Входное сопротивление антенны состоит из двух составляющих: активной и реактивной. Реактивная составляющая может быть емкостной или индуктивной. Антенну считают настроенной, если реактивная составляющая равна нулю, и согласованной, если активная составляющая равна выходному сопротивлению передатчика (в Си-Би связи это 50 Ом).
Как изготовить ксв метр своими руками
Портативный прибор ксв метр изготовлен своими руками, на рисунке 1 приведена принципиальная схема этого устройства, позволяющего контролировать настройку и проводить согласование антенн самых разных конфигураций с 50-смными радиоаппаратами. Оно состоит из двух самостоятельных узлов: КСВ метра (Т1, VD1, VD2 и др.) и согласующего контура (L1C7C8).
В основе КСВ метра (КСВ – коэффициент стоячей волны) – высокочастотный трансформатор Т1, первичной обмоткой которого служит продетый сквозь ферритовое кольцо (М50ВЧ2-24 12x5x4 мм) антенный провод. Вторичную обмотку (20 витков провода в пластиковой изоляции сечением 0,07…0,2 мм²) наматывают равномерно по всему магнитопроводу. Подстроечные конденсаторы С1 и С2 – КПК- МН, микроамперметр РА1 – М4248 (он может быть и внешним, подключаемым лишь при наладке антенны), переключатель SA1 – “прямая волна – отраженная волна” – любой тумблер, например, П1Т- 1-1В или П1ТЗ-1В.
Катушка L1 имеет 12 витков, намотанных проводом ПЭВ-2 0,8; внутренний ее диаметр – 6 мм, длина – 18 мм. Выход КСВ метра подключают к седьмому (считая от “земли”) витку катушки L1. Подстроечным конденсатором С7 согласующий контур настраивают на середину диапазона рабочих частот. Выход согласующего устройства – отвод от 1, 2,… или 12-го витка L1, к которому будет подключена антенна или линия передачи. Выбор осуществляется посредством SA2 – двенадцатипозиционного переключателя типа ПГ2-5- 12П1НВ.
Печатную плату прибора изготавливают из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5…2 мм (рис. 2). Основную площадь как с одной, так и с другой стороны занимает общий провод-экран. Обе стороны платы должны быть соединены в нескольких точках. Размещение элементов на плате и самой платы в общей конструкции прибора показано на рис. 2, а. На рис 2, в показан фрагмент вида слева на смонтированную плату.
Для настройки КСВ метра его выход временно отключают от согласующего контура (в точке А) и подключают к 50-омной нагрузке (два параллельно соединенных резистора МЛТ-2 100 Ом), а вход – к радиопередатчику. В режиме измерения прямой волны (в указанном на рис. 1 положении SA1) микроамперметр РА1 должен показывать 70…100 мкА. Подстроечным резистором R5 можно скорректировать показания прибора. Переключив SA1 в другое положение (контроль отраженной волны), регулировкой конденсатора С2 добиваются нулевых показаний РА1.
Затем вход и выход КСВ-метра меняют местами (КСВ метр симметричен), и эту процедуру повторяют, устанавливая в “нулевое” положение С1. На этом настройку КСВ метра заканчивают и подключают его к согласующему контуру. Настройку антенны, не имеющей специально введенных в нее реактивных элементов (например, удлиняющей катушки) ведут, изменяя длину ее вибратора, противовесов, каких-либо “навесных” их фрагментов. Точной настройке будет соответствовать минимальное показание КСВ метра в режиме контроля отраженной волны.
Согласование настроенной антенны ведется поиском наилучшего положения переключателя SA2. Позиция, в которой достигается минимальное показание КСВ метра, будет соответствовать лучшему согласованию антенны с 50-омным радиоаппаратом. В этой позиции переключателя SA2 еще раз уточняют настройку антенны, поставив себе целью очень незначительными изменениями длины того или иного ее фрагмента привести показания РА1 в режиме контроля отраженной волны почти к нулю. Обычно это удается сделать.
Если микроамперметр имеет оцифрованную шкалу, можно определить численное значение КСВ по формуле: KCB=(A1+A2)/(A1-A2), где А1 – показания прибора в режиме измерения прямой волны, а А2 – обратной. Настройку и согласование антенной системы с передатчиком обычно считают вполне удовлетворительными, если достигается КСВ<1,5. В таком случае потеря мощности из-за неточного согласования не превысит 4%. Описанное устройство позволяет получить КСВ<1,1 для широкой гаммы относительно “низкоомных” антенн (имеющих сопротивление излучения 10…140 Ом), т. е. большинства малогабаритных и многих полноразмерных.
Согласование высокоомной антенны (полволны, ромб и др.), связанной с радиостанцией коаксиальным кабелем, рекомендуется выполнять в два этапа. Сначала с помощью нерегулируемого согласователя (например, П-контура), вынесенного на антенную мачту, понижают сопротивление антенны до 30…100 Ом, а затем подстраивают КСВ переключателем SA2. Если “высокоомная” антенна может быть подключена непосредственно, без фидера, то дополнительная ступень сотласования необязательна. КСВ метр в этом случае надо подключить но к седьмому, а к второму или третьему витку катушки L1.
Рабочее напряжение конденсаторов С7 и С8 должно быть не менее 150 В. Показания КСВ метра в режиме контроля прямой волны характеризуют отдаваемую о нагрузку мощность. Но для численной ее оценки КСВ метр потребуется проградуировать. Это можно сделать с помощью подключенного к 50-омному антенному эквиваленту высокочастотного вольтметра: Pн=U²/Rн.
Если нет ВЧ вольтметра, можно использовать цифровой вольтметр с выносной высокочастотной детекторной головкой на входе. Схема ВЧ-детектора показана на рис. 3. Вольтметр должен иметь входное сопротивление 1 МОм. Его показания в режиме измерения постоянного напряжения до 20В без какого-либо перерасчета будут соответствовать эффективному напряжению высокочастотных колебаний, но только при входном напряжении более 2В.
