Как согласовать антенну с кабелем 75 ом
| Страница: 1 2 »» | Поиск в теме |
| Страница: 1 2 »» |
| Создавать сообщения могут только зарегистрированные участники форума. |
Как согласовать антенну с кабелем 75 ом
11 Ноября 2021 Иногда бывает необходимо согласовать аппаратуру 75 Ом с линией передачи 50 Ом (или наоборот, что эквивалентно). Для этого можно воспользоваться отрезком коаксиального кабеля. Для простоты расчёта можно представить отрезок 75 Ом в виде резистора. В таком случае, КСВ (SWR — standing wave ratio) линии с одним переходом 50/75 Ом будет рассчитываться по формуле:
| КСВ | α = 2 дБ | a = 1 дБ | a = 0,5 дБ | α = 0,2 дБ | α = 0,1 дБ |
| 1 | 68% | 81,3% | 89,6% | 95,6% | 97,8% |
| 1,5 | 66,7% | 80,1% | 88,9% | 95,2% | 97,6% |
| 2 | 63,5% | 77,7% | 87,5% | 94,6% | 97,2% |
| 3 | 56,6% | 72,3% | 83,9% | 92,9% | 96,3% |
| 5 | 45,5% | 62,5% | 76,9% | 83,6% | 94,3% |
| 10 | 30% | 46,2% | 63,2% | 81,1% | 89,6% |
| 20 | 17,8% | 30,2% | 46% | 68,4% | 81,3% |
КПД рассогласованной линии
Если же антенна имеет сопротивление 50 Ом и требуется соединить её с 50-омным источником с помощью 75-омного кабеля, в линии будет уже два перехода 50/75 Ом, что приведет к возрастанию потерь вдвое (~7,8%). По таблице приведённой выше прекрасно видно, что чем ниже КСВ в линии, тем сильнее падает КПД передачи с ростом затухания в кабеле (обратите внимание — большинство коаксиальных кабелей имеют достаточно высокое затухание, особенно на высоких частотах). Также это влечёт изменение режима выходного каскада передатчика, более того, высокие значения КСВ могут привести к выходу передатчика из строя. Поэтому целесообразно всегда стремиться к возможно более точному согласованию передатчика и антенно-фидерной системы.
Существует несколько сравнительно простых способов, позволяющих обеспечить согласование 75-омного кабеля с 50-омной Си-Би техникой. Наиболее удобно использовать четвертьволновый коаксиальный трансформатор сопротивлений. В качестве такого трансформатора следует использовать отрезок 60-омного коаксиального кабеля длиной 1.82 м (в качестве примера используется длина четвертьволнового отрезка в диапазоне 27 МГц для кабеля с коэффициентом укорочения 0.66), который включается между выходом трансивера и 75-омным кабелем:
60-омный кабель встречается нечасто, поэтому можно использовать комбинацию двух четвертьволновых трансформаторов, составленных из параллельно включенных отрезков 50- и 75-омных кабелей (рис.2). Трансформатор, составленный из двух параллельных отрезков 75-омного кабеля, имеет волновое сопротивление 37.5 Ом. Трансформатор, составленный из параллельных отрезков 75 и 50-омного кабеля, имеет волновое сопротивление 30 Ом.
Использование четвертьволновых трансформаторов обеспечивает согласование в полосе частот, составляющей 10% от средней частоты. Поэтому при использовании кабелей с известным коэффициентом укорочения (а для кабелей со сплошной полиэтиленовой изоляцией он составляет 0.66) дополнительной настройки не требуется.
Можно также воспользоваться свойством фидерной линии длиной, равной целому числу полуволн. Линия такой длины имеет входное сопротивление равное сопротивлению, подключенному к другому концу линии. Если к 75-омному кабелю такой длины подключена 50-омная антенна, то Си-Би трансивер будет работать на согласованную 50-омную нагрузку.
Для обеспечения работы фидерной линии в режиме полуволнового повторителя необходимо учитывать коэффициент укорочения длины волны в коаксиальном кабеле.
Для кабелей со сплошной полиэтиленовой изоляцией он составляет величину 0.65 … 0.66.
Длина волны в кабеле может быть рассчитана по формуле:
где: L — длина волны [м];
f — частота [МГц];
k — коэффициент укорочения.
Необходимо отметить, что с увеличением количества полуволн, укладывающихся в длине кабеля, уменьшается полоса частот, в которой такой кабель работает в режиме полуволнового повторителя сопротивлений. Тем не менее, при длине кабеля до 40 … 50 метров, этот способ согласования можно использовать в Си-Би диапазоне.
Согласование кабеля 75 Ом с 50 Ом на УКВ
Иногда при отсутствии кабеля с нужным волновым сопротивлением возникает необходимость применить коаксиальный кабель имеющийся под рукой.
Вместо кабеля 50 Ом можно с успехом использовать кабель 75 Ом. Как согласовать выход трансивера и фидерную линию? Это несложно!
Варианты согласующих устройств для диапазона 144 МГц
Вид на монтаж согласующего устройства
Внешний вид законченного блока.
В первом варианте как правило, для настройки хватает растяжения/сжатия катушки. (При применении постоянных конденсаторов емкостью 22 pF.)
Данные катушки:
4 витка . Диаметр провода 1 mm . Диаметр оправки катушки 5 mm.
или
2 витка . Диаметр провода 2 mm . Диаметр оправки катушки 10 mm.
Настройка- по минимуму КСВ.
При перестройке по диапазону возможно придется подстраивать согласующее устройство поэтому вторая схема наиболее предпочтительна так как в ней есть переменные конденсаторы.
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ ПО ТЕМЕ:
- Разработана компактная Z-антеннаУдалось создать эффективную антенну с поперечным размером менее половины рабочей длины волны.
- Основные формулы для расчета антеннПриведены некоторые формулы наиболее часто применяемые для расчета антенн. Встроенные онлайн калькуляторы помогут облегчить радиолюбителям расчеты при различных экспериментах с антеннами. Приведенные формулы взяты из различных источников и систематизированы для разных антенн.
- Коаксиальное релеНа практике часто необходимо подключить коаксиальный кабель к прибору, антенне и т. д. или отключить его. Доктором физико-математических наук А.Ф.Кардо-Сысоевым было предложено реле, которое очень хорошо зарекомендовало себя в работе.
- КВ антенна Yagi (Яги) из удилищПрименение стеклопластика для изготовления коллинеарных УКВ-антенн и распорок «квадратов» — явление обычное. Часто для этих целей используют рыболовные удилища, которые в конце сезона стоят не так уж дорого по сравнению с дюралевыми трубами (цветной металл!). Кроме того, удилища имеют хороший «строй» с точки зрения механики.
- Малогабаритная антенна диапазона 80 мБез преувеличения можно сказать, что 80-метровый диапазон является одним из наиболее популярных. Однако многие земельные участки слишком малы для установки полноразмерной антенны на этот диапазон, с чем и столкнулся американский коротковолновик Joe Everhart, N2CX. Пытаясь выбрать оптимальный тип малогабаритной антенны, он проанализировал много вариантов. При.
Как согласовать антенну с кабелем 75 ом
Трансиверы и антенны в Си-Би технике рассчитаны на применение 50-омного коаксиального кабеля. Однако 75-омный кабель получил значительно большее распространение, так как применяется в телевизионной технике. Кроме того, 50-омный кабель обычно значительно дороже сравнимого с ним по затуханию 75-омного. Непосредственное подключение 75-омного кабеля к 50-омной аппаратуре приведет к повышению КСВ до 1,5.
Такое повышение КСВ с точки зрения энергетических потерь не очень существенно, так как приводит к потере только 4% мощности передаваемого сигнала. Такое небольшое изменение мощности даже не каждым прибором можно зафиксировать, а на слух оно тем более незаметно. Соединение трансивера с 50-омным выходом и 50-омной антенны с использованием 75-омного кабеля приведет к потере мощности в двух 50/75-омных переходах.
При этом общие потери составят 1-0,96*0,96 = 0,078 (7,8%). Такими потерями также можно пренебречь. Попутно можно отметить, что использовать 50-омный кабель для подключения телевизионных антенн не стоит, так как это приводит к получению многоконтурного изображения. В этом случае контрастность повтора, составляющая несколько процентов от контрастности основного изображения, вполне заметна на экране.
Вместе с тем отличие КСВ от 1 приводит к изменению режима выходного каскада передатчика, а КСВ более 3 может привести к выходу его из строя. Кроме того, при КСВ, отличном от 1, сам кабель начинает работать, как паразитная антенна. Это приводит к искажению диаграммы направленности, «собиранию» дополнительных радиопомех от электроприборов, расположенных вблизи кабеля, и усилению мешающего воздействия на радиоприемники, телевизоры и другую электронную технику. Поэтому целесообразно всегда стремиться к возможно более точному согласованию передатчика и антенно-фидерной системы.
Существует несколько сравнительно простых способов, позволяющих обеспечить согласование 75-омного кабеля с 50-омной Си-Би техникой. Наиболее просто использовать четвертьволновый коаксиальный трансформатор сопротивлений. В качестве такого трансформатора следует использовать отрезок 60-омного коаксиального кабеля длиной 182 см, который включается между выходом трансивера и 75-омным кабелем (рис.1).
60-омный кабель встречается нечасто, поэтому можно использовать комбинацию двух четвертьволновых трансформаторов, составленных из параллельно включенных отрезков 50- и 75-омных кабелей (рис.2). Трансформатор, составленный из двух параллельных отрезков 75-омного кабеля, имеет волновое сопротивление 37,5 Ом и преобразует сопротивление 750м в 18,750м. Трансформатор, составленный из параллельных отрезков 75 и 50-омного кабеля, имеет волновое сопротивление 30 Ом и преобразует сопротивление 18,75 Ом в 48 Ом.
Использование четвертьволновых трансформаторов обеспечивает согласование в полосе частот, составляющей 10% от средней частоты. Поэтому при использовании кабелей с известным коэффициентом укорочения (а для кабелей со сплошной полиэтиленовой изоляцией он составляет 0,66) никакой настройки не требуется. При наличии измерителя КСВ можно использовать согласующий П-контур, схема которого приведена на рис.3.
Катушка индуктивности намотана медным изолированным проводом диаметром около 1 мм на оправке диаметром 10 мм и содержит 7 витков. Конденсаторы могут быть составлены из нескольких включенных параллельно. При мощности передатчика до 10 Вт можно использовать любые керамические конденсаторы. П-контур монтируется в небольшой коробочке, спаянной из фольгированного стеклотекстолита.
Монтаж осуществляется непосредственно на выводах соединителей. Настройка осуществляется путем сжатия и растяжения витков катушки L1 до получения минимального КСВ. Дополнительным преимуществом использования П-контура является значительное подавление внеполосных гармонических излучений передатчика, которые могут вызывать помехи телевидению и радиовещанию.
Можно также воспользоваться свойством фидерной линии длиной, равной целому числу полуволн. Линия такой длины имеет входное сопротивление равное сопротивлению, подключенному к другому концу линии. Если к 75-омному кабелю такой длины подключена 50-омная антенна, то Си-Би трансивер будет работать на согласованную 50-омную нагрузку.
Для обеспечения работы фидерной линии в режиме полуволнового повторителя необходимо учитывать коэффициент укорочения длины волны в коаксиальном кабеле.
Для кабелей со сплошной полиэтиленовой изоляцией он составляет величину 0,65. 0,66.
Длина волны в кабеле может быть рассчитана по формуле:
L — длина волны, м;
f — частота, МГц;
К — коэффициент укорочения.
Необходимо отметить, что с увеличением количества полуволн, укладывающихся в длине кабеля, уменьшается полоса частот, в которой такой кабель работает в режиме полуволнового повторителя сопротивлений. Тем не менее, при длине кабеля до 40. 50 метров, этот способ согласования можно использовать в Си-Би диапазоне.
В таблицe 1 приведены длины кабелей, которые работают как полуволновые повторители. Расчет произведен для трех частот, соответствующих середине сетки «С», середине сетки «D» и началу сетки «D». Первый столбец соответствует работе только в сетке «С», второй в сетке «D», а третий при работе в обеих сетках.
Количество полуволн
Длина коаксиального кабеля (м)
Сетка «С» Сетка «D» Сетка «C+D»
fcp = 27,205 МГц fcp = 27,655 МГц Тср = 27,415МГц
1 3,639 3,580 3,611
2 7,278 7,160 7,222
3 10,917 10,739 10,833
4 14,556 14,319 14,444
5 18,195 17.899 18,055
6 21.834 21,479 21,665
7 25,473 25,059 25,277
8 29,112 28,639 28,888
9 32,751 32,218 32,499
10 36,390 35,798 36,110
11 40,029 39,378 39,721
12 43,668 42,958 43,332
13 47,307 46,538 46,943
14 50,946 50,118 50,554
15 54,585 53,697 54,165
Необходимо учесть, что расчет длин полуволновых повторителей произведен с учетом стандартного коэффициента укорочения (0,66). На практике он может несколько отличаться от указанного, поэтому при наличии измерительных приборов необходимую длину кабеля можно подобрать экспериментально. Для этого берется кабель длиной несколько больше расчетной. К концу кабеля подключается нагрузка 50 Ом.
Для уменьшения индуктивности и получения требуемой мощности рассеивания нагрузка составляется из нескольких резисторов МЛТ-2. Можно, например, включить параллельно 3 резистора по 150 Ом. Второй конец кабеля через измеритель КСВ подключается к трансиверу и производится измерение КСВ в начале, середине и конце сетки. Минимальное значение КСВ (около 1,0) должно наблюдаться на частоте ниже расчетной. Постепенно укорачивая кабель, добиваются минимального значения КСВ на требуемой частоте. Похожие материалы: —>