표준 kbv ksv 디지털 방송 라디오 방송. SWR, 반사계수 및 반사손실 간의 계산 및 관계. 안테나 정재파 비율
오늘날 SWR 미터는 브랜드 장비, 독립 브랜드 장치 또는 자체 제작 장비에 내장된 거의 모든 아마추어 라디오 방송국에서 사용할 수 있습니다. 그들의 결과
작업(안테나 피더 경로의 SWR)은 무선 아마추어들에 의해 널리 논의됩니다.
알려진 바와 같이, 피더의 정재파 계수는 안테나의 입력 임피던스와 피더의 특성 임피던스에 의해 고유하게 결정됩니다. 안테나-피더 경로의 이러한 특성은 송신기의 전력 레벨이나 출력 임피던스에 의존하지 않습니다. 실제로는 안테나로부터 일정한 거리를 두고 측정해야 하며, 대부분 트랜시버에서 직접 측정해야 합니다. 피더는 안테나의 입력 임피던스를 피더의 길이에 따라 결정되는 일부 값으로 변환하는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 동시에 피더의 모든 섹션에서는 해당 SWR 값이 변경되지 않습니다. 즉, 안테나에서 가장 먼 피더 끝단까지 감소된 임피던스와 달리 피더의 길이에 의존하지 않으므로 SWR은 안테나에서 직접 측정할 수도 있고 안테나에서 어느 정도 떨어진 곳에서도 측정할 수 있습니다(예: 트랜시버에서).
아마추어 무선계에는 SWR을 향상시키는 "반파장 중계기"에 관한 많은 전설이 있습니다. 작동 파장의 절반(또는 그 정수)의 전기 길이를 갖는 피더는 실제로 "추종자"입니다. 안테나에서 가장 먼 끝의 임피던스는 안테나의 입력 임피던스와 같습니다. 이 효과의 유일한 이점은 안테나의 입력 임피던스를 원격으로 측정할 수 있다는 것입니다. 이미 언급했듯이 이는 SWR 값(즉, 안테나-피더 경로의 에너지 관계)에 영향을 미치지 않습니다.
실제로 피더를 안테나에 연결하는 지점에서 멀리 떨어진 곳에서 SWR을 측정할 때 기록된 값은 항상 실제 값과 약간 다릅니다. 이러한 차이는 피더의 손실로 설명됩니다. 이는 엄격하게 결정적이며 기록된 SWR 값만 "개선"할 수 있습니다. 그러나 선형 손실이 낮은 케이블을 사용하고 피더 자체의 길이가 상대적으로 짧은 경우에는 실제로 이 효과가 중요하지 않은 경우가 많습니다.
안테나 입력 임피던스가 순전히 활성이 아니고 피더의 특성 임피던스와 동일하지 않은 경우 정재파가 생성되어 피더를 따라 분포되고 RF 전압의 최소값과 최대값이 교대로 구성됩니다.
그림에서. 그림 1은 순전히 저항성 부하가 있는 라인의 전압 분포를 보여주며, 이는 피더의 특성 임피던스보다 약간 더 큽니다. 부하에 반응성이 있으면 부하의 특성에 따라 전압과 전류의 분포가 ^ 축을 따라 왼쪽이나 오른쪽으로 이동합니다. 라인 길이에 따른 최소값과 최대값의 반복 기간은 작동 파장(동축 피더에서 - 단축 계수 고려)에 따라 결정됩니다. 그 특성은 SWR 값, 즉 바로 이 정재파의 최대 전압과 최소 전압의 비율입니다. 즉, SWR = Umax/Umin입니다.
이러한 전압의 값은 아마추어 연습(단파 범위 및 전문 연습에서도 사용되지 않음)에서 사용되지 않는 측정 라인의 도움을 통해서만 직접 결정됩니다.그 이유는 간단합니다. 선의 길이에 따라 이 전압의 변화를 측정할 수 있으려면 선의 길이가 1/4파보다 눈에 띄게 길어야 합니다. 즉, 28MHz의 가장 높은 주파수 범위의 경우에도 이미 수 미터가 되어야 하며 따라서 저주파 범위의 경우 훨씬 더 커야 합니다.
이러한 이유로 피더의 순방향 및 역방향 파동에 대한 소형 센서(“방향성 커플러”)가 개발되었으며, 이를 기반으로 최신 SWR 미터가 단파장 범위와 VHF의 저주파 섹션에서 제조됩니다. 범위(최대 약 500MHz). 피더의 특정 지점에서 고주파 전압 및 전류(순방향 및 역방향)를 측정하고 이러한 측정을 기반으로 해당 SWR이 계산됩니다. 수학을 사용하면 이러한 데이터에서 정확하게 계산할 수 있습니다. 이러한 관점에서 볼 때 이 방법은 절대적으로 정직합니다. 문제는 센서 자체의 오류입니다.
이러한 센서의 작동 물리학에 따르면 피더의 동일한 지점에서 전류와 전압을 측정해야 합니다. 여러 버전의 센서가 있습니다. 가장 일반적인 옵션 중 하나의 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 2.
측정 장치에 안테나(피더의 특성 임피던스와 동일한 저항을 갖는 저항성 비유도성 부하)와 동등한 부하가 장착될 때 용량성에서 가져오는 센서의 전압이 측정되도록 설계해야 합니다. 커패시터 C1 및 C2의 분배기와 변압기 T1의 2차측 권선 절반에서 가져온 전류 센서의 전압은 진폭이 동일하고 위상이 각각 정확히 180° 또는 0°만큼 이동했습니다. 더욱이 이러한 비율은 이 SWR 미터가 설계된 전체 주파수 대역에 걸쳐 유지되어야 합니다. 다음으로, 이 두 RF 전압을 합하거나(순방향 파동 등록) 빼거나(역파 등록) 뺍니다.
SWR을 기록하는 이 방법의 첫 번째 오류 원인은 특히 집에서 만든 설계의 센서가 전체 주파수 대역에 걸쳐 위에서 언급한 두 전압 간의 관계를 제공하지 않는다는 것입니다. 결과적으로 "시스템 불균형"이 발생합니다. 즉, 순방향 파동에 대한 정보를 처리하는 채널에서 역방향 파동에 대해 이 작업을 수행하는 채널로 RF 전압이 침투하고 그 반대의 경우도 발생합니다. 이 두 채널의 격리 정도는 일반적으로 장치의 지향성 계수에 따라 결정됩니다. 라디오 아마추어를 위한 겉보기에 좋은 장치의 경우에도, 심지어 집에서 만든 장치의 경우에도 20...25dB를 초과하는 경우는 거의 없습니다.
이는 작은 SWR 값을 결정할 때 이러한 "SWR 미터"의 판독값을 신뢰할 수 없음을 의미합니다. 또한 측정 지점의 하중 특성에 따라(피더의 길이에 따라 다름!) 실제 값과의 편차가 한 방향 또는 다른 방향으로 나타날 수 있습니다. 따라서 장치 지향성 계수가 20dB인 경우 SWR = 2 값은 1.5 ~ 2.5의 장치 판독값에 해당할 수 있습니다. 그렇기 때문에 이러한 장치를 테스트하는 방법 중 하나는 작동 파장의 1/4만큼 다른 피더 길이에서 1과 같지 않은 SWR을 측정하는 것입니다. 다른 SWR 값이 얻어지면 이는 특정 SWR 미터의 지향성이 부족하다는 것을 나타냅니다.
피더 길이가 SWR에 미치는 영향에 대한 전설이 생겨난 것은 바로 이 효과였습니다.
또 다른 점은 이러한 장치에서 측정의 특성이 완전히 "점별"이 아니라는 것입니다(전압 및 전류에 대한 정보가 수집되는 지점이 일치하지 않음).
이 효과의 영향은 덜 중요합니다. 오류의 또 다른 원인은 낮은 RF 전압에서 센서 다이오드의 정류 효율이 떨어지는 것입니다. 이 효과는 대부분의 라디오 아마추어에게 알려져 있습니다. 이는 낮은 값에서 SWR의 "개선"으로 이어집니다. 이러한 이유로 SWR 계측기는 게르마늄이나 쇼트키 다이오드보다 비효율적인 정류 영역이 훨씬 더 큰 실리콘 다이오드를 거의 사용하지 않습니다. 특정 장치에서 이 효과가 존재하는지 여부는 측정이 수행되는 전력 수준을 변경하여 쉽게 확인할 수 있습니다. 전력이 증가함에 따라 SWR이 "증가"하기 시작하면(작은 값에 대해 이야기하고 있음) 역방향 파동을 기록하는 다이오드는 그에 해당하는 전압 값을 분명히 과소평가합니다.
센서 정류기의 RF 전압이 1V(rms 값) 미만이면 게르마늄 다이오드를 사용하여 만든 전압계를 포함하여 전압계의 선형성이 중단됩니다. 이 효과는 계산(종종 수행됨)이 아닌 실제 부하 SWR 값으로 SWR 미터 눈금을 교정함으로써 최소화할 수 있습니다.
그리고 마지막으로 피더의 외부 브레이드를 통해 흐르는 전류를 언급하지 않을 수 없습니다. 적절한 조치를 취하지 않으면 눈에 띄고 계기 판독값에 영향을 미칠 수 있습니다. 실제 안테나의 SWR을 측정할 때에는 이것이 없음을 검증하는 것이 필수적이다.
이러한 모든 문제는 공장에서 만든 장치에 존재하지만 특히 집에서 만든 장치에서는 더욱 악화됩니다. 따라서 이러한 장치에서는 순방향 및 역방향 파동 센서 블록 내부의 차폐가 충분하지 않더라도 중요한 역할을 할 수 있습니다.
공장에서 제작된 장치의 경우 실제 특성을 설명하기 위해 에 게시된 리뷰의 데이터를 인용할 수 있습니다. ARRL 연구소는 여러 회사의 5개 전력 및 SWR 미터를 테스트했습니다. 가격 - 100~170달러. 4개의 장치는 순방향 및 역방향(반사) 전력의 두 포인터 표시기를 사용하여 장치의 결합된 규모에서 SWR 값을 즉시 읽을 수 있게 했습니다. 거의 모든 장치에는 전력 측정에서 눈에 띄는 오류(최대 10~15%)가 있었고 주파수 표시(2~28MHz 주파수 대역)에서 눈에 띄는 불균일성이 있었습니다. 즉, SWR 판독 오류가 주어진 값보다 높을 것으로 예상할 수 있습니다. 더욱이, 동등한 안테나에 연결된 모든 장치가 SWR=1을 나타내지는 않았습니다. 그 중 하나(가장 저렴한 것은 아님)는 28MHz에서 1.25를 표시하기도 했습니다.
즉, 무선 아마추어용으로 제작된 장비를 사용하여 집에서 만든 SWR 미터를 확인할 때는 주의가 필요합니다. 그리고 말한 내용에 비추어 볼 때, 종종 방송에서 듣거나 인터넷이나 잡지의 아마추어 라디오 기사에서 읽을 수 있는 일부 라디오 아마추어의 진술은 완전히 웃기게 들립니다. 예를 들어 그들의 SWR은 다음과 같습니다. 1.25... 그리고 그러한 장치 VSWR에 값의 디지털 판독을 도입하는 것이 타당성은 그다지 실용적이지 않은 것 같습니다.
보리스 스테판노프
반사 손실, 반사 계수 및 정재파 비율은 소스, 부하 및 전송 라인의 복합 임피던스(전기 임피던스)의 일관성/일치를 평가하는 데 사용됩니다. 이러한 매개변수와 그 관계의 물리적 의미를 고려해 보겠습니다.
정의
반사 손실은 전송선이나 광섬유의 불균일성으로 인해 반사/반사되는 신호의 전력 손실입니다. 이 값은 일반적으로 데시벨(dB)로 표시됩니다.
- RL dB - 반사 손실(데시벨)
- P 패드 - 떨어지는 힘;
- P neg - 반사 전력.
전압 반사 계수, Γ - 반사파와 입사파의 복소 전압 진폭의 비율입니다.
\[Γ = ( U_(음수) \over U_(inc) )\]
반사 계수는 부하 Z 부하와 소스 Z 소스의 복합 저항에 의해 결정됩니다.
\[Γ = ( (Z_(로드) - Z_(소스)) \over ( Z_(로드) + Z_(소스) ) )\]
음의 반사율은 반사파의 위상이 180° 다르다는 것을 의미합니다.
정재파비(SWR, VSWR, 전압 정재파비, SWR, VSWR)는 정재파 전압 진폭의 가장 큰 값과 가장 작은 값의 비율입니다.
\[SWR = ( U_(st.wave.max) \over U_(st.wave.min) )\]
선을 따라 정재파 진폭의 고르지 않은 분포는 입사파와 반사파의 간섭("덧셈과 뺄셈")으로 인해 발생하므로 선을 따라 파동의 진폭 U st.wave.max의 가장 큰 값은 라인(즉, 안티노드의 진폭 값)은 다음과 같습니다.
U 패드 + U 부정
가장 작은 진폭 값(즉, 노드의 진폭 값)은 다음과 같습니다.
U 패드 - U neg
따라서
\[SWR = ( (U_(inc) + U_(neg)) \over (U_(inc) - U_(neg)) )\]
SWR, 반사 손실 및 반사 계수의 관계
아래 수식에 대입하고 간단히 변환하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.
\[Γ = ( (SWR-1) \over (SWR+1) )\]
\[SWR = ( (1+Γ) \over (1-Γ) )\]
\[Γ = 10^((-RL) \over 20)\]
\[SWR = ( (1 + 10^((-RL) \over 20)) \over (1 - 10^((-RL) \over 20)) ) \]
| 반사 계수 |Γ| V % | 반사 손실, dB | 정상파 비율 |
|---|---|---|
| 100,0000 | 0 | ∞ |
| 89,1251 | 1 | 17,3910 |
| 79,4328 | 2 | 8,7242 |
| 70,7946 | 3 | 5,8480 |
| 63,0957 | 4 | 4,4194 |
| 56,2341 | 5 | 3,5698 |
| 50,1187 | 6 | 3,0095 |
| 44,6684 | 7 | 2,6146 |
| 39,8107 | 8 | 2,3229 |
| 35,4813 | 9 | 2,0999 |
| 31,6228 | 10 | 1,9250 |
| 28,1838 | 11 | 1,7849 |
| 25,1189 | 12 | 1,6709 |
| 22,3872 | 13 | 1,5769 |
| 19,9526 | 14 | 1,4985 |
| 17,7828 | 15 | 1,4326 |
| 15,8489 | 16 | 1,3767 |
| 14,1254 | 17 | 1,3290 |
| 12,5893 | 18 | 1,2880 |
| 11,2202 | 19 | 1,2528 |
| 10,0000 | 20 | 1,2222 |
| 8,9125 | 21 | 1,1957 |
| 7,9433 | 22 | 1,1726 |
| 7,0795 | 23 | 1,1524 |
| 6,3096 | 24 | 1,1347 |
| 5,6234 | 25 | 1,1192 |
| 5,0119 | 26 | 1,1055 |
| 4,4668 | 27 | 1,0935 |
| 3,9811 | 28 | 1,0829 |
| 3,5481 | 29 | 1,0736 |
| 3,1623 | 30 | 1,0653 |
| 2,8184 | 31 | 1,0580 |
| 2,5119 | 32 | 1,0515 |
| 2,2387 | 33 | 1,0458 |
| 1,9953 | 34 | 1,0407 |
| 1,7783 | 35 | 1,0362 |
| 1,5849 | 36 | 1,0322 |
| 1,4125 | 37 | 1,0287 |
| 1,2589 | 38 | 1,0255 |
| 1,1220 | 39 | 1,0227 |
| 1,0000 | 40 | 1,0202 |
| 0,8913 | 41 | 1,0180 |
| 0,7943 | 42 | 1,0160 |
| 0,7079 | 43 | 1,0143 |
| 0,6310 | 44 | 1,0127 |
| 0,5623 | 45 | 1,0113 |
| 0,5012 | 46 | 1,0101 |
라디오 방송국이나 송수신기의 거의 모든 사용자는 안테나 공급 장치와 송신기를 최적으로 조정해야 하는 필요성에 직면해 있습니다. 이 문제는 "고정" 라디오 방송국(민간 27MHz 대역의 무선 트래픽 포함)을 사용하는 사용자와 자동차 AM 및 FM 송수신기를 사용하는 사용자에게 해당됩니다. 휴대용(웨어러블) 라디오 방송국의 적용 범위를 늘리려면 적절한 외부 안테나를 연결하세요. 이 문제에 대한 해결책은 이미 라디오 방송국을 구입 및 등록하고 적극적이고 효과적인(장거리에서) 라디오 교환을 수행하고 있거나 계획 중인 사람들에게 중요합니다. 이것이 바로 SWR 미터가 필요한 이유입니다.
SWR 미터는 정재파 비율 미터입니다. 저자는 자신의 실험실에 SWR-430 Optim(버전 SWR-121)과 SX-40(버전 SX-40)이라는 두 개의 산업용 SWR 미터를 보유하고 있습니다. SWR 미터를 사용하여 안테나 시스템을 설정하는 일반적인 원리는 에 잘 설명되어 있습니다.
SWR 미터 SWR-430
SWR-430 SWR 미터의 외관은 다음과 같습니다. 사진 1, 27MHz(측정 주파수 범위 24...30MHz)의 민간 범위에서 안테나 시스템의 전력선(급전선)에서 SWR을 측정하며 안테나의 고품질 튜닝에 필요한 장치입니다. 이는 결과적으로 트랜시버 장치의 고품질 작동을 보장합니다. 모든 안테나는 "송신기에 맞춰" 조정되므로 특정 라디오 통신원의 효율성과 작동 범위는 안테나 시스템의 공진과 특정 라디오 방송국의 전송 경로에 따라 달라집니다.
SWR 외에도 SWR-430 장치는 라디오 방송국 송신기의 출력 전력을 측정할 수 있습니다. 다이얼 표시 눈금( 사진 1) 장치에는 단 하나만 있으며 SWR 및 송신기 전력 측정 기능은 스트립 스위치를 사용하여 전면 패널에서 전환됩니다.
장치 오류는 5% 이하, 임피던스는 50Ω입니다. 이 장치는 Roskomnadzor의 요구 사항에 따라 러시아의 경우 대부분의 최신 트랜시버가 최대 100W의 최대 전력을 갖기 때문에 무선 아마추어의 요구를 완전히 충족하는 최대 100W의 처리량 전력을 측정하는 데 적합합니다. 전문가는 이 값 이상으로 작업할 수 있습니다.
다이얼 표시기의 교정 범위는 1…1:3입니다. 이것은 측정 정확도가 낮은 장치이지만 이를 사용하면 간단한 방법으로 안테나를 조정할 수 있으며 이는 안테나 튜닝 장치가 전혀 없는 것보다 확실히 낫습니다.
특성이 유사한 SWR-420 Optim 및 SWR-121 장치는 전력 측정 기능 없이 SWR만 변경할 수 있습니다.
SWR 및 전력계SX-20 및SX-40
SWR 및 파워미터 SX-20 및 SX-40(참조: 사진 1)는 두 가지 기능을 가진 장치입니다. 140..525MHz 범위에서 전력과 SWR을 측정할 수 있습니다.
15/150W의 최대 전원 스위치가 장치 전면 패널에 설치되어 있습니다. 또한 측정된 최소 전력은 1W에 불과하므로 가능한 안테나 입력 값에서 출력 단계의 오류에 대한 걱정 없이 휴대용 라디오 방송국의 안테나 시스템을 "LOW" 모드로 구성할 수 있습니다. 임피던스.
SWR 미터 모델 SX-20은 1.8~200MHz 범위의 전력 및 SWR을 측정하도록 설계되었습니다. 측정 가능한 최대 전원 스위치는 30/300W입니다.
두 장치 모두 특성 임피던스가 50Ω(특성 임피던스가 50Ω인 케이블에 연결)이며 UHF 커넥터를 사용하여 연결됩니다. 라디오 방송국의 최소 전력은 2W입니다.
직접 만든 SWR 미터
라디오 방송국을 거의 수리하고 튜닝하지 않는 라디오 아마추어는 "현장 전문가"의 서비스를 사용하여 트랜시버와 AFU를 구성하고 조정합니다. 이는 오늘날 유지 관리 및 수리 분야의 작업과 마찬가지로 매우 비용이 많이 듭니다. 전문가들은 설정과 조정을 위해 여전히 동일한 SWR 미터를 사용합니다. 그렇다면 직접 조립하는 것이 더 쉽지 않습니까? SWR 미터를 직접 조립하고 사용 방법을 배울 준비가 된 사람들을 위해 다음 권장 사항을 제공합니다.
송신기 출력을 피더와 일치시키기 위해 특수 매칭 장치가 사용되며 일반적으로 안테나 길이를 변경하여 안테나가 케이블과 일치됩니다.
매칭 장치를 갖춘 수제 SWR 미터의 회로도는 다음과 같습니다. 그림 1.
정합 장치는 공기 유전체(예: KPE-4...50, 1KLMV-1)와 프레임 없는 인덕터 L1을 갖춘 두 개의 가변 커패시터 C1 및 C2로 구성됩니다. 여기에는 직경 2.2mm, 권선 직경 25mm, 길이 22mm의 절연체가 없는 8회전 구리선이 포함되어 있습니다. 이러한 코일의 인덕턴스는 1.2μH입니다. 매칭은 커패시터 C1 및 C2에 의해 조정됩니다. 판독값은 IP 밀리암미터 단위로 읽혀집니다. 설정 시 SWR 미터는 매칭 장치와 피더 라인 사이에 설치됩니다.
SWR 미터는 무선국-피더-안테나 시스템이 진행파 모드(부하에서 반사된 신호 없음)에 얼마나 가까운지를 보여줍니다.
미터의 정합 장치는 RK-50 등과 같이 특성 임피던스가 50Ω인 케이블(길이 1m 이상)을 사용하여 송신기 안테나 소켓에 연결됩니다.
SWR 미터의 측정 부분은 구조적으로 외부 절연이 제거된 160mm 길이의 동일한 케이블 조각으로 만들어집니다. 모든 준비 작업이 끝나면 케이블의 이 부분이 말굽 모양으로 구부러집니다. 와이어 실드는 트랜스미터의 "공통 와이어"에 연결됩니다. 최종 케이블 섹션의 디자인과 모양은 다음과 같습니다. 그림 2.
케이블(2)의 내부 코어는 한쪽 끝이 정합 장치(커패시터 C2)에 연결되고 다른 쪽 끝은 안테나 피더에 연결됩니다. SWR 미터의 차폐선(절연재를 제거한 길이 160mm의 케이블 조각 - 1) 내부에 MGTF-0.8(3) 유형의 유연한 절연선을 바늘을 사용하여 조심스럽게 놓고 중간에서 탭을 뽑습니다. 저항 R1을 연결합니다. 내부 와이어 MGTF-0.8(유사한 와이어 MGTF-1, MGTF-2 사용 가능)의 끝은 게르마늄 다이오드 VD1, VD2에 납땜됩니다.
세부사항에 관하여
30~150Ω 범위의 저항을 갖는 2W 전력의 저항 R1. 가변 저항 R2 유형 SPO-1. 다이오드로서 VD1, VD2는 문자 인덱스가 있는 D2, D9, D220, D311 시리즈의 "오래된" 게르마늄 다이오드를 사용합니다.
총 편차 전류가 1mA인 교정된 측정 장치. 스위치 SB1은 토글 스위치입니다(예: MTS-1). SWR 미터 장치용 하우징은 적절한 차폐 방식으로 선택할 수 있습니다.
완성된 장치의 모양은 다음과 같이 동일할 수 있습니다(예: 작성자의 버전과 동일). 사진 2.
라디오 방송국과 일치 장치를 켜기 전에 필요한 준비 작업이 수행됩니다. 안테나 공급 장치를 연결하고 스위치 SB1을 "PR" 위치(다이어그램에 따라 왼쪽 위치)로 설정하고 변수를 설정합니다. 저항 R2 슬라이더를 중간 위치로 설정합니다.
라디오 방송국에 전원을 공급하고 "송신" 모드로 전환한 후 가변 저항 R2의 슬라이더를 이동하면 밀리암미터 바늘의 오른쪽 최대 편차가 예를 들어 숫자 "10"( 이 숫자가 저울의 최대 눈금 값인 경우). 그런 다음 스위치 SB1이 "OBR" 위치로 전환되고 역방향 파의 값에 해당하는 새로운 판독값이 기기 눈금(이전 값보다 눈에 띄게 작음)에 기록됩니다.
SWR = (P pr + P arr) / (P pr – P arr) 공식을 사용하여 SWR 값을 찾습니다. 여기서 P pr은 직접파 모드에서 판독하는 장치입니다(다이어그램에 따라 왼쪽 위치에 있는 스위치 SB1).
P obr – 역방향 파동에 대한 계기 판독값입니다. 예를 들어, P pr =10, P arr =2, SWR = (10 + 2) / (10 - 2) = 1.5입니다.
"송신기-공급기-안테나" 회로의 파동 반사 손실은 SWR 값에 따라 달라지며 다음과 같습니다. 테이블.
최적의 정합을 위해서는 SWR이 1.1~1.5 범위 내에 있는 것이 바람직하며, 이 경우 파동 반사 손실은 5~12%로 상당히 수용 가능합니다.
안테나 튜닝을 시작하기 전에 기존 SWR 미터의 판독값이 정확하고 휴대용 라디오 방송국의 표준 안테나 또는 직접 만든 1/4파 안테나일 수 있는 "제어" 안테나가 있는지 확인하는 것이 좋습니다( 1/4) “핀”.
50옴과 75옴의 특성 임피던스를 갖는 피더와 함께 작동하도록 설계된 SWR 미터 2개와 사용된 케이블의 여러 "샘플"을 재고에 두는 것이 좋습니다.
비교 측정(비교 효율성)은 전계 강도 수준을 결정한 다음 안테나의 방사 패턴을 취하는 것으로 귀결되지만 모든 무선 아마추어가 그러한 기능을 갖춘 것은 아닙니다.
고려되는 집에서 만든 장치를 사용하는 안테나 시스템의 조정은 안테나 핀의 길이가 일정하다면 정합 장치의 커패시터 C1 및 C2의 커패시턴스를 변경하고 안테나 베이스의 튜닝 커패시터의 커패시턴스에 따라 필요한 SWR 값이 달성됩니다.
안테나 핀과 일부 모델의 "균형추"가 구조적으로 길이를 조정할 수 있는 경우 이는 전체 매칭 시스템을 구성할 수 있는 추가 기회입니다.
이 간단한 방법은 0.5~15W의 출력 전력과 간단한 안테나 설계를 갖춘 민간 주파수 범위에서 작동하는 아마추어 무선 VHF 송수신기 및 자동차 라디오를 구성하는 데 사용할 수 있습니다.
휴대용 또는 차량용 라디오의 자랑스러운 소유자가 되셨나요? 이제 업무용 라디오를 준비할 차례입니다. 제조업체가 지침에 설명하는 작업의 기계 부분은 문제를 일으키지 않습니다. 이를 위해서는 최소한의 도구 세트와 약간의 독창성이 필요합니다. 그러나 안테나를 설치하는 것은 그렇게 간단하지 않습니다.
다이어그램에 따라 전선을 기계적으로 연결하면 소리가 들리지 않을 가능성이 높습니다. 우리는 이해하기 시작하고 지침이 영어로 되어 있는 경우 안테나 정재파 비율, 즉 SWR이 무엇인지에 대한 질문이 생깁니다.
이는 전파 에너지 중 어느 부분이 안테나로 가고, 어떤 부분이 급전 장치로 다시 되돌아오는지를 나타내는 계수입니다. 올바른 SWR 설정이 없으면 무전기가 제대로 작동하지 않으며 편안한 통신을 제공할 수 없습니다.
안테나 정재파 비율
간단히 말해서 이는 라디오 방송국의 올바른 설정을 나타내는 측정 장치의 숫자입니다. SWR의 물리적 본질을 이해합시다.
전파는 안테나 공급 경로인 도파관을 통해 전파됩니다. 즉, 송신기에서 나오는 신호는 케이블 공급 장치 연결을 통해 안테나에 도달합니다. 파동 이론을 깊이 파고들지 않고도 라디오 방송국 사용자는 모든 도파관에 입사파와 반사파가 포함되어 있다는 점을 이해해야 합니다. 입사파는 안테나에 직접 도착하고, 반사파는 피더로 돌아가 주변 대기를 가열하는 것 외에는 아무 일도 하지 않습니다. 모든 파도는 합쳐지는 경향이 있습니다. 반사파와 입사파의 진폭이 추가된 결과, 공급 케이블의 전체 길이를 따라 고르지 않은 필드가 생성됩니다. 따라서 SWR의 반사 손실이 형성됩니다. 그 수가 많을수록 라디오 방송국의 신호가 약해지고 더 나쁜 가입자가 귀하의 말을 듣게 됩니다.
전문가들은 정재파 비율을 전압(VSWR)과 전력(SWR)별로 구분합니다. 실제로 이러한 개념은 상호 연결되어 있어 라디오 방송국을 튜닝하는 사용자에게는 차이가 없습니다.
정재파비: 계산식
라디오 방송국을 튜닝할 때 KSV 계수는 공식을 사용하여 계산되지 않고 특수 장치를 사용하여 결정됩니다. SWR 미터란 무엇입니까? 진동 진폭의 차이를 나타내는 사용하기 쉬운 전자 장치이며, 이것이 정재파 비율입니다.
SWR 계산 공식은 가장 복잡하지 않습니다.
SWR = Umax/Umin
여기에는 분자와 분모의 최대 및 최소 진폭이 포함됩니다.
- Umax는 입사파와 반사파의 전력의 합입니다.
- Umin - 입사 신호와 반사 신호의 양식 간의 차이입니다.
Umax와 Umin이 동일하면 SWR은 1과 동일하며 이는 라디오 방송국의 효율적인 작동을 위한 이상적인 조건이라는 결론을 내리기 쉽습니다. 그러나 자연계에는 이상적인 조건이 존재하지 않기 때문에 안테나의 SWR을 조정할 때 SWR을 일치시키도록 노력해야 합니다.
SWR이 증가하는 원인은 무엇일까요? 많은 요인이 있습니다:
- 케이블 및 무선 신호 소스의 특성 임피던스;
- 잘못된 납땜, 도파관의 불균일성;
- 커넥터 러그의 품질이 좋지 않은 케이블 절단;
- 어댑터;
- 케이블과 안테나의 접합부에서 저항이 증가합니다.
- 송신기와 VSWR 안테나의 품질이 좋지 않은 조립.
자동차 라디오 소유자에게는 거의 관심이 없는 SWR 계산 공식을 다루지 않고 안테나 튜닝의 실제적인 측면으로 넘어가겠습니다.
SWR 측정 방법
우선 SWR 미터가 필요합니다. 구입하거나 임대할 수 있습니다. 그 다음에:
- 라디오를 켜고 스위치를 SWR 위치로 설정하십시오.
- PTT의 기어를 누르고 SWR 미터 조절기를 사용하여 화살표를 최대로 이동하십시오.
- REF를 클릭하고 PTT 버튼을 다시 누르십시오.
- SWR 눈금에 화살표가 표시되는 내용을 살펴보십시오. 이것이 SWR입니다.
물론 이상적인 것과는 거리가 멀지만 이제 할 일이 생겼습니다. 그건 그렇고, 다음과 같은 표시기가 있습니다.
- 1.1-1.5는 작동할 수 있습니다.
- 1.5-2.5 - 일반적으로 만족스럽습니다.
- 2.5 이상 - 작업이 필요합니다.
무엇을 해야 할까요? 이것은 별도의 큰 기사의 주제이거나 SWR이 무엇인지, 어떻게 작업하는지 아는 전문가에게 문의해야 하는 이유입니다.
지금 당사 웹사이트에서 SWR을 결정하는 장치를 구입할 수 있습니다. 카탈로그는 안테나를 설치할 때뿐만 아니라 라디오 방송국의 작동을 지속적으로 모니터링하는 데에도 사용할 수 있는 VEGA 및 Optim 브랜드의 전문가 및 아마추어 수정 사항을 보여줍니다.
스펙트럼 분석기를 이용한 전압 정재파 계수의 계산은 반사계수의 측정값을 통해 재계산하여 수행된다.
반사율 측정
반사율 측정을 위한 교정 프로세스에서는 일반적으로 테스트 중인 장치가 연결될 커넥터에 연결된 단락 회로를 사용합니다(그림 1 참조). 반사계수가 1인 단락회로는 입사전력을 모두 반영하고 기준반사손실레벨을 0dB로 정의한다.
쌀. 1. 단락을 이용한 반사율 측정시 교정을 위한 연결도
예:
반사 손실 측정을 필터링합니다. 다음은 커플러나 방향성 브리지를 사용하여 반사율을 측정하는 절차입니다. 이 예에서 테스트 중인 장치는 200MHz 광대역 필터입니다.
메모:
이미지가 디스플레이의 대부분을 차지하도록 분석기를 조정한 다음 아래 설명된 단계를 따르십시오.
반사율 측정 교정
1. 그림 1과 같이 DUT를 방향성 브리지 또는 커플러에 연결합니다. 부하를 DUT의 열린 포트에 연결합니다.
메모:
가능하다면 적절한 커넥터가 있는 방향성 커플러나 브리지를 사용하여 교정 절차와 측정 절차 모두를 위해 테스트 포트에 연결하십시오. 테스트 포트와 테스트 중인 장치 사이에 연결된 모든 어댑터는 소스 일치를 저하시킵니다. 이상적으로는 교정과 측정에 동일한 어댑터를 사용해야 합니다. 사중극자의 반사계수를 측정하는 경우 두 번째 포트에 일치하는 부하가 연결되어 있는지 확인하십시오.
2. 분석기의 추적 생성기 출력을 방향성 브리지 또는 커플러에 연결합니다.
3. 분석기 입력을 방향성 브리지 또는 커플러의 탭 포트에 연결합니다.
4. Preset, Factory Preset 키를 눌러 공장 설정을 수행합니다.
5. 추적 발생기를 켜고 필요한 경우 Source, Amplitude (On), -10, dBm 키를 눌러 출력 전력을 -10dB로 설정합니다.
주목:
입력 신호 레벨이 극도로 높으면 테스트 중인 장치가 손상될 수 있습니다. 테스트 중인 장치에 허용되는 최대 전력 수준을 초과하지 마십시오.
6. SPAN, Span, 100, MHz를 눌러 범위를 100MHz로 설정합니다.
7. FREQUENCY, Center Freq, 200, MHz 키를 눌러 중앙 주파수를 200MHz로 설정합니다.
8. BW/Avg, Res BW, 3, MHz 키를 눌러 대역폭을 3MHz로 설정합니다.
9. 테스트 중인 장치 대신 단락 회로를 연결합니다.
10. Trace/View, More, Normalize, Store Ref(1>3), Normalize(On) 키를 눌러 측정을 정규화합니다(그림 2).
쌀. 2. 단락 회로의 정규화
이 작업을 통해 측정 1의 결과에서 측정 3의 결과를 빼고 결과를 측정 1의 그래프("트레이스 1"로 표시)에 표시하는 기능이 가능해졌습니다. 정규화된 측정은 0dB 반사 손실에 해당합니다. 스윕이 실행될 때마다 정규화가 발생합니다.
단락 대신 테스트 중인 장치를 연결하십시오.
메모:
왜냐하면 참조 측정은 플롯 3에 저장됩니다. 측정 3을 Clear Write(현재 값)로 변경하면 정규화가 올바르지 않게 됩니다.
반사 손실 측정
1. 위에서 설명한 시스템 교정 프로세스 후에 분석기 설정을 변경하지 않고 필터를 단락 위치에 다시 연결하십시오.
2. 마커를 사용하여 반사 손실 값을 결정합니다. Marker 키를 누르고 조그 노브를 사용하여 마커 위치를 지정하면 특정 주파수에서의 반사 손실량을 확인할 수 있습니다. Peak Search, Min Search 키를 눌러 Min Search 기능을 사용할 수도 있습니다. 이 경우 분석기는 자동으로 반사 손실이 최대인 지점으로 마커를 설정합니다(그림 3 참조).
쌀. 3. 필터 반사 손실 측정
반사 손실을 VSWR로 변환
반사 손실의 크기는 다음 표 또는 공식을 사용하여 전압 정재파 비율로 표현될 수 있습니다.
표 1. 반사 전력을 VSWR로 변환
여기서 RL(반사 손실)은 측정된 반사 손실 값입니다. VSWR은 때때로 비율로 표시됩니다. 예를 들어 1.2:1 VSWR입니다. 첫 번째 숫자는 표에서 가져오거나 공식을 사용하여 계산되는 VSWR 값을 나타냅니다. 두 번째 숫자는 항상 1입니다.
