بشكل عام، يولد الحمل التعسفي موجة منعكسة في خط النقل. تؤدي الموجة المنعكسة، المتراكبة على الموجة الساقطة، إلى تكوين الحد الأقصى والحد الأدنى المتكرر في التوزيعات الطولية للتيارات والفولتية الطبيعية، مما يشكل صورة للموجات المختلطة. يتميز نظام الموجة المختلطة في الممارسة الهندسية عادة بمعامل الموجة المتنقلة (TWC)، وهو نسبة القيمة الدنيا للجهد الإجمالي الطبيعي (أو التيار أو الشدة) في الخط إلى القيمة القصوى للجهد الإجمالي (أو شدة التيار أو المجال) في الخط

أين |ز|- وحدة معامل الانعكاس. في كثير من الأحيان، بدلاً من SWR، يستخدمون قيمته العكسية، والتي تسمى نسبة الموجة الدائمة (SWR)

معامل الانعكاس هو نسبة المكونات العرضية للمجال الكهربائي للموجات الساقطة والمنعكسة عند نفس نقطة المقطع العرضي لخط النقل

أين ز أ- معاوقة دخل الهوائي،

ز في- المعاوقة المميزة لخط النقل (الكبل المحوري). تم حساب اعتماد مقاومة الإدخال على التردد في الفقرة السابقة.

باستخدام طريقة الطاقة المشعة نحصل عليها

باستخدام طريقة emf المستحثة نحصل عليها

ويرد رسم بياني لـ SWR مقابل الطول الموجي في الملحق B.

2.8 حساب ppf واستجابتها للتردد

تُستخدم مرشحات الميكروويف لاختيار تردد الإشارات، ومطابقة الأحمال المعقدة، في دوائر التأخير وكأنظمة الإبطاء.

تكون المرشحات عادة أجهزة متبادلة سلبية وتتميز باعتماد التردد على التوهين المدخل في المسير. يُسمى نطاق التردد ذو التوهين المنخفض بنطاق المرور، ويسمى نطاق التردد ذو التوهين العالي بنطاق التوقف. بناءً على الموضع النسبي لنطاق التمرير والحاجز، من المعتاد التمييز بين الأنواع التالية من المرشحات: مرشح التمرير المنخفض (LPF)، الذي ينقل الإشارات أسفل تردد قطع معين ويكبت الإشارات ذات الترددات الأعلى من القطع؛ مرشحات التمرير العالي (HPF)، التي تنقل الإشارات بترددات أعلى من تردد معين وتقمع الإشارات ذات الترددات الأخرى؛ مرشحات تمرير النطاق (BPF)، التي تنقل الإشارات ضمن نطاق تردد معين وتمنع الإشارات خارج هذا النطاق؛ مرشحات إيقاف النطاق (BPF)، التي تقمع الإشارات داخل نطاق تردد معين وترسل الإشارات خارج هذا النطاق؛

تحتوي استجابة التردد لكل مرشح على منطقة انتقالية بين نطاق المرور ونطاق التوقف، أي بين الترددات  حو  ص. وفي هذه المنطقة، يختلف التوهين من الحد الأقصى إلى الحد الأدنى. وعادة ما يحاولون تقليص هذه المساحة مما يؤدي إلى تعقيد الفلتر وزيادة عدد روابطه. عند تصميم المرشحات، كقاعدة عامة، يتم تحديد الخصائص التالية: نطاق المرور، نطاق التوقف، متوسط ​​التردد، التوهين في نطاق المرور، التوهين في نطاق التوقف، ميل تغيير التوهين في منطقة الانتقال، مستويات مطابقة المدخلات والمخرجات، خصائص خط النقل، وما إلى ذلك الذي يتم تشغيل المرشح فيه، ونوع خط النقل، وأحيانًا يتم تحديد خصائص الطور للمرشح.

الجدول 2.4 - الخصائص الأولية لـ PPF

2.8.1 حساب النموذج الأولي لمرشح الترددات المنخفضة

حاليًا، الطريقة الأكثر شيوعًا لحساب مرشحات الموجات الدقيقة هي الطريقة التي يتم من خلالها حساب النموذج الأولي لمرشح التردد المنخفض لأول مرة. إن العثور على معلمات دائرة مرشح نموذجية بناءً على استجابة تردد معينة للمرشح هي مهمة تركيب حدودي. لعمومية النتائج، يتم تطبيع جميع القيم. من المفترض أن تكون مقاومة الحمل والمولد مساوية للوحدة. جنبا إلى جنب مع التطبيع عن طريق المقاومة، يتم إجراء التطبيع عن طريق التردد، على سبيل المثال، يتم أخذ تردد القطع لنطاق تمرير المرشح مساويا للوحدة. وبالتالي، فإن حساب مرشح الميكروويف يتلخص في تجميع نموذج أولي لدائرة منخفضة التردد واستبدال العناصر ذات المعلمات المجمعة بما يعادلها من معلمات موزعة.

لتقريب خصائص التردد، يتم استخدام عدد من الوظائف التي تلبي شروط قابلية التحقيق المادي للمرشحات. الأكثر شيوعًا هي التقريبات المسطحة والمتساوية للموجة القصوى، وذلك باستخدام كثيرات حدود بتروورث وتشيبيشيف، على التوالي.

دعونا نحسب مرشحًا يتمتع بخاصية التوهين الأكثر ثباتًا. يزداد بشكل رتيب مع زيادة التردد:

,

حيث n هو عدد روابط مرشح النموذج الأولي،

=/ p - التردد الطبيعي،

=10 لتر ف/10 -1 - معامل النبض،

 p - تردد القطع لنطاق التمرير،

L p - التوهين عند التردد  p (انظر الشكل 2.3).

الشكل 2.3 - الحد الأقصى لخاصية التوهين المسطح لمرشح التمرير المنخفض النموذجي

يمكن العثور على عدد وصلات مرشح النموذج الأولي من متطلبات استجابة التردد للمرشح. لذا، بالنسبة للمرشح ذي الاستجابة الترددية الأكثر استواءً:

,

وهذا هو، لمرشحنا فمن الضروري أن ن 2.76 .

لنأخذ ن=3 ، فإن دائرة مرشح النموذج الأولي سيكون لها الشكل الموضح في الشكل 2.4

الشكل 2.4 - دارة نموذج أولي لمرشح الترددات المنخفضة

يمكن حساب معلمات التصفية باستخدام صيغ معقدة، أو يمكنك استخدام الأدبيات المرجعية، على سبيل المثال: ز 0 =1, ز 1 =0.999165, ز 2 =1.998330, ز 3 =0.999165, ز 4 =1.

يتم إلغاء تسوية معلمات التصفية باستخدام العلاقات

,

,

.

هنا، تشير التعيينات ذات الأعداد الأولية إلى المعلمات التي تمت تسويتها لمرشح النموذج الأولي، دون وجود أعداد أولية للمعاملات غير الطبيعية: ر 0 `=1, ل 1 `=1, ج 2 `=2, ل 3 `=1, ر 4 `=1.

نظرًا لأننا سنقوم بتثبيت المرشح المستقبلي في مسار النقل المحوري، إذن ر 0 = 75 أوم، ثم

2.8.2 حساب PPF

لتصميم PPF، سوف نستخدم مرشح النموذج المحسوب في الفقرة السابقة وتحويل تردد المادة المتفاعلة

أين  0 =( ص  -ص ) 0.5 - التردد المركزي لـ PPF،

ك ح =1/2  - عامل التحويل،

2  =  ص -  -ص- نطاق مرور PPF.

يتم تحويل أي محاثة في المرشح النموذجي، بعد إجراء تحويل التردد، إلى دائرة تسلسلية ذات معلمات

وفي الوقت نفسه، تتحول أي سعة في مرشح النموذج الأولي إلى دائرة تذبذبية متوازية

الشكل 2.5 - الدائرة المكافئة لـ PPF

وهكذا، فإن PPF (الشكل 2.5) يتكون من مرنانات متتالية، وتكون قيم المعلمات المكافئة لها كما يلي

2.8.3 تنفيذ PPF

وفقًا لطريقة التنفيذ، يمكن تقسيم PPFs إلى الأنواع التالية: على MPL واحد به فجوات، على مرنانات نصف موجة متوازية، على قضبان مضادة، مع بذرة ربع موجة متوازية ومتسلسلة الطول  /4 ، أين  - الطول الموجي في الخط المقابل لمتوسط ​​تردد نطاق تمرير BPF؛ مع حلقات مزدوجة وخطوط ربط ربع موجة على مرنانات عازلة.

لنقم بإجراء PPF على خطوط microstrip (MSL) مع حلقات مزدوجة وخطوط توصيل ربع الموجة.

MPLs عبارة عن طبقة رقيقة من المعدن تترسب على صفائح عازلة. الأكثر شيوعًا هي MPLs غير المتماثلة المحمية. يتم استخدام MPLs في جميع أنحاء نطاق الميكروويف. بالمقارنة مع أدلة الموجات المستقيمة، فإن MPLs لها عدد من العيوب - فهي تحتوي على خسائر خطية أعلى وقدرة نقل منخفضة نسبيًا. بالإضافة إلى ذلك، تشع MPLs المفتوحة الطاقة إلى الفضاء، مما قد يسبب اقترانات كهرومغناطيسية غير مرغوب فيها.

لكن MPLs لها أيضًا مزايا مهمة. إنها صغيرة الحجم والوزن، ورخيصة التصنيع، ومتقدمة من الناحية التكنولوجية ومريحة للإنتاج الضخم باستخدام أساليب التكنولوجيا المتكاملة، مما يجعل من الممكن تنفيذ وحدات كاملة ووحدات وظيفية في تصميم شريطي صغير على لوحة مصنوعة من مادة عازلة معدنية على جانب واحد .

يعد تنفيذ الدوائر التذبذبية المتسلسلة في MPL أمرًا صعبًا للغاية. وفي الوقت نفسه، من الممكن تحويل الاتصال التسلسلي إلى اتصال متوازي كما هو موضح في الشكل 2.6 باستخدام التحويلات

الشكل 2.6 استبدال الدائرة التذبذبية المتسلسلة بدائرة موازية

الهوية في الشكل 2.6 تنطبق فقط على تردد الطنين، لذلك يجب تحليل الدائرة الناتجة لتحديد خصائص ترددها.

بعد الاستبدال، نحصل على مخطط PPF الموضح في الشكل 2.7

الشكل 2.7 - الدائرة المكافئة لـ PPF

تحتوي هذه الدائرة على قيم المعلمات التالية

سيتم معرفة طول خط الاتصال بعد تحديد معلمات MPL.

لحساب المقاومة الموجية لـ MPL، نستخدم التعبير الذي تم الحصول عليه بالتقريب شبه الثابت

(2.1)

دقة التحديد باستخدام هذه الصيغة هي 1٪ عندما ث/ ح 0.4 و 3% في ث/ ح<0.4 .

لحساب الطول الموجي عند الترددات المنخفضة، تُستخدم الصيغة، التي تم الحصول عليها أيضًا بالتقريب شبه الثابت، على نطاق واسع في الممارسة العملية

أين  - الطول الموجي في الفضاء الحر،

 أوه- ثابت العزل الكهربائي الفعال للخط.

يمكن حساب ثابت العزل الكهربائي الفعال باستخدام الصيغة

, (2.3)

سيتم تصنيع الركيزة على عازل مع ثابت عازل نسبي  =7 ، ونأخذ سمك الركيزة ح= 5 ملم. عرض الشريط المعدني ث، وبالتالي النسبة ث/ ح، سوف تتغير أثناء العمليات الحسابية.

أولا، دعونا نحسب معلمات خطوط الاتصال. لمطابقة المرشح مع مسار النقل، يجب أن تتمتع خطوط التوصيل الخاصة به بممانعة مميزة تساوي الممانعة المميزة للمحور المحوري ز 0 = 75 أوم.وبحل التعبير (2.1) نجد ذلك ث/ ح=0.5, ثم عرض الشريط ث=0.5  5 = 2.5 (مم). باستخدام الصيغة (2.3) نجد ثابت العزل الكهربائي الفعال

لذلك، نقوم بإجراء الحساب عند التردد المتوسط ​​للنطاق  0 =0.594 مثم حسب (2.2) الطول الموجي في الخط

وبما أن خط الاتصال هو ربع موجة، فإننا نحدد طوله باستخدام الصيغة

يتم تنفيذ الحث الموازي في شكل حلقة متوازية ذات دائرة قصيرة. يتم تحديد مفاعلة هذا الجزء الخطي بواسطة الصيغة

(2.4)

يجب أن تكون مقاومة هذه الحلقة عند التردد الأوسط للمدى مساوية لمقاومة الحث المتصل على التوازي، حتى تتمكن من تحديد طول المقطع

(2.5)

دعونا نقبل ث/ ح=1(ث=5 ملم)

الآن، باستخدام الصيغة (2.5)، يمكنك تحديد طول الحلقات التي تحل محل كل محاثة

يتم تنفيذ السعة المتوازية على شكل حلقة متوازية مفتوحة في النهاية. يتم تحديد مفاعلة هذا الجزء الخطي بواسطة الصيغة

يجب أن تكون مقاومة هذه الحلقة عند التردد الأوسط للمدى مساوية لمقاومة السعة الموصلة على التوازي، حتى تتمكن من تحديد طول الحلقة

(2.6)

دعونا نقبل ث/ ح=0.2(ث=1 ملم)، ثم بواسطة (2.1) - (2.3) نحصل عليه

الآن، باستخدام الصيغة (2.5)، يمكنك تحديد طول الحلقات التي تحل محل كل حاوية

دعونا ندخل معلمات الحلقات في الجدول 2.5.

الجدول 2.5 أبعاد PPF على MPL

ويرد مخطط PPF في الملحق د.

2.8.4 حساب استجابة التردد

استجابة التردد للمرشح هي اعتماد التوهين المدخل في المسار على التردد. بمعرفة مقاومة الإدخال للمرشح، يمكنك تحديد معامل الانعكاس

(2.7)

ثم سيكون لاستجابة التردد النموذج التالي

(2.8)

دعونا نحدد استجابة التردد لمرشح الترددات المنخفضة النموذجي الموضح في الشكل 2.4 بعد إلغاء تسوية المعلمات

بالاستبدال في (2.7) و (2.8) نحصل على خاصية التخميد.

دعونا نحدد استجابة التردد لدائرة PPF المكافئة الموضحة في الشكل 2.5

بالاستبدال في (2.7) و (2.8)، نحصل على خاصية التخميد اللازمة.

الآن دعونا نحدد استجابة التردد لمرشح MPL. يتم تحديد اعتماد التردد لمقاومات الحلقات الحثية والسعوية بواسطة الصيغ

أين ط = 1،2،3؛

ز 0 لو ز 0 ج- الممانعات الموجية للحلقات الحثية والسعوية، على التوالي.

تصفية مقاومة المدخلات

الصيغة النهائية لمقاومة المدخلات معقدة للغاية، لذلك لن نقدمها هنا. باستخدام الصيغتين (2.7) و (2.8) نحصل على استجابة التردد.

وترد جميع استجابات التردد التي تم الحصول عليها في هذه المرحلة في الملحق د.

أي هوائي تختاره للسيارة؟هناك العديد من الخيارات هنا. من "قضبان الصيد" الأرخص والأبسط إلى "قضبان الصيد" باهظة الثمن والطويلة. من الواضح أنك تحتاج إلى اختيار حجم الدبوس الآمن لتثبيته على السيارة. بشكل عام، كلما كان الدبوس أطول، كان الاتصال أفضل (بافتراض توافق الهوائي).

كيفية إعداد الهوائي؟لهذا تحتاج إلى جهاز - مقياس SWR. لا تعتقد أنه يمكنك ضبط الهوائي بدونه. يكلف عداد SWR حوالي 1000 روبل. للتقريب الأول، تحتاج إلى ضبط الهوائي على الحد الأدنى من SWR (نسبة الموجة الدائمة)، وتحتاج إلى تحقيق SWR أقل من 1.5؛ عادةً ما يمكن إحضار السيارة إلى 1.1. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن التشغيل عند SWR> 3 يمكن أن يؤدي إلى تلف مرحلة الإخراج لجهاز إرسال راديو CB مستورد (بالنسبة لأجهزة الراديو التي ينتجها Berkut Design Bureau، تكون أجهزة الإرسال أقل أهمية لضبط الهوائي ولا تفشل ).

بشكل عام، يعد إعداد الهوائيات واختيارها مسألة تتعلق بالأسئلة الشائعة المنفصلة.

ما الذي يجب أن تتذكره عند اختيار الهوائي؟ الهوائي هو أفضل مكبر للصوت.الهوائي الجيد سيوفر لك المال على مكبر الصوت. علاوة على ذلك، لا يزال من الممكن استخدام مكبر الصوت بدون هوائي جيد بما فيه الكفاية - سوف يفشل ببساطة إذا كان SWR ضعيفا (أسوأ من 2، إذا كان مكبر الصوت قويا بما فيه الكفاية).

ما هو المغذية؟وحدة التغذية، خط التغذية هو خط الاتصال بين المحطة والهوائي. بشكل عام، كابل متحد المحور ذو مقاومة مميزة تبلغ 50 أوم. تُدخل وحدة التغذية خسائر في الإشارة، لذا فإن الكبل الذي يحتوي على خسائر أقل يكلف أكثر، ولكن يمكن أن يستحق العناء على طول طويل. يمكن أن تعمل وحدة التغذية التي تغذي الهوائي في عدة أوضاع:

وحدة تغذية غير مكونةيتم الحصول على المطابقة المثالية (SWR=1) عندما تتساوى معاوقة الخرج لمحطة الراديو والممانعة المميزة لوحدة التغذية (في حالة الكبل متحد المحور على وجه الخصوص) ومعاوقة دخل الهوائي. يتم تحديد نطاق التردد الذي يتم فيه استيفاء شرط المطابقة الجيدة بدرجة كافية من خلال التغيير في ممانعات الخرج والإدخال المعقدة للمرسل والهوائي، على التوالي، عندما يتغير تردد التشغيل. عند التشغيل في هذا الوضع، يمكن أن يكون طول وحدة التغذية تعسفيًا. تحتوي معظم أجهزة الراديو والهوائيات الصناعية الحديثة على مدخلات/مخرجات. المقاومة (نظريًا) 50 أوم، وعند استخدام كابل بممانعة مميزة تبلغ 50 أوم، مع هوائي مضبوط، لا يلزم تنسيق إضافي. تم تصنيف عدادات SWR الصناعية أيضًا بـ 50 أوم.

وحدة التغذية التي تم تكوينها.عند استخدام وحدة تغذية بممانعة مميزة تختلف عن ممانعات الإدخال والإخراج للهوائي ومحطة الراديو، يمكن أيضًا تحقيق المطابقة المثالية (SWR = 1). الشروط الكافية لذلك هي المساواة في ممانعات الإدخال والإخراج للهوائي والراديو، وطول وحدة التغذية، وهو مضاعف نصف طول الموجة في وحدة التغذية (أي مع مراعاة عامل التقصير). وفي هذه الحالة، يعمل المغذي في وضع المكرر (نصف الموجة). أولئك. وبغض النظر عن الممانعة الموجية لوحدة التغذية، فإنها لا تؤثر على مطابقة الهوائي مع p-st. ترتبط بهذا طريقة معروفة "لضبط" الكابل. يتم توصيل مقياس SWR بمخرج p-st (نفترض 50 أوم)، ثم كابل. يتم توصيل حمل مكافئ بنهاية الكابل - مقاومة غير حثي 50 أوم. بتقصير الكابل تدريجيًا، نحقق SWR = 1. في هذه الحالة، يجب أن يكون طول الكابل مضاعفًا لنصف موجة (والتي في كابل RG-58c/u مع عزل البولي إيثيلين لـ CB يساوي الرقم السحري 3.62 متر) ). مع تغيير كبير في تردد التشغيل، تنقطع المطابقة (لأن الطول الموجي في الكابل يتغير).

ما هي أنواع الكابلات والموصلات المستخدمة لتوصيل الهوائيات؟عند توصيل الهوائي بأجهزة الكمبيوتر المحمولة، استخدم موصل TNC (ملولب وموثوق) وموصل BNC (CP-50 المحلي) - موصل حربة، أقل موثوقية إلى حد ما، وكابل من نوع RG-58 بأحرف مختلفة (حسب الخصائص الكهربائية ).

في السيارات، يستخدمون موصل PL259 للكابل الرفيع (RG-58) وهذا الكابل (RG-58).

تستخدم القاعدة موصل PL259 لكابل سميك وكابل RG-213 (سميك مع خسارة منخفضة). هناك محولات من أي موصل إلى أي.

يستخدم الكابل المحلي بشكل أساسي RK-50-2 (رفيع) وRK-50-7 (سميك) للقاعدة.

ما هي مطابقة الهوائي؟بشكل تقريبي، كفاءة نظام تغذية المحطة، وكذلك عملية الحصول على أقصى قدر من الكفاءة. يعتمد على التردد، أي. عند تردد واحد، على سبيل المثال، في القناة 20 من الشبكة C يكون الأمر جيدًا، ولكن في القناتين 1 و 40 من نفس الشبكة C يمكن أن يكون سيئًا. يتم ضبطه حسب طول الهوائي السوطي أو كابل التغذية، أو بواسطة جهاز مطابقة خاص، باللغة الإنجليزية - المطابق. وبشكل عام فإن المقاومة المكافئة عند موصل هوائي المحطة (مكبر الصوت) هي 50 أوم. تختلف المقاومة المكافئة للهوائيات المختلفة بشكل كبير، من 30 إلى عدة آلاف أوم. في الهوائيات ذات العلامات التجارية، تم بالفعل إجراء تنسيق بناء؛ يتم توصيلها بشكل أفضل من خلال المطابق، ولكن بما أن مقاومة الهوائي تعتمد أيضا على الظروف المحلية، فيجب ضبط أي هوائي في الموقع.

ما هو الماتشب؟في أبسط الحالات، دائرة P تتكون من ملف حث وسعة متغيرة. من خلال ضبط هذه السعات، يمكنك تغيير المعاوقة المعقدة للإدخال والإخراج لهذا الرباعي، وهذه هي الطريقة التي يتم بها تحقيق المطابقة.

ما هو SWR؟نسبة الموجة الدائمة هي مقياس للمطابقة. يتراوح من 1 (مثالي) إلى 3 (سيء، لكن يمكنك العمل)، 4...5 - لا ينصح بالعمل، قد يكون هناك المزيد. يتم قياسه بجهاز خاص - مقياس SWR. يستخدمونه بهذه الطريقة: قم بتوصيل الجهاز بين الهوائي ومكبر الصوت (المحطة). تنبيه: يجب أن يسمح الجهاز بالتشغيل بقدرتك!!! اضبط المفتاح على وضع FWD (القيادة المباشرة). قم بتشغيل الترس، وحرك المقبض إلى نهاية المقياس، وقم بتبديل الجهاز إلى موضع REF، وقم بتشغيل الترس، وقراءة قيمة SWR.

فقدان الطاقة:

SWR=1 - الخسارة 0%

SWR=1.3 - الخسارة 2%

SWR=1.5 - الخسارة 3%

SWR=1.7 - الخسارة 6%

CS=2 - الخسائر 11%

SWR=3 - الخسارة 25%

SWR=4 - الخسارة 38%

SWR=10 - الخسارة 70%

لكن الزيادة في الكفاءة بسبب الطول، كقاعدة عامة، أكثر أهمية بكثير من فقدان الطاقة - أي. عادةً ما يكون الهوائي الأطول ذو SWR الأسوأ أفضل من الهوائي القصير الذي يحتوي على SWR جيد (في الصيغ، يتناسب النطاق مع الجذر الرابع للقدرة (مع تداخل كهرومغناطيسي قوي، أكثر احتمالًا للجذر التربيعي)، أي سيؤدي فقدان الطاقة بنسبة 16٪ إلى انخفاض النطاق بنسبة 2 -4٪. لكن الأبعاد المادية للهوائي، أي ارتفاع النقطة العليا فوق سطح الأرض، يتم تضمينها في جميع صيغ نطاق الاتصالات كتناسب مباشر مع النطاق، وليس الجذور التربيعية أو القوى الرابعة، أي. تؤثر على نطاق الاتصالات الراديوية بقوة أكبر).

هوائي- جهاز يحول تذبذبات التيار الكهربائي إلى موجة مجال كهرومغناطيسي (موجة راديوية) والعكس.

الهوائيات هي أجهزة قابلة للعكس، أي أنه كما يعمل الهوائي للإرسال، فهو يعمل أيضًا للاستقبال؛

المغذية- كابل يربط محطة الراديو بالهوائي.
تأتي الكابلات بممانعات وتصميمات مختلفة.
نظرًا لأن محطات الراديو المدنية لديها مقاومة خرج/مدخل تبلغ 50 أوم وإخراج غير متوازن، فإن الكابلات المحورية ذات المعاوقة المميزة البالغة 50 أوم مناسبة لنا كوحدة تغذية، على سبيل المثال: RK 50-3-18 أو RG 8 أو RG 58 .
ليست هناك حاجة للخلط بين مقاومة الموجة والمقاومة الأومية. إذا قمت بقياس مقاومة الكابل باستخدام جهاز اختبار، فسيظهر جهاز الاختبار 1 أوم، على الرغم من أن مقاومة موجة هذا الكابل قد تكون 75 أوم.
تعتمد الممانعة المميزة للكابل المحوري على نسبة أقطار الموصل الداخلي والموصل الخارجي (الكابل ذو المعاوقة المميزة البالغة 50 أوم له قلب مركزي أكثر سمكًا من كابل 75 أوم له نفس القطر الخارجي).

SWR- معامل الموجة الدائمة، أي نسبة الطاقة التي تمر عبر الكابل إلى الهوائي والطاقة التي ترجع عبر الكابل، المنعكسة من الهوائي نظرًا لأن مقاومته لا تساوي مقاومة الكابل .
نعم، لا ينتقل الجهد عالي التردد عبر الأسلاك مثل التيار المباشر؛ ويمكن أن ينعكس من الحمل إذا كان الحمل أو الكابل ذو مقاومة مميزة خاطئة.
يُظهر SWR جودة نقل الطاقة من محطة الراديو إلى الهوائي والعودة؛ كلما انخفض SWR، كان التطابق أفضل بين محطة الراديو ووحدة التغذية والهوائي. لا يمكن أن يكون SWR أقل من 1.
لا يشير SWR إلى كفاءة الهوائي وبأي تردد يعمل بشكل أكثر كفاءة. على سبيل المثال، سيكون SWR 1 إذا تم توصيل مقاومة 50 أوم بنهاية الكابل، لكن لن يسمعك أحد عند المقاومة ولن تسمع أحداً عندها.

كيف يعمل الهوائي؟

التيار المتردد، كما هو معروف، يغير قطبيته بتردد معين. إذا كنا نتحدث عن 27 ميجاهرتز، فإن قطبيتها (+/-) تتغير أماكنها 27 مليون مرة في الثانية. وبناء على ذلك، تتحرك الإلكترونات الموجودة في الكابل 27 مليون مرة في الثانية من اليسار إلى اليمين، ثم من اليمين إلى اليسار. مع الأخذ في الاعتبار أن الإلكترونات تعمل بسرعة الضوء 300 مليون متر في الثانية، ثم بتردد 27 ميغاهيرتز، فإنها تتمكن فقط من الركض لمسافة 11 مترًا (300/27) قبل أن تتغير القطبية الحالية، ثم تعود مرة أخرى.
الطول الموجي هو المسافة التي تقطعها الإلكترونات قبل أن يتم سحبها مرة أخرى بفعل القطبية المتغيرة للمصدر.
إذا قمنا بتوصيل قطعة من الأسلاك بمخرج محطة الراديو، والطرف الآخر منها معلق ببساطة في الهواء، فسوف تعمل الإلكترونات فيه، وتخلق الإلكترونات الجارية مجالًا مغناطيسيًا حول الموصل، وفي نهايته الإمكانات الكهروستاتيكية، والتي ستتغير مع التردد الذي تعمل به محطة الراديو، أي أن السلك سيخلق موجة راديو.
الحد الأدنى للمسافة التي يجب أن تقطعها الإلكترونات لتحويل التيار المتردد بشكل فعال إلى موجة راديوية وموجات الراديو إلى تيار هو نصف الطول الموجي.
نظرًا لأن أي مصدر تيار (جهد) له طرفين، فإن الحد الأدنى للهوائي الفعال يتكون من قطعتين من السلك طولهما 1/4 موجة (1/2 مقسومًا على 2)، مع قطعة واحدة من السلك متصلة بطرف واحد من المصدر (راديو الإخراج) محطة)، آخر في إخراج آخر.
يُطلق على أحد الموصلات اسم "الإشعاع" وهو متصل بالنواة المركزية للكابل، والآخر عبارة عن "ثقل موازن" ومتصل بضفيرة الكابل.
* إذا قمت بوضع قطعتين من الأسلاك طول كل منها 1/4 موجة، واحدة فوق الأخرى، فإن مقاومة هذا الهوائي ستكون حوالي 75 أوم، بالإضافة إلى أنها ستكون متناظرة، أي أنها متصلة مباشرة بمحوري ( غير متماثل) الكابل ليس فكرة جيدة.

مهلا، كيف تعمل الهوائيات المختصرة (على سبيل المثال، 2 متر عند تردد 27 ميجا هرتز) والهوائيات التي تتكون فقط من دبوس في السيارة؟
بالنسبة للمسمار الموجود في السيارة، الدبوس هو القطعة الأولى من السلك ("الباعث")، وجسم السيارة هو السلك الثاني ("ثقل الموازنة").
في الهوائيات المختصرة، يتم لف جزء من السلك في ملف، أي أن طول الدبوس بالنسبة للإلكترونات يساوي 1/4 الطول الموجي (2 متر 75 سم عند 27 ميجاهرتز)، وبالنسبة لمالك الدبوس يبلغ طوله 2 متر فقط، والباقي في الملف المخفي عن الطقس عند قاعدة الهوائي.

ماذا يحدث إذا قمت بتوصيل أسلاك قصيرة جدًا أو طويلة جدًا بمحطة راديو كهوائي؟
كما ذكرنا سابقًا، تبلغ المعاوقة الموجية لمخرج/مدخل محطة الراديو 50 أوم، وبالتالي، يجب أن يتمتع الهوائي، الذي يمثل حملًا لها، بمقاومة قدرها 50 أوم؛
سيكون للأسلاك الأقصر أو الأطول من 1/4 طول موجي مقاومة مميزة مختلفة. إذا كانت الأسلاك أقصر، فسيكون لدى الإلكترونات الوقت للوصول إلى نهاية السلك وتريد الجري لمسافة أبعد قبل أن يتم سحبها للخلف، وبالتالي ستدفن نفسها في نهاية السلك، وسوف تفهم أن هناك استراحة هناك، أي أن هناك مقاومة كبيرة لا نهائية وستكون مقاومة الهوائي بأكمله أكبر، كلما كان السلك أقصر. السلك الطويل جدًا لن يعمل أيضًا بشكل صحيح، وستكون مقاومته أيضًا أعلى من اللازم.
من المستحيل جعل الهوائي القصير كهربائيًا فعالاً؛ فهو سيفقد دائمًا ربع الطول الكهربائي؛ ويتطلب الهوائي الطويل مطابقة المقاومة.
* الفرق بين "قصير كهربائيًا" و"قصير جسديًا" هو أنه يمكنك لف سلك بطول كافٍ في ملف، لكن الملف لن يكون طويلًا فيزيائيًا. سيكون مثل هذا الهوائي فعالاً للغاية، ولكن على عدد صغير من القنوات وعلى أي حال سوف يفقد دبوسًا يبلغ طوله 1/4 موجة.
من المهم أيضًا أن نفهم أن الكثير يعتمد أيضًا على الزاوية التي تقع فيها موصلات الهوائي والباعث والثقل الموازن مع بعضها البعض - اتجاهها (اتجاه إشعاعها) ومقاومة الموجة.

هناك أيضًا ظاهرة مثل معامل تقصير الهوائي، وترجع هذه الظاهرة إلى حقيقة أن الموصلات سميكة، ونهاية الموصل لديها سعة للمساحة المحيطة. كلما زاد سمك موصل الهوائي وارتفاع التردد الذي يجب أن يعمل به الهوائي، زاد القصر. وأيضًا، كلما كان الموصل الذي يصنع منه الهوائي أكثر سمكًا، كلما زاد النطاق العريض (كلما زاد عدد القنوات التي يغطيها).

الهوائيات الاتجاهية واستقطاب الإشعاع

الهوائيات هي:
+ مع الاستقطاب الأفقي - توجد موصلات الهوائي أفقيًا؛
+ مع الاستقطاب العمودي - يتم ترتيب الموصلات عموديًا.
إذا حاولت استقبال إشارات مرسلة بواسطة هوائي باستقطاب أفقي على هوائي باستقطاب رأسي، فستكون هناك خسارة بمقدار مرتين (3 ديسيبل) مقارنة بالاستقبال على هوائي له نفس الاستقطاب مثل هوائي الإرسال.

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تكون الهوائيات:
+ الاتجاه - عندما يذهب انبعاث واستقبال الموجات في اتجاه واحد أو أكثر.
+ غير اتجاهي (بنمط إشعاع دائري) - عندما تنبعث موجات الراديو وتستقبل بالتساوي من جميع الاتجاهات.

مثال: الدبوس الرأسي له نمط إشعاع دائري في المستوى الأفقي، أي أنه يصدر ويستقبل موجات الراديو من المصادر المحيطة به بشكل متساوٍ.

ما هو كسب الهوائي؟

إذا كنا نتحدث على وجه التحديد عن تضخيم الهوائي، وليس عن مكبر للصوت متصل بالهوائي ويتطلب أسلاك كهرباء، فإن تضخيم الهوائي هو قدرته على تركيز موجات الراديو في مستوى أو اتجاه معين، حيث يوجد المراسلون المطلوبون للاتصال.
على سبيل المثال، يشع اثنان من المسامير الموجودة رأسيًا بطول موجة 1/4 (ثنائي القطب العمودي) بالتساوي في دائرة، ولكن هذا إذا نظرت إليها من الأعلى، وإذا نظرت إليها من الجانب، فسيتبين أن هذا الجزء من الطاقة يشع إلى الأرض، وجزء في الفضاء. كسب ثنائي القطب هو 0 ديسيبل. لا توجد إشارات مفيدة لنا في الأرض وفي الفضاء على التوالي، ومن خلال تغيير تكوين ثنائي القطب (عن طريق إطالة جزء واحد منه إلى 5/8 من الطول الموجي)، يمكن التأكد من تركيز الإشعاع في الأفق، وسوف ينبعث القليل من الإشعاع إلى الفضاء وإلى الأرض، وسيكون كسب هذا الهوائي حوالي 6 ديسيبل.

إذا كنت مهتمًا بالتعلم بالتفصيل عن كيفية عمل الهوائيات ووحدات التغذية، والاطلاع على الصيغ الكاملة، فاقرأ الكتاب: K. Rothhammel Antennas.

دعونا نتذكر الشيء الرئيسي:

الطول الموجي = 300 / تردد قناة الاتصال

الحد الأدنى لطول الهوائي الفعال = الطول الموجي / 2

كلما زادت سماكة الموصلات التي يصنع منها الهوائي، زادت مساهمة عامل التقصير في طوله.

يشير SWR إلى جودة نقل الطاقة من الراديو إلى الهوائي، لكنه لا يشير إلى كفاءة الهوائي.

الآن للحصول على أمثلة:
300 / 27.175 = 11 متر 3 سنتيمترات الطول الموجي.
للتشغيل الفعال، يجب أن يبلغ طول الهوائي بأكمله 5 أمتار و51 سم، على التوالي، ويبلغ طول القضيب 2 متر و76 سم.
مع الأخذ بعين الاعتبار K_shortening، بالنسبة للدبوس المصنوع من أنبوب بقطر 20 مم، سيكون طول الدبوس حوالي 2 متر و65 سم.

ما هي الهوائيات المستخدمة عادة في النطاق المدني؟

هوائي 1/4 GP ("جيبيشكا" أو "رباعي")

دبوس على قاعدة نقر أو مغناطيسية، يتم تركيب ملف تمديد بداخله، مما يضيف ما يصل إلى ربع طوله الكهربائي. الثقل الموازن هو جسم السيارة، والذي يتم توصيله إما مباشرة (للهوائيات المدمجة) أو من خلال مكثف المكثف الذي يتكون من قاعدة المغناطيس وسطح الجسم.

في النطاقات عالية التردد، مثل LPD وPMR، يتم عادةً استخدام الفجوات أو 5/8، حتى في السيارة وفي الإصدار القابل للارتداء، يتم استخدام الهوائيات الخطية المتداخلة (أنظمة هوائيات متعددة 1/2 أو 5 /8 هوائيات مترابطة كهربائياً وميكانيكياً، مما يجعل من الممكن تحقيق كسب هوائي قدره 10 ديسيبل أو أكثر، أي ضغط الإشعاع إلى فطيرة أفقية رفيعة).

اليوم، تتوفر عدادات SWR على أي محطة راديو للهواة تقريبًا - مدمجة في المعدات ذات العلامات التجارية، أو الأجهزة ذات العلامات التجارية المستقلة، أو محلية الصنع. نتائجهم
تتم مناقشة العمل (SWR لمسار تغذية الهوائي) على نطاق واسع من قبل هواة الراديو.

كما هو معروف، يتم تحديد معامل الموجة الدائمة في وحدة التغذية بشكل فريد من خلال مقاومة دخل الهوائي والمقاومة المميزة لوحدة التغذية. ولا تعتمد هذه الخاصية لمسار تغذية الهوائي على مستوى القدرة أو على مقاومة خرج المرسل. ومن الناحية العملية، يجب قياسه على مسافة معينة من الهوائي - وفي أغلب الأحيان مباشرة على جهاز الإرسال والاستقبال. ومن المعروف أن وحدة التغذية تقوم بتحويل مقاومة دخل الهوائي إلى بعض قيمها والتي يتحددها طول وحدة التغذية. ولكن في الوقت نفسه، في أي قسم من وحدة التغذية، فهي بحيث لا تتغير قيمة SWR المقابلة. بمعنى آخر، على عكس المعاوقة المخفضة حتى نهاية وحدة التغذية الأبعد عن الهوائي، فإنها لا تعتمد على طول وحدة التغذية، لذلك يمكن قياس SWR مباشرة عند الهوائي وعلى مسافة ما منه (على سبيل المثال، في جهاز الإرسال والاستقبال).

هناك العديد من الأساطير في دوائر راديو الهواة حول "مكررات نصف الموجة" التي من المفترض أن تعمل على تحسين SWR. إن وحدة التغذية التي يبلغ طولها الكهربائي نصف طول موجة التشغيل (أو عددًا صحيحًا منها) هي في الواقع "تابع" - وستكون المعاوقة في النهاية الأبعد عن الهوائي مساوية لمقاومة دخل الهوائي. الفائدة الوحيدة لهذا التأثير هي القدرة على قياس مقاومة دخل الهوائي عن بعد. وكما ذكرنا من قبل، فإن هذا لا يؤثر على قيمة SWR (أي علاقات الطاقة في مسار وحدة تغذية الهوائي).

في الواقع، عند قياس SWR على مسافة من نقطة اتصال وحدة التغذية بالهوائي، فإن قيمتها المسجلة تختلف دائمًا قليلاً عن القيمة الحقيقية. يتم تفسير هذه الاختلافات من خلال الخسائر في وحدة التغذية. إنها حتمية تمامًا ويمكنها فقط "تحسين" قيمة SWR المسجلة. ومع ذلك، غالبًا ما يكون هذا التأثير غير مهم في الممارسة العملية إذا تم استخدام كابل ذو خسائر خطية منخفضة وكان طول وحدة التغذية نفسها قصيرًا نسبيًا.

إذا لم تكن مقاومة دخل الهوائي نشطة تمامًا وتساوي الممانعة المميزة لوحدة التغذية، فسيتم إنشاء موجات دائمة فيها، والتي يتم توزيعها على طول وحدة التغذية وتتكون من الحد الأدنى والحد الأقصى المتناوب لجهد التردد اللاسلكي.

في التين. يوضح الشكل 1 توزيع الجهد في الخط مع حمل مقاوم بحت، أكبر قليلاً من الممانعة المميزة لوحدة التغذية. إذا كان هناك تفاعل في الحمل، فإن توزيع الجهد والتيار يتحول إلى اليسار أو اليمين على طول المحور ^، اعتمادًا على طبيعة الحمل. يتم تحديد فترة تكرار الحد الأدنى والحد الأقصى على طول الخط بواسطة الطول الموجي التشغيلي (في وحدة التغذية المحورية - مع مراعاة عامل التقصير). وخاصيتها هي قيمة SWR - نسبة الجهد الأقصى والحد الأدنى في هذه الموجة الدائمة، أي SWR = Umax/Umin.

يتم تحديد قيم هذه الفولتية بشكل مباشر فقط بمساعدة خطوط القياس، والتي لا تستخدم في ممارسة الهواة (في نطاق الموجات القصيرة - وفي النطاقات الاحترافية أيضًا). قادر على قياس التغيرات في هذا الجهد على طول الخط، ويجب أن يكون طوله أطول بشكل ملحوظ من ربع الموجة. بمعنى آخر، حتى بالنسبة لأعلى نطاق تردد يبلغ 28 ميجاهرتز، يجب أن يكون بالفعل عدة أمتار، وبالتالي أكبر بالنسبة لنطاقات التردد المنخفض.
ولهذا السبب، تم تطوير أجهزة استشعار صغيرة الحجم للموجات الأمامية والخلفية في وحدة التغذية ("المقرنات الاتجاهية")، والتي على أساسها يتم تصنيع عدادات SWR الحديثة في نطاقات الموجات القصيرة وفي قسم التردد المنخفض للموجات المترية (VHF). النطاق (يصل إلى 500 ميجا هرتز تقريبًا). يقومون بقياس الجهد والتيارات عالية التردد (الأمامية والخلفية) عند نقطة محددة في وحدة التغذية، وبناءً على هذه القياسات، يتم حساب SWR المقابل. تتيح لك الرياضيات حسابها بالضبط من خلال هذه البيانات - ومن وجهة النظر هذه، فإن الطريقة صادقة تمامًا. المشكلة هي خطأ أجهزة الاستشعار نفسها.

وفقا لفيزياء تشغيل هذه المستشعرات، يجب عليهم قياس التيار والجهد عند نفس النقطة في وحدة التغذية. هناك عدة إصدارات من أجهزة الاستشعار - يظهر الشكل التخطيطي لأحد الخيارات الأكثر شيوعًا. 2.

ويجب تصميمها بحيث أنه عندما يتم تحميل وحدة القياس بما يعادل هوائي (حمل مقاوم غير حثي بمقاومة تساوي الممانعة المميزة لوحدة التغذية)، فإن الجهد الكهربي الموجود على المستشعر، والذي يتم أخذه من المستشعر السعوي كان المقسم الموجود على المكثفات C1 و C2، والجهد على المستشعر الحالي، المأخوذ من نصف الملف الثانوي للمحول T1، متساويين في السعة ومتغيرين في الطور بمقدار 180 درجة أو 0 درجة بالضبط، على التوالي. علاوة على ذلك، يجب الحفاظ على هذه النسب في كامل نطاق التردد الذي تم تصميم جهاز قياس SWR من أجله. بعد ذلك، يتم جمع جهدي التردد الراديوي هذين (تسجيل الموجة الأمامية) أو طرحهما (تسجيل الموجة العكسية).
المصدر الأول للخطأ في هذه الطريقة لتسجيل SWR هو أن أجهزة الاستشعار، وخاصة في التصاميم محلية الصنع، لا توفر العلاقات المذكورة أعلاه بين الجهدين على مدى نطاق التردد بأكمله. نتيجة لذلك، يحدث "اختلال توازن النظام" - اختراق جهد التردد اللاسلكي من القناة التي تعالج المعلومات حول الموجة الأمامية إلى القناة التي تقوم بذلك للموجة العكسية، والعكس صحيح. عادة ما تتميز درجة عزل هاتين القناتين بمعامل الاتجاهية للجهاز. حتى بالنسبة للأجهزة التي تبدو جيدة والمخصصة لهواة الراديو، وحتى أكثر من ذلك بالنسبة للأجهزة محلية الصنع، نادرًا ما تتجاوز 20...25 ديسيبل.

هذا يعني أنه لا يمكنك الوثوق في قراءات "مقياس SWR" عند تحديد قيم SWR الصغيرة. علاوة على ذلك، اعتمادًا على طبيعة الحمل عند نقطة القياس (وهذا يعتمد على طول وحدة التغذية!) قد تكون الانحرافات عن القيمة الحقيقية في اتجاه أو آخر. وبالتالي، مع معامل اتجاهية للجهاز يبلغ 20 ديسيبل، يمكن أن تتوافق قيمة SWR = 2 مع قراءات الجهاز من 1.5 إلى 2.5. ولهذا السبب فإن إحدى طرق اختبار هذه الأجهزة هي قياس SWR، الذي لا يساوي 1 عند أطوال وحدة التغذية التي تختلف بمقدار ربع طول موجة التشغيل. إذا تم الحصول على قيم SWR مختلفة، فهذا يشير فقط إلى أن جهاز قياس SWR معين ليس لديه اتجاهية كافية...
يبدو أن هذا التأثير هو الذي أدى إلى ظهور الأسطورة حول تأثير طول وحدة التغذية على SWR.

هناك نقطة أخرى وهي طبيعة القياسات في مثل هذه الأجهزة ليست "نقطة بنقطة" تمامًا (لا تتطابق النقاط التي يتم عندها جمع المعلومات حول الجهد والتيار).

تأثير هذا التأثير أقل أهمية. مصدر آخر للأخطاء هو انخفاض كفاءة تصحيح الثنائيات الاستشعارية عند الفولتية المنخفضة للترددات اللاسلكية. وهذا التأثير معروف لدى معظم هواة الراديو. إنه يؤدي إلى "تحسين" SWR عند قيم منخفضة. لهذا السبب، لا تستخدم أجهزة قياس SWR أبدًا ثنائيات السيليكون، التي تكون منطقة تصحيحها غير الفعالة أكبر بكثير من منطقة تصحيح الجرمانيوم أو ثنائيات شوتكي. يمكن التحقق بسهولة من وجود هذا التأثير في جهاز معين عن طريق تغيير مستوى الطاقة الذي يتم عنده إجراء القياسات. إذا بدأ SWR في "الزيادة" مع زيادة الطاقة (نحن نتحدث عن قيمه الصغيرة)، فمن الواضح أن الصمام الثنائي المسؤول عن تسجيل الموجة الخلفية يقلل من قيمة الجهد المقابل لها.

عندما يكون جهد التردد اللاسلكي عند مقوم المستشعر أقل من 1 فولت (قيمة جذر متوسط ​​التربيع)، يتم تعطيل الخطية لجهاز قياس الفولتميتر، بما في ذلك تلك المصنوعة باستخدام ثنائيات الجرمانيوم. يمكن التقليل من هذا التأثير عن طريق معايرة مقياس SWR ليس عن طريق الحساب (كما يحدث غالبًا)، ولكن من خلال قيم SWR للحمل الفعلي.

وأخيرا، من المستحيل ألا نذكر التيار الذي يتدفق عبر الجديل الخارجي للمغذي. إذا لم يتم اتخاذ التدابير المناسبة، فقد يكون ذلك ملحوظًا ويؤثر على قراءات العداد. من الضروري التحقق من غيابه عند قياس SWR للهوائيات الحقيقية.

كل هذه المشاكل موجودة في الأجهزة المصنوعة في المصنع، لكنها تتفاقم بشكل خاص في التصميمات محلية الصنع. وبالتالي، في مثل هذه الأجهزة، حتى التدريع غير الكافي داخل كتلة أجهزة استشعار الموجات الأمامية والخلفية يمكن أن يلعب دورًا مهمًا.

أما بالنسبة للأجهزة المصنعة في المصنع، لتوضيح خصائصها الحقيقية، يمكننا الاستشهاد ببيانات من مراجعة منشورة في. قام مختبر ARRL باختبار خمسة عدادات للطاقة وSWR من شركات مختلفة. السعر - من 100 إلى 170 دولار أمريكي. استخدمت أربعة أجهزة مؤشرات ذات مؤشرين للطاقة الأمامية والخلفية (المنعكسة)، مما جعل من الممكن قراءة قيمة SWR على الفور على المقياس المدمج للجهاز. كان لدى جميع الأجهزة تقريبًا خطأ ملحوظ في قياس الطاقة (يصل إلى 10...15%) وتفاوت ملحوظ في الإشارة إلى التردد (في نطاق التردد 2...28 ميجاهرتز). وهذا يعني أنه يمكننا أن نتوقع أن يكون خطأ قراءة SWR أعلى من القيم المحددة. علاوة على ذلك، لم تظهر جميع الأجهزة، المتصلة بهوائي مكافئ، SWR = 1. حتى أن أحدهم (وليس الأرخص) أظهر 1.25 عند 28 ميجاهرتز.
بمعنى آخر، عليك أن تكون حذرًا عند فحص عدادات SWR محلية الصنع باستخدام الأدوات التي يتم إنتاجها لهواة الراديو. وفي ضوء ما قيل، فإن تصريحات بعض هواة الراديو، والتي غالبًا ما يمكن سماعها على الهواء أو قراءتها في مقالات راديو الهواة على الإنترنت أو في المجلات، تبدو مضحكة تمامًا، بأن SWR الخاص بهم، على سبيل المثال، 1.25... ولا يبدو استصواب إدخال القراءة الرقمية للقيم في مثل هذه الأجهزة VSWR عمليًا.

بوريس ستيبانوف

عند تركيب وتكوين أنظمة الاتصالات الراديوية، غالبًا ما يتم قياس كمية معينة غير واضحة تمامًا تسمى SWR. ما هي هذه الخاصية بالإضافة إلى الطيف الترددي المبين في خصائص الهوائي؟
نحن نجيب:
نسبة الموجة الدائمة (SWR)، ونسبة الموجة المتنقلة (TWR)، وخسارة العودة هي مصطلحات تميز درجة مطابقة مسار التردد الراديوي.
في خطوط النقل عالية التردد، فإن مطابقة ممانعة مصدر الإشارة مع الممانعة المميزة للخط تحدد ظروف إرسال الإشارة. عندما تكون هذه المقاومات متساوية، يحدث وضع موجة متنقلة في الخط، حيث يتم نقل كل قوة مصدر الإشارة إلى الحمل.

ستظهر مقاومة الكابل التي يتم قياسها عند التيار المباشر بواسطة جهاز اختبار إما دائرة مفتوحة أو دائرة قصر اعتمادًا على ما هو متصل بالطرف الآخر من الكابل، ويتم تحديد المعاوقة المميزة للكابل المحوري بنسبة أقطار الجزء الداخلي والموصلات الخارجية للكابل وخصائص العازل بينها. الممانعة المميزة هي المقاومة التي يوفرها الخط لموجة متنقلة من إشارة عالية التردد. تكون الممانعة المميزة ثابتة على طول الخط ولا تعتمد على طوله. بالنسبة للترددات الراديوية، تعتبر المعاوقة المميزة للخط ثابتة ونشطة تمامًا. وهو يساوي تقريبًا:
حيث L وC هما السعة الموزعة ومحاثة الخط؛

حيث: D هو قطر الموصل الخارجي، d هو قطر الموصل الداخلي، وهو ثابت العزل للعازل.
عند حساب كابلات التردد الراديوي يسعى المرء للحصول على التصميم الأمثل الذي يوفر خصائص كهربائية عالية مع أقل استهلاك للمواد.
عند استخدام النحاس للموصلات الداخلية والخارجية لكابل التردد اللاسلكي، تنطبق النسب التالية:
يتم تحقيق الحد الأدنى من التوهين في الكابل بنسبة القطر

يتم تحقيق أقصى قدر من القوة الكهربائية عندما:

الحد الأقصى للطاقة المنقولة في:

وبناء على هذه العلاقات، تم اختيار الممانعات المميزة لكابلات الترددات الراديوية التي تنتجها الصناعة.
تعتمد دقة واستقرار معلمات الكابل على دقة تصنيع أقطار الموصلات الداخلية والخارجية واستقرار معلمات العزل الكهربائي.
لا يوجد انعكاس في خط متطابق تمامًا. عندما تكون مقاومة الحمل مساوية للمقاومة المميزة لخط النقل، يتم امتصاص الموجة الساقطة بالكامل في الحمل، ولا توجد موجات منعكسة أو واقفة. ويسمى هذا الوضع وضع الموجة المتنقلة.
عندما تكون هناك دائرة كهربائية قصيرة أو دائرة مفتوحة في نهاية الخط، فإن الموجة الساقطة تنعكس بالكامل مرة أخرى. تضاف الموجة المنعكسة إلى الموجة الساقطة، والسعة الناتجة في أي قسم من الخط هي مجموع اتساع الموجة الساقطة والموجات المنعكسة. ويسمى الجهد الأقصى عقدة عكسية، ويسمى الحد الأدنى من الجهد عقدة الجهد. لا تتحرك العقد والعقد المضادة بالنسبة لخط النقل. ويسمى هذا الوضع وضع الموجة الدائمة.
إذا تم توصيل حمل عشوائي عند مخرج خط نقل، فإن جزءًا فقط من الموجة الساقطة ينعكس مرة أخرى. اعتمادًا على درجة عدم التطابق، تزداد الموجة المنعكسة. يتم إنشاء الموجات الدائمة والمتنقلة في نفس الوقت في الخط. هذا هو وضع الموجة المختلط أو المدمج.
نسبة الموجة الدائمة (SWR) هي كمية بلا أبعاد تميز نسبة الموجات الساقطة والمنعكسة في الخط، أي درجة التقريب لوضع الموجة المتنقلة:
; وكما يتبين من التعريف، يمكن أن يختلف SWR من 1 إلى ما لا نهاية؛
يتغير SWR بما يتناسب مع نسبة مقاومة الحمل إلى مقاومة الخط المميز:

معامل موجة السفر هو مقلوب SWR:
KBV= يمكن أن يختلف من 0 إلى 1؛

• خسارة العودة هي نسبة قوى الحادث والموجات المنعكسة، معبرا عنها بالديسيبل.

أو العكس:
من السهل استخدام خسائر الإرجاع عند تقييم كفاءة مسار التغذية، عندما يمكن ببساطة جمع خسائر الكبلات، المعبر عنها بالديسيبل/م، مع خسائر الإرجاع.
يعتمد مقدار خسارة عدم التطابق على SWR:
في أوقات أو في ديسيبل.
الطاقة المنقولة مع حمل لا مثيل له تكون دائمًا أقل من الحمل المطابق. إن جهاز الإرسال الذي يعمل من أجل حمل لا مثيل له لا يسلم إلى الخط كل الطاقة التي يمكن أن يسلمها إلى الحمل المطابق. في الواقع، هذا ليس خسارة في الخط، بل انخفاض في الطاقة التي يزودها المرسل بالخط. يمكن رؤية مدى تأثير SWR على التخفيض من الجدول:

	دخول الطاقة إلى الحمل	تعويض الخساره ر.ل.

من المهم أن نفهم أن:

• SWR هو نفسه في أي قسم من الخط ولا يمكن تعديله عن طريق تغيير طول الخط. إذا كانت قراءات جهاز قياس SWR تختلف بشكل كبير أثناء تحركه على طول الخط، فقد يشير هذا إلى تأثير هوائي التغذية الناتج عن تدفق التيار على طول الجزء الخارجي من جديلة الكابل المحوري و/أو تصميم جهاز القياس السيئ، ولكن لا يختلف SWR على طول الخط.
• لا تعود الطاقة المنعكسة إلى جهاز الإرسال ولا تؤدي إلى تسخينه أو إتلافه. يمكن أن يحدث الضرر بسبب تشغيل مرحلة إخراج جهاز الإرسال بحمل غير متطابق. يمكن أن يحدث الإخراج من جهاز الإرسال، حيث يمكن دمج جهد إشارة الخرج والموجة المنعكسة في حالة غير مواتية عند خرجها، بسبب تجاوز الحد الأقصى للجهد المسموح به لوصلة أشباه الموصلات.
• ارتفاع SWR في وحدة التغذية المحورية، الناتج عن عدم التطابق الكبير بين المعاوقة المميزة للخط ومقاومة دخل الهوائي، لا يتسبب في حد ذاته في ظهور تيار التردد اللاسلكي على السطح الخارجي لضفيرة الكابل وإشعاع وحدة التغذية خط.

يتم قياس SWR، على سبيل المثال، باستخدام قارنتين اتجاهيتين متصلتين بالمسار في اتجاهين متعاكسين أو مقياس انعكاس جسر القياس، مما يجعل من الممكن الحصول على إشارات متناسبة مع الحادث والإشارة المنعكسة.

يمكن استخدام أدوات مختلفة لقياس SWR. تشتمل الأجهزة المعقدة على مولد تردد اكتساح يسمح لك برؤية صورة بانورامية لـ SWR. تتكون الأجهزة البسيطة من مقرنات ومؤشر، ومصدر الإشارة خارجي، على سبيل المثال، محطة راديو.

على سبيل المثال، قدم جهاز RK2-47 المكون من كتلتين، باستخدام مقياس انعكاس الجسر عريض النطاق، قياسات في نطاق 0.5-1250 ميجاهرتز.

يعمل P4-11 على قياس VSWR ومرحلة معامل الانعكاس والمعامل ومرحلة معامل الإرسال في نطاق 1-1250 ميجاهرتز.
الأدوات المستوردة لقياس SWR التي أصبحت كلاسيكية من Bird وTelewave:

أو أبسط وأرخص:

تحظى العدادات البانورامية البسيطة وغير المكلفة من AEA بشعبية كبيرة:

يمكن إجراء قياسات SWR عند نقطة محددة في الطيف وفي بانوراما. في هذه الحالة، يمكن لشاشة المحلل عرض قيم SWR في الطيف المحدد، وهو أمر مناسب لضبط هوائي معين ويزيل الأخطاء عند قطع الهوائي.
بالنسبة لمعظم محللي النظام، هناك رؤوس تحكم - جسور انعكاسية تسمح لك بقياس SWR بدقة عالية عند نقطة تردد أو في بانوراما:

يتكون القياس العملي من توصيل جهاز القياس بموصل الجهاز قيد الاختبار أو بمسار مفتوح عند استخدام جهاز من نوع التغذية. تعتمد قيمة SWR على عدة عوامل:

• الانحناءات والعيوب وعدم التجانس واللحام في الكابلات.
• جودة قطع الكابلات في موصلات الترددات الراديوية.
• توافر موصلات المحول
• دخول الرطوبة إلى الكابلات.

عند قياس SWR للهوائي من خلال وحدة تغذية مفقودة، يتم توهين إشارة الاختبار في الخط وستقدم وحدة التغذية خطأً يتوافق مع الخسائر الموجودة فيها. تتعرض كل من الموجات الحادثة والمنعكسة إلى التوهين. في مثل هذه الحالات، يتم حساب VSWR:
أين ك - معامل توهين الموجة المنعكسة والذي يتم حسابه: ك = 2BL; في- التوهين النوعي، dB/m؛ ل- طول الكابل، م، بينما
عامل 2 يأخذ في الاعتبار أن الإشارة يتم تخفيفها مرتين - في الطريق إلى الهوائي وفي الطريق من الهوائي إلى المصدر، في طريق العودة.
على سبيل المثال، باستخدام كابل بتوهين محدد قدره 0.04 ديسيبل/م، فإن توهين الإشارة عبر وحدة تغذية بطول 40 مترًا سيكون 1.6 ديسيبل في كل اتجاه، بإجمالي 3.2 ديسيبل. وهذا يعني أنه بدلاً من القيمة الفعلية لـ SWR = 2.0، سيظهر الجهاز 1.38؛ عند SWR=3.00 سيظهر الجهاز حوالي 2.08.

على سبيل المثال، إذا كنت تختبر مسار تغذية بخسارة قدرها 3 ديسيبل، وهوائي به SWR قدره 1.9، وتستخدم جهاز إرسال بقدرة 10 وات كمصدر إشارة لمقياس المرور، فإن الطاقة الواردة التي يتم قياسها بواسطة المقياس ستكون 10 واط. سيتم تخفيف الإشارة المقدمة بواسطة وحدة التغذية مرتين، وسوف تنعكس 0.9 من الإشارة الواردة من الهوائي، وأخيرًا، سيتم تخفيف الإشارة المنعكسة في الطريق إلى الجهاز مرتين أخريين. سيُظهر الجهاز بصراحة نسبة الحادث والإشارات المنعكسة: قوة الحادث هي 10 واط والقدرة المنعكسة هي 0.25 واط. سيكون SWR 1.37 بدلاً من 1.9.

إذا كنت تستخدم جهازًا مزودًا بمولد مدمج، فقد لا تكون قوة هذا المولد كافية لإنشاء الجهد المطلوب على كاشف الموجة المنعكسة وسترى مسارًا للضوضاء.

بشكل عام، لا يؤدي الجهد المبذول لتقليل SWR إلى أقل من 2:1 في أي خط متحد المحور إلى زيادة كفاءة إشعاع الهوائي، ويُنصح به في الحالات التي يتم فيها تشغيل دائرة حماية المرسل، على سبيل المثال، عند SWR> 1.5 أو تعطل الدوائر المعتمدة على التردد والمتصلة بوحدة التغذية.

تقدم شركتنا مجموعة واسعة من معدات القياس من مختلف الشركات المصنعة، دعونا نلقي نظرة سريعة عليها:
م.ف.ج.
مفج-259- جهاز سهل الاستخدام إلى حد ما لقياس معقد لمعلمات الأنظمة العاملة في المدى من 1 إلى 170 ميجاهرتز.

جهاز قياس MFJ-259 SWR صغير الحجم للغاية ويمكن استخدامه إما مع مصدر طاقة خارجي منخفض الجهد أو مع مجموعة داخلية من بطاريات AA.

مفج-269
جهاز قياس SWR MFJ-269 هو جهاز مدمج مزود بمصدر طاقة مستقل.
يتم الإشارة إلى أوضاع التشغيل على شاشة الكريستال السائل، ونتائج القياس - على شاشة LCD وأدوات المؤشر الموجودة على اللوحة الأمامية.
يسمح MFJ-269 بعدد كبير من قياسات الهوائي الإضافية: مقاومة التردد اللاسلكي، وفقدان الكابل، والطول الكهربائي للكسر أو قصر الدائرة.

تحديد
نطاق التردد، ميغاهيرتز
الخصائص المقاسة	الطول الكهربائي (بالقدم أو الدرجات)؛ الخسائر في خطوط التغذية (ديسيبل)؛ السعة (pF) ؛ المعاوقة أو قيمة Z (أوم)؛ زاوية طور المعاوقة (بالدرجات)؛ الحث (μH) ؛ المفاعلة أو X (أوم) ؛ المقاومة النشطة أو R (أوم) ؛ تردد الرنين (MHz)؛ خسارة العودة (ديسيبل) ؛ تردد الإشارة (ميجاهرتز)؛ SWR (Zo قابل للبرمجة).
	200x100x65 ملم

ينقسم نطاق تردد التشغيل لمقياس SWR إلى نطاقات فرعية: 1.8...4 ميجا هرتز، 27...70 ميجا هرتز، 415...470 ميجا هرتز، 4.0...10 ميجا هرتز، 70...114 ميجا هرتز، 10. ..27 ميجا هرتز، 114...170 ميجا هرتز

SWR وعدادات الطاقةالمذنب
يتم تمثيل سلسلة أجهزة قياس الطاقة وSWR من شركة Comet بثلاثة نماذج: CMX-200 (SWR ومقياس الطاقة، 1.8-200 ميجاهرتز، 30/300/3 كيلووات)، CMX-1 (SWR ومقياس الطاقة، 1.8-60 ميجاهرتز، 30/300/3 كيلو واط) والأكثر أهمية، CMX2300 T (SWR ومقياس الطاقة، 1.8-60/140-525 ميجا هرتز، 30/300/3 كيلو واط، 20/50/200 واط)
CMX2300T
يتكون جهاز قياس الطاقة ومقياس SWR CMX-2300 من نظامين مستقلين في نطاق 1.8-200 ميجا هرتز ونطاق 140-525 ميجا هرتز مع القدرة على قياس هذه النطاقات في وقت واحد. يسمح الهيكل التمريري للجهاز، ونتيجة لذلك، انخفاض فقدان الطاقة، بإجراء القياسات على مدى فترة طويلة من الزمن.

تحديد
	المدى M1	نطاق M2
نطاق الترددات	1.8 - 200 ميجا هرتز	140 - 525 ميجا هرتز
منطقة قياس الطاقة	0 - 3 كيلو واط (عالي التردد)، 0 - 1 كيلو واط (عالي التردد العالي)
نطاق قياس الطاقة
خطأ في قياس الطاقة	±10% (النطاق الكامل)
منطقة قياس SWR	من 1 إلى ما لا نهاية
مقاومة
SWR المتبقية	1.2 أو أقل
فقدان الإدراج	0.2 ديسيبل أو أقل
الحد الأدنى من الطاقة لقياسات SWR	حوالي 6 واط.
	على شكل حرف M
مصدر الطاقة للإضاءة الخلفية	11 - 15 فولت تيار مستمر، حوالي 450 مللي أمبير
الأبعاد (البيانات بين قوسين بما في ذلك النتوءات)	250 (عرض) × 93 (98) (ارتفاع) × 110 (135) (عمق)
	حوالي عام 1540

عدادات الطاقة وSWRنيسن
في كثير من الأحيان، لا يتطلب العمل في الموقع جهازًا معقدًا يقدم صورة كاملة، بل جهازًا عمليًا وسهل الاستخدام. إن سلسلة Nissen من أجهزة قياس الطاقة وعدادات SWR هي مجرد "أحصنة عمل".
إن بنية المرور البسيطة وحد الطاقة العالي الذي يصل إلى 200 واط، إلى جانب طيف التردد من 1.6 إلى 525 ميجاهرتز، تجعل من أجهزة Nissen وسيلة مساعدة قيمة للغاية حيث أنها ليست خاصية خطية معقدة مطلوبة، ولكنها سريعة إلى حد ما وقياسات دقيقة.
نيسي TX-502
الممثل النموذجي لسلسلة عدادات Nissen هو Nissen TX-502. قياس الخسارة المباشرة والمرتجعة، قياس SWR، لوحة المؤشر مع تدرجات مرئية بوضوح. أقصى قدر من الوظائف مع تصميم مقتضب. وفي الوقت نفسه، في عملية إعداد الهوائيات، غالبا ما يكون هذا كافيا للنشر السريع والفعال لنظام الاتصالات وإعداد القناة.

2016-05-11 سابقما هي نقطة اتصال الهاتف المحمول وكيفية إعدادها؟ التاليأفضل التطبيقات للتعرف على النص من الصور وترجمته لنظامي التشغيل Android وiOS المنشورات ذات الصلة كيفية عمل روت للأندرويد باستخدام تطبيق Kingo Root 2024-01-19 05:17:14 أمثلة على بيع الصفحات المقصودة (الصفحة المقصودة) 2024-01-18 05:21:44 تغيير سمة VKontakte تثبيت سمة VK 2024-01-13 05:39:23 © حقوق الطبع والنشر 2024، أخبار. ألعاب. تعليمات. إنترنت. مكتب