SWR paraméterek Ez az érthetetlen SWR...

A rádiókommunikációs rendszerek telepítésekor és konfigurálásakor gyakran mérnek egy bizonyos nem teljesen egyértelmű mennyiséget, amelyet SWR-nek neveznek. Mi ez a jellemző az antennakarakterisztikában feltüntetett frekvenciaspektrumon kívül?
Válaszolunk:
Az állóhullám-arány (SWR), a haladó hullámarány (TWR), a visszatérési veszteség olyan kifejezések, amelyek a rádiófrekvenciás út illeszkedésének mértékét jellemzik.
A nagyfrekvenciás átviteli vonalakban a jelforrás impedanciájának a vonal karakterisztikus impedanciájához való illesztése határozza meg a jelátviteli feltételeket. Ha ezek az ellenállások egyenlőek, a vonalban haladó hullám üzemmód lép fel, amelyben a jelforrás teljes teljesítménye átkerül a terhelésre.

A teszter által egyenáramnál mért kábelellenállás vagy szakadást vagy rövidzárlatot mutat attól függően, hogy mi csatlakozik a kábel másik végéhez, és a koaxiális kábel jellemző impedanciáját a belső átmérők aránya határozza meg. és a kábel külső vezetői és a köztük lévő szigetelő jellemzői. A karakterisztikus impedancia az az ellenállás, amelyet egy vonal a nagyfrekvenciás jel haladó hullámával szemben biztosít. A karakterisztikus impedancia a vonal mentén állandó, és nem függ a hosszától. Rádiófrekvenciák esetén a vonal karakterisztikus impedanciája állandónak és tisztán aktívnak tekinthető. Ez körülbelül egyenlő:
ahol L és C a vonal elosztott kapacitása és induktivitása;

Ahol: D a külső vezető átmérője, d a belső vezető átmérője, a szigetelő dielektromos állandója.
A rádiófrekvenciás kábelek számításánál olyan optimális kialakításra kell törekedni, amely magas elektromos jellemzőket biztosít a legkisebb anyagfelhasználással.
Ha rezet használ a rádiófrekvenciás kábel belső és külső vezetőihez, a következő arányok érvényesek:
a kábel minimális csillapítását átmérőarány mellett érjük el

A maximális elektromos szilárdság akkor érhető el, ha:

maximális átviteli teljesítmény:

Ezen összefüggések alapján került kiválasztásra az ipar által gyártott rádiófrekvenciás kábelek jellemző impedanciái.
A kábelparaméterek pontossága és stabilitása a belső és külső vezetékek átmérőjének gyártási pontosságától és a dielektromos paraméterek stabilitásától függ.
Egy tökéletesen illeszkedő sorban nincs tükröződés. Ha a terhelési impedancia megegyezik az átviteli vezeték jellemző impedanciájával, a beeső hullám teljesen elnyelődik a terhelésben, és nincsenek visszavert vagy állóhullámok. Ezt az üzemmódot utazó hullám üzemmódnak nevezik.
Ha rövidzárlat vagy szakadás van a vonal végén, a beeső hullám teljesen visszaverődik. A visszavert hullám hozzáadódik a beesőhöz, és a kapott amplitúdó a vonal bármely szakaszában a beeső és a visszavert hullám amplitúdójának összege. A maximális feszültséget anticsomópontnak, a minimális feszültséget feszültségcsomópontnak nevezzük. A csomópontok és az antinódusok nem mozognak az átviteli vonalhoz képest. Ezt az üzemmódot állóhullám üzemmódnak nevezik.
Ha véletlenszerű terhelést kapcsolunk az átviteli vonal kimenetére, akkor a beeső hullámnak csak egy része verődik vissza. Az eltérés mértékétől függően a visszavert hullám növekszik. Álló és utazó hullámok egyszerre jönnek létre a sorban. Ez egy vegyes vagy kombinált hullám mód.
Az állóhullámarány (SWR) egy dimenzió nélküli mennyiség, amely a vonalban beeső és visszavert hullámok arányát, vagyis a haladó hullám módhoz való közelítés mértékét jellemzi:
; amint az a definícióból látható, az SWR 1-től a végtelenig változhat;
Az SWR a terhelési ellenállás és a karakterisztikus vonali impedancia arányával arányosan változik:

A haladó hullám együtthatója az SWR reciproka:
KBV= 0 és 1 között változhat;

A megtérülési veszteség a beeső és a visszavert hullámok teljesítményének decibelben kifejezett aránya.

Vagy fordítva:
A visszatérő veszteségeket kényelmesen lehet használni a betáplálási útvonal hatékonyságának értékelésekor, amikor a dB/m-ben kifejezett kábelveszteség egyszerűen összeadható a visszatérési veszteséggel.
Az illesztési veszteség mértéke az SWR-től függ:
időkben ill decibelben.
Az átvitt energia páratlan terhelés esetén mindig kisebb, mint párosított terhelésnél. Egy páratlan terhelés mellett működő távadó nem szállítja le a vezetékre mindazt a teljesítményt, amelyet egy illesztett terhelés esetén biztosítana. Valójában ez nem veszteség a vezetékben, hanem az adó által a vonalra szállított teljesítmény csökkenése. A táblázatból látható, hogy az SWR milyen mértékben befolyásolja a csökkentést:

	Teljesítmény belép a terhelésbe	Visszatérési veszteség R.L.

Fontos megérteni, hogy:

Az SWR a zsinór bármely szakaszán ugyanaz, és nem állítható a vezeték hosszának változtatásával. Ha az SWR-mérő leolvasott értékei jelentősen eltérnek a vonal mentén való mozgás során, ez a koaxiális kábelfonat külső oldalán folyó áram és/vagy rossz mérőkialakítás által okozott feeder antenna hatásra utalhat, de nem arra, hogy az SWR a vonal mentén változik.
A visszavert teljesítmény nem tér vissza az adóba, és nem melegíti vagy károsítja azt. Károsodást okozhat, ha a távadó végfokozatát nem megfelelő terhelés mellett működtetik. Az adó kimenete, mivel a kimeneti jel feszültsége és a visszavert hullám kedvezőtlen esetben kombinálható a kimenetén, a félvezető átmenet megengedett legnagyobb feszültségének túllépése miatt következhet be.
A koaxiális feederben a magas SWR, amelyet a vonal karakterisztikus impedanciája és az antenna bemeneti impedanciája közötti jelentős eltérés okoz, önmagában nem okoz RF áram megjelenését a kábelfonat külső felületén és az adagoló sugárzását. vonal.

Az SWR mérése például két, az úthoz ellentétes irányú iránycsatolóval vagy egy mérőhíd reflektométerrel történik, amely lehetővé teszi a beeső és a visszavert jellel arányos jelek beszerzését.

Különféle műszerek használhatók az SWR mérésére. Az összetett eszközök tartalmaznak egy sweep frekvencia generátort, amely lehetővé teszi az SWR panorámaképének megtekintését. Az egyszerű eszközök csatolókból és jelzőből állnak, a jelforrás pedig külső, például rádióállomás.

Például a kétblokkos RK2-47 szélessávú híd reflektométerrel 0,5-1250 MHz tartományban végzett méréseket.

A P4-11 a VSWR, a reflexiós együttható fázis, a modulus és az átviteli együttható fázis mérésére szolgált 1-1250 MHz tartományban.
A Bird és a Telewave klasszikusává vált importált SWR-mérési műszerek:

Vagy egyszerűbb és olcsóbb:

Az AEA egyszerű és olcsó panorámamérői népszerűek:

Az SWR mérések a spektrum egy meghatározott pontján és panorámában egyaránt elvégezhetők. Ebben az esetben az analizátor képernyője megjelenítheti az SWR értékeket a megadott spektrumban, ami kényelmes egy adott antenna hangolásához, és kiküszöböli az antenna vágásakor előforduló hibákat.
A legtöbb rendszerelemzőhöz vannak vezérlőfejek - reflektometrikus hidak, amelyek lehetővé teszik az SWR nagy pontosságú mérését egy frekvenciaponton vagy panorámában:

A gyakorlati mérés abból áll, hogy a mérőt a vizsgált készülék csatlakozójához, vagy átfolyós típusú készülék használatakor egy nyitott útvonalhoz kell csatlakoztatni. Az SWR értéke számos tényezőtől függ:

Hajlítások, hibák, inhomogenitások, forrasztások a kábelekben.
Kábelvágás minősége rádiófrekvenciás csatlakozókban.
Adapter csatlakozók elérhetősége
Nedvesség jut a kábelekbe.

Amikor egy antenna SWR-jét veszteséges feederen keresztül mérik, a vezetékben lévő tesztjel csillapodik, és az adagoló a benne lévő veszteségeknek megfelelő hibát vezet be. Mind a beeső, mind a visszavert hullámok csillapítást tapasztalnak. Ilyen esetekben a VSWR kiszámítása:
Ahol k - a visszavert hullám csillapítási együtthatója, amelyet kiszámítanak: k=2BL; BAN BEN- fajlagos csillapítás, dB/m; L- kábel hossza, m, míg
tényező 2 figyelembe veszi, hogy a jel kétszer csillapodik - az antenna felé vezető úton és az antennától a forrás felé vezető úton, visszaúton.
Például egy 0,04 dB/m fajlagos csillapítású kábel esetén a jelcsillapítás egy 40 méteres betáplálási hosszon 1,6 dB lesz mindkét irányban, összesen 3,2 dB. Ez azt jelenti, hogy az SWR = 2,0 tényleges értéke helyett a készülék 1,38-at fog mutatni; SWR=3,00-nál a készülék körülbelül 2,08-at mutat.

Például, ha egy 3 dB veszteségű betáplálási útvonalat, egy 1,9 SWR-es antennát tesztel, és egy 10 W-os adót használ jelforrásként az áthaladási mérőhöz, akkor a mérő által mért beeső teljesítmény 10 W. A betáplált jelet a feeder 2-szer csillapítja, a bejövő jel 0,9-e visszaverődik az antennáról, végül a készülék felé vezető úton visszavert jel további 2-szeres csillapításra kerül. A készülék őszintén megmutatja a beeső és a visszavert jelek arányát: a beeső teljesítmény 10 W, a visszavert teljesítmény pedig 0,25 W. Az SWR 1,9 helyett 1,37 lesz.

Ha beépített generátorral rendelkező eszközt használ, akkor előfordulhat, hogy ennek a generátornak a teljesítménye nem lesz elegendő a szükséges feszültség létrehozásához a visszavert hullám detektoron, és egy zajsávot fog látni.

Általánosságban elmondható, hogy az SWR 2:1 alá történő csökkentésére fordított erőfeszítés bármely koaxiális vonalban nem eredményezi az antenna sugárzási hatékonyságának növelését, és tanácsos olyan esetekben, amikor az adó védelmi áramköre kiold, például SWR> 1,5-nél. vagy az adagolóra csatlakoztatott frekvenciafüggő áramkörök felborulnak.

Cégünk mérőberendezések széles választékát kínálja különböző gyártóktól, nézzük meg őket röviden:
M.F.J.
MFJ-259– egy meglehetősen könnyen használható eszköz az 1-170 MHz tartományban működő rendszerek paramétereinek komplex mérésére.

Az MFJ-259 SWR mérő nagyon kompakt, és akár külső alacsony feszültségű tápegységgel, akár belső AA elemkészlettel használható.

MFJ-269
Az MFJ-269 SWR mérő egy kompakt kombinált készülék autonóm tápegységgel.
Az üzemmódok jelzése folyadékkristályos kijelzőn történik, a mérési eredmények pedig az LCD kijelzőn és az előlapon található mutatóeszközökön.
Az MFJ-269 számos további antenna mérést tesz lehetővé: RF impedancia, kábelveszteség és elektromos hossz a szakadásig vagy rövidzárlatig.

Műszaki adatok
Frekvencia tartomány, MHz
Mért jellemzők	elektromos hosszúság (lábban vagy fokban); veszteségek a tápvezetékekben (dB); kapacitás (pF); impedancia vagy Z érték (ohm); impedancia fázisszöge (fokban); induktivitás (μH); reaktancia vagy X (ohm); aktív ellenállás vagy R (ohm); rezonancia frekvencia (MHz); visszatérési veszteség (dB); jelfrekvencia (MHz); SWR (Zo programozható).
	200x100x65 mm

Az SWR mérő működési frekvenciatartománya altartományokra oszlik: 1,8...4 MHz, 27...70 MHz, 415...470 MHz, 4,0...10 MHz, 70...114 MHz, 10. ..27 MHz, 114...170 MHz

SWR és teljesítménymérőkÜstökös
A Comet teljesítmény- és SWR-mérők sorozatát három modell képviseli: CMX-200 (SWR és teljesítménymérő, 1,8-200 MHz, 30/300/3 kW), CMX-1 (SWR és teljesítménymérő, 1,8-60 MHz, 30/300/3 kW) és a legnagyobb érdeklődésre számot tartó CMX2300 T (SWR és teljesítménymérő, 1,8-60/140-525 MHz, 30/300/3 kW, 20/50/200 W)
CMX2300T
A CMX-2300 teljesítmény- és SWR-mérő két független rendszerből áll az 1,8-200 MHz-es és a 140-525 MHz-es tartományban, amelyek képesek ezen tartományok egyidejű mérésére. A készülék áteresztő szerkezete és ennek következtében az alacsony teljesítményveszteség lehetővé teszi a mérések hosszú távú elvégzését.

Műszaki adatok
	Tartomány M1	M2 tartomány
frekvenciatartomány	1,8 - 200 MHz	140-525 MHz
Teljesítménymérési terület	0-3KW (HF), 0-1KW (VHF)
Teljesítmény mérési tartomány
Teljesítménymérési hiba	±10% (teljes skála)
SWR mérési terület	1-től a végtelenig
Ellenállás
Maradék SWR	1,2 vagy kevesebb
Beillesztési veszteség	0,2 dB vagy kevesebb
Minimális teljesítmény SWR mérésekhez	Körülbelül 6W.
	M alakú
Tápegység a háttérvilágításhoz	11 - 15 V DC, körülbelül 450 mA
Méretek (az adatok zárójelben, beleértve a kiemelkedéseket is)	250 (Sz) x 93 (98) (Ma) x 110 (135) (Mé)
	1540 körül

Teljesítmény és SWR mérőkNissen
A helyszíni munkavégzéshez gyakran nem egy komplex, teljes képet adó berendezésre van szükség, hanem egy működőképes és könnyen kezelhető eszközre. A Nissen sorozatú teljesítmény- és SWR-mérők már csak ilyen „igáslovak”.
Az egyszerű áteresztő szerkezet és a magas, akár 200 W-os teljesítménykorlát, valamint az 1,6-525 MHz-es frekvenciaspektrum a Nissen készülékeket nagyon értékes segédeszközzé teszik, ahol nem bonyolult vonalkarakterisztikára van szükség, hanem gyors. és pontos mérések.
NISSEI TX-502
A Nissen mérősorozat tipikus képviselője a Nissen TX-502. Közvetlen és visszatérő veszteségmérés, SWR mérés, mutatópanel jól látható beosztásokkal. Maximális funkcionalitás lakonikus kialakítással. Ugyanakkor az antennák felállítása során ez gyakran elég a kommunikációs rendszer gyors és hatékony telepítéséhez és a csatorna felállításához.

Az SWR>1-es vezetékben a visszavert teljesítmény nem okoz veszteségeket az átvitt teljesítményben, bár a veszteségmentes betápvonalban a vezeték véges csillapítása miatt veszteség figyelhető meg, függetlenül attól, hogy a visszaverődés miatt nincs teljesítményveszteség az SWR értékétől. Minden kis veszteségű kábellel rendelkező HF sávon a nem illesztett vonalban a veszteségek általában jelentéktelenek, de VHF-en jelentősek, mikrohullámú sütőn pedig akár rendkívül nagyok is. A kábel csillapítása elsősorban magának a kábelnek a jellemzőitől és hosszától függ. Amikor a KB-n dolgozik, a kábelnek nagyon hosszúnak vagy nagyon rossznak kell lennie ahhoz, hogy a kábelveszteség meglehetősen jelentős legyen.

A visszavert teljesítmény nem áramlik vissza az adóba, és nem károsítja azt. A néha a magas SWR-nek tulajdonított károsodást általában az okozza, hogy a távadó kimeneti fokozatát nem megfelelő terhelésre hajtja. A távadó nem „látja” az SWR-t, csak a terhelési impedanciát „látja”, ami szintén az SWR-től függ. Ez azt jelenti, hogy a terhelési impedancia pontosan úgy alakítható ki, ahogyan szükséges (például antennatuner használatával), anélkül, hogy a feeder SWR miatt kellene aggódnia.

Az az erőfeszítés, hogy az SWR-t 2:1 alá csökkentsék bármely koaxiális vezetékben, általában hiábavalónak tűnik - az antenna sugárzási hatásfokának növelése szempontjából, de tanácsos, ha az adó védelmi áramköre kiold, például az SWR-nél> 1.5.

A magas SWR nem feltétlenül jelenti azt, hogy az antenna rosszul működik- az antenna sugárzási hatásfokát a sugárzási ellenállásának a teljes bemeneti ellenálláshoz viszonyított aránya határozza meg.

Az alacsony SWR nem feltétlenül jelenti azt, hogy az antennarendszer jó.Éppen ellenkezőleg, az alacsony SWR széles frekvenciasávban okot ad arra, hogy gyanakodjunk, hogy például egy dipólus vagy függőleges antenna veszteségellenállása nagy a rossz csatlakozások és érintkezők, nem hatékony földelés, kábelveszteségek, vezetékes nedvesség miatt, stb. Így a terhelési egyenérték SWR=1,0-t biztosít a vonalban, de egyáltalán nem sugároz, és egy rövid függőleges antenna 0,1 Ohm sugárzási ellenállással és 49,9 Ohm ellenállásveszteséggel a bejövő teljesítmény mindössze 0,2%-át sugározza ki, míg SWR 1.0 biztosítása az adagolóban.

A maximális RF áram eléréséhez és Az antennarendszer radiátorának nem feltétlenül van rezonanciahosszaés nem igényel egy bizonyos hosszúságú adagolót. A tápvezeték és az emitter közötti jelentős eltérés nem akadályozza meg az emittert abban, hogy az összes tényleges bejövő teljesítményt elnyelje. Megfelelő illesztés (például antennahangoló) használatával a nem rezonáns sugárzó reaktivitásának kompenzálására azon a ponton, ahol egy véletlen hosszúságú tápvezetéket csatlakoztatnak, az antennarendszer illeszkedik, és gyakorlatilag az összes bemeneti teljesítmény hatékonyan sugározható. .

Az SWR-t a betáplálási vezetékben nem befolyásolja az adó közelében elhelyezett antennatuner beállítása. A tuner által elért alacsony vonalú SWR általában azt jelzi, hogy a tuner hangolása során eltérés volt az adó és az antenna tuner bemenete között, és az adó páratlan terhelést hajt végre.

A közhiedelemmel ellentétben egy jó szimmetrikus (kiegyensúlyozott) antenna tuner és nyitott kétvezetékes betáplálás mellett a 3,5 MHz-es sávban működő, középen táplált, 80 m hosszú dipólus sugárzása nem sokkal hatékonyabb, mint az ugyanabból a sugárzásból származó sugárzás. 48 m hosszú antenna, amely ugyanabban a sávban és azonos adóteljesítménnyel működik. Egy rezonanciára hangolt dipólus sugárzási hatásfoka mondjuk 3750 kHz-es frekvencián gyakorlatilag ugyanaz, mint 3500 vagy 4000 kHz-en, bármilyen ésszerű hosszúságú betápláló esetén; bár várható, hogy az SWR a sáv szélein akár 5 is lehet, és a koaxiális kábel valójában hangolt vonalként fog működni. Ebben az esetben természetesen megfelelő illesztőeszközt (például antennahangolót) kell használni az adó és az adagoló között. Ha bármely antennarendszer koaxiális betáplálása bizonyos hosszúságot igényel az illesztés eléréséhez, akkor tetszőleges hosszúságú kábellel ugyanaz a bemeneti impedancia érhető el, megfelelő egyszerű illesztő induktorok és kondenzátorok hálózatával.

Magas SWR a koaxiális adagolóban, amelyet a vonal karakterisztikus impedanciája és az antenna bemeneti impedanciája közötti jelentős eltérés okoz, önmagában nem okoz RF áram megjelenését a kábelfonat külső felületén és a betápláló vezeték sugárzását. A rövidhullámú sávokban a magas SWR bármely nyitott vonalban, amely magas SWR-rel működik, nem okoz sem antennaáramot, sem vonali sugárzást, feltéve, hogy a vonali áramok kiegyenlítettek és a vezetékek közötti távolság kicsi ahhoz képest. az üzemi hullámhosszra (ez VHF-re is igaz, feltéve, hogy nincs éles kanyar a vonalban). Gyakorlatilag nincs áram az adagolófonat külső felületén, és gyakorlatilag nincs sugárzás az adagolóból, ha az antenna a földhöz és az adagolóhoz képest kiegyensúlyozott (például vízszintes antenna használatakor az adagolónak függőlegesnek kell lennie); ilyen esetekben nincs szükség balunok (balun) használatára az antenna és a feeder között.

Az antenna és a feeder közötti területre telepített SWR mérők nem adnak pontosabb SWR mérést. Az adagolóban lévő SWR nem állítható be a zsinórhossz változtatásával. Ha az SWR-mérő leolvasott értékei jelentősen eltérnek a vonal mentén, ez a koaxiális kábelfonat külső oldalán folyó áram és/vagy az SWR-mérő rossz kialakítása által okozott adagolóantenna-hatásra utalhat, de nem arra, hogy az SWR a vonal mentén változik. vonalak.

Bármilyen reaktancia hozzáadott egy meglévő rezonancia terheléshez (amelynek csak ellenállása van), hogy csökkentse az SWR-t a vezetékben, csak a visszaverődés növekedését okozza. Az adagolóban a legalacsonyabb SWR a sugárzó elem rezonanciafrekvenciáján figyelhető meg, és teljesen független az adagoló hosszától.

A különböző típusú dipólusok (vékonyhuzal, hurokdipólus, vastag dipólus, csapda vagy koaxiális dipólus) sugárzási hatásfoka közel azonos, feltéve, hogy mindegyiküknek jelentéktelen ohmos vesztesége van, és azonos teljesítményről táplálják őket. A „vastag” és hurokdipólusok azonban szélesebb működési frekvenciasávval rendelkeznek, mint egy vékony huzalantenna.

Ha az antenna bemeneti impedanciája eltér a betápláló vezeték karakterisztikus impedanciájától, akkor az adó terhelési impedanciája jelentősen eltérhet a vonal karakterisztikus impedanciájától (ha a vezeték elektromos hossza nem L/2 többszöröse), ill. az antennához való csatlakozási pont ellenállásától. Ebben az esetben a távadó terhelési impedanciája az impedancia transzformátorként funkcionáló feeder hosszától is függ. Ilyen esetekben, hacsak nincs megfelelő illesztő hálózat telepítve a távadó és az átviteli vonal közé, a terhelési impedancia összetett lehet (azaz aktív és reaktív komponenseket tartalmazhat), és előfordulhat, hogy az adó kimeneti áramköre nem tudja kezelni. Ebben az esetben a távvezeték hosszának változtatásával néha lehetséges a terhelést az adóhoz igazítani - ez a körülmény, nem pedig az SWR-hez kapcsolódó veszteségek, sok tévhithez vezetett a betápláló vezetékek működésével kapcsolatban. .

Bármilyen ésszerű hosszúságú középtáplálású antenna bármilyen alacsony veszteségű betáplálással ésszerűen hatékony elektromágneses energia sugárzást biztosít. Általában azonban jó antennahangolóra van szükség, ha az adót alacsony impedanciájú (például 50 ohm) terhelésre tervezték. Ez megmagyarázza, hogy a középső táplálású dipólus miért maradt évek óta népszerű többsávos antenna.

Ön egy hordozható vagy autórádió büszke tulajdonosa lett? Ideje felkészíteni a rádiót a munkára. A munka mechanikus része, amelyet a gyártó az utasításokban leírt, nem okoz problémát - ehhez minimális szerszámkészlet és egy kis találékonyság szükséges. De az antenna beállítása nem olyan egyszerű.

Ha a diagramot követve mechanikusan csatlakoztatja a vezetékeket, akkor valószínűleg nem fog hallani. Kezdjük érteni, és felmerül a kérdés: mi az antenna állóhullámaránya, vagy SWR, ha az utasítások angol nyelvűek.

Ez egy olyan együttható, amely megmutatja, hogy a rádióhullám energiájának mekkora része jut az antennához, és mekkora része kerül vissza az adagolóba. A megfelelő SWR beállítás nélkül a walkie-talkie nem fog megfelelően működni, és nem biztosít kényelmes kommunikációt.

Az antenna állóhullám-aránya

Egyszerűen, ez egy szám a mérőeszközön, amely a rádióállomás megfelelő beállításait jellemzi. Értsük meg az SWR fizikai lényegét.

A rádióhullámok egy hullámvezetőben terjednek – egy antenna-adagoló útvonalon. Vagyis az adóból érkező jel egy kábelelvezető csatlakozáson keresztül jut el az antennáig. Anélkül, hogy elmélyülne a hullámelméletben, a rádióállomás használójának meg kell értenie, hogy minden hullámvezető tartalmaz beeső és visszavert hullámokat. A beeső hullámok közvetlenül az antennához érkeznek, a visszaverődő hullámok pedig visszatérnek az adagolóba, és nem csinálnak mást, csak felmelegítik a környező légkört. Minden hullám összeadódik. A visszavert és beeső hullámok amplitúdóinak összeadása következtében a betápláló kábel teljes hosszában egyenetlen mezőt hoz létre. Így az SWR megtérülési veszteségei keletkeznek. Minél több van belőlük, annál gyengébb a rádióadó jele, és az előfizetők annál rosszabbul fogják hallani Önt.

A szakértők különbséget tesznek az állóhullám-arányok között feszültség (VSWR) és teljesítmény (SWR) szerint. A gyakorlatban ezek a fogalmak annyira összefüggenek egymással, hogy a rádióállomását hangoló felhasználó számára nincs különbség.

Állóhullám-arány: számítási képlet

A rádióállomás hangolásakor a KSV együtthatót nem képletekkel számítják ki, hanem egy speciális eszközzel határozzák meg. Mi az SWR mérő? Ez egy könnyen használható elektronikus eszköz, amely megmutatja a rezgés amplitúdóinak különbségét, és ez az állóhullám-arány.

Az SWR számítási képlete nem a legbonyolultabb:

SWR = Umax/Umin

Tartalmazza a maximális és minimális amplitúdót a számlálóban és a nevezőben:

Umax a beeső és a visszavert hullámok erejének összege;
Umin - a beeső és a visszavert jel modalitása közötti különbség.

Könnyű arra a következtetésre jutni, hogy ha Umax és Umin egyenlő, akkor az SWR egyenlő lesz az egységgel, és ezek ideális feltételek a rádióállomás hatékony működéséhez. De mivel a természetben nem léteznek ideális körülmények, az antenna SWR-jének beállításakor meg kell próbálnia az SWR-t egységbe hozni.

Mi lehet az oka a megnövekedett SWR-nek? Számos tényező van:

a kábel és a rádiójelforrás jellemző impedanciája;
helytelen forrasztás, hullámvezetők inhomogenitása;
rossz minőségű kábelvágás a csatlakozósarukban;
adapterek;
megnövekedett ellenállás a kábel és az antenna találkozásánál;
az adó és a VSWR antenna rossz minőségű összeszerelése.

Ha nem megyünk bele az SWR számítási képletekbe, amelyek kevéssé érdeklik az autórádió tulajdonosát, akkor térjünk át az antenna hangolásának gyakorlati oldalára.

Hogyan mérjük az SWR-t

Először is szüksége van egy SWR mérőre. Megvásárolható vagy bérelhető. Akkor:

kapcsolja be a rádiót és állítsa a kapcsolóját SWR állásba;
nyomja meg a fogaskereket a PTT-n, és használja az SWR-mérő szabályozóját a nyíl maximális értékre mozgatásához;
kattintson a REF gombra, és nyomja meg ismét a PTT gombot;
nézd meg mit mutat a nyíl az SWR skálán – ez az Ön SWR-je.

Természetesen messze lesz az ideálistól, de most van mit tennie. Mellesleg egy indikátorral belül:

1,1-1,5 működhet;
1,5-2,5 - általában kielégítő;
több mint 2,5 - munkát igényel.

Mit kell tenni? Ez egy külön nagy cikk témája, vagy ok arra, hogy kapcsolatba lépjen egy szakemberrel, aki tudja, mi az SWR és hogyan kell vele dolgozni.

Weboldalunkon már most vásárolhat SWR meghatározására szolgáló készüléket. A katalógus a VEGA és Optim márkák professzionális és amatőr módosításait mutatja be, melyek nem csak antenna beszerelésnél, hanem a rádióállomás működésének folyamatos figyelésére is használhatók.

Manapság az SWR-mérők szinte minden amatőr rádióállomáson elérhetők - márkás berendezésekbe beépítve, független márkás készülékek vagy házi készítésűek. Az eredményeik
munkát (az antenna-bevezető út SWR-je) széles körben tárgyalják a rádióamatőrök.

Mint ismeretes, a betáplálóban az állóhullám-együtthatót az antenna bemeneti impedanciája és az adagoló karakterisztikus impedanciája határozza meg. Az antenna-adagoló útvonalának ez a jellemzője nem függ sem a teljesítményszinttől, sem az adó kimeneti impedanciájától. A gyakorlatban az antennától bizonyos távolságban kell mérni - leggyakrabban közvetlenül az adó-vevőnél. Ismeretes, hogy a feeder átalakítja az antenna bemeneti impedanciáját bizonyos értékeire, amelyeket a feeder hossza határoz meg. Ugyanakkor az adagoló bármely szakaszában olyanok, hogy a megfelelő SWR-érték nem változik. Más szóval, ellentétben az antennától távolabbi feeder végére csökkentett impedanciával, ez nem függ a feeder hosszától, így az SWR mind közvetlenül az antennánál, mind attól bizonyos távolságban mérhető (pl. adó-vevőnél).

Sok legenda kering a rádióamatőr körökben a „félhullámú átjátszókról”, amelyek állítólag javítják az SWR-t. Az üzemi hullámhossz fele (vagy egész számú) elektromos hosszúságú feeder valóban „követő” - az antennától legtávolabbi végén lévő impedancia megegyezik az antenna bemeneti impedanciájával. Ennek a hatásnak az egyetlen előnye az antenna bemeneti impedanciájának távoli mérése. Amint már említettük, ez nem befolyásolja az SWR értéket (azaz az antenna-adagoló útjának energiakapcsolatait).

Valójában, ha az SWR-t az adagoló és az antenna csatlakozási pontjától távol mérjük, a rögzített értéke mindig kissé eltér a valódi értéktől. Ezeket a különbségeket az adagoló veszteségei magyarázzák. Szigorúan determinisztikusak, és csak „javítani” tudják a rögzített SWR értéket. Ez a hatás azonban a gyakorlatban gyakran jelentéktelen, ha alacsony lineáris veszteséggel rendelkező kábelt használnak, és maga az adagoló viszonylag rövid.

Ha az antenna bemeneti impedanciája nem tisztán aktív és megegyezik a feeder karakterisztikus impedanciájával, abban állóhullámok jönnek létre, amelyek a feeder mentén eloszlanak és az RF feszültség váltakozó minimumaiból és maximumaiból állnak.

ábrán. Az 1. ábra a vezetékben a feszültségeloszlást mutatja tisztán rezisztív terhelés mellett, valamivel nagyobb, mint a betápláló karakterisztikus impedanciája. Ha a terhelésben reaktivitás van, a feszültség és az áram eloszlása a ^ tengely mentén balra vagy jobbra tolódik el, a terhelés jellegétől függően. A minimumok és maximumok ismétlődési periódusát a vonal hossza mentén az üzemi hullámhossz határozza meg (koaxiális adagolóban - a rövidítési tényező figyelembevételével). Jellemzőjük az SWR érték - a maximális és minimális feszültség aránya ebben az állóhullámban, azaz SWR = Umax/Umin.

Ezeknek a feszültségeknek az értékeit közvetlenül csak mérővezetékek segítségével határozzák meg, amelyeket az amatőr gyakorlatban nem használnak (rövidhullámú tartományban - és a professzionálisaknál is) Ennek egyszerű az oka: azért, hogy legyen képes mérni ennek a feszültségnek a változását a vezeték hossza mentén, hosszának észrevehetően hosszabbnak kell lennie, mint egy negyed hullám. Más szóval, még a legmagasabb, 28 MHz-es frekvenciatartományban is több méternek kell lennie, és ennek megfelelően még nagyobbnak kell lennie az alacsony frekvenciákon.
Emiatt a feederben kisméretű előre és hátra hullámok szenzorait ("iránycsatolók") fejlesztették ki, amelyek alapján korszerű SWR mérőket gyártanak a VHF rövidhullámtartományaiban és kisfrekvenciás szakaszában. tartományban (kb. 500 MHz-ig). Nagyfrekvenciás feszültséget és áramokat (előre és hátra) mérnek az adagoló egy meghatározott pontján, és ezek alapján a mérések alapján kiszámítják a megfelelő SWR-t. A matematika lehetővé teszi, hogy pontosan kiszámítsa ezekből az adatokból - ebből a szempontból a módszer teljesen őszinte. A probléma maguknak az érzékelőknek a hibája.

Az ilyen érzékelők működési fizikája szerint az áramot és a feszültséget az adagoló ugyanazon pontján kell mérniük. Az érzékelőknek több változata létezik - az egyik leggyakoribb lehetőség diagramja a 2. ábrán látható. 2.

Úgy kell megtervezni őket, hogy amikor a mérőegységet egy antennával egyenértékű (ellenállásos, nem induktív terhelés, amelynek ellenállása megegyezik a betápláló karakterisztikus impedanciájával) terheljük, az érzékelőn a feszültséget a kapacitívból veszik. osztó a C1 és C2 kondenzátorokon, valamint az áramérzékelő feszültsége, amely a T1 transzformátor fél szekunder tekercséből származik, amplitúdója egyenlő volt, és fáziseltolása pontosan 180°-kal, illetve 0°-kal volt. Ezenkívül ezeket az arányokat fenn kell tartani a teljes frekvenciasávban, amelyre ezt az SWR-mérőt tervezték. Ezután ezt a két rádiófrekvenciás feszültséget vagy összeadják (előremenő hullám regisztrálása), vagy kivonják (fordított hullám regisztrálása).
Az SWR rögzítésének ezzel a módszerével az első hibaforrás az, hogy az érzékelők, különösen a házilag készített kiviteleknél, nem biztosítják a fent említett kapcsolatokat a két feszültség között a teljes frekvenciasávban. Ennek eredményeként „rendszer kiegyensúlyozatlansága” következik be - az RF feszültség behatolása az előremenő hullámról szóló információkat feldolgozó csatornából abba a csatornába, amely ezt a fordított hullám esetében végzi, és fordítva. E két csatorna elszigeteltségi fokát általában az eszköz irányítottsági együtthatója jellemzi. A rádióamatőröknek szánt jónak tűnő készülékeknél is, és még inkább a házi készítésűeknél is ritkán haladja meg a 20...25 dB-t.

Ez azt jelenti, hogy nem bízhat meg egy ilyen „SWR mérő” leolvasásában, amikor kis SWR értékeket határoz meg. Sőt, a mérési pont terhelésétől függően (és az adagoló hosszától is függ!) a valós értéktől való eltérések lehetnek egyik vagy másik irányú. Így 20 dB-es eszközirányító együttható mellett az SWR = 2 értéke 1,5 és 2,5 közötti eszközleolvasásoknak felelhet meg. Éppen ezért az ilyen eszközök tesztelésének egyik módszere az SWR mérése, amely nem egyenlő 1-gyel az üzemi hullámhossz negyedével eltérő betápláló hosszokon. Ha eltérő SWR értékeket kapunk, ez csak azt jelzi, hogy egy adott SWR mérő nem rendelkezik elegendő irányítással...
Nyilvánvalóan ez a hatás váltotta ki a legendát az adagoló hosszának az SWR-re gyakorolt hatásáról.

Egy másik pont az ilyen eszközökben végzett mérések nem teljesen „pontról pontra” jellege (a feszültségre és áramra vonatkozó információk gyűjtésének pontjai nem esnek egybe).

Ennek a hatásnak a hatása kevésbé jelentős. Egy másik hibaforrás az érzékelődiódák egyenirányítási hatékonyságának csökkenése alacsony RF feszültségeknél. Ezt a hatást a legtöbb rádióamatőr ismeri. Alacsony értékeknél az SWR „javulásához” vezet. Emiatt az SWR-mérőkben szinte soha nem használnak szilíciumdiódákat, amelyek hatástalan egyenirányító zónája jóval nagyobb, mint a germánium- vagy Schottky-diódáé. Ennek a hatásnak a megléte egy adott eszközben könnyen ellenőrizhető a mérési teljesítményszint megváltoztatásával. Ha az SWR a teljesítmény növekedésével elkezd „növekedni” (kis értékeiről beszélünk), akkor a visszafelé irányuló hullám rögzítéséért felelős dióda egyértelműen alábecsüli a neki megfelelő feszültségértéket.

Ha az érzékelő egyenirányítóján az RF feszültség kisebb, mint 1 V (effektív érték), a voltmérő linearitása, beleértve a germánium diódákkal készülteket is, megszakad. Ez a hatás minimálisra csökkenthető, ha az SWR-mérő skáláját nem számítással (ahogy gyakran teszik), hanem a tényleges terhelési SWR-értékekkel kalibrálják.

És végül nem szabad megemlíteni a feeder külső fonatán átfolyó áramot. Ha nem tesznek megfelelő intézkedéseket, ez észrevehető lehet, és befolyásolhatja a mérőállást. Valódi antennák SWR-jének mérésekor feltétlenül ellenőrizni kell a hiányát.

Mindezek a problémák jelen vannak a gyárilag gyártott eszközökben, de különösen súlyosbítják a házi készítésű készülékeket. Így az ilyen eszközökben még az előre-hátra hullámérzékelők blokkján belüli elégtelen árnyékolás is fontos szerepet játszhat.

Ami a gyárilag gyártott készülékeket illeti, valós jellemzőik szemléltetésére egy ben megjelent áttekintés adatait idézhetjük. Az ARRL laboratórium öt teljesítmény- és SWR-mérőt tesztelt különböző cégektől. Ár - 100 és 170 USD között. Négy készülék kétmutatós előre és hátra (visszavert) teljesítményjelzőt használt, ami lehetővé tette az SWR érték azonnali leolvasását a készülék kombinált skáláján. Szinte minden készüléknél volt észlelhető teljesítménymérési hiba (akár 10...15%), és észrevehető frekvenciakijelzési egyenetlensége (2...28 MHz frekvenciasávban). Vagyis arra számíthatunk, hogy az SWR olvasási hiba nagyobb lesz, mint a megadott értékek. Ráadásul nem minden eszköz mutatott SWR=1-et, ha antenna-ekvivalensre van csatlakoztatva. Az egyik (nem a legolcsóbb) még 1,25-öt is mutatott 28 MHz-en.
Más szóval, óvatosnak kell lennie, amikor a házi készítésű SWR-mérőket rádióamatőrök számára gyártott műszerekkel ellenőrzi. Az elhangzottak tükrében pedig teljesen viccesen hangzanak egyes rádióamatőrök éterben gyakran hallható, vagy az interneten vagy magazinokban olvasható rádióamatőr cikkek kijelentései, hogy az ő SWR-jük pl. 1.25... És az értékek digitális kiolvasásának célszerűsége az ilyen VSWR eszközökbe nem tűnik praktikusnak.

Borisz SZTEPANOV

Hasznos lehet elolvasni: