Три этапа настройки антенн. Приборы для настройки кв и укв антенн Настройка 2 элементных кв антенн

Сконструированную антенну необходимо настроить перед тем как подключать ее к передатчику. Антенна настраивается на заданный диапазон волн. Ее волновое сопротивление согласуется с волновым сопротивлением линии передачи, а линия передачи согласуется с выходом трансивера.

Обычно при настройке антенны радиолюбителю нет необходимости знать значения токов проходящих через антенну, а вполне достаточно иметь индикатор, который определит максимум тока.

Рисунок 44

На рис.44 представлены несколько вариантов индикаторов тока в антенне. Эти схемы отличаются видом связи с линией передачи или с антенной. Иногда возникает необходимость иметь индикатор напряжения. На рис.45 представлены схемы на неоновой лампочке.


Рисунок 45

Более чувствительные схемы изображены на рис. 46 В качестве измерителя используется прибор магнитоэлектрической системы изображения.


Рисунок 46

Для настройки антенны в резонанс можно пользоваться гетеродинным измерителем резонанса. Для определения резонансной частоты антенны необходимо, чтобы гетеродинный измеритель был по возможности сильно связан с антенной в точке пучности тока. Необходимо учитывать, что индикация резонанса происходит не только на основной частоте, но также и на гармониках. После настройки антенны в резонанс нужно переходить к согласованию антенны с линией передачи. Антенну можно считать точно согласованной с линией передачи, если входное сопротивление антенны точно равно волновому сопротивлению линии передачи. В случае, если сопротивление антенны отличается от сопротивления линии передачи, происходит отражение энергии, передаваемой по линии передачи, от точек питания антенны, и отраженная энергия возвращается к входу передатчика. Возникшие в результате отражений стоячие волны снижают коэффициент полезного действия антенного фидера. При равенстве сопротивлений антенны и линии передачи отношение максимума напряжения к минимуму напряжения в линии равно приблизительно 1, что означает, что в линии отсутствуют стоячие волны. Отношение Uмакс / Uмин, как известно, называется коэффициентом стоячих волн (КСВ) и служит мерой согласования. При согласовании антенн с линиями передачи стремятся получить КСВ, равный 1. Для настройки согласования с линией можно использовать двухламповый индикатор. На рис.47 показана его схема и конструкция.


Рисунок 47

Петля связи представляет собой отрезок симметричной линии связи. Длина отрезка не должна превосходит четверть длины волны, а на практике она выбирается размером в десятую часть длины волны. Оба конца петли коротко замкнуты, а посередине одна из жил разрывается, так что петля связи представляет собой как бы небольшой вибратор. Проводники от места разрыва подключаются к резбе двух лампочек накаливания. Средний контакт этих лампочек спаиваются вместе и коротким проводником соединяются с ближайшим проводником линии. Обычно используются лампочки с параметрами: 3.8 Вольт, 0.07 А. Если согласование линии связи с антенной достигнуто, то в этом случае лампочка 1, расположенная в направлении передатчика, светятся значительно ярче, чем лампочка 2, расположенная в направлении антенны. Последующая настройка заключается в том, чтобы достигнуть такого положения, когда лампочка 2 вообще не светится, а лампочка 1 светится ярко. Это означает, что в линии отсутствуют стоячие волны. Для согласования с антенной коаксиального кабеля используется рефлектометр. Для изготовления рефлектометра необходимо использовать отрезок коаксиального кабеля того же типа, что и кабель, используемый для линии передачи. Как видно из рис.48 отрезок кабеля изгибается и его концы включаются с помощью коаксиальных разъемов в линию питания. Между оплеткой и кабелем пропускается провод который подключается к переключателю. Концы этого провода должны быть как можно короче.


Рисунок 48

Рефлектометр включается в линию передачи. Настройка проводится при включенном передатчике. Потенциометр регулируется так, чтобы при положении переключателя «прямая линия» прибор давал полное отклонение, затем переключатель ставится в положение «обратная волна» без изменения регулировки потенциометра и определяется показание прибора обратной волны. Используя полученные результаты измерений определяем коэффициент стоячей волны по формуле, изображенной на рис. Показания мы снимаем с измерителя тока, но оно пропорционально напряжению прямой и обратной волны.

Статья написана для новичков, тех, кто первый раз собирается настроить антенну для работы на нужном ему канале (частоте). Кто уже неоднократно занимался настройкой антенн, вряд ли найдут в статье что-то полезное для себя.
Статья описывает основные моменты настройки простых однодиапазонных антенн - автомобильных врезных, на магнитном основании, базовых 1/4 ГП, 1/2 (полуволновок), 5/8 (пять восьмых).

Что нужно для настройки антенны

КСВ-метр
Прибор, который показывает соотношение прямой (поступающей от радиостанции в антенну) и обратной (отражающейся от антенны) волны в кабеле.
Косвенно этот прибор показывает, что выходное волновое сопротивление радиостанции равно сопротивлению кабеля, а оно равно сопротивлению антенны. О том, что такое волновое сопротивление и чем оно отличается от того, которое показывает обычный тестер, можно прочитать в статье: .
КСВ-метр (измеритель КСВ) можно приобрести (цена вопроса около 1000 рублей) или на время попросить у кого ни будь из знакомых, у кого он имеется.

Радиостанция
КСВ-метр не работает без радиостанции.
Чем больше "сеток" есть в радиостанции, чем по более широкому диапазону частот может перестраиваться радиостанция, тем легче будет настроить антенну на нужную частоту (канал).
Имея радиостанцию с 40 каналами на 27 МГц настроить антенну можно, но очень сложно, с радиостанцией, которая имеет 400 или 600 каналов, это сделать намного проще.

Рулетка или линейка
Потребуется для измерения полотна антенны и определения на сколько сантиметров укорачивать или удлинять.
В принципе можно обойтись и без рулетки или линейки и выполнит настройку просто пошагово, по чуть-чуть укорачивая или удлиняя полотно антенны.

Основные положения при настройке антенны

Антенну нужно настраивать по месту, где она будет потом стоять.
То есть антенну нужно настраивать в тех условиях в которых она далее будет эксплуатироваться, особенно если на расстоянии ближе чем 2-3 длины волны (длина волны = 300/частота в МГц (для 27МГц длина волны примерно 11 метров)) к ней находятся какие то токопроводящие предметы параллельные полотну антенны.
Если это базовая антенна, то для неё уже надо подготовить мачту, которая позволяет снимать и устанавливать антенну, поднимать и опускать всё это для настройки и технического обслуживания.
Если это автомобильная антенна, то автомобиль следует запарковать так, что бы рядом была именно та обстановка, которая будет при езде на нём в момент работы радиостанции, то есть на расстоянии порядка метров 5-10 стояли другие машины, но с другой стороны рядом не должно быть стен железобетонных домов, гаражей, нельзя стоять внутри железного гаража или ангара. В момент измерений при настройке у автомобиля должны быть закрыты двери, багажник. Не стоит самому стоять рядом с машиной, тело человека поглощает радиоволны и тем самым вносит потери, влияет на работу антенны.
На расстоянии 2-3 длины волны от антенны не должно быть движущихся токопроводящих объектов.
Все соединения приборов должны быть надёжными.
Не стоит держать всё "на весу", руками прижимая к контактам кое-как зачищенные куски кабеля, которые вот-вот выпадут из разъёмов или замкнут.
Надёжные соединения нужны, что бы показания прибора не изменялись как им вздумается, не плавали и были повторяемы. Если показания не повторяемы, то это уже не показания приборов, а погода на Марсе в момент поедания сникерса и ориентироваться на такие показания невозможно.

Как пользоваться КСВ-метром

Подключаем кабель к антенне, другой конец кабеля к КСВ-метру, к разъёму "ANT", разъём КСВ-метра "TRANS" подключаем к антенному разъёму радиостанции.
Включаем радиостанцию и устанавливаем частоту, на которой будем производить измерение КСВ.
Если есть переключатель SWR/PWR переводим в положение SWR.
Переключатель на КСВ-метре "FWD/REF" в положение FWD.
Нажимаем на передачу на радиостанции и устанавливаем регулятором торчащим из КСВ метра стрелку на конец шкалы. Отпускаем передачу.
Устанавливаем переключатель "FWD/REF" в положение REF.
Нажимаем на передачу и отсчитываем на индикаторе показание КСВ. На большинстве КСВ метров чем меньше отклониться стрелка тем меньше КСВ, если не отклоняется вообще, то КСВ = 1 или прибор дохлый. Если на всех частотах, в положении REF стрелка не отклоняется, то либо у вас вместо антенны подключен хороший эквивалент нагрузки, либо прибор умер, но не будем о грустном.

Настройка антенны - шаг за шагом

Соединяем всё для измерения КСВ, как было сказано выше, антенну в рабочее положение.
- Устанавливаем на радиостанции самую высокую частоту, которую способна выдавать радиостанция, например сетка G канал 40 (точнее смотрите в инструкции к радиостанции).
- Измеряем КСВ, двигаясь вниз по частотам примерно через 20 каналов (200 кГц), запоминаем, на какой частоте (канале, сетке) был минимум КСВ и какой КСВ был в минимуме.

Теперь есть несколько вариантов:
КСВ везде большой, прибор "шкалит".
Или вы не так пользуетесь КСВ метром или у вас обрыв в кабеле или антенне.

КСВ плавно, по мере уменьшения частоты падает, но до минимума мы не дошли.
Ваша антенна слишком длинная. Надо укорачивать. В укорочении стоит помнить золотое правило: "семь раз отмерь, один раз отрежь". Укороченное прилепить назад в больинстве случаев невозможно, так что укорачиваем по чуть-чуть, для антенн Си-Би диапазона 27МГц чуть-чуть это примерно 1 сантиметр, для LPD или PMR антенн диапазона 433-446МГц чуть-чуть это 2 миллиметра.

КСВ по мере уменьшения частоты возрастает.
Ваша антенна слишком короткая. Антенну нужно удлинить. Насколько именно - лучше процентов на 20, а потом укорачивать.

КСВ по мере уменьшения частоты падал, на некоторой частоте он стал минимален, а потом, по мере дальнейшего уменьшения частоты снова стал возрастать.
Это наиболее частый случай.
Означает такое поведение, что всё нормально, антенна работает в нужном диапазоне, осталось только подстроить её на нужную частоту (канал).
Если у вас этот случай, то желательно найти точно на каком канале минимум КСВ.

Если частота на которой был минимум КСВ ниже чем нужная вам, то антенну надо чуть-чуть укоротить, буквально по 5 миллиметров, если речь идёт о диапазоне 27МГц, после каждого укорачивания смотреть где сейчас минимум КСВ, и укорачивать так до тех пор, пока минимум КСВ не окажется на нужной вам частоте.

Если частота на которой был минимум КСВ выше нужной вам, то антенну нужно удлинить.

Что делать, если минимальный КСВ на нужной частоте, но это минимальное значение всё ещё большое

Это говорит о том, что антенна работает не совсем так, как задумано производителем или антенна дрянь, впрочем не нужно сразу о грустном.
Если это автомобильная врезная антенна, то может быть ей "не хватает массы", то есть контакт с массой плохой.
Если это автомобильная антенна на магните, то ей тоже может "не хватать массы", например слой краски слишком толстый.
Или ваша автомобильная антенна стоит там где не следует ставить - рядом с элементами металлического багажника на крыше, рядом с дополнительным светом который вы навесили на багажник, вы её вообще примагнитили на капот или багажник, бампер или диск колеса.
Может быть, вы закрепили врезную антенну на алюминиевые полозья багажника, который у вас на крыше, но багажник оказался не алюминиевый а пластиковый или не имеет надёжного контакта с массой автомобиля, или недостаточно длинный и широкий, что бы выполнять роль массы для антенны.

Если антенна на магнитном основании, попробуйте поискать другое место, куда её "пришлёпнуть", попробуйте с угла крыши, по центру крыши, с другого угла.
Токи радиочастот текут не совсем так как постоянный ток, там где тестер покажет отличный контакт, для радиочастоты это может оказаться "узким местом".

Если антенна врезная, посмотрите, хорошо ли вы зачистили от краски место, куда крепится контакт массы антенны.
Если врезную антенну вы закрепили на багажнике или каком то крепеже на водосток, попробуйте улучшить контакт с массой. Бывали случаи, когда автор статьи брал 2 куска провода 0,5мм толщиной без изоляции, наматывал на кронштейн на котором была закреплена врезная антенна висящая на водостоке или багажнике, бросал их в разные углы крыши автомобиля по водостокам и КСВ с 3 уменьшалось до 1, то есть антенна начинала идеально работать (естественно сигнал в эфире при этом тоже улучшался).
Бросать дополнительные провода, драть краску а потом лить герметик или искать иные пути улучшения массы или точки установки - решать вам, это ваша антенна и ваша машина.

Если у вас не автомобильный, а базовый вариант антенны, то лечение тут собственно точно такое, а именно: может нужно больше "массы", а может надо лезть в конструкцию антенны с паяльником.
Для начала убеждаемся, что достаточно массы - труба основание, она же главный противовес, масса для антенн типа 5/8 (пять восьмых) и 1/2 (пол волны) должна быть не меньше 1/4 длины волны, то есть для 27МГц это порядка 2 метра 75 сантиметров. Больше - лучше; меньше - придётся удлинять проводом, брошенным по крыше.
Хотя иногда бывает и так, что всё сделано хорошо, а антенна не настраивается, так было у знакомого автора статьи, 1/2 не хотела настраиваться. Вроде в частоте, а КСВ не 1 и даже не 1,2 и не 1,5 - оказалось кто-то "залез в антенну" до него и отрезал виток катушки установленной внутри антенны.
Очень вероятно и то, что мешает вашей базовой антенне рядом натянутая оптика вашего провайдера или мачта коллективной антенны.

Сколько резать и для чего линейка?
Размеры антенн зависят от частоты линейно.
В случае, если антенна полноразмерная, то, насколько нужно её укоротить или удлиннить, что бы попасть в желаемую частоту, напрямую зависит от того соотношения текущей частоты, где она резонирует и желаемой частоты, где хотелось бы что бы антенна резонировала.
Поясню на примере:
у нас есть четверть, её длина пусть 267 сантиметров, резонирует она (КСВ минимален) оказался на частоте 27.0 МГц (4 канал секта C), нам хочется, что бы антенна заработала на 27.275 МГц.
Считаем К различия частот:
27.0 / 27.275 = 0.9899175068744271
Умножаем на этот К текущую длину антенны:
267 * 0.9899175068744271 = 264.3
и получаем длину, которую должна иметь антенна что бы заработать на 27.275.
Вычисляем сколько резать:
267 - 264 = 3 см.
Однако!
Резать сразу именно на 3 см не нужно. Не забываем, антенна это не только штырь, это ещё и противовесы. Влияет всё.
Так можно отпеделить порядок первой резки - то ли 3 см, то ли 5 мм.
Далее действуем пошагово.
Для приведённого выше примера, можно отрезать 1.5 см, опять найти резонанс, а исходя из полученного результата двинуться далее.

На последок, хотя наверно это нужно было написать первым:
Основные правила установки антенн
Антенну нужно ставить не ближе одной длины волны к другим токопроводящим предметам, особенно тем, которые будут параллельно антенне.
Чем выше установлена антенна, тем лучше.
Понятное дело, что для автомобильных антенн на 27МГц эти правила просто невозможно соблюсти, по этому автомобильные антенны компромиссные, по этому не требуйте от них чудес.

Если всё же вам некогда, нет желания разбираться с премудростями измерения КСВ, искать КСВ-метр, настраивать антенну самостоятельно и вы находитесь в Новосибирске, можете обратиться например сюда:

Каждая антенна имеет свою собственную резонансную частоту, на которой она излучает или принимает максимум энергии. На этой частоте полковое сопротивление антенны имеет активны и характер. Линия, подводящая энергию к антенне на резонансной частоте, должна иметь малые потери и не должна излучать. Это достигается при условии, когда входное сопротивление антенны paвно волновому сопротивлению линии, а последнее - входному сопротивлению приемника или передатчика.

На практике входное сопротивление антенны часто отличается от волнового сопротивления линии. Поэтому для согласования антенны с линией приходится использовать специальные согласующие приспособления. Чем сложней конструкция антенны, тем труднее бывает учесть все факторы, влияющие на входное сопротивление антенны, и проверку настройки антенны приходится производить с помощью тех или иных приборов.

Помимо индикаторов напряжения, радиолюбители применяют различные индикаторы тока. Большинство индикаторов рассчитаны на измерения в открытых линиях. Коэффициент стоячей волны определяется отношением напряжения (или тока) в пучности, к напряжению (или току) в узле.

На рис. 1 показана принципиальная схема подобного моста. Величины сопротивлений R1 и R3 равны между собой.

Если линия согласована правильно и сопротивление R3 равно волновому сопротивлению линии, мост будет сбалансирован, и высокочастотный вольтметр, включенный в диагональ моста, покажет нуль.

Однако если линия не согласована с нагрузкой, показания вольтметра не будут равны нулю. Зависимость между коэффициентом стоячей волны и показаниями вольтметра показана на рис- 2.

Передающая антенна считается хорошей, если коэффициент стоячей волны не превышает 2. Объясняется это тем, что уменьшение мощности в нагрузке с изменением величины нагрузочного сопротивления происходит не резко, и поэтому некоторое отступление от режима бегущей волны допустимо.

Принципиальная схема моста для измерения коэффициента стоячих волн приведена на рис, 3. Вид на монтаж этого прибора показан на рис. 4 и 5. Сопротивления R1, R2 и R3 совместно с волновым сопротивлением фидера образуют мост. Фидер подключают к гнезду “Линия”. К коаксиальному гнезду "Вход" подводят напряжение высокой частоты от генератора. Колебания, подводимые к мосту, выпрямляются германиевым диодом. Постоянное напряжена измеряется с помощью вольтметра включенного в гнезда "+Вход" и "-" .

Прибор смонтирован в футляре размерами 75х50х45 мм.

Затем включают в коаксиальное гнездо “Линия” безиндукционное сопротивление 75 oм. При этом вольтметр, включенный в диагональ моста, должен показывать нуль на всех частотах.

На рис 6 показана принципиальная схема моста, позволяющего сделать непосредственный отсчет величины измеряемого волнового сопротивления.

На рис. 7 показан вид на монтаж этого прибора. Мост снабжен собственным индикатором чувствительностью в 100 мка

В качестве переменного сопротивления использовано сопротивление типа СП, у которого снята укропная крышка. Так как обычно волновые сопротивления имеют величину от 30 до 300 ом, в большинстве случаев можно применить сопротивление R3 величиной в 680 ом. Если нужно измерить более высокое волновое сопротивление, то последовательно с переменным сопротивлением R3 включают дополнительное бзиндукционное сопротивление.

При измерениях на коротких волнах. т. е. до частот 30 Мггц, нет необходимости в экранировке сопротивления R3. При более высоких частотах сопротивление Р3 экранируется с помощью поперечной перегородки. Ось сопротивления удлиняется с помощью втулки из изолирующего материала.

При постройке прибора необходимо следить за тем, чтобы соединительные провода были по возможности короче и имели по возможности одинаковую длину, с тем чтобы их собственные емкости и индуктивности были минимальными и одинаковыми.

С. Хазан. "Радио" N5, 1956г.

При изготовлении малогабаритных радиопередающих устройств (носимые радиостанции, радиомикрофоны и т. д.) для получения максимальной эффективности требуется настройка антенны, подключенной непосредственно к выходу передающего тракта. Одним из критериев при настройке антенны является получение максимальной напряженности электромагнитного поля в дальней зоне. Для оценки напряженности поля можно собрать простой детектор электромагнитного излучения, схема которого приведена на рис. 1.

В.Ефремов, г.Ессентуки,
Для эффективной работы любой передающей радиостанции необходимо свести к минимуму потери ВЧ энергии, неизбежные при ее передаче от радиопередающего устройства (ТХ) к антенне по фидерной линии. Это возможно лишь при высоком качестве согласований и, следовательно, при наличии прибора, позволяющего контролировать их с достаточной точностью. На практике наибольшее распространение получили измерители, построенные по схемам либо мостового типа, либо с применением измерительных токовых трансформаторов или направленных ответвителей различных конструкций. Все они в определенных случаях имеют как достоинства, так и недостатки, что достаточно полно описано в литературе [ 1, 2, 3,4]. Учитывая это, желательно иметь достаточно универсальный измеритель КСВ, а также эквивалент нагрузки в его составе (встроенный в прибор).

Именно такими качествами обладает универсальный измеритель КСВ, схема которого показана на рис. 1.

А. Титов, г. Томск PA 7/8’2009 Измерители коэффициента стоячей волны напряжения (КСВН) используются для определения качества согласования между собой отдельных узлов радиотехнических трактов. В связи с широким развитием систем кабельного телевидения очень важно знать его значение в каждом конкретном случае. Для измерения КСВН и предназначен предлагаемый прибор.

Измеритель проходящей мощности и КСВ Известно, что успешная работа в эфире во многом зависит от эффективности антенны любительской радиостанции. Существует большое разнообразие коротковолновых антенн. Начинающие радиолюбители обычно используют наиболее простые, не требующие больших затрат. Более опытные устанавливают на высоких мачтах многоэлементные направленные антенны с дистанционным управлением положением главного лепестка диаграммы направленности. Но любая антенна будет давать хорошие результаты, лишь когда правильно настроена. Существенную помощь радиолюбителю в настройке антенны окажет предлагаемый прибор.

Обычно в любительских конструкциях используется измеритель КСВ на базе направленного ответвителя, имеющий переключатель падающей и отраженной волны и регулятор чувствительности. При настройке передатчика приходится производить большое количество манипуляций не только с органами регулировки П-контура но еще и КСВ-метра. Описываемое ниже устройство позволяет упростить процедуру согласования передатчика и нагрузки.

Прибор (рис.1) позволяет измерить КСВ и отдаваемую в нагрузку мощность в фидерах 50 или 75 Ом.

Л. НИКОЛЬСКИЙ, Б. ТАТАРКО, г. Тверь При настройке антенн в радиолюбительской практике используют мостовые измерители двух типов: неуравновешенные и уравновешенные. Первые известны как КСВ-метры и получили относительно широкое распространение. Вторые в литературе обычно называют антенноскопами. Они встречаются реже, хотя позволяют получить об антенно-фидерном тракте радиостанции некоторую дополнительную (по сравнению с КСВ-метрами) информацию, анализ которой может облегчить его настройку.



Поделиться: