A pokud je možné použít tuner k vytvoření napájení vysílače do věšáku na kabát, proč se tedy vůbec staráme o výrobu rezonančních antén?

Jedním slovem - účinnost.

Vezměte v úvahu, že dipól o plné délce 40 metrů a 1/2 vlnové délky je dlouhý přibližně 18 stop (19,8 metrů). Dipól, který je dlouhý pouze 0,6 metru, by měl zisk pouze o 0,5 dB menší než dipól o délce 65 stop. To by ve vzduchu bylo sotva znatelný rozdíl. Problém však je, že nemůžeme anténní systém dostatečně efektivní, abychom si uvědomili malou ztrátu 0,5 dB. Neefektivnost systému má často za následek značné ztráty ve srovnání s dipólem plné velikosti.

Ale neměli bychom být posedlí rezonančními anténami - s praktickými anténami to dělá jen malý rozdíl, pokud správně řešíme jejich nerezonanční efekty . 10/8 vlnový dipól má téměř dvojnásobný zisk než vlnový dipól 1/2. Není rezonanční, ale lze jej snadno spojit s přenosovým vedením s jednoduchou odpovídající sítí. Anténa Yagi není rezonanční bez přidání odpovídající sítě. Vezměte také v úvahu, že mnoho rezonančních antén stejně rezonančních na impedanci napájecího vedení není - například ideální vertikální zemní rovina 1/4 vlny je rezonanční přibližně 34 ohmů.

Zde jsou některé typické zdroje anténní systém neúčinnost:

Radiační odpor vs odporové ztráty

Radiační odpor je často nepochopený a nesprávně použitý výraz. Radiační odpor antény je způsoben vyzařováním elektromagnetických vln. U volného prostoru, 1/2 vlnového, středově napájeného dipólu rozumné konstrukce je radiační odpor ~ 73 ohmů. Jakékoli odporové ztráty (výkon, který není vyzařován) v anténě zvyšují tento radiační odpor a přispívají k impedanci napájecího bodu. V případě tohoto dipólu bude velmi malé množství vysokofrekvenčního odporu kvůli vodičům, které tvoří dipól. Pokud pro konstrukci antény použijeme drát o rozměrech 14 mm (1,45 mm), bude vysokofrekvenční odpor ~ 2,7 ohmu. Celková impedance napájecího bodu by pak byla v tomto příkladu 75,7 ohmů.

Účinnost antény je dána vzorcem:

$ $ Efficiency = \ left (\ frac {R_r} {R_r + R_l} \ right) $$

kde R _r je radiační odpor a R _l jsou odporové ztráty.

Takže pokud to použijeme na náš příklad dipólu výše, účinnost by byla 96,4%. Naproti tomu dvounohý dipól bude mít R přibližně 0,04 ohmů a srovnávací R 0,08 ohmů, což má za následek účinnost 33%.

Chcete-li dokončit tuto část obrázku efektivity, zvažte, že:

$$ Gain = Directivity \ times Efficiency $$

Dipól v plné velikosti má směrovost 1,65. Znásobte tento čas 96,4% účinnost výše uvedeného příkladu a zisk se stane 1,59 (2,02 dBi). Pro krátký dipól je směrovost 1,5. Vynásobte to krát 33% účinnost výše uvedeného příkladu a zisk se stane 0,5 (-3,01 dBi). Takže již máme rozdíl 5 dB mezi oběma anténami a stále existují další systémové ztráty, které je třeba vzít v úvahu.

Odpovídající sítě / tunery

V příkladu našeho 1/2 vlnového dipólu je impedance napájecího bodu antény ~ 75 ohmů. Pokud se to pokoušíme řídit zdrojem 50 ohmů, možná bychom chtěli mít tuner nebo odpovídající síť, která provede transformaci mezi dvěma převážně odporovými impedancemi. V tomto případě bude mít dobře sestavený tuner nebo odpovídající síť účinnost v rozsahu 80–95% (ztráta méně než 1 dB).

V případě našeho příkladu s krátkým dipólem je situace trochu složitější. Musíme zrušit kapacitní reaktanci dipólu a přizpůsobit velmi nízkou impedanci napájecího bodu. Bez procházení pracnými výpočty efektivity párování sítě by nebylo nerozumné očekávat od párovací sítě účinnost nižší než 10% (ztráta >10 dB). To znamená, že minimálně 90% aplikovaného výkonu nebo signálu bude ztraceno k ohřevu pouze v odpovídající síti. Náš krátký dipólový systém má nyní zisk -13 dBi, což je o více než 15 dB méně než v našem příkladu dipólu v plné velikosti. Toto je ekvivalent k porovnání síly signálu 100 wattového vysílače s 3 wattovým vysílačem.

Ztráta přenosové linky

Všechna přenosová vedení v reálném světě vykazují ztráta. To samo o sobě představuje snížení účinnosti. Specifikace přenosového vedení uvádí ztrátu přenosového vedení při dané frekvenci za předpokladu, že je přenosové vedení ukončeno ve své charakteristické impedanci. Pokud přenosové vedení není ukončeno svou charakteristickou impedancí, ztráta přenosového vedení se zvyšuje (účinnost dále klesá).

Umístěním tuneru nebo odpovídající sítě v blízkosti antény, aby byla zajištěna shoda s charakteristická impedance přenosového vedení, lze zabránit dalším ztrátám v důsledku nesouladu přenosového vedení. Tím se maximalizuje účinnost daného přenosového vedení.

Pokud přenosové vedení není připojeno k zátěži, která odpovídá jeho charakteristické impedanci, existuje sekundární efekt - přenosové vedení již nebude vykazovat svou charakteristickou impedanci. Jiným způsobem, jak to říci, je, že se stane impedančním transformátorem. Například naše impedance dipólu 75 ohmů v prvním příkladu po připojení k 23 stopám RG213 bude transformována na 34 ohmů na konci vysílače přenosové linky. Celkové ztráty v přenosovém vedení budou 0,119 dB, z čehož pouze 0,009 dB je způsobeno neodpovídajícím zatížením. Bezplatný program, jako je TLDetails, umožňuje rychlou práci s těmito výpočty:

V některých případech tato transformace lze využít k naší výhodě transformací impedance antény na něco, co je z hlediska efektivity systému použitelnější. V ostatních případech může zhoršit účinnost systému. Ale zvažte tento transformační efekt ve světle výstupní účinnosti vysílače.

Výkonová účinnost vysílače

Konečným faktorem účinnosti, který je třeba vzít v úvahu, je výstupní výkon vysílač. Většina amatérských vysílačů je navržena tak, aby poskytovala svůj jmenovitý výstupní výkon při připojení k 50 ohmové odporové zátěži. Jakákoli odchylka od této zátěže bude mít obvykle za následek nižší výstupní výkon vysílače. Tato ztráta výstupního výkonu vysílače účinně snižuje účinnost systému.

Například 100 wattový, 50 ohmový zdroj impedance vysílače, který je připojen k 23 stopám RG213, který je zakončen naším 75 ohmovým dipólem , bude mít výkon 96 wattů (pokud nenastartují žádné ochranné obvody). To je výstupní účinnost 96% (ztráta 0,17 dB). Všimněte si, že v tomto příkladu je to s největší pravděpodobností efektivnější než použití anténního tuneru ve vysílači k přizpůsobení impedance vysílače impedanci napájecího vedení (i když se jedná o SWR 1,5: 1).

SWR

SWR je založeno na vztahu charakteristické impedance přenosového vedení k impedanci zátěže přenosového vedení. V případě vysílacího systému je zátěží typicky anténa. V případě přijímacího systému je zátěží obvykle vstupní impedance přijímače.

Protože jsme se již zabývali vztahem charakteristické impedance přenosového vedení k impedanci zátěže v dřívější části přenosového vedení, nemusí považovat SWR za další zdroj neefektivity.

Chápu, že mohou neutralizovat nerovnováhu mezi indukční a kapacitní reaktancí, takže transceiver může spojit nejvíce energie (nebo dovnitř), i když anténa nemusí rezonovat na konkrétní pracovní frekvenci, protože celková impedance (Z) se skládá ze tří částí, z nichž dvě jsou reaktanční v závislosti na frekvenci: X (sub) L a X (sub) C a R, radiační odpor celého systému. A vysílače nepracují stejně dobře do neodporové zátěže.

V některých případech to není otázka vazební síly do zátěže. U některých impedancí může neodpovídající zátěž umožnit připojení více energie k zátěži, ale to by zničilo vysílač! Účelem tuneru je tedy také představit impedanci vysílače, která mu umožňuje pracovat v mezích jeho maximálního proudu a napětí.

Radiační odpor také závisí na frekvenci a tuner to nečiní nutně stačí zrušit reaktanci. Zvažte extrémní příklad: 1pásmový dipól s dlouhou vlnovou délkou má radiační odpor kolem 4500 ohmů a žádnou reaktanci. To neznamená, že tuner nemá co dělat: tuner musí snížit tuto impedanci na 50 ohmů.

300 ohmová žebříková linka k dipólu vyžaduje 4: 1 snížit impedanci na rozsah, který vysílač zvládne, což je obvykle 50-75 ohmů, odporové, aby se vysílače udržovaly v jejich mezích.

To není jediný způsob, jak použít 300- ohm žebříková čára. Pokud se používá v násobcích vlnové délky 1/2, potom nebude mít žebřík žádný vliv na impedanci zátěže viděnou vysílačem. Snížení impedance lze dosáhnout také sítí induktorů nebo kondenzátorů, buď pevných, nebo proměnných jako v tuneru.

Nebo pokud nebyla anténa přiřazena ke spuštění, může mít správná délka 300 ohmového žebříku za následek odpovídající impedanci vysílače. Používání kontrolovaných délek feedline k vyrovnání zátěží se nazývá stub matching. Vzhledem k možnosti vybrat délku a impedanci přenosového vedení lze přizpůsobit jakékoli zatížení. Pokud nelze vybrat impedanci přenosového vedení, lze libovolnou zátěž spojit s maximálně dvěma délkami přenosového vedení.

jde o Q - měřítko šířky pásma pro anténa bude nejúčinněji přijímat výkon vysílače a vyzařovat jej. Chápu, že nejlepší rezonanční antény mají vysoké Q, což znamená velmi úzkou šířku pásma, pro kterou jsou nejúčinnější.

Ztráty antény snižují Q, takže například vertikální se špatnou zemí letadlo bude mít nižší Q a širší šířku pásma. Fiktivní zátěž má Q nulu a nekonečnou šířku pásma.

Ale ztráty nejsou jediným faktorem. Vertikální zkrácená zatěžovací cívkou má vyšší Q než jedna o celé 1/4 vlnové délce, ale zkrácená vertikální je obecně horší anténa. 1/2 vlnový dipól vyrobený ze silnějších drátů nebo z klece drátů nebo zesílený jako ve složeném dipólu má nižší Q než ten z tenkého drátu, a přesto je stejně účinný.

Často používám tunery, když používám 80m dipóly v 75metrové telefonní sekci pásma, abych snížil indikované SWR.

Tunery jsou často vyžadovány na 80/75 metrů kvůli dvěma faktorům:

• elektricky zkrácené antény (například nabíjecí cívky) se často používají k zajištění zvládnutí jinak velmi velkých antén a
• zlomková šířka pásma tohoto pásma je velmi velká.

Co je anténní tuner?

Je to jakákoli síť komponent navržená tak, aby odpovídala jedné impedanci druhé, s variabilními komponentami pro použití na mnoha frekvencích nebo s různými anténami. Často se jedná o síť PI:

^{simulujte tento okruh - schéma vytvořené pomocí CircuitLab}

Pokud je namontován na vysílači, vyladí to vlastně samotnou anténu?

Ne. Je pravděpodobné, že pokud je namontován na anténě, ve skutečnosti to také nevyladí anténu, i když takové uspořádání může zabránit dalším ztrátám v napájecím vedení kvůli zvýšenému SWR.

Záleží jen na tom, jak definujete „anténu“ . Pokud jde o vysílač, záleží pouze na impedanci, která se objevuje na jeho svorkách. O některých anténách lze říci, že obsahují napájecí vedení, například antény se shodnými pahýly, nebo fázovaná pole využívající přenosová vedení pro zpoždění fázování. Jsou tato přenosová vedení součástí „antény“? Co když je přenosové vedení nedílnou součástí antény, například v zeppu, gama shodě nebo složeném dipólu?

Snižuje SWR v napájecím vedení na - například rezonanční anténa?

Ne, pokud je namontována na vysílači.

Měl by být tuner umístěn na anténě místo na vysílači v za účelem snížení ztráty SWR (ohřevu) v napájecím vedení?

Měl by být tuner umístěn v chatrči, aby bylo možné knoflíky upravit, aniž byste šli ven? Odpověď bude záviset na individuálních okolnostech. Automatické tunery jsou podstatně dražší. Přestože umístění tuneru na anténě snižuje ztráty z nesouladu v napájecí lince, nemusí být tyto ztráty dostatečně vysoké, aby ospravedlnily cenu vzdáleného tuneru. Viz Jaká je skutečná ztráta v napájecím vedení s vysokým SWR? Snížení SWR na napájecím vedení také snižuje špičkové napětí a proud na vedení a jakýchkoli jeho součástech, jako jsou přepěťové ochrany, které se mohou stát omezujícím faktorem při provozu na vysoký výkon.

A pokud je možné použít tuner k vytvoření napájení vysílače do věšáku, proč si děláme starosti s výrobou rezonančních antén v první místo?

Věšák na HF by byl náročnou anténou, protože jeho extrémně malá délka vzhledem k vlnové délce by představovala tak extrémní nesoulad, že by ho většina tunerů nedokázala srovnat. .

Rezonanční antény jsou jen jedním z mnoha možných návrhů antén. Nevyžadování tuneru snižuje náklady.

Jednoduše řečeno:

Je-li namontován na vysílači, vyladí to samotnou anténu?

Ne, není to vyladění antény. Jen odpovídá odporu a reaktanci na konci tuneru feedline k vašemu vysílači.

Snižuje SWR v feedline na nerezonující anténu?

Ne, nezmění to VSWR na napájecí lince.

Měl by být tuner umístěn na anténě místo na vysílači, aby se snížila Ztráta SWR (ohřev) v napájecím vedení?

V ideálním případě ano. To však obvykle není praktické. Často je lepší použít feedline s nízkými ztrátami.

300 ohmová žebříková linka k dipólu vyžaduje 4: 1 balun, aby se snížila impedance

To někdy funguje pro jedno (možná dvě) pásma, ale ne pokud chcete pokrýt 80-10.

Chápu, že nejlepší rezonanční antény mají vysoké Q, což znamená velmi úzkou šířku pásma, pro kterou jsou nejúčinnější.

Ne nutně tak. Dipól s menším Q a širší šířkou pásma může být skutečně velmi efektivní! Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je nahradit jeden vodič „klecí“, čímž se výrazně zvětší efektivní průměr prvku (prvků).

Přestože je rozdíl v dosavadních odpovědích skryt, je třeba zdůraznit, že ladění a shoda jsou dvě zcela odlišné věci.

Aby bylo zřejmé, že ladění zajišťuje, že anténa rezonuje na požadované frekvenci, přizpůsobení znamená dosažení požadované impedance, kterou vysílač a / nebo přijímač vidí.

OPAKUJTE PO MNĚ; NENÍ TAKÉ VĚCI JAKO ANTÉNNÍ TUNER. NENÍ TAKÉ VĚCI JAKO ANTÉNNÍ TUNER. ŠTÍTEK JE POŠKOZEN, JE TO LŽ, PLOT K OIVERTHROW KOMUNITĚ HAM.

ALE CO DĚLÁME ??? NECHTE NÁS NASTAVIT: VE 14,25 MHZ JE VÁŠ DIPOL VLNY 1/2 „VYTUNOVÁN“, KDYŽ SE STŘIHNETE NA DÉLKU 32 842 '

POKUD RÁDÍTE PRACOVAT CW V DOBĚ KAPELY, ŘEKNĚTE 14.05 MHZ, VÁŠ DIPOL BY MĚL BÝT NYNÍ BÝT 33,309 'O 5 1/2 "DLOUHĚ. TAKÉ NA 75 PÁSMECH & 80 MTR: POTŘEBY 3,975MHZ 117,735'. - O 3,6MHZ - 130 '. O 12' DÉLCE.

TENTO BY BOLI NALADENI ANTÉNY. ŽÁDNÝ TUNER TO NEPROVÁDÍ. TYP „BROOMSTICK“ S VARIABILNÍM ZATÍŽENÝM BičEM PŘIPRAVUJEME PRAVDĚVĚ, ŽE ZMĚNÍTE FYZICKÉ CHARAKTERISTIKY ANTÉNY.

CO JE TO TENTO GUY JE OŘECHY, KTERÉ ŘÍKÁTE. TADY JE ROZDÍL, KTERÝ NEPOUŽÍVÁTE TUNER, POUŽÍVÁTE „MATCHING ZAŘÍZENÍ“. (ČASTO Volal MATCHBOX, PŘENOS, SPOJENÍ, AMU) NEDĚLÍTE VÁM ANTÉNĚ SPLŇUJÍ ANTÉNU - A TOTO JE KLÍČOVÉ: SYSTÉM - K RIGU. VŠECHNO, KTERÉ DĚLÁTE, ZMĚNÍ RŮZNOU HODNOTU TOHOTO SYSTÉMU (FEEDLINE, TRAPS, BALUNS, CHOKES atd.) MEZI TX A VYZARUJÍCÍM PRVKEM. Pamatujte: NEJSOU ŽÁDNÉ SU ZMĚNA JAKO TUNER ANTÉNY.

NECHTE NÁS MATCH.

NADĚŠEJTE, ŽE JSEM SE NEVYVRTIL S PODROBNOSTMI, ALE PO 58 ROKECH JAKO KLADIVO, MUSÍM SE UČIT MNOHEM VĚCÍM TĚŽKO. Většina z toho byla z W1ICP LEW MCCOY. '73 RICH KF9F