54 В, Ucmin \u003d 0,5 - 0,1 \u003d 0.4 і КСВ \u003d 0,54 / 0,4 \u003d 1,35. З цього нескладного розрахунку видно, що в залежності від місця включення такого КСВ-метра в лінію з реальним КСВ \u003d 1,5 або при зміні довжини лінії між приладом і навантаженням можуть бути лічені різні значення КСВ - від 1,35 до 1,67!

Що може привести до неточної балансуванню?

1. Наявність напруги відсічення германієвого діода (в нашому випадку VD2), при якому він перестає проводити, - приблизно 0,05 В. Тому при UOCT< 0,05 В прибор РА1 покажет "ноль" и можно допустить ошибку в балансировке. Относительная неточность значительно уменьшится, если поднять в несколько раз напряжения Uc и соответственно UT. Например, при Uc = 2 В и UT = 1,95 В (Uост = 0,05 В) пределы изменения КСВ для приведенного выше примера будут уже только от 1,46 до 1,54.

2. Наявність частотної залежності напружень Uc або UT. При цьому точна балансування може бути досягнута не у всьому діапазоні робочих частот. Розберемо на прикладі одну з можливих причин. Припустимо, в приладі використаний конденсатор дільника С2 ємністю 150 пФ з дротяними висновками діаметром 0,5 мм і довжиною по 10 мм кожна. Виміряна індуктивність дроту такого діаметру завдовжки 20 мм виявилася рівною L \u003d \u003d 0,03 мкГн. На верхній робочій частоті f \u003d 30 МГц опір конденсатора буде Хс \u003d 1 / 2πfС \u003d -j35,4 Ом, сумарне реактивне опір висновків XL \u003d 22πfL \u003d j5,7 Ом. В результаті опір нижнього плеча дільника зменшиться до значення -j35,4 + j5f7 \u003d -j29,7 Ом (воно відповідає конденсатору ємністю 177 пФ). У той же час на частотах від 7 МГц і нижче вплив висновків мізерно. Звідси висновок - в нижньому плечі дільника слід застосовувати безиндуктівние конденсатори з мінімальними висновками (наприклад, опорні або прохідні) і включення декількох конденсаторів паралельно. Висновки "верхнього" конденсатора С1 практично не впливають на ситуацію, так як Xс у верхнього конденсатора в кілька десятків разів більше, ніж у нижнього. Отримати рівномірну балансування у всій робочій смузі частот можна за допомогою оригінального рішення, про який мова піде при описі практичних конструкцій.

3.2. Індуктивний опір вторинної обмотки Т1 на нижніх частотах робочого діапазону (~ 1,8 МГц) може відчутно шунтировать R1, що призведе до зменшення UT та його фазового зсуву.

3.3. Опір R2 - частина детекторной ланцюга. Так як за схемою воно шунтирует С2, на нижніх частотах коефіцієнт ділення може отримати частотну і фазову залежності.

3.4. У схемі рис. 2 детектори на VD1 або VD2 у відкритому стані шунтируют своїм вхідним опором RBX нижнє плече ємнісного дільника на С2, тобто RBX діє так само, як і R2. Вплив RBX незначно при (R3 + R2) більше 40 кОм, що вимагає застосування чутливого індикатора РА1 зі струмом повного відхилення не більше 100 мкА і ВЧ напруги на VD1 не менше 4 В.

3.5. Вхідний і вихідний роз'єми КСВ-метра зазвичай рознесені на 30 ... 100 мм. На частоті 30 МГц різниця фаз напруг на роз'ємах складе α \u003d [(0,03 ... 0,1) / 10] 360 ° - 1 ... 3,5 °. Як це може позначитися на роботі, продемонстровано на рис. 3, а і рис. 3, б. Різниця схем на цих малюнках тільки в тому, що конденсатор С1 підключений до різних роз'ємів (Т1 в обох випадках знаходиться на середині провідника між роз'ємами).

У першому випадку некомпенсований залишок можна зменшити, якщо скоригувати фазу UOCT за допомогою невеликого паралельновключеного конденсатора Ск, а в другому - включенням послідовно з R1 невеликий індуктивності Lк у вигляді дротяної петлі. Такий спосіб нерідко застосовується як в саморобних, так і "фірмових" КСВ-метрах, але робити це не слід. Щоб переконатися в цьому, досить повернути прилад так, щоб вхідний роз'єм став вихідним. При цьому компенсація, яка допомагала до повороту, стане шкідливою - Uoct істотно збільшиться. При роботі на реальному лінії з неузгодженою навантаженням, в залежності від довжини лінії, прилад може потрапити в таке місце на лінії, де введена корекція "поліпшить" реальний КСВ або, навпаки, "погіршить" його. У будь-якому випадку буде неправильний відлік. Рекомендація - розташовувати роз'єми по можливості ближче один до одного і використовувати оригінальне схемне рішення, наведене нижче.

Для ілюстрації того, як сильно можуть вплинути розглянуті вище причини на достовірність показань КСВ-метра, на рис. 4 показані результати перевірки двох приладів заводського виготовлення. Перевірка полягала в тому, що неузгоджена навантаження з розрахунковим КСВ \u003d 2,25 встановлювалася на кінці лінії, що складається з ряду послідовно з'єднаних відрізків кабелю з Zо \u003d 50 Ом довжиною кожен по λ / 8.

В процесі вимірювань повна довжина лінії змінювалася від λ / 8 до 5 / 8λ. Перевірялися два прилади: недорогий BRAND X (крива 2) і одна з кращих моделей - BIRD 43 (крива 3). Крива 1 показує істинний КСВ. Як то кажуть, коментарі зайві.

На рис. 5 наведено графік залежності помилки вимірювань від величини коефіцієнта спрямованості D (directivity) КСВ-метра. Аналогічні графіки для КБВ \u003d 1 / КСВ наведені в. Стосовно до конструкції рис. 2 цей коефіцієнт дорівнює відношенню напруги ВЧ на діодах VD1 і VD2 при підключенні до виходу КСВ-метра навантаження Rн \u003d Zо D \u003d 20lg (2Uо / Uост). Таким чином, чим краще вдалося збалансувати схему (чим менше Uост), тим вище D. Можна також використовувати показання індикатора РА1 - D \u003d 20 х х lg (Iпад / Iотр). проте це значення D буде менш точним через нелінійність діодів.

На графіку по горизонтальній осі відкладені реальні значення КСВ, а на вертикальній - виміряні з урахуванням помилки в залежності від величини D КСВ-метра. Пунктиром показаний приклад - реальний КСВ \u003d 2, прилад з D \u003d 20 дБ дасть свідчення 1,5 або 2,5, а при D \u003d 40 дБ - відповідно 1,9 або 2,1.

Як випливає з літературних даних, КСВ-метр за схемою рис. 2 має D - 20 дБ. Це означає, що без суттєвої корекції він не може застосовуватися для точних вимірювань.

Друга за важливістю причина неправильних показань КСВ-метра пов'язана з нелінійністю вольт-амперної характеристики детекторних діодів. Це призводить до залежності показань від рівня подається потужності, особливо в початковій частині шкали індикатора РА1. У фірмових КСВ-метрах нерідко на індикаторі роблять дві шкали - для малого і великого рівнів потужності.

Трансформатор струму Т1 є важливою частиною КСВ-метра. Основні його характеристики такі ж, як і у більш звичного трансформатора напруги: число витків первинної обмотки n1 і вторинної n2, коефіцієнт трансформації к \u003d n2 / n1, струм вторинної обмотки I2 \u003d l1 / к. Відмінність полягає в тому, що струм через первинну обмотку визначається зовнішньої ланцюгом (в нашому випадку це ток в фідері) і не залежить від опору навантаження вторинної обмотки R1, тому струм l2 також не залежить від величини опору резистора R1. Наприклад, якщо з фідера Zo \u003d 50 Ом передається потужність Р \u003d 100 Вт, струм I1 \u003d √P / Zo \u003d 1,41 А і при к \u003d 20 струм вторинної обмотки буде l2 \u003d I1 / к - 0,07 А. Напруга на висновках вторинної обмотки буде визначатися величиною R1: 2UT \u003d l2 х R1 і при R1 \u003d 68 Ом складе 2UT \u003d 4,8 В. Що виділяється на резисторі потужність Р \u003d (2UT) 2 / R1 \u003d 0,34 Вт. Звернемо увагу на особливість токового трансформатора - чим менше витків у вторинній обмотці, тим більшою буде напруга на її висновках (при одному і тому ж R1). Найважчий режим для токового трансформатора - режим холостого ходу (R1 \u003d ∞), при цьому напруга на його виході різко зростає, муздрамтеатр насичується і розігрівається настільки, що може зруйнуватися.

У більшості випадків в первинній обмотці використовують один виток. Цей виток може мати різні форми, як показано на рис. 6, а і рис. 6, б (вони рівноцінні), а ось обмотка по рис. 6, в - це вже два витка.

Окреме питання - застосування поєднаного з корпусом екрану у вигляді трубки між центральним проводом і вторинною обмоткою. З одного боку, екран усуває ємнісний зв'язок між обмотками, ніж кілька покращує балансування разностного сигналу; з іншого - в екрані виникають вихрові струми, також впливають на балансування. Практика показала, що з екраном і без нього можна отримати приблизно однакові результати. Якщо екран все ж використовується, довжину його слід зробити мінімальної, приблизно рівній ширині застосованого магнитопроводом, і з'єднати з корпусом широким коротким провідником. "Заземлення" екрану слід робити на середню лінію, рівновіддаленість від обох роз'ємів. Для екрану можна використовувати латунну трубку діаметром 4 мм від телескопічних антен.

Для КСВ-метрів на що проходить потужність до 1 кВт підійдуть ферритові кільцеві магнітопроводи розмірами К12x6x4 і навіть К10x6x3. Практика показала, що оптимальне число витків п2 \u003d 20. При індуктивності вторинної обмотки 40 ... 60 мкГн виходить найбільша частотна рівномірність (допустима величина - до 200 мкГн). Можливе використання магнітопроводів з проникністю від 200 до 1000, при цьому бажано вибрати типорозмір, який забезпечить оптимальну індуктивність обмотки.

Можна використовувати магнітопроводи і з меншою проникністю, якщо застосувати великі типорозміри, збільшити число витків і / або зменшити опір R1. Якщо проникність наявних магнитопроводов невідома, при наявності вимірника індуктивності її можна визначити. Для цього слід намотати десять витків на невідомому муздрамтеатрі (витком вважається кожен перетин проводом внутрішнього отвору сердечника), виміряти індуктивність котушки L (мкГн) і підставити це значення в формулу μ \u003d 2,5 LDср / S, де Dср - середній діаметр муздрамтеатру в см ; S - перетин сердечника в см 2 (приклад - у К10x6x3 Dcp \u003d 0,8 см і S \u003d 0,2x0,3 \u003d 0,06 см 2).

Якщо μ муздрамтеатру відома, індуктивність обмотки з n витків можна розрахувати: L \u003d μn 2 S / 250Dcp.

Застосовність магнитопроводов на рівень потужності 1 кВт і більше можна перевірити і при 100 Вт в фідері. Для цього слід тимчасово встановити резистор R1, величиною в 4 рази більшою, відповідно напруга Uт також виросте в 4 рази, а це еквівалентно зростанню проходить потужності в 16 разів. Розігрів муздрамтеатру можна перевірити на дотик (потужність на тимчасовому резисторі R1 також виросте в 4 рази). В реальних умовах потужність на резисторі R1 зростає пропорційно зростанню потужності в фідері.

КСВ-метри UT1МА

Дві конструкції КСВ-метра UT1MA, про які піде мова нижче, мають практично однакову схему, але різне виконання. У першому варіанті (КМА - 01) високочастотний датчик і індикаторна частина роздільні. Датчик має вхідний і вихідний коаксіальні роз'єми і може бути встановлений в будь-якому місці фидерного тракту. Він з'єднаний з індикатором трьохдротяним кабелем будь-якої довжини. У другому варіанті (КМА - 02) обидва вузла розміщені в одному корпусі.

Схема КСВ - метра приведена на рис. 7 і відрізняється вона від базової схеми рис. 2 наявністю трьох ланцюгів корекції.

Розглянемо ці відмінності.

1. Верхнє плече ємнісного дільника С1 виконано з двох однакових постійних конденсаторів С1 \u003d С1 "+ С1", підключених відповідно до вхідного і вихідного роз'ємів. Як зазначалося в першій частині статті, фази напруг на цих роз'ємах не однакові, і при такому включенні фаза Uc усредняется і зближується з фазою UT. Це покращує балансування приладу.
2. За рахунок введення котушки L1 опір верхнього плеча ємнісного дільника стає частотно-залежним, що дозволяє вирівняти балансування на верхньому краю робочого діапазону (21 ... 30 МГц).
3. Підбором резистора R2 (т. Е. Постійній часу ланцюжка R2C2) можна компенсувати розбалансування, викликану спадом напруги UT та його фазовим зрушенням на нижньому краю діапазону (1,8 ... 3,5 МГц).

Крім того, балансування здійснюється підлаштування конденсатором, включеним в нижнє плече дільника. Це спрощує монтаж і дозволяє застосувати малопотужний малогабаритний підлаштування конденсатор.

У конструкції передбачена можливість вимірювання потужності падаючої і відбитої хвиль. Для цього перемикачем SA2 в ланцюг індикатора замість змінного каліброваного резистора R4 вводиться підлаштування резистор R5, яким встановлюється потрібний межа вимірюваної потужності.

Застосування оптимальної корекції і раціональна конструкція приладу дозволили отримати коефіцієнт спрямованості D в межах 35 ... 45 дБ в смузі частот 1,8 ... 30 МГц.

В КСВ - метрах застосовані наступні деталі.

Вторинна обмотка трансформатора Т1 містить 2 x 10 витків (намотування в 2 дроти) проводом 0,35 ПЕВ, розміщених рівномірно на ферито-вом кільці К12 x 6 x 4 проникністю близько 400 (виміряна індуктивність ~ 90 мкГн).

Резистор R1 - 68 Ом МЛТ, бажано без гвинтової канавки на тілі резистора. При проходить потужності менше 250 Вт досить встановити резистор з потужністю розсіювання 1 Вт, при потужності 500 Вт - 2 Вт. При потужності 1 кВт резистор R1 можна скласти з двох паралельно включених резисторів опором 130 Ом і потужністю 2 Вт кожен. Втім, якщо КС В - метр проектується під високий рівень потужності, є сенс збільшити в два рази число витків вторинної обмотки Т1 (до 2 x 20 витків). Це дозволить в 4 рази зменшити необхідну потужність розсіювання резистора R1 (при цьому конденсатор С2 повинен мати вдвічі більшу ємність).

Ємність кожного з конденсаторів З Г і С1 "може бути в межах 2,4 ... 3 пФ (КТ, КТК, КД на робочу напругу 500 В при Р ≥ 1 кВт і 200 ... 250 В при меншій потужності). Конденсатори С2 - на будь-яку напругу (КТК або інші безиндуктівние, один або 2 - 3 паралельно), конденсатор C3 - малогабаритний підлаштування з межами зміни ємності 3 ... 20 пФ (КПК - М, КТ - 4). Необхідна ємність конденсатора С2 залежить від сумарної величини ємності верхнього плеча ємнісного дільника, в яку входить крім конденсаторів С "+ С1" ще й ємність С0 ~ 1 пФ між вторинною обмоткою трансформатора Т1 і центральним провідником. Загальна ємність нижнього плеча - С2 плюс C3 при R1 \u003d 68 Ом повинна бути приблизно в 30 разів більше ємності верхнього. Діоди VD1 і VD2 - Д311, конденсатори С4, С5 і С6 - ємністю 0,0033 ... 0,01 мкФ (КМ або інші високочастотні), індикатор РА1 - М2003 зі струмом повного відхилення 100 мкА, змінний резистор R4 - 150 кОм СП - 4 - 2м, підлаштування резистор R4 - 150 кОм. резистор R3 має опір 10 ком - він охороняє індикатор від можливої \u200b\u200bперевантаження.

Величину коректує індуктивності L1 можна визначити так. При балансуванні приладу (без L1) треба відзначити положення ротора подстроеч-ного конденсатора C3 на частотах 14 і 29 МГц, потім випаять його і виміряти ємність в обох зазначених положеннях. Припустимо, для верхньої частоти ємність виявилася менше на 5 пФ, а загальна ємність нижнього плеча дільника - близько 130 пФ, т. Е. Різниця становить 5/130 або близько 4%. Отже, для частотного вирівнювання потрібно на частоті 29 МГц зменшити опір верхнього плеча також на ~ 4%. Наприклад, при С1 + С0 \u003d 5 пФ ємнісний опір Хс \u003d 1 / 2πfС - j1100 Ом, відповідно, Xc - j44 Ом і L1 \u003d XL1 / 2πf \u003d \u003d 0,24мкГн.

В авторських приладах котушка L1 мала 8 ... 9 витків проводом ПЕЛШО 0,29. Внутрішній діаметр котушки - 5 мм, намотування щільна з подальшою просоченням клеєм БФ - 2. Остаточне число витків уточнюється після її установки на місце. Спочатку виробляють балансування на частоті 14 МГц, потім встановлюють частоту 29 МГц і підбирають таке число витків котушки L1, при якому схема балансується на обох частотах при одному і тому ж положенні подстроечніка C3.

Після досягнення гарної балансування на середніх і верхніх частотах встановлюють частоту 1,8 МГц, на місце резистора R2 тимчасово впаивают змінний резистор опором 15 ... 20 кОм і знаходять значення, при якому UOCT мінімально. Значення опору резистора R2 залежить від індуктивності вторинної обмотки Т1 і лежить в межах 5 ... 20 кОм для її індуктивності 40 ... 200 мкГн (великі значення опору для більшої індуктивності).

У радіоаматорських умовах найбільш часто в індикаторі КСВ-метра використовують мікроамперметр з лінійною шкалою і відлік ведуть по формулі КСВ \u003d (Iпад + Iотр) / (Iпад -Iотр), де I в мікроамперах - свідчення індикатора в режимах "падаюча" і "відображена" відповідно. При цьому не враховується помилка через нелінійність початкового ділянки ВАХ діодів. Перевірка за допомогою навантажень різної величини на частоті 7 МГц показала, що при потужності близько 100 Вт показання індикатора були в середньому на одну поділку (1 мкА) менше реальних значень, при 25 Вт - менше на 2,5 ... 3 мкА, а при 10 Вт - на 4 мкА. Звідси проста рекомендація: для 100-ватного варіанти - заздалегідь змістити початкове (нульове) положення стрілки приладу на одну поділку вгору, а при використанні 10 Вт (наприклад, під час налаштування антени) додавати до відліку за шкалою е положенні "відображена" ще 4 мкА. Приклад - відліки "падаюча / відображена" відповідно 100/16 мкА, а правильний КСВ буде (100 + 20) / (100 - 20) \u003d 1,5. При значній потужності - 500 Вт і більше - у зазначеній корекції немає необхідності.

Слід зауважити, що всі типи аматорських КСВ-метрів (на струмовому трансформаторі, мостові, на спрямовані відгалужувачі) дають значення коефіцієнта відображення r, а величину КСВ потім доводиться обчислювати. Тим часом саме r є основним показником ступеня узгодження, а КСВ - це показник похідний. Підтвердженням сказаного може бути той факт, що в електрозв'язку ступінь узгодження характеризується загасанням неузгодженості (той же r, тільки в децибелах). У дорогих фірмових приладах також передбачений відлік r під назвою return loss (зворотні втрати).

Що буде, якщо в якості детекторів застосувати кремнієві діоди? Якщо у германієвого діода при кімнатній температурі напруга відсічення, при якому струм через діод всього 0,2 ... 0,3 мкА, становить близько 0,045 В, то у кремнієвого вже 0,3 В. Отже, щоб зберегти точність відліку при переході на кремнієві діоди, необхідно більш ніж в 6 разів підняти рівні напруг Uc і UT (!). В експерименті, при заміні діодів Д311 на КД522 при Р \u003d 100 Вт, навантаженні Zн \u003d 75 Ом і тих же Uc і UT, вийшли цифри: до замени- 100/19 і КСВ \u003d 1,48, після заміни - 100/12 і розрахунковий КСВ \u003d 1,27. Застосування схеми подвоєння на діодах КД522 дало ще гірший результат - 100/11 і розрахунковий КСВ \u003d 1,25.

Корпус датчика в роздільному варіанті може бути виготовлений з міді, алюмінію або спаяний з пластинок двосторонньо фольгованого склотекстоліти товщиною 1,5 ... 2 мм. Ескіз такої конструкції наведено на рис. 8, а.

Корпус складається з двох відсіків, в одному один навпроти одного розташовані ВЧ роз'єми (СР - 50 або SO - 239 с фланцями розмірами 25x25 мм), перемичка з дроту діаметром 1,4 мм в поліетиленовій ізоляції діаметром 4,8 мм (від кабелю РК50 - 4), струмовий трансформатор Т1, конденсатори ємнісного дільника і компенсаційна котушка L1, в іншому - резистори R1, R2, діоди, підлаштування і блокувальні конденсатори і малогабаритний НЧ роз'єм. Висновки Т1 мінімальної довжини. Точка з'єднання конденсаторів С1 "і С1" з котушкою L1 "висить в повітрі", а точка з'єднання конденсаторів С4 і С5 середнього виводу роз'єму ХЗ з'єднана з корпусом приладу.

Перегородки 2, 3 і 5 мають однакові розміри. У перегородці 2 отворів немає, а в перегородці 5 отвір роблять під конкретний НЧ роз'єм, через який буде підключатися індикаторний блок. У середній перемичці 3 (рис. 8, б) навколо трьох отворів з обох сторін вибирають фольгу, а в отвори встановлюють три прохідних провідника (наприклад, латунні гвинти М2 і МЗ). Ескізи боковин 1 і 4 наведені на рис. 8, ст. Пунктирними лініями показані місця з'єднання перед пайкою, яка для більшої міцності і забезпечення електричного контакту проводиться з обох сторін.

Для настройки і перевірки КСВ - метра необхідний зразковий резистор навантаження 50 Ом (еквівалент антени) потужністю 50 ... 100 Вт. Одна з можливих радіоаматорських конструкцій показана на рис. 11. У ній використовується поширений резистор ТВО опором 51 Ом і потужністю розсіювання 60 Вт (прямокутник розмірами 45 x 25 x 180 мм).

Усередині керамічного корпусу резистора знаходиться довгий циліндричний канал, заповнений резистивним речовиною. Резистор повинен бути щільно притиснутий до днища алюмінієвого кожуха. Це покращує відведення тепла і створює розподілену ємність, поліпшує широко-полосность. За допомогою додаткових резисторів з потужністю розсіювання 2 Вт вхідний опір навантаження встановлюють в межах 49,9 ... 50,1 Ом. З невеликим коригуючих конденсатором на вході (~ 10 пФ) вдається на базі цього резистора отримати навантаження з КСВ не гірше 1,05 в смузі частот до 30 МГц. Відмінні навантаження виходять зі спеціальних малогабаритних резисторів типу Р1 - 3 номіналом 49,9 Ом, що витримують значну потужність при використанні зовнішнього радіатора.

Були проведені порівняльні випробування КСВ-метрів різних фірм і приладів, описаних в цій статті. Перевірка полягала в тому, що до передавача з вихідною потужністю близько 100 Вт через випробуваний 50-омний КСВ - метр підключалася неузгоджена навантаження 75 Ом (еквівалент антени на потужність 100 Вт заводського виготовлення) і вироблялося два виміри. Одне - при підключенні коротким кабелем РК50 довжиною 10 см, інше - через кабель РК50 довжиною ~ 0,25λ. Чим менше розкид показань, тим вірогідніше прилад.

При частоті 29 МГц отримані наступні значення КСВ:

• 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

З навантаженням 50 Ом при будь-якій довжині кабелів всі прилади "дружно" показували КСВ< 1,1.

Причину великий розкид показань RSM - 600 вдалося з'ясувати при його дослідженні. У цьому приладі в якості датчика напруги використовується не ємнісний дільник, а понижуючий трансформатор напруги з фіксованим коефіцієнтом трансформації. Це знімає "проблеми" ємнісного дільника, але знижує надійність приладу при вимірюванні великих потужностей (гранична потужність RSM - 600 - всього 200/400 Вт). У його схемі немає підлаштування елемента, тому резистор навантаження токового трансформатора повинен бути високої точності (хоча б 50 ± 0,5 Ом), а реально був використаний резистор опором 47,4 Ом. Після його заміни на резистор 49,9 Ом результати вимірювань стали значно краще - 1,48 / 1,58. Можливо, з цієї ж причиною пов'язаний великий розкид показань приладів SX - 100 і KW - 220.

Вимірювання при неузгодженої навантаженні за допомогою додаткового четвертьволнового 50 - омного кабелю - надійний спосіб перевірки якості КСВ - метра. Відзначимо три моменти:

1. Для такої перевірки можна використовувати і навантаження 50 Ом, якщо включити паралельно її входу конденсатор, наприклад, у вигляді невеликого відрізка разомкнутого на кінці коаксіального кабелю. Підключення зручно провести через коаксіальний трійникове перехід. Досвідчені дані - з відрізком РК50 довжиною 28 см на частоті 29 МГц, така комбінована навантаження мала КСВ - 1,3, а при довжині 79 см - КСВ - - 2,5 (будь-яке навантаження підключати до КСВ - метру тільки 50 - омним кабелем) .
2. Реальний КСВ в лінії приблизно відповідає середньому від двох відрахованих значень (з додатковим чвертьхвильові кабелем і без нього).
3. При вимірі реального антенно-фідерного пристрою можуть виникнути труднощі, пов'язані з затікання струму на зовнішню поверхню обплетення кабелю. При наявності такого струму зміна довжини фідера знизу може привести до зміни цього струму, що призведе до зміни навантаження фідера і реального КСВ. Зменшити вплив зовнішнього струму можна, звернувши входить в приміщення фідер у вигляді бухти з 15 ... 20 витків діаметром 15 ... 20 см (захисний дросель).

література

1. D. Lechner, P. Finck. Kurzwellen sender. - Berlin: Militarverlag, 1979.
2. W.B. Bruene- An Inside Pictures of Directional Wattmeters. - QST, April, 1959.
3. D. DeMaw. In-Line RF Power Metering. - QST, December, 1969.
4. W. Orr, S. Cowan. The beam antenna handbook. - RAC, USA, 1993.
5. Бекетов В., Харченко К. Вимірювання та випробування при конструюванні і регулюванню радіоаматорських антен. - М .: Связь, 1971.

Коефіцієнт стоячої хвилі по напрузі (КСХН, VSWR)

Коефіцієнт стоячої хвилі по напрузі (КСХН, VSWR)

У сучасному світі електронна техніка розвивається семимильними кроками. Кожен день з'являється щось нове, і це не тільки невеликі поліпшення вже існуючих моделей, а й результати застосування інноваційних технологій, що дозволяють в рази поліпшити характеристики.

Не відстає від електронної техніки і приладобудівна галузь - адже щоб розробити і випустити на ринок нові пристрої, їх необхідно ретельно протестувати, як на етапі проектування і розробки, так і на етапі виробництва. З'являються нові вимірювальна техніка та нові методи вимірювання, а, отже - нові терміни і поняття.

Для тих, хто часто стикається з незрозумілими скороченнями, абревіатурами і термінами і хотів би глибше розуміти їх значення, і призначена ця рубрика.

Коефіцієнт стоячої хвилі по напрузі - це відношення найбільшого уздовж лінії значення амплітуди напруги до найменшого.

Коефіцієнт стоячої хвилі по напрузі обчислюється за формулою:

,
де U 1 і U 2 - амплітуди падаючої і відображеної хвиль відповідно.

В ідеальному випадку КСХН \u003d 1, це означає, що відбита хвиля відсутня. При появі відбитої хвилі зростає в прямій залежності від ступеня неузгодженості тракту і навантаження. Допустимі значення КСХН на робочій частоті або в смузі частот для різних пристроїв регламентуються в технічних умовах і ГОСТах. Зазвичай прийнятні значення коефіцієнта лежать в межах від 1,1 до 2,0.

Вимірюють КСХН, наприклад, за допомогою включених в тракт в протилежному напрямку двох спрямованих відгалужувачі. В космічній техніці КСХН вимірюється вбудованими в хвильове тракти датчиками КСВ. Сучасні аналізатори ланцюгів також мають вбудовані датчики КСХН.

При проведенні вимірювань КСХН необхідно враховувати, що загасання сигналу в кабелі приводить до похибки вимірювань. Це пояснюється тим, що як падаюча, так і відбита хвилі відчувають загасання. У таких випадку КСХН розраховується наступним чином:

,

де К - коефіцієнт ослаблення відбитої хвилі, який обчислюється в такий спосіб: K \u003d 2BL,
тут В - питомий загасання, дБ / м;
L - довжина кабелю, м;
а множник 2 враховує той факт, що сигнал відчуває послаблення при передачі від джерела НВЧ сигналу антени і на зворотному шляху.

Після того, як антена встановлена, її необхідно налаштувати по мінімуму значення КСВ в середині ділянки робочих частот або якщо передбачається працювати тільки на одній частоті, за мінімальним значенням КСВ на цій частоті.
Що таке КСВ? КСВ - коефіцієнт стоячої хвилі - це міра узгодження антенно-фідерного тракту. Він показує відсоток втрат потужності в антені. Втрати потужності при різних значеннях КСВ наведені в таблиці 1.

Таблиця 1. Втрати потужності при різних значеннях КСВ

Рис 1. Схема підключення КСВ метра

УВАГА!!! Пpібоp повинен допускати АДВОКАТУРИ пpи Вашої вихідної потужності! Тобто якщо прилад розрахований на максимальну потужність 10 Вт, а йому на вхід подати 100Вт, то результат буде цілком очевидний у вигляді диму і цілком помітний органами нюху. Перемикач потрібно поставити в положення FWD (пряме включення). Включивши передачу, потрібно виставити ручкою стрілку-покажчик на кінець шкали. Таким чином робиться калібрування показань приладу. Калібрувати прилад потрібно кожен раз при зміні робочої частоти. Далі, переключивши (при відключеному передачі) прилад в положення REF (зворотне включення), включити передачу і вважати значення КСВ за шкалою приладу.

Розглянемо приклад налаштування антени на середню частоту сітки С (частота 27,205МГц) зміною довжини штиря. Спочатку потрібно виміряти значення КСВ на 1 каналі сітки С. Потім на останньому (40) каналі сітки С. Якщо значення КСВ більше 3 в обох випадках, отже антена встановлена \u200b\u200bнеправильно, не розрахована на роботу в цьому діапазоні або має несправності. Якщо КСВ, який вимірюється на 1 каналі, більше значення КСВ на 40 каналі, отже довжину штиря потрібно вкоротити, якщо навпаки - то штир необхідно подовжити (висунути з тримача). Встаємо на 20 канал сітки С, вимірюємо КСВ, запам'ятовуємо його значення. Відкручуємо гвинти, що фіксують штир, рухаємо його на 7-10 мм в потрібну сторону, затягуємо гвинти, перевіряємо КСВ знову. Якщо штир вставлений до межі, а КСВ все ще високий, то доведеться скорочувати штир фізично. Якщо штир висунутий максимально, то доведеться збільшувати довжину согласующей котушки. Встановлюємо штир по середині кріплення. Відкушуємо 5-7 мм, вимірюємо КСВ, знову відкушуємо. При цьому стежимо щоб значення КСВ зменшувалася. Як тільки воно досягне мінімуму і почне збільшуватися, припиняємо знущатися над штирем і далі регулюємо його довжину зміною положення в антені Таким чином знаходимо мінімум КСВ.

Зверніть увагу, що антену треба налаштовувати тільки за місцем її ОСТАТОЧНОЇ установки. Це означає, що, перенісши антену на інше місце, її знову необхідно буде налаштовувати.

Якщо Ви отримали КСВ порядку 1,1-1,3, це відмінний результат.

Якщо Ви отримали КСВ близько 1,3-1,7, це теж непогано і Вам нема про що турбуватися.

Якщо КСВ 1,8 - 2, то слід звернути увагу на втрати в ВЧ роз'єми (неправильна обробка кабелю, погана пропайка центральної жили кабелю і т. Д.) Для антени такий рівень узгодження означатиме, що у неї є проблеми з узгодженням, і вона потребує налаштування.

КСВ 2,1 - 5 означає явну несправність в антені або неправильну її установку. КСВ більше 5 означає обрив центральної жили в кабелі або в антені.

З іншого джерела

Довжини 50-омного кабелю в напівхвилях, режим "півхвильового повторювача" (вірно для кабелів із суцільною поліетиленовою ізоляцією центральної жили)

кількість полуволн
Сітка "C" Сітка "D" Сітки "C" & "D"

Середня частота МГц
27.5

Довжина відрізка кабелю
1 3.639м 3.580м 3.611м
2 7.278м 7.160м 7.222м
3 10.917м 10.739м 10.833м
4 14.560м 14.319м 14.444м
5 18.195м 17.899м 18.055м

Коефіцієнт стоячої хвилі

Коефіцієнт стоячої хвилі - Ставлення максимального значення амплітуди напруженості електричного або магнітного поля стоячої хвилі в лінії передачі до найменшого.

Характеризує ступінь узгодження антени і фідера (також говорять про узгодження виходу передавача і фідера) і є частотнозавісімой величиною. Зворотній величина КСВ називається КБВ - коефіцієнт біжучої хвилі. Слід розрізняти величини КСВ і КСХН (коефіцієнт стоячої хвилі по напрузі): перша вираховується за потужністю, друга - по амплітуді напруги і на практиці використовується частіше; в загальному випадку ці поняття еквівалентні.

Коефіцієнт стоячої хвилі по напрузі обчислюється за формулою:,
де U 1 і U 2 - амплітуди падаючої і відображеної хвиль відповідно.
Можна встановити зв'язок між KCBH і коефіцієнтом відображення Г:
Також величину коефіцієнта стоячої хвилі можна отримати з виразів для S-параметрів (див. Нижче).

В ідеальному випадку КСХН \u003d 1, це означає, що відбита хвиля відсутня. При появі відбитої хвилі КСВ зростає в прямій залежності від ступеня неузгодженості тракту і навантаження. Допустимі значення КСХН на робочій частоті або в смузі частот для різних пристроїв регламентуються в технічних умовах і ГОСТах. Зазвичай прийнятні значення коефіцієнта лежать в межах від 1,1 до 2,0.

Значення КСВ залежить від багатьох факторів, наприклад:

• Хвильовий опір СВЧ кабелю і джерела НВЧ сигналу
• Неоднорідності, спайки в кабелях або волноводах
• Якість обробки кабеля в СВЧ-соединителях (роз'ємах)
• Наявність перехідних з'єднувачів
• Опір антени в точці підключення кабелю
• Якість виготовлення і налаштування джерела сигналу і споживача (антени і ін.)

Вимірюють КСХН, наприклад, за допомогою включених в тракт в протилежному напрямку двох спрямованих відгалужувачі. В космічній техніці КСХН вимірюється вбудованими в хвильове тракти датчиками КСВ. Сучасні аналізатори ланцюгів також мають вбудовані датчики КСХН.
При проведенні вимірювань КСХН необхідно враховувати, що загасання сигналу в кабелі приводить до похибки вимірювань. Це пояснюється тим, що як падаюча, так і відбита хвилі відчувають загасання. У таких випадку КСХН розраховується наступним чином:,

де До - коефіцієнт ослаблення відбитої хвилі, який обчислюється в такий спосіб:,
тут В - питомий загасання, дБ / м;
L - довжина кабелю, м;
а множник 2 враховує той факт, що сигнал відчуває послаблення при передачі від джерела НВЧ сигналу антени і на зворотному шляху. Так, при використанні кабелю PK50-7-15 питомий загасання на частотах Сі-Бі (близько 27 МГц) становить 0,04 дБ / м, то при довжині кабелю 40 м відбитий сигнал буде відчувати загасання 0,04 2 40 \u003d 3,2 дБ. Це призведе до того, що при реальному значенні КСХН, рівному 2,00, прилад покаже тільки 1,38; при реальному значенні 3,00 прилад покаже близько 2,08.

Погана (висока) величина КСВ (Н) навантаження призводить не тільки до погіршення ККД через зменшення надійшла в навантаження корисної потужності. Можливі й інші наслідки:

• Вихід з ладу потужного підсилювача або транзистора, оскільки на його виході (колекторі) підсумуйте (в гіршому випадку) напруга вихідного сигналу і відбита хвиля, що може перевищити максимальне допустиме напруження напівпровідникового переходу.
• Погіршення нерівномірності АЧХ тракту.
• Порушення сполучених каскадів.

Для усунення цього можуть застосовуватися захисні вентилі або циркулятори. Але при тривалій роботі на погану навантаження, вони можуть вийти з ладу. Для малопотужних ліній передачі можуть використовуватися погоджують атенюатори.

Зв'язок КСХН з S-параметрами чотириполюсника

Коефіцієнт стоячої хвилі можна однозначно пов'язати з параметрами передачі чотириполюсника (S-параметрами):

де - комплексний коефіцієнт відбиття сигналу від входу вимірюваного тракту;

Аналоги КСВ в зарубіжних виданнях

• VSWR - повний аналог КСХН
• SWR - повний аналог КСВ

Примітки

Wikimedia Foundation. 2010 року.

У лінії з КСВ\u003e 1 наявність відбитої потужності не призводить до втрат переданої потужності, хоча деякі втрати спостерігаються через кінцевого загасання в лінії в фідерної лінії без втрат немає втрат потужності через відображення незалежно від величини КСВ. На всіх KB діапазонах з кабелем, що має низькі втрати, втрати в неузгоджені лінії зазвичай незначні, проте на УКХ можуть бути істотними, а на СВЧ-навіть надзвичайно великими. Загасання в кабелі залежить, перш за все, від характеристик самого кабелю і його довжини. При роботі на KB кабель повинен бути дуже довгим або дуже поганим, щоб втрати в кабелі стали досить істотними.

Відображена потужність не тече назад в передавач і не пошкоджує його. Пошкодження, іноді приписувані високому КСВ, зазвичай викликає робота вихідного каскаду передавача на неузгоджені навантаження. Передавач не "бачить" КСВ, він «бачить» тільки імпеданс навантаження, який залежить і від КСВ. Це означає, що імпеданс навантаження можна зробити точно відповідним необхідному (наприклад, за допомогою антенного тюнера), не турбуючись про КСВ в фідері.

Зусилля, витрачені на зниження КСВ нижче 2: 1 в будь-який коаксіальної лінії, взагалі видаються витраченими даремно - з точки зору збільшення ефективності випромінювання антени, але доцільні в тому випадку, якщо схема захисту передавача спрацьовує, наприклад, при КСВ\u003e 1,5.

Високий КСВ не обов'язково вказує, що антена працює погано - ефективність випромінювання антени визначається співвідношенням її опору випромінювання до загального вхідному опору.

Низький КСВ - не обов'язково свідчить про те, що антенна система є хорошою. Навпаки, низький КСВ в широкій смузі частот є приводом для підозр, що, наприклад, в диполі або вертикальної антени велике опір втрат, обумовлене поганими сполуками і контактами, неефективною системою заземлення, втратами в кабелі, попаданням вологи в лінію і т.д. Так, еквівалент навантаження забезпечує в лінії КСВ \u003d 1,0, але він взагалі не випромінює, а коротка вертикальна антена з опором випромінювання 0,1 Ом і втратами опору 49,9 Ом випромінює лише 0,2% від що надходить потужності, забезпечуючи при цьому КСВ 1,0 в фідері.

Для досягнення максимального ВЧ струму і злучатель антеною системи не обов'язково повинен мати резонансну довжину і не вимагає фідера певної довжини. Істотне неузгодженість між лінією харчування і випромінювачем не перешкоджає поглинанню випромінювачем всій реально надходить потужності. При використанні відповідного узгодження (наприклад, антенного тюнера) для компенсації реактивності НЕ резонансного випромінювача в місці підключення фідерної лінії довільної довжини антенна система є узгодженою, і фактично вся потужність, що підводиться може ефективно випромінюватися.

На КСВ в фідерної лінії не впливає настройка антенного тюнера, встановленого біля передавача. Низький КСВ в лінії, досягнутий за допомогою тюнера, зазвичай є свідченням того, що в процесі настройки тюнера відбулося неузгодженість між передавачем і входом антенного тюнера, і передавач працює на неузгоджену навантаження.

Всупереч поширеним уявленням, з хорошим симетричним (балансним) антенних тюнером і відкритої двухпроводной фідерної лінією випромінювання питомого в центрі диполя довжиною 80 м, що працює в діапазоні 3,5 МГц, не набагато ефективніше випромінювання такої ж антени довжиною 48 м, що працює в тому ж діапазоні і з тією ж потужністю передавача. Ефективність випромінювання диполя, налаштованого в резонанс на частоті, наприклад, 3750 кГц, практично така ж, як і на частоті 3500 або 4000 кГц при використанні будь-якого фідера розумної довжини; хоча можна очікувати, що КСВ на краях діапазону може досягати 5 і що коаксіальний кабель в дійсності буде працювати як налаштована лінія. В цьому випадку, зрозуміло, буде потрібно використовувати відповідний пристрій узгодження (наприклад, антенний тюнер) між передавачем і фідером. Якщо для досягнення узгодження коаксіальний фідер будь антеною системи вимагає певної довжини, той же самий вхідний імпеданс можна отримати з кабелем будь-якої довжини за допомогою відповідної простий ланцюга узгодження з індуктивностей і ємностей.

Високий КСВ в коаксіальному фідері, викликаний значним неузгодженістю характеристичного опору лінії і вхідного опору антени, сам по собі не викликає появи ВЧ струму на зовнішній поверхні обплетення кабелю і випромінювання фідерної лінії. У діапазонах коротких хвиль високий КСВ в будь-якій відкритій лінії, що працює з високим КСВ, не буде ні викликати протікання антенного струму по лінії, ні приводити до випромінювання лінії за умови, що струми в лінії збалансовані, і відстань між провідниками лінії мало в порівнянні з робочою довжиною хвилі (це справедливо і на УКХ за умови відсутності гострих вигинів лінії). Струм на зовнішній поверхні обплетення фідера і випромінювання фідера практично відсутні, якщо антена збалансована щодо землі і фідера (наприклад, при використанні горизонтальної антени фідер повинен розташовуватися вертикально); в таких випадках не потрібно застосовувати симетрувальні пристрої (Балун) між антеною та фідером.

КСВ-метри, встановлені на ділянці між антеною та фідером, не забезпечують більш точне вимірювання КСВ. КСВ в фідері не може регулюватися зміною довжини лінії. Якщо показання КСВ-метра при переміщенні по лінії істотно розрізняються, це може вказувати на антенний ефект фідера, що викликається струмом, поточним по зовнішній стороні обплетення коаксіального кабелю, і / або на погану конструкцію КСВ-метра, але не на те, що КСВ змінюється уздовж лінії.

Будь-яка реактивність, додана до існуючої резонансної навантаженні (має тільки активний опір) з метою зниження КСВ в лінії, викличе тільки збільшення відображення. Найнижчий КСВ в фідері спостерігається на резонансній частоті випромінює елемента і абсолютно не залежить від довжини фідера.

Ефективність випромінювання диполів різних типів (з тонкого дроту, петлевого диполя, «товстого» диполя, трапового або коаксіального диполя) практично однакова за умови, що кожен з них має незначні омические втрати і харчується однаковою потужністю. Однак «товсті» і петльові диполі мають ширшу робочу смугу частот в порівнянні з антеною з тонкого дроту.

Якщо вхідний опір антени відрізняється від характеристичного опору фідера лінії, то опір навантаження передавача може досить значно відрізнятися від характеристичного опору лінії (якщо електрична довжина лінії не кратна L / 2), і від опору в місці підключення до антени. В цьому випадку імпеданс навантаження передавача залежить ще і від довжини фідера, який діє як трансформатор опорів. У таких випадках, якщо не встановлена \u200b\u200bвідповідна ланцюг узгодження між передавачем і лінією передачі, імпеданс навантаження може бути комплексним (тобто мати активну і реактивну складові), і з ним вихідна схема передавача може не впоратися. В цьому випадку зміною довжини лінії передачі іноді вдається забезпечити узгодження навантаження з передавачем - саме ця обставина, швидше за ніж будь-які втрати, пов'язані з КСВ, призвело до виникнення багатьох хибних уявлень про роботу фідерних ліній.

Будь-яка живиться в центрі антена будь-якої розумної довжини з будь-яким типом фідера з низькими втратами буде забезпечувати досить ефективне випромінювання електромагнітної енергії. При цьому, як правило, потрібно хороший антенний тюнер, якщо передавач розрахований на роботу з низкоомной навантаженням (наприклад, 50 Ом). Цим пояснюється той факт, що багато років живиться в центрі диполь залишається популярною багатодіапазонними антеною.