Как рассчитать длину кабеля для антенны?

Как рассчитать длину кабеля для антенны

Задался вопросом, какой длины можно делать кабель питания антенны. Сделал немного выводов, чем и хочу поделиться. Все это справедливо для всех используемых частот.

Первый раз у меня вопрос возник, когда перепаял кабель на приемнике Turnigy 9x8Cv2 2.4ГГц радиоуправления, о чем писал ранее. Сначала запаял наугад, что не дало результат, т.к. антенна не заработала. Дальность связи была всего 30-50 метров. О 500-1000 метрах уже можно было не мечтать. Поиск в Интернет явного ответа на мой вопрос не дал и пришлось почитать много всего. Выяснилось, что длина кабеля зависит от степени согласованности выходного сопротивления передатчика/приемника, импедансу антенны, волнового сопротивления кабеля на рабочей частоте.

Если согласованности нет или не известно на сколько все согласовано, то длина кабеля важна, но если вы уверены, что все согласовано, то длина кабеля может быть любой.

1. Сопротивления не согласованы или согласованность нам не известна.

При расчете длины питающего кабеля антенны необходимо учитывать, что нам нельзя попасть в длину четвертьволнового трансформатора, т.к. он предназначен для согласования например антенны с сопротивлением 100Ом со станцией 50Ом. Но для этого используется кабель с волновым сопротивлением 75Ом. Не отходим от темы… Если мы попали в эту длину, то происходит самое худшее рассогласование. В идеале нам надо сделать полуволновой повторитель, что исключит влияние фидера на работу и измерения. При настройке и последующей работе в пределах выбранного диапазона (если пренебречь потерями в кабеле), это будет эквивалентно тому, что выход трансивера будет подключен непосредственно к полотну антенны. Но при этом надо учитывать, чтобы длина кабеля была как можно меньше, чтобы уменьшить потери. Т.е. добиваться «следующего» повторителя длиной кабеля не надо. На эту тему может быть много споров, но я пока останавливаюсь на этом мнении.

Для расчета нам надо знать:

  1. Скорость распространения волны в вакууме — 299 792 458 м/с — округлим до 300 000 000.
  2. Частоту, на которой будем работать.
  3. Коэффициент укорочения кабеля.

Если значение частоты подставить в мегагерцах, то размерность получаемого значения длины волны — метр. Тогда скорость света — берем число 300.

Чтобы определить длину волны, делим скорость на частоту, получаем длину волны. Делим на 4 — получаем четверть волны. Длина электромагнитной волны в среде короче, чем в вакууме, поэтому надо учесть коэффициент укорочения кабеля. Это справочная единица, берется из характеристик кабеля. Может быть указана как прямым числом, например 0.66, так и обратным, например 1,52. Нас интересует прямое (чтобы его посчитать, надо 1 поделить на обратное).

Тип линииКоэффициент укороченияКоэффициент укорочения(прямое)Волновое сопротивление, Ом
Коаксиальные кабели с полиэтиленовой изоляцией
(РК-50-2-11 и др.)
1,520,6650
Коаксиальные кабели с фторопластовой изоляцией
(PK-50-2-21 и др.)
1,410,7150

Четверть волны умножаем на коэффициент укорочения кабеля, получаем длину четвертьволнового трансформатора с учетом кабеля. Умножаем на 2 и получаем длину полуволнового повторителя.

Именно эта длина будет наилучшей для нашего питающего кабеля антенны. Можно брать и промежуточные значения, т.е. короче/длиннее, т.к. у нас все считается согласованным (сопротивление трансивера, кабеля и антенны допустим равно 50Ом). В этом случае кабель можно и короче, главное не попасть в длину четвертьволнового трансформатора.

Читайте также:  Как рассчитать эквивалентное сопротивление электрической цепи?
Для того, чтобы произвести расчет, необходимо перейти по ссылке, ввести частоту, коэффициент укорочения и получить результат!

2. Сопротивления согласованы.

Если волновое сопротивление кабеля на рабочей частоте равно выходному сопротивлению передатчика и импедансу антенны, то длина не имеет значения.

Антенна в резонансе. Ее импеданс на этой частоте 50 Ом. Входное сопротивление трансивера 50 Ом. Волновое сопротивлене фидера 50 Ом. Длина кабеля может быть любой, только надо помнить о затухании. Коаксиал — по определению это кошмар связиста, особенно на частотах выше 300 МГц. Если нагрузка линии (например антенна) рассогласована, то есть не в резонансе, тогда длина кабеля начинает влиять.

Четвертьволновой трансформатор (согласующее устройство) применяется, если импеданс антенны на резонансной частоте не равен волновому сопротивлению кабеля. Если все согласовано, то трансформатор не работает и никак не влияет.

Заметка от радиолюбителя Валерия:

Потери в кабеле зависят от его диаметра, материала диэлектрика, а также коэффициента укорочения. Материал диэлектрика кабеля — это величина чисто справочная. За неимением кабеля 50(75)Ом можно применять 75(50) с учётом его полуволновой длины (. ) умножить на коэффициент укорочения!

PS. я считаю очень правильная статья! И многим будет в помощь! 73! Валерий.

Если вы нашли ошибку на странице, то нажмите Shift + Enter или нажмите здесь, чтобы уведомить нас.

Точность бывает особенно необходима для антенн с активным питанием, где от точности фазирования, зависит качество работы антенны. Многие радиолюбители применяют 1/4 волновые и 1/2 волновые коаксиальные линии. Они необходимы в качестве трансформаторов сопротивлений, повторителей импеданса, линий задержки фазы для антенн с активным питанием и др.

Наиболее простой метод, но и наиболее неточный — метод умножения части длины волны на коэффициент 0,66, но он не всегда подходит, когда необходимо достаточно точно вычислить длину кабеля, например 152,2 градуса. Коэффициент 0,66 берётся средним, так как для одного и того же диэлектрика диэлектрическая проницаемость может заметно отклоняться, а следовательно будет отклоняться и коэффициент = 0,66.

Можно предложить метод, описанный ON4UN. Он прост, но требует приборов (трансивер или генератор с цифровой шкалой, хороший КСВ-метр и эквивалент нагрузки 50 или 75 Ом, в зависимости от Z кабеля) рис.1.

Из рисунка можно понять, как работает этот метод. Кабель, из которого планируется изготовить нужный отрезок, надо закоротить на конце. Далее обратимся к простой формуле. Допустим нам необходим отрезок в 73 градуса для работы на частоте 7,05 МГц. Тогда наш отрезок кабеля будет равен точно 90 градусам на частоте

7,05 х (90/73)=8,691 МГц

Это означает, что перестраивая трансивер по частоте, на 8,691 МГц наш КСВ-метр должен указать минимум КСВ, т.к. на этой частоте длина кабеля будет 90 градусов, а для частоты 7,05 МГц он будет ровно 73 градуса. Будучи закороченным, он проинвертирует короткое замыкание в бесконечное сопротивление и таким образом никак не будет влиять на показания КСВ-метра на частоте 8,691 МГц.

Для этих измерений необходим либо, достаточно чувствительный КСВ-метр, либо, достаточно мощный эквивалент нагрузки, т.к. придется увеличить мощность трансивера для уверенной работы КСВ-метра, если ему не будет достаточно мощности для нормальной работы. Этот метод дает очень высокую точность измерений, которая ограничена точностью КСВ-метра и точностью шкалы трансивера. Для измерений также можно воспользоваться антенным анализатором VA1, о котором я уже упоминал ранее. Разомкнутый кабель укажет на вычисленной частоте нулевой импеданс. Это очень удобно и быстро.

Читайте также:  Расчет токоограничивающего резистора для светодиода

Этот метод может быть очень полезным для многих радиолюбителей.
Александр Барский (VA3TTT)

Длина кабеля к антенне

Д лина кабеля, которую нужно использовать для питания антенны

Здесь приведена таблица, для кабелей с наиболее часто встречающимся коэффициентом укорочения 0,66.

Как пользоваться таблицей:

Допустим, что до антенны (на среднюю частоту 14 100 кГц) расстояние = 32 метра. Применять будем имеющийся в наличии кабель RG58 (К=0,66). Смотрим в таблицу и в строке 14 мГц ищем ближайшую к полуволновому повторителю длину кабеля. Получается – 35,1 м.

Или другой пример.

Имеется пятидиапазонный GP Гончаренко в 25 м от станции. Вопрос: какова должна быть оптимальная длина кабеля для запитки антенны на всех диапазонах? См. в таблицу и анализируем строки 14 – 28 мГц. Находим:

Складываем длины, делим на число диапазонов и получаем – 27.86 м, то есть ту длину кабеля, которую нужно использовать.

Сообщества › Радиосвязь и Радиолюбители › Блог › максимальное уменьшение длины провода антенны

итак имеем автомобиль газель, радиостанция MegaJet MJ-450, антенна Optim CB-1000, произведена врезка в крышу антенны, рация будет висеть под потолком на расстоянии менее метра от врезки, на сколько максимально можно уменьшить провод антенны? А то начал гуглить, так и не понял, понял только одно, что магнитку резать нельзя, а вот по врезной мнения расходятся.

Комментарии 67

Если врезка в крышу по всем правилам — длина кабеля ЛЮБАЯ! Какая Вам удобна, лишь бы не слишком длинная (затухания в кабеле).

Какого только бреда не напишут… Люди далёкие от радио связи.
РЕЗАТЬ НЕЛЬЗЯ. КАБЕЛЬ ДОЛЖЕН ИМЕТЬ СТРОГО ОПРЕДЕЛЁННУЮ ДЛИНУ! И не важно мазнитная эта антенна или врезная.
Ответ на ваш вопрос. ОСТАВЛЯЙТЕ СТАНДАРТНЫЙ КУСОК КАБЕЛЯ.
Подписываем я на мой инста и читаем все о радио. Задаём вопросы и получаем правильные ответв

обоснуйте, почему нельзя резать кабель
и дайте инфу где пишут, что на каждый диапазон надо “определённую” длину кабеля иметь

Откройте книгу Антенны
Рот Хамель и почитайте.
С пользой проведёте время.
Основной ответ вы получили.
Развёрнутый не поленитесь почитайте книгу. Мат часть так сказать)

Автор З. Беньковский, Э. Липинский
не тех вы читаете )

Если антенна смеет надёжный контакт с корпусом (врезная) — можно резать кабель на любую длину.
Кабель магнитной резать нельзя — там длина подобрана в резонанс.

да что ж такое то, условие озвучьте при котором резка возможна.

Если магнитное основание, то резать нельзя. В остальных случаях — можно.

Вот и режьте спокойно.

я этой хернёй не страдаю ибо образование профильное и опыт огромный

Прекрасно, вы спросили — я ответил
>> “условие озвучьте при котором резка возможна”
Раз образование профильное, то вы знаете, чем отличается работа фидера в режиме бегущих и стоячих волн.
И что такое полуволновый повторитель и зачем он нужен.

Разумеется знаю, по вашему любая врезная антенна имеет чисто активное сопротивление и оно 50 ом, чтож каждый заблуждается в меру своих возможностей.

По вашему, выход радиостанции согласовывается на любую реактивность? А как быть с переключением между сетками? Ведь при сдвиге частоты строго отмеренный кабель уже не будет являться повторителем.
Вы основание сибишной антенны разбирали?
Там катушка с конденсатором образуют согласующее устройство, которое грубо настроили на заводе. А точная настройка к особенностям места установки антенны, формы кузова и рабочей частоты осуществляется подрезкой штыря.

Читайте также:  Проверка светильника дневного света

Вот если бы между антенной и кабелем не было СУ, тогда нужен был бы повторитель, чтобы повторить реактивность антенны от начала кабеля к его концу, т.е. к радиостанции, где это СУ должно быть установлено. Но это не наш случай.
Такое впечатление, что вы работаете на крупном радиоцентре, где нет возможности поднять на мачту согласующее на пару десятков кВт 🙂

опять вы не все рассмотрели, полоса работы кабельного полуволнового повторителя 25% от центральной частоты, этого достаточно для 3-х сеток за глаза, дальше сибирастичесскому населению делать нечего.
Вы описали СУ Хастлера и его аналогов, покажите мне конденсатор например в Алан 9+, WA27 или в Сирио 300, да всеми любимую Т3-27 забыл еще.
И снова вы не понимаете суть повторителя, его задача не мешать согласовывать антенну, отрежьте кабель до 1,8 м и попробуйте настроить новую антенну, хотя бы на кронштейне водостока( это самое простое для понимания и исполнения).
Приезжали неоднократно с порезанными кабелями и половиной длины штыря, после смены места установки и возвращения в стоковое состояние почему то КСВ не превышал 1,4 без настройки.
Я уже писал, согласуйте антенну до активного 50 ОМ( что редко достижимо) потом таки делайте обрезание.

Я не спорю, что с повторителем оно вроде как поспокойнее.
Но повторители реально нужны только антеннам на магнитном основании. Врезным антеннам повторитель не добавит ничего, но и хуже не сделает.
25 % от центральной частоты — это сколько отражённой мощности? Повторяет-то он только на одной-единственной частоте. Чем дальше в сторону, тем больше рассогласование.
Если обрезано пол-штыря, то о чём разговор? Для штырей Си-Би на миллиметры счёт идёт. Максимум, что обрезал я — это пара сантиметров.

P.S.
Ладно, уговорили на мысленный эксперимент:
— сперва ставим антенну и обкусыванием строим её под КСВ=1,
— потом обрезаем кабель до желаемой длины,
— снова мерим КСВ, и что — разве мы получим рассогласование?

Если без реактивки, то нет.
Рассмотри обратный вариант, поставил, обрезал кабель и… Отчего антенна не строиться?
Повторитель имеет резонанс и приемлемые характеристики в полосе 25% от центральной.
Возьмите анализатор поиграйтесь.

игрался с анализатором, правда на КВ.
Строю антенну на крыше в резонанс. Подключаю кабель, спускаюсь в шек и прогоняю анализатором ещё раз.
Итог: в области резонанса ничего не поменялось, за пределами рабочей полосы стало много хуже.

Вот, теперь выбирай на вкус, что тебе надо. Видишь сколько сразу разных аргументов нашлось. 😂😂😂
Люблю Драйв2, за отзывчивость😂😂
Это тебе не форум по марке машины😂😂😂

пойду на радио чиф писать…

Искусственно уменьшать длину антенны нежелательно (относительно заводских и предусмотренных конструкцией размеров), так как меняется её реактивное сопротивление и нарушается согласование с аттенюатором или со входным/выходным каскадом приемника/передатчика, тем самым ухудшая энергетические характеристики всей системы в лучшем случае и перегружая оконечный усилитель в худшем случае.
По возможности, я бы так не делал…
Конечно, современные радиостанции имеют всяческие защиты и тому подобные вещи, но уповать на их эффективность и испытывать их лично я бы не стал.
Конечно, если что-то не понял или не прав, то, пожалуйста, поправьте меня)

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector