как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля

Калькулятор волнового сопротивления коаксиального кабеля

Полезный инструмент для расчета волнового сопротивления (импеданса) коаксиальных линий передачи (кабелей, фидеров и пр.).

Расчет

Входные данные:

Результаты:

Обзор

Коаксиальный кабель, наряду с симметричным двухпроводным кабелем, является наиболее распространенным типом линий передачи, используемой в радиосвязи. Данный калькулятор поможет вам рассчитать волновое сопротивление (импеданс) коаксиального кабеля с учетом его размеров. Он также предоставит временную задержку вносимую кабелем в сигнал, а также погонные емкость и индуктивность.

Примечание: внутренний диаметр экрана всегда больше диаметра внутреннего проводника.

Формулы

Волновое сопротивление (импеданс):

Применение

Коаксиальный кабель является, пожалуй, наиболее широко используемым типом линии передачи. Он состоит из твердого центрального проводника, окруженного диэлектрическим материалом, обычно пластиковым изолятором, таким как фторопласт. Также возможно использование воздушного или газового диэлектрика, в котором центральный проводник удерживается на месте повторяющимися проставками. Над изолятором находится второй проводник, цилиндрическая оплетка или экран, выполненный из тонких проволок. Внешняя пластиковая оболочка защищает и изолирует оплетку.

Основным преимуществом коаксиального кабеля является то, что он полностью экранирован, поэтому внешний шум практически на него не влияет. Коаксиальные кабели – это не симметричные линии; ток в центральном проводнике привязан к экрану, который заземлен. Коаксиальные кабели обеспечивают значительную, но не полную защиту от шумовых помех и перекрестных помех, вызванных внешними сигналами из-за индуктивных и емкостных связей. Неэкранированные линии, напротив, могут принимать сигналы и перекрестные помехи и даже излучать энергию, что приводит к нежелательным потерям сигнала.

Волновое сопротивление (импеданс) коаксиальных кабелей необходимо знать, потому что для максимальной передачи мощности необходимо согласовывать импеданс кабеля с тем местом, к которому он подключен (будь то передатчик или антенна). Коаксиальные кабели обычно имеют более низкое волновое сопротивление по сравнению с симметричными линиями и дипольными антеннами. В этом случае для согласования между ними часто используется симметрирующий трансформатор (англ. «balun» от «balanced to unbalanced»).

Источник

Коаксиальный кабель

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

Коаксиальный кабель (Coaxial cable)

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

Коаксиальный кабель rg , коаксиальный кабель 75, кабель коаксиальный 75 ом, коаксиальный кабель 50, коаксиальный кабель 6, коаксиальный кабель 50 ом, коаксиальный кабель рк, коаксиальный кабель rg 6, кабель коаксиальный sat , цифровой коаксиальный кабель, коаксиальный витой кабель, витая пара коаксиальный кабель, коаксиальный кабель рк 75, сопротивление коаксиального кабеля, кабель радиочастотный коаксиальный, коаксиальный кабель характеристики, волновое сопротивление коаксиального кабеля, кабель радиочастотный, кабель 50 ом, кабель rg, коаксиальный разъем, rg 58

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

Отличается от экранированного провода, применяемого для передачи постоянного электрического тока и низкочастотных сигналов, более однородным в направлении продольной оси сечением (форма поперечного сечения, размеры и значения электромагнитных параметров материалов нормированы) и применением более качественных материалов для электропроводников и изоляции.

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

Коаксиальный кабель (см. рис.) состоит из:

4 (A) — оболочки (служит для изоляции и защиты от внешних воздействий) из светостабилизированного (то есть устойчивого к ультрафиолетовому излучению солнца) полиэтилена, поливинилхлорида, повива фторопластовой ленты или иного изоляционного материала;

3 (B) — внешнего проводника (экрана) в виде оплетки, фольги, покрытой слоем алюминия пленки и их комбинаций, а также гофрированной трубки, повива металлических лент и др. из меди, медного или алюминиевого сплава;

2 (C) — изоляции, выполненной в виде сплошного (полиэтилен, вспененный полиэтилен, сплошной фторопласт, фторопластовая лента и т. п.) или полувоздушного (кордельно-трубчатый повив, шайбы и др.) диэлектрического заполнения, обеспечивающей постоянство взаимного расположения (соосность) внутреннего и внешнего проводников;

1 (D) — внутреннего проводника в виде одиночного прямолинейного (как на рисунке) или свитого в спираль провода, многожильного провода, трубки, выполняемых из меди, медного сплава, алюминиевого сплава, омеднённой стали, омеднённого алюминия, посеребрённой меди и т. п.

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

У идеального коаксиального кабеля оба компонента электромагнитного поля полностью сосредоточены в пространстве между проводниками (в диэлектрической изоляции), благодаря совпадению осей обоих проводников, и не выходят за пределы кабеля, что исключает потери электромагнитной энергии на излучение и защищает кабель от внешних электромагнитных наводок. В реальных кабелях ограниченные выход излучения наружу и чувствительность к наводкам обусловлены отклонениями геометрии от идеальности. Весь полезный сигнал передаётся по внутреннему проводнику.

Применение

Основное назначение коаксиального кабеля — передача высокочастотного сигнала в различных областях техники:

Кроме канализации сигнала, отрезки кабеля могут использоваться и для других целей:

Существуют коаксиальные кабели для передачи низкочастотных сигналов (в этом случае оплётка служит в качестве экрана) и для постоянного тока высокого напряжения. Для таких кабелей волновое сопротивление не нормируется.

Классификация

По назначению — для систем кабельного телевидения, для систем связи, авиационной, космической техники, компьютерных сетей, бытовой техники и т. д.

По волновому сопротивлению (хотя волновое сопротивление кабеля может быть любым), стандартными являются пять значений по российским стандартам и три по международным:

Также раньше имело значение согласование такого кабеля с волновым сопротивлением наиболее распространенного типа антенн — полуволнового диполя (73 ом). Но поскольку коаксиальный кабель несимметричен, а полуволновой диполь симметричен по определению, для согласования требуется симметрирующее устройство, иначе оплётка кабеля (фидер) начинает работать как антенна.

По диаметру изоляции:

По гибкости (стойкость к многократным перегибам и механический момент изгиба кабеля): жёсткие, полужёсткие, гибкие, особогибкие.

По степени экранирования:

Обозначения

Обозначения советских кабелей

По ГОСТ 11326.0-78 марки кабелей должны состоять из букв, означающих тип кабеля, и трёх чисел (разделённых дефисами).

Первое число означает значение номинального волнового сопротивления.

Второе число означает:

Третье — двух- или трёхзначное число — означает: первая цифра — группу изоляции и категорию теплостойкости кабеля, а последующие цифры означают порядковый номер разработки. Кабелям соответствующей теплостойкости присвоено следующее цифровое обозначение:

1 — обычной теплостойкости со сплошной изоляцией;

2 — повышенной теплостойкости со сплошной изоляцией;

3 — обычной теплостойкости с полувоздушной изоляцией;

4 — повышенной теплостойкости с полувоздушной изоляцией;

5 — обычной теплостойкости с воздушной изоляцией;

6 — повышенной теплостойкости с воздушной изоляцией;

7 — высокой теплостойкости.

К марке кабелей повышенной однородности или повышенной стабильности параметров в конце через тире добавляют букву С.

Наличие буквы А («абонентский») в конце названия обозначает пониженное качество кабеля — отсутствие части проводников, составляющих экран.

Пример условного обозначения радиочастотного коаксиального кабеля с номинальным волновым сопротивлением 50 Ом, со сплошной изоляцией обычной теплостойкости, номинальным диаметром по изоляции 4,6 мм и номером разработки 1 «Кабель РК 50-4-II ГОСТ (ТУ)*».

Старые обозначения советских кабелей

В 1950—1960-х годах в СССР применялась такая маркировка кабелей, в обозначении которой отсутствовали значимые компоненты. Маркировка состояла из букв «РК» и условного номера разработки. Например, обозначение «РК-50» означает не 50-омный кабель, а просто кабель с порядковым номером разработки «50», а его волновое сопротивление равно 157 Ом.

Международные обозначения

Системы обозначений в разных странах устанавливаются международными, национальными стандартами, а также собственными стандартами предприятий-изготовителей (наиболее распространённые серии марок RG, DG, SAT).

Категории

Кабели делятся по шкале Radio Guide. Наиболее распространённые категории кабеля:

«Тонкий» Ethernet

Был наиболее распространённым кабелем для построения локальных сетей. Диаметр примерно 6 мм и значительная гибкость позволяли ему быть проложенным практически в любых местах. Кабели соединялись друг с другом и с сетевой платой в компьютере при помощи T-коннектора BNC. Между собой кабели могли соединяться с помощью I-коннектора BNC (прямое соединение). На обоих концах сегмента должны быть установлены терминаторы. Поддерживает передачу данных до 10 Мбит/с на расстояние до 185 м.

«Толстый» Ethernet

Более толстый, по сравнению с предыдущим, кабель — около 12 мм в диаметре, имел более толстый центральный проводник. Плохо гнулся и имел значительную стоимость. Кроме того, при присоединении к компьютеру были некоторые сложности — использовались трансиверы AUI (Attachment Unit Interface), присоединённые к сетевой карте с помощью ответвления, пронизывающего кабель, т. н. «вампирчики». За счёт более толстого проводника передачу данных можно было осуществлять на расстояние до 500 м со скоростью 10 Мбит/с. Однако сложность и дороговизна установки не дали этому кабелю такого широкого распространения, как RG-58. Исторически фирменный кабель RG-8 имел жёлтую окраску, и поэтому иногда можно встретить название «Жёлтый Ethernet» (англ. Yellow Ethernet).

Вспомогательные элементы коаксиального тракта

Основные нормируемые характеристики

Расчёт характеристик

Номограмма для определения волнового сопротивления кабеля.

Определение погонной ёмкости, погонной индуктивности и волнового сопротивления коаксиального кабеля по известным геометрическим размерам проводится следующим образом.

Сначала необходимо измерить внутренний диаметр D экрана, сняв защитную оболочку с конца кабеля и завернув оплетку (внешний диаметр внутренней изоляции). Затем измеряют диаметр d центральной жилы, сняв предварительно изоляцию. Третий параметр кабеля, который необходимо знать для определения волнового сопротивления, — диэлектрическая проницаемость ε материала внутренней изоляции.

Погонная ёмкость Ch (в системе СИ, результат выражен в фарадах на метр) вычисляется[9] по формуле ёмкости цилиндрического конденсатора:

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

где ε0 — электрическая постоянная.

Погонная индуктивность Lh (в системе СИ, результат выражен в генри на метр) вычисляется по формуле:

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

где μ0 — магнитная постоянная, μ — относительная магнитная проницаемость изоляционного материала, которая во всех практически важных случаях близка к 1.

Волновое сопротивление коаксиального кабеля в системе СИ:

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

(приближённое равенство справедливо в предположении, что μ = 1).

Волновое сопротивление коаксиального кабеля можно также определить по номограмме, приведённой на рисунке. Для этого необходимо соединить прямой линией точки на шкале D/d (отношения внутреннего диаметра экрана и диаметра внутренней жилы) и на шкале ε (диэлектрической проницаемости внутренней изоляции кабеля). Точка пересечения проведённой прямой со шкалой R номограммы соответствует искомому волновому сопротивлению.

Скорость распространения сигнала в кабеле вычисляется по формуле:

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

где c — скорость света. При измерениях задержек в трактах, проектировании кабельных линий задержек и т. п. бывает полезно выражать длину кабеля в наносекундах, для чего используется обратная скорость сигнала, выраженная в наносекундах на метр: 1/v = √ε·3,33 нс/м.

Предельное электрическое напряжение, передаваемое коаксиальным кабелем, определяется электрической прочностью S изолятора (в вольтах на метр), диаметром внутреннего проводника (поскольку максимальная напряжённость электрического поля в цилиндрическом конденсаторе достигается возле внутренней обкладки) и в меньшей степени диаметром внешнего проводника:

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

Коаксиальный кабель для радиосвязи обладает достаточной гибкостью, но его перегибы под острыми углами (при радиусе кривизны изгиба менее 15-кратного радиуса кабеля) способны приводить, с течением времени, к усталостным изменениям центральной жилы, её постепенному проникновению через слой диэлектрика и короткому замыканию с оплеткой.

Не рекомендуется также свободное подвешивание больших участков кабеля, провисающего под собственным весом. Для этой цели лучше подвешивать его на чём-то более жёстком, например, на металлической струне. На практике целостность оболочки не может быть проконтролирована с абсолютной надёжностью. Мельчайшие повреждения внешней изоляции приводят к капиллярному прониканию влаги внутрь кабеля и к потере его электрических характеристик. Поэтому радиолюбителям следует избегать прокладки коаксиального кабеля как под водой, так и под землей, тогда как пребывание кабеля под дождём вполне допустимо.

Наиболее слабым местом кабеля, подверженного воздействию влаги, являются его концы или точки соединения, в том числе разъёмы. Капиллярное проникание влаги приводит к окислению и постепенному разрушению оплетки и центральной жилы. Для герметизации стыков кабеля используются как специальные герметики (например, Coax Seal), так и обычный пластилин, возможно использование смолы.

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

См. способ на рис. справа

Таблица 1. Коаксиальные кабели, выпускаемые отечественной промышленностью

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

Таблица 2. Коаксиальные кабели, выпускаемые за рубежом

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

Таблица 3. Параметры некоторых зарубежных коаксиальных кабелей,приведенные к частоте 27 МГц.

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

Сопротивление коаксиального кабеля

где W-волновое сопротивление кабеля, Ом; D-диаметр внутренней полиэтиленовой изоляции, мм; d- диаметр центрального проводника кабеля, мм.

Волновое сопротивление коаксиального кабеля со сплошной полиэтиленовой изоляцией несложно определить с достаточной степенью точности по графику (рис. 3): если D/d =3,3. 3,7, кабель имеет волновое сопротивление 50 Ом, если D/d = 6,5. 6,9, волновое сопротивление составляет 75 Ом.

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

График определения волнового сопротивления кабеля по его геометрическим размерам

Коэффициент укорочения

Длина волны = 300 * (коэффициент укорочения / Частота в Мегагерцах)

Соответственно: половина длины волны = длина волны / 2

Мы хотим рассчитать размер полуволнового кабеля типа RG-8/U со вспененной изоляцией для 40 канала сетки С (частота 27,405 МГц).

Коэффициент укорочения для указанного кабеля равен 0,8

Получаем полуволновой отрезок кабеля RG-8/U для частоты 27,405 МГц равен 300 * (0,8 / 27,405) / 2 = 4,38 м.

Цены (ориентировочные) ________________________________________________________________

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

— недорогой коаксиальный кабель с жилой ССА для внутренней прокладки с сопротивлением 75 Ом.

Кабель коаксиальный RG-6 белого цвета торговой марки Rexant предназначен для монтажа внутренних систем видеонаблюдения, эфирного, кабельного и спутникового телевидения. Он специально разработан для высококачественной передачи видеосигнала независимо от его характеристик. С помощью RG-6 можно передавать высокочастотные сигналы от электронных аппаратов, теле-, радио- передатчиков и компьютеров. Конструкция коаксиального кабеля включает алюминиевую жилу с медным напылением (ССА) заизолированную оболочкой из вспененного полиэтилена, луженую медную экранирующую оплетку, служащую экранов и оболочку из ПВХ пластиката. Наружный диаметр RG-6 со всеми внутренними слоями составляет 6,8 мм. Сопротивление – 75 Ом. Частоты, на которых его можно использовать, варьируются от 5 до 1000 МГц. На минимальных частотах передаваемый по кабелю сигнал затухает в среднем на 1,9 дБ на 100м кабеля, а на максимально допустимой частоте потери составляют до 24,2 дБ на 100 метров.

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

— магистральный кабель коаксиального типа с сопротивлением 75 Ом для прокладке на улице

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

— недорогой коаксиальный кабель с ССА (алюминиевая с медным напылением) жилой для прокладки на улице

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

— высокочастотный коаксиальный кабель в климатическом исполнении с импедансом 50 Ом для диапазонов CB/Low Band/VHF

Кабель коаксиальный RG-213 торговой марки Rexant предназначен для передачи низкочастотных сигналов в различных системах видеонаблюдения. Кроме транспортирования сигнала, данный радиочастотный кабель может использоваться в качестве кабельных линий задержки, в четвертьволновых трансформаторах, симметрирующих и согласующих устройствах, формирователях импульсов, фильтрах. Устройство кабеля типично для марки стандарта RG-213: внутренний медный проводник из семи жил, каждая диаметром 0,752 мм в поливинилхлоридной оплётке диаметром 3,55 мм. Основной экран из двухсторонней алюминиевой фольги и дополнительный в виде медной оплётки, что практически полностью предотвращает потери сигнала даже при большой протяжённости линий. Полиэтиленовый диэлектрик имеет диаметр 7,24 мм. Волновое сопротивление 50 Ом. Затухание сигнала при температуре 20 °С на частоте 50 МГц 4,1 дБ на 100 метров, а на частоте ГГц 23,6 дБ. Всепогодное исполнение позволяет использовать RG-213 в любых климатических зонах.

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

RG-59

— недорогой коаксиальный кабель с ССА жилой (алюминиевая с медным напылением) для прокладки внутри помещений

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

— недорогой коаксиальный кабель с медной жилой и несущим силовым элементом в виде троса для прокладки магистралей

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

— коаксиальный одножильный RG-11 (75 Ом) кабель из омедненной стали для внешнего использования

как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. image. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля фото. как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля-image. картинка как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля. картинка image.

— коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом для применения в различной радиотехнике

Кабель коаксиальный RG-58 предназначен для передачи низкочастотных сигналов в диапазоне до 2 гГц. Обычно используется для передачи электрических сигналов между различными радио- и компьютерными устройствами. Внешний диаметр RG-58A/U около 4 мм. Внутренний сплошной однопроволочный проводник диаметром 0,89 мм изготавливается из чистой меди покрытый физически вспененным полиэтиленом, что гарантирует высокую стабильность проходящего сигнала. В качестве основного экрана используется двусторонняя алюминиевая фольга на лавсановой основе. Дополнительный экран изготовлен из лужённой медной оплётки. Внешняя защитная оболочка выполнена из поливинилхлорида. Волновое сопротивление RG-58 50 Ом, при более низких механических и электрических характеристик по сравнению с другими модификациями коаксиальных кабелей. Затухание в этом кабеле несколько выше особенно при большой протяжённости. Так при температуре 20 °С на частоте 100 МГц затухание составляет 16,1 дБ, а при максимально допустимой частоте 116 дБ. Для подсоединения RG-58A/U к оборудованию используется разъем типа BNC.

Источник

Как узнать волновое сопротивление коаксиального кабеля

Измерение и изменение параметров коаксиального кабеля.

В радиолюбительской практике часто возникает необходимость точно определить волновое сопротивление и коэффициент укорочения коаксиального кабеля. При наличии у радиолюбителя приборов, это сделать несложно.

Для измерения волнового сопротивления собирается схема Рис.1. длина отрезка кабеля может быть любой, но при её увеличении, увеличивается точность измерения. Резистор, обозначенный на схеме как R, любой миниатюрный непроволочный подстроечный резистор. Его максимальное сопротивление не более 100 ом. При включении прибора его органами управления необходимо добиться появления на его экране фигуры сходной с синусоидой, что говорит о том, что кабель не согласован с нагрузкой R и входное сопротивление цепи кабель+ R различно на разных частотах. При изменении сопротивления R, а точнее при его приближении к сопротивлению кабеля, амплитуда «синусоиды» уменьшается, а при их равенстве она, в идеале, превращается в прямую линию. Это говорит о том, что система кабель+ R теперь согласована и имеет одинаковое сопротивление на любой частоте. Добившись минимальной амплитуды синусоиды, подстроечник можно отпаять и измерить его сопротивление любым тестером, желательно цифровым. Для страховки, измерение необходимо повторить несколько раз и усреднить полученные значения сопротивления.

Известно, что входное сопротивление разомкнутой на конце линии минимально, если эта линия имеет длину равную нечётному числу четвертей волны, умноженному на искомый коэффициент укорочения.

Для измерения коэффициента укорочения кабеля собирается аналогичная схема, но резистор R не припаивается, центральная жила и оплётка дальнего конца кабеля остаются свободными и, желательно максимально короткими. Длина отрезка кабеля тщательно измеряется.

На экране прибора появляется кривая, сходная с синусоидой, её пики соответствуют полуволновым резонансам этого отрезка кабеля. Между ними располагаются минимумы, соответствующие тем частотам, на которых длина кабеля равна четверти или нечётному числу этих четвертей волны, умноженных на Ку. Необходимо найти на какой минимальной частоте присутствует минимум «синусоиды». По известной формуле частота пересчитывается в длину волны. Далее, необходимо учетверённую длину отрезка кабеля разделить на полученную длину волны. Частное от деления и будет Ку данного кабеля.

Вообще то для измерения можно использовать и наиболее низкочастотный пик «синусоиды», соответствующий первому полуволновому резонансу, но в этом случае, длину отрезка перед финальным делением необходимо не учетверять, а удваивать. Кроме того, минимумы «синусоиды» более острые, что, видимо, объясняется нелинейностью вольтамперной характеристики детектирующего диода в пробнике.

В данном измерении, аналогичного результата можно добиться, применив вместо измерителя АЧХ ГСС и ВЧ-милливольтметр.

Изменение параметров коаксиального кабеля.

Часто в радиолюбительской практике возникает необходимость приобретения отрезков коаксиального кабеля с нестандартным сопротивлением. Например, для согласования 50-омной УКВ антенны с 75-омным кабелем необходим четвертьволновый отрезок кабеля с сопротивлением 61,2 ома. Приобрести его, естественно невозможно, но можно изготовить, а точнее доработать более доступный. Правда в этом случае может возникнуть необходимость в некоторых экспериментах. Проще всего доработке поддаётся кабель, внутренняя изоляция которого выполнена из слоёв фторопластовой ленты. С него необходимо аккуратно снять внешнюю изоляцию и стянуть экран, не сминая и не повреждая его. Для уменьшения волнового сопротивления кабеля необходимо смотать с него часть внутренней изоляции. Далее, необходимо временно одеть чулок оплётки. Так как после такой доработки он может лежать неплотно, его необходимо по всей длине примотать изолентой. При сильном уменьшении диаметра внутренней изоляции, может оказаться, что чулок оплётки уже не может плотно облегать изоляцию. В таком случае необходимо применить оплётку от другого кабеля, с меньшим диаметром. Теперь необходимо проверить величину получившегося волнового сопротивления, пользуясь схемой Рис.1. Если оказалось, что волновое сопротивление уменьшилось недостаточно, операцию придётся повторить.

Для финальной сборки кабеля изоленту использовать нежелательно, автор использовал полихлорвиниловую трубку. Вымоченная в ацетоне, она увеличивает свой диаметр и становится возможным быстро, но аккуратно одеть её поверх оплётки. По мере испарения ацетона её диаметр уменьшается, и она плотно обжимает оплётку. Вероятно, можно использовать и термоусадочную трубку.

Для увеличения волнового сопротивления кабеля, лента наоборот, доматывается на внутреннюю изоляцию, причём её желательно крепить в процессе домотки тонкими нитками. Увеличение волнового сопротивления – операция более сложная. Кроме того, для неё необходимо иметь запас фторопластовой ленты. Ку кабеля в процессе доработки практически не меняется.

Панорамный 50-омный КСВ-метр на основе ИЧХ.

Имея в своей лаборатории ИЧХ, возможно использовать его и в качестве КСВ-метра. Для этого собирается несложная приставка – мостовой КСВ-метр. Автор использовал в этой конструкции резисторы МЛТ-0,125, причём резисторы 50 ом собирались из двух 100 омных. Диод применён типа ГД507 или Д18. В настоящее время желательно использовать SMD-компоненты, важно, чтобы размеры платы были минимальны, и она была экранирована. Сама плата крепится пайкой к экрану и к центральным выводам трёх байонетных разъёмов.

При подключении к выходному разъёму приставки резистора 50 ом, мост сбалансирован и продетектированное диодом напряжение равно нулю. Ручкой «вверх/вниз» прибора горизонтальная линия на экране устанавливается внизу экрана. Этот уровень будет соответствовать КСВ=1. При подключении к выходному разъёму резистора 150 ом или 16.66 ома, горизонтальную линию необходимо ручкой «усиление» установить в верхней части экрана. Этот уровень будет соответствовать, КСВ=3. (Можно выбрать и другой верхний предел КСВ.) Прибор готов к работе.

При подключении кабеля реальной антенны к прибору, на экране отобразится характеристика КСВ в желаемом диапазоне, выбираемом ручками «полоса» и «частота» прибора. Используются также частотные метки.

В процессе просмотра характеристик, особенно коротковолновых антенн, может оказаться, что характеристика «уплывает» вверх по экрану. Это связано с ВЧ-наводками на антенну со стороны всевозможных передающих средств. В этом случае необходимо между ИЧХ и приставкой включить небольшой дополнительный широкополосный усилитель мощности. При его мощности порядка 100 мвт, подобные наводки уже незаметны.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *