Влияние КСВ на работу радиостанции

Большинство антенн в радиолюбительской практике запитывают-ся фидерными линиями, выполненными из коаксиальных кабелей. Такой кабель не всегда точно согласован с антенной и в нем присутствуют стоячие волны. Стоячие волны снижают коэффициент полезного действия (К.П.Д.) фидера, а также снижается мощность, которую можно подвести к антенно-фидерной системе.

Зная КСВ в линии передачи, можно определить К.П.Д. фидерной системы, а также мощность, которую можно передавать по данному кабелю в каждом конкретном случае.

На рисунках А, Б, В, Г и Д приведены графики, с помощью которых можно провести необходимые расчеты для следующих коаксиальных кабелей: РК-50-2-11, РК-75-4-11, РК-50-9-13. Конструктивные этих и многих других коаксиальных кабелей приведены в таблицах 1 и 2.

Эти графики можно применять и для других кабелей с волновым свпротивяенивм 50 и те Ом, которые конструктивно похожи на ко-нсеирльные кабели, приведенные на графиках, и имеют схожие с ними параметры.

На рисунке Г приведена зависимость К.П.Д. любого кабеля от величины КСВ.

Пример определения К.П.Д. фидерной линии с помощью вышеприведенных графиков.

На диапазоне 40 метров применяется коаксиальный кабель длиной 40 метров марки РК 75-4-11. По графику на рис. А определяем, что при КСВ равном 1, К.П.Д. фидера было бы равно 80%. Допустим, что у нас КСВ равен 2, то по графику на рис. Г определяем реальный К.П.Д. фидера, в данном примере он будет равен 78%.

Если внимательно рассмотреть приведенные графики, то можно увидеть, что при применении коаксиальных кабелей с наружным диаметром порядка 11-13 мм и длиной до 30 метров, К.П.Д. фидера будет вполне хорошее при условии, что КСВ будет не более 2,5.

При применении коаксиального кабеля длиннее 30 метров или кабеля с наружным диаметром менее 7 мм увеличение КСВ больше значения 2 заметно ухудшает К.П.Д. фидера.

На рис. Д приведены зависимости допустимой мощности от диапазона для различных кабелей при КСВ равной 1. Для получения реального значения полученное число необходимо разделить на КСВ в фидере.

Например: если питание антенны осуществляется на диапазоне 7 МГц кабелем РК 50-2-11, то по графику определяем допустимую мощность, которая равна 700 Вт. Если у нас КСВ равен 2, то фактическая допустимая мощность, которую можно без опаски передавать по коаксиальному кабелю, в выше приведенном примере равна 350 Вт.

Из этого графика также хорошо видно, что желательно использовать коаксиальные кабеля с возможно большим диаметров, а также добиваться КСВ не более 2.

Эту величину следует считать максимально допустимой, которую рекомендуется не переходить

Измерительный прибор для измерения КСВ в коаксиальном кабеле

Рефлектометр, изготовленный из гибкого коаксиального кабеля, имеет довольно простую конструкцию и в диапазоне коротких волИ дает вполне точные результаты измерений.

Для изготовления этого рефлектометра необходимо использовать отрезок коаксиального кабеля того же типа, что и кабель, используемый для линии передачи. На длине 14 см с кабеля удаляется внешняя защитная оболочка, а на длине 1 см у каждого конца отрезка изоляцию оставляют. Затем между диэлектриком коаксиального кабеля и его оплеткой продергивают тонкий изолированный провод, который служит как бы вторым внутренним проводником кабеля. На рис. 5 показан отрезок коаксиального кабеля, используемый для измерителя КСВ, а на рис. 6 схема самого измерителя КСВ. Как видно из рисунка, отрезок кабеля изгибается в виде шлейфа и его концы включаются с помощью коаксиальных разьемов в линию питания. Провод, помещенный между оплеткой коаксиального кабеля и диэлектриком, возможно более коротким путем присоединяется к переключателю. Сопротивление резистора Ri безындуктивное и составляет 30-150 Ом (сопротивление некритично), мощность рассеивания 5 Вт. Для выпрямления высокочастотного напряжения используется германиевый диод. Фильтрация выпрямленного напряжения происходит благодаря применению дискового конденсатора С, имеющего емкость 2 ООО- 10 ООО пФ. В качестве дополнительного сопротивления для измерительного прибора с линейной характеристикой изменения со--противления. Сопротивление его зависит от подводимой мощности и от чувствительности измерительного прибора и обычно равняется 50-100 кОм. В качестве измерительного прибора подходит любой прибор со шкалой от 0,1 до 1 мА.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ и использование измерителя КСВ.

Если выход передатчика, кабель питания и точки питания антен--ны имеют одинаковое входное сопротивление, то имеет место полное согласование, и прямая волна без отражений распространяется от входа передатчика до антенны. В случае отсутствия полного согласования часть энергии отражается от антенны и теряется в кабеле питания и в лампе оконечного каскада передатчика.

Измеритель КСВ, или его еще называют рефлектометр, позволяет измерить как напряжение прямой, так и (при соответствующем положении переключателя измерительного прибора) напряжение обратной, отраженной волны. Принцип действия рефлектометра очень прост. Он включается в разрыв линии передачи, причем положение коаксиальных разьемов Bi и Вг не имеет значения, так как рефлектометр по своим электрическим параметрам вполне симметричен. При работающем передатчике потенциометр регулируется так, чтобы при положении переключателя в положении прямая волна прибор давал полное отклонение, затем переключатель ставят в положение обратная волна без изменения регулировки потенциометра и измеряют напряжение обратной волны. Затем по полученным результатам измерений определяют коэффициент стоячей волны по формуле