Антенна для рации своими руками в машину
Автомобильная СиБи антенна из подручных средств. ч. 1я.
Часть 1я, теоретическая.
Кто следит за моим блогом и сообществом Радиосвязь и радиолюбители, в курсе событий – приобретение мной Си-Би радиостанции и моим творчеством 🙂
Покупать готовую антенну меня не то что жаба задавила,
может и купил бы, да финансы поют романсы. Кстати о ценах, странная закономерность, чем длиннее антенна, тем она дороже… значительно дороже!
Кое какой опыт с ВЧ техникой имеется, руки растут чуть ниже плеч, но не значительно, почему бы не сделать самодельную антенну на автомобиль?
Что бы что-то сделать, надо понимать, что ты делаешь. Я посмотрел антенны заводского изготовления, схемы их подключения. Попробую нарисовать и объяснить, как это работает на простых словах.
Из уроков физики, кто еще помнит, там была схема контура, где пластины конденсатора раздвигали и получалась антенна. Ну я бы не сказал, что физики дураки, но объяснение не правильное, вернее нефига не доходчивое.
Вооружимся теорией и онлайн калькулятором (расчет частоты tel-spb.ru/lc.html и количества витков coil32.narod.ru/calc/one_layer.html )
Провод свитый в спираль/катушку имеет индуктивность, например, 10 витков провода на каркасе диаметром 20 мм при длине намотке 10мм (диаметр провода 1мм) имеет индуктивность 2.136 мкГн (микро Генри), при емкости контура 10 пФ (пико Фарад), резонансная частота контура по расчетам составляет 15,9 МГц (мега Герц).
Давайте грубо и весьма неправильно примем, что один виток провода будет иметь погонные характеристики 1мкГн /1пФ (длина витка 2*Пи*r будет 2*3,14*10=62,8мм). То если размотать нашу катушку и выпрямить провод, у провода длиной 628 мм будет емкость 10пФ и индуктивность 10мкГн, и резонансная частота 15,9 МГц. Смотрите Рис. 1.
Вот так и получается антенна, это кусок провода в зависимости от удельных погонных характеристик имеет свою резонансную частоту, на которой он излучает в пространство. Свернутый в катушку провод излучает он крайне слабо.
Принято, что длина эффективного излучателя должна быть кратна ¼ длины волны (длина волны считается так: 300/F где F в МГц).
Если часть провода свить в катушку, а часть выпрямить, то получится электрически укороченная антенна (Рис. 2). Теперь думаю понятно, для чего в коротких антеннах на СиБи применяются удлиняющие катушки. Не убудем углубляется в теорию антенн, мои познания не так глубоки для обучения этой теории, а эта статья такой цели не имеет.
Вернемся к нашим антеннам для СиБи. Длина волны около 11 м. Значит, чтобы получить эффективную антенну, нужен отрезок провода длиной 2,75 м и такой же противовес (получим диполь). Так как в качестве противовеса может выступать земля (заземление) или корпус автомобиля, то нужен всего один провод.
Но 2,75 м это длинный провод, особенно в городских условиях и располагать его нужно перпендикулярно земле. Укоротить его можно свернув часть в катушку. Почему в катушку не на конце провода, а в точке питания, любопытные читатели найдут в литературе )
Но просто свернув в катушку провод, можно столкнуться с одной неприятной особенностью, из-за высокого или низкого входного сопротивления, не удастся вогнать КСВ в приемлемый диапазон.
На Рис. 3 слева как раз изображен такой случай, из-за низкого входного сопротивления антенны, передатчик работает на рассогласованную нагрузку.
Еще из минусов такого включения, то что выход передатчика электрически связан с незаземленной антенной. В грозу или при касании проводов антенной можно получить нехилый фейерверк в машине и лишиться дорогого оборудования.
Подробнее рассмотрим правую часть Рис. 3.
Там используются уже 2 катушки, L1 является согласующей, а L2 удлиняющей. Антенна заземлена через катушку по постоянному току. Такое включение катушек, а физически это может быть одна катушка, уже является автотрансформатором. Подбирая количество витков L1 можно точно подстроить входное сопротивление антенны, а числом витков L2 скомпенсировать недостающую длину антенного штыря и подстроить резонанс антенны.
Всем известная Lemm 2001 Turbo сделана по тому же самому принципу. Это удлиняющая или «горячая» катушка
Автомобильная СиБи антенна из подручных средств. ч. 2я.
Часть 2я, практическая. 1я часть здесь.
Так как с жабой договорится не получилось, пошел я в строительный магазин. Обошел 2 этажа и нашел, что мне сгодится. А сгодилось мне вот что:
1. Отрезок пропиленовой трубы D20 мм. (взял обвод, зря).
2. 2 муфты переходных 32*20 мм, тоже пропиленовых естественно.
3. Уголок крепежный 40*140 мм.
4. Гайки DIN6334 соединительные удлинённые.
5. Гайки обычные М6, болтики М6 разной длины.
6. Кабель RG-58.
7. Разъем для кабеля UNF.
8. Пруток 2,5 мм от какой-то антенны 1м (подарили).
Отвод я зря купил, но ничего подходящего за такую цену не было, а пропиленовая труба за 1м 150 р. Если есть обрезки таких труб, то можно обойтись только покупными муфтами.
2 гайки я залудил, припаял отрезки толстого медного провода (2,5мм2 много, 1,5 самый раз), отрезал трубку 10 см, просверлил отверстия для вывода проводков от гаек. Гайки вставил с торцов трубок, заклеил герметиком торцы гаек и залил эпоксидной смолой. Эпоксидная смола служит прочным стержнем и держит гайки в трубке.
Внутренний диаметр муфт нужно расширить до 20мм, я расплавил паяльником, водя горячим жалом по отверстию, примеряя к трубке и срезая лишнее ножом. Муфты будут служить защитным кожухом для катушки и кабеля. С боку для ввода кабеля просверлил отверстие 5мм.
Кронштейн выгнул и обрезал, просверлил 2 отверстия над дверкой, так что бы не было видно за закрытой дверкой и ничего не касалось. Через резину прикрутил кронштейн (он гнется и может испортить кузов), предварительно намазав герметика вокруг отверстий. Выдавленный герметик закрыл доступ влаге к отверстиям.
Кронштейн должен иметь надежный контакт с кузовом.
Намотал 22 витка ПЭЛ 0,5, провод нужно толще, 1-1,5мм. Такое количество витков нужно, чтобы точно попасть под штырь любых размеров. Под 2х метровый можно и 10-12 намотать, хватит.
На каждом витке зачистил лак и облудил площадку для подпайки проводов, располагать площадки лучше в шахматном порядке, чтобы не спаять соседние витки. Шаг намотки соблюдать не важно, можно виток к витку намотать.
Отвод на кабель получился от 3го витка снизу. При длине штыря 2м горячий конец пришлось закоротить до 7го витка, при длине 1,1м до 18го. Без КСВ метра не стоит даже пытаться настроить катушку, КСВ будет диким.
Готовую катушку, после окончательной настройки под выбранный штырь следует залить эпоксидной смолой или лаком, чтобы защитить кабель и пайку от окисления.
Штырь собран из куска шпильки и прутка. Пруток обмотан медной оплеткой и впаян в гайку.
Теперь о настройке.
Не могу доверять своему КСВ метру на 100%, но приблизительные данные такие.
При штыре 2м удалось согласовать до КСВ 1,5, а при штыре 110см до 2-2,2. Возможно мешают наводки и КСВ метр подвирает. Но антенна работает, слышат хорошо. Попробую померить другим прибором.
Минусы и то что нужно доработать.
— Антенна не складывается, складная конструкция более дорогая в изготовлении и «на коленке» сделать ее не получится.
— Кронштейн слабоват, нужно более прочный металл.
— Отверстия в трубке нужно сделать на небольшом расстоянии, что бы выводы не мешали муфтам захлопнутся.
— Штырь лучше изготовить не менее 1,5м из стального или нержавеющего прутка.
— Разобраться с КСВ.
В заключении видео об этой антенне и пример работы в эфире. В конце видео QSO на 4-5 км в городе.
Антенна для рации в машину своими руками и ее настройка
Установить в машину рацию можно по разным причинам. Это может быть будущая совместная поездка с друзьями в отпуск на машинах или даже страсть к подслушиванию чужих разговоров в автомобиле. Но в основном такой аппарат устанавливают или таксисты, или дальнобойщики. Какой бы ни была причина, для надлежащей работы прибора должна быть установлена антенна для рации.
Такая установка только на первый взгляд может показаться простой. На самом деле здесь есть несколько нюансов, которые нужно учесть при выборе, изготовлении и установке антенны.
Виды внешних приемопередающих устройств
Для раций в автомобиле предусмотрены два вида антенн:
Они принципиально не отличаются. Главное отличие в том, что врезная антенна для рации – стационарная, а с магнитной основой – съемная, она может быть снята или переставлена в другое место.
Врезные антенны
Из названия ясно, что они крепятся в одном месте. Поэтому перед тем как установить данное устройство, нужно внимательно подумать, где его вмонтировать, чтобы не мешало, и приём был хорошим. Следует также учесть факт: антенна для рации в машину должна быть прикреплена на несущий кузов. Если пренебречь этим постулатом и установить её, например, на капот или крыло, то есть на фальшивую массу, эффективность устройства теряется на 30-40%. Некоторые автолюбители пробуют усовершенствовать такую систему и пытаются прокидывать массу дополнительными проводами к кузову. Но все равно желаемого эффекта таким образом не достичь. Хотя иногда и срабатывает, но крайне редко. Как правило, на приём такая антенна для рации ещё работает вполне нормально, но передача с помощью такого устройства очень скверная.
Важным фактором при установке будет высота. Чем выше установлен аппарат, тем эффективнее будет его работа. Для примера, если вмонтировать антенну в бампер автомобиля, дальность передачи и приёма уменьшается наполовину.
Оптимально устанавливать антенну посредине крыши. Некоторые мастера убеждают, что с равным успехом можно установить ее на кронштейн в углу крыши. Но тут есть некоторые моменты, которые нужно учесть для целесообразного монтажа. Если установка рации нужна только для езды по городу, то вариант крепления на кронштейн подходит полностью. Это не повлияет на работу прибора в связи с тем, что в городе не будет создаваться эффект направленности из-за дополнительных отражений. Если же данный аппарат устанавливается для дальних поездок по трассе, то монтаж антенны для автомобильных раций в углу крыши будет нецелесообразным.
Установка врезной антенны
Устанавливая антенну в крышу, нужно обязательно усилить место стыка дополнительной металлической пластиной. Это нужно в первую очередь для большей прочности соединения.
Само полотно и удлиняющая катушка должны быть по возможности максимально удалёнными от всех вертикальных металлических плоскостей, что расположены параллельно основанию антенны. Минимальное расстояние между ними должно быть 50 см. Если пренебречь этим фактором, то устройство не будет работать надлежащим образом из-за высокой реактивности пространства. Этот нюанс следует учитывать при монтаже антенны для автомобильных раций, в грузовых машинах в том числе.
Антенны с магнитной основой
Антенна с магнитной основой, или, как в народе её называют, «магнитка», может использоваться на любых автомобилях. Но есть несколько моментов, которые следует соблюдать при её установке.
Антенна для рации своими руками
Самым простым вариантом решения такого рода апгрейда автомобиля будет покупка антенны. Но она может быть изготовлена и самостоятельно. Для этого можно следовать пошаговой инструкции.
Настройка антенны
Если антенна установлена грамотно и правильно, то она нуждается только в небольшой корректировке. Но многие автолюбители к этому процессу подходят скептически, думая, что данный элемент системы связи не имеет особого значения для работы всего аппарата. И глубоко заблуждаются. От того, насколько правильно будет установлена антенна для рации и настроен аппарат, зависит не только сигнал приёма, но и работа самого аппарата. Более того, если неправильно настроить рацию, можно вывести из строя не только транзисторы выходного каскада, но и угробить сам аппарат.
Пошаговая инструкция настройки
Настройка антенны рации должна происходить по следующему алгоритму:
Если все шаги алгоритма пройдены правильно, антенна для рации в машину будет служить отменно.
Пост шестнадцатый! Установка рации в авто, доработка антенны, полный разбор по шагам…Или как радиофицировать некое иноведро бюджетно и качественно!
Деньги на антенну накоплены, весь комплект установлен на авто и радует связью.Но так как БЖ отстаёт от реальных событий, то обо всём по порядку!
При выборе антенны основными критериями были :
-надежность
-хороший приём и передача
-положительные отзывы пользователей
Всем этим требованиям отвечала антенна LEMM 2001 TURBO. Только вот подделок на неё, в последнее время, очень много. А так как в рейтинге антенн сразу после LEMM 2001 Turbo на втором месте Optim CB 2001, да ещё и цена на 500 рубэнов меньше, то выбор пал именно на неё!
Смотря в интернете характеристики и обзоры этой антенны, я и не предполагал как она может выглядеть в реальности!Размеры её впечатляющие, вот пример…
Полный аналог LEMM’а и по характеристикам ни чуть не уступает. Длина 2 метра. Оказалась довольно большой, мощной и увесистой. Одна из самых лучших, продаваемых сейчас на рынке!
Но просто подключить в прикуриватель рацию и поставить антенну — не мой метод!Идём по сложному пути!
Для начала монтируем разъём для быстрого разъединения питания рации и проводку к АКБ! Плюс тянем напрямую от АКБ через предохранитель, а минус берем в самом ближайшем месте к рации с болта от кузова.
Далее необходимо доработать антенну! Потому как ежели ставить антенну в таков виде, без доработки, то прослужит она гораздо меньше, чем доработанная. Для начала, всё разбираем!
Теперь пропаиваем всё по новому.А именно:
здесь.
Всё пропаяно, теперь нужно сделать «бандаж» из ниток и клея:
Когда «бандаж» уже готов нам остаётся лишь промазать верхнюю катушку антенны Литолом-24 для того чтоб обезопасить от проникновения воды и коррозии.
Осталось накрутить разъём PL.
Сама антенна в сборе уже после доработок на фоне межкомнатной двери!
Теперь все манипуляции по доработке остались законченными и нужно купить крепление для багажника! Креплений сейчас на рынке представлено большое множетво, каждый выбирает под себя.
Чтоб антенна работала правильно, нужно чтоб был хороший контакт с кузовом. С массой автомобиля. Потому как покупая антенну, Вы покупаете лишь половину её, Вторая половина у Вас уже есть — это кузов авто!
Открываем багажник, шкуркой зачищаем до металла место установки кронштейна…Вот тут многие делают ошибку, устанавливая кронштейн без зачистки металла. Если установить кронштейн просто на краску, то болты вряд ли прорежут лак, краску, грунт и достанут до металла…А следовательно, хорошего контакта Вы не получите!
Далее, крепим антенну на кронштейн, кронштейн на багажник и промазываем те места что были зачищены до метела Литолом.Напомню, что Литолом промазываем уже после того, как установили и затянули кронштейн!Дабы не гнило и не пошла коррозия.Теперь «прозваниваем».Антенна, катушка верхняя, нижняя, кронштейн — всё должно звониться на корпус!
В конечном итоге мы получаем очень качественную связь за небольшие деньги!
А для чего это всё было?!Да для общения с другими участниками движения с целью получения дорожной информации.К тому же, у нас в Ростове есть свой АВТОКАНАЛ61,где постоянно полезная информация и без мата, как у дальнобоев!))))
З.Ы. Лайфхак от Вейдера — когда я покупал кронштейн на багажник, то искал крепкий и надежный.Да такой, чтоб складывался при заезде во двор!Всё оказалось куда проще — просто открываю багажник перед заездом и антенна ложиться вдоль кузова авто))))Так и заезжаю и выезжаю из двора!))))
Простые антенны для раций, ISM-диапазонов и др. приложений. Максимально просто о сложном. Часть 1. Теория
Оглавление
>>> Часть 1. Теория. Простыми словами о сложных материях.
Часть 2. Обзор существующих решений.
Часть 3. Простые практические конструкции своими руками.
Введение
Поводом для написания этой статьи стали предыдущие статьи автора, посвящённые постройки Meshtatic-радиочата на LoRa-модемах:
Часть 5 планировалась как тема по антеннам в приложении к построению Meshtastic-сети, но объём рассматриваемых вопросов и написанного материала оказался гораздо больше, чем хватило бы на одну статью, потому автор решил вынести антенны в отдельное направление.
Кроме того, общаясь в профессиональных и около/радиолюбительских кругах, автор заметил, что антенная тематика неоднократно всплывает в ходе решения большого количества вопросов, касающихся как обычной нелицензируемой радиосвязи посредствам дешёвых раций, так и создания простых радиомодемных устройств ISM-диапазона 433МГц/868МГц. И, как оказывается, большинство людей или не обладает какими-либо знаниями в антенном направлении или они очень сильно поверхностны.
Во-первых – отсутствием элементарной теоретической базы в антенной области, пользуются Китайцы, продавая огромное количество контрафакта антенной тематики;
Во-вторых, сильно падает качество и дальность связи, независимо от того связываетесь ли вы голосом или пытаетесь подружить между собой два или более радиомодемов.
По интернету гуляет огромное количество довольно сложного материала, касающихся теории антенн. Сейчас доступно большое количество учебников и методических материалов. В свободном доступе присутствуют программные решения для моделирования антенн. Но, как показывают наблюдение и практика – учебники непрофессионалам освоить практически нереально, с формулами особенно, моделирование антенн доступно только лишь профессионалам. Публика вынуждена тратить деньги, перебирая антенны с Aliexpress или делясь между собой конструкциями антенн из прошлого века, которые или работают плохо или совсем не работают, или работают там, где люди используют их не по назначению. Простое изложение сложной антенной теории, так сказать, «для гуманитариев» и остальной непрофессиональной публики и подавно отсутствует.
Автор решил взять на себя смелость и попытался максимально просто описать базовые понятия по антенной теории и составил универсальные рекомендациями при выборе антенны для большинства простых задач. Благодаря этим знаниям вам больше не навешают лапши на уши ушлые продавцы с Aliexpress и упрощается хождение по просторам Aliexpress в надежде найти правильную антенну.
Ещё одним фактором, послужившим стимулом к написанию статьи стало появление большого количества приборного инструментария для замеров характеристик антенн и не только. Если, буквально 10 лет назад, непрофессионалы могли только философствовать на тему антенн. Строить догадки, о том рассказали им правду о дальности связи или в очередной раз баек нарассказывали, то сегодня, имея небольшой багаж базовых знаний по антенной теории и обзаведясь недорогим прибором для измерения антенных характеристик, вы легко сможете проверить антенну. Ну а дальность связи сможете оценить сами, когда все элементы цепочки сделаны и гарантированно работают правильно.
И последнее, автор статьи предполагает, что заинтересованный в антенной теории человек, для понимания нижеописанного, обладает базовыми математическими знаниями и базовыми понятиями в области радиотехники, такими как децибел (дБ), длина волны, частота, и подобными…
Основные определения и аспекты
В антенной, как и в любой другой тематике существует несколько базовых определений, характеризующих работу любых антенн:
Диаграмма направленности (ДН)
По наблюдениям автора, в данных вопросах столько легенд, домыслов и спекуляций, что стоит обратить на это пристальное внимание.
Автор умышленно для непрофессионалов опускает довольно сложную и пространную теорию работы антенн с тысячами сложных формул. Для начинающих или не профильных по профессии коллег она будет излишня, а если есть интерес, то по интернету вы найдёте огромное количество учебно-методических материалов на тему теории антенн. Коснёмся только самых важных моментов, которые важно знать и понимать при дальнейшем рассмотрении, описании и выборе любых антенн.
Важное примечание: следует отметить, что антенна – устройство реверсивное и имеет одинаковые характеристики как при приёме, так и при передаче. Т.е. если говорится об усилении на приём, то это же определение верно и для передачи.
Коэффициент усиления антенны, выражаемый в dBi – это усиление, выраженное в децибелах относительно антенны в виде этакого «сферического коня в вакууме», т.е. изотропного бесконечно малого излучателя в вакууме, т.н. точечный источник излучения. Для нас это просто абстрактная цифра, как бы полный 0 в точке начала отсчёта усиления.
Сферический конь в вакууме
Ближайший приблизительный аналог в нашем материальном мире, от которого принято отсчитывать усиление – это ¼ волновой излучатель над идеально проводящей поверхностью. Т.к. ¼ волновой излучатель имеет конечную длину, бОльшую, чем от бесконечно малого источника, то значит, он тоже имеет своё небольшое усиление – примерно 1.8дБ. Такой моделью практически никто не пользуется, но это, чисто для представления.
Коэффициент усиления антенны, выражаемый в dBd – это усиление, относительно простейшей дипольной антенны. В свою очередь, соотношение усиления между идеальной изотропной антенной и идеальным полуволновым диполем составляет 2,15дБ. Т.е. усиление антенны 0dBd =2.15dBi, соответственно антенна с усилением 3dBd = 5.15dBi Усиление в dBd применяется обычно для описания направленных свойств антенн и некоторых других типов антенн, описание которых пока пропустим для простоты.
В вопросе усиления, как мы часто можем видеть в разнообразных рекламных проспектах по антеннам, особенно китайского происхождения, широкое поле для манипуляций и обмана несведущего пользователя. Продавцы в погоне за прибылью и выставлении своих антенн в более выгодном свете, чем у конкурентов, часто умышленно забывают дописать буковку «i», бывает не пишут вообще слова dB или просто нагло рисуют какие-то заоблачные цифры, не соответствующие даже приблизительно реальным характеристикам их изделия.
На практике, в 98% случаев, понятие «усиление антенны» носит условный и весьма приблизительный характер. Этот параметр в последнее время, чаще всего, берётся из математической модели, по которым строится антенна. Математическое моделирование продвинулось так далеко, что уже стало возможным построить электромагнитную модель поля в объёме и просчитать распространение поля на заданное расстояние в любой среде.
Измерениями реального усиления антенн занимаются специализированные лаборатории для военных и других ведомственных служб.
КПД антенны
Диаграмма направленности (ДН)
Когда мы говорили про изотропный бесконечно малый излучатель в виде маленькой лампочки, то обратили внимание, что в любой точке пространства от этой лампочки есть свет, уровень света везде вокруг постоянен, но сила света слаба. Если с одной из сторон от лампочки поставить отражающую поверхность, то сила света в какой-то области в стороне отражателя упадёт, а в противоположной, наоборот увеличится. Так мы создали диаграмму направленности источника излучения. Т.е. энергия, которая раньше равномерно уходила в любую точку пространства теперь меняет направление в отражателе и идёт вся в одну сторону.
В антенной технике ДН образуется за счёт фазового сложения/вычитания волн в каждой точке пространства. Для простой вертикальной ¼ волновой или дипольной антенны, энергия вокруг антенны распространяется по кругу, потому в вертикальной плоскости ДН получается круговой. Если рассматривать распространение радиоволн в горизонтальной плоскости, то получается восьмёрка. В объёмном представлении – это ТОР.
Для многоэлементных антенн происходит сложное многофазное переотражение от разного количества элементов – в результате которого ДН излучения/или приёма приобретают форму сложной узкой кардиоиды.
Хорошее описание ДН представлено в статье «Теория радиоволн: антенны» в 2012 году.
Полный импеданс и резонанс
Полный импеданс описывается на одной частоте точкой или кривой в полосе частот. Для понятного представления о характеристике полного импеданса используется «Диаграмма Смита».
Для удобства представления, диаграмма нормируется (относительно чего она строится) к точке резонанса, где антенна (или иное устройство) имеет активное сопротивление 50 Ом – это центр диаграммы. Короткое замыкание на ней представляется в виде точки слева – 0 Ом, а обрыв в цепи – в точке справа – бесконечный импеданс.
Если вы внимательно следите за мыслью, то можете догадаться, что резонанс всегда находится на горизонтальной линии. Значение реактивного импеданса в зависимости от характера отображается выше или ниже горизонтальной линии.
Направление изменения импеданса на диаграмме Смита
КСВ (он же КСВН, он же SWR) и согласование антенны
Теперь, когда мы узнали, чем характеризуются основные параметры антенны сразу становится понятно откуда берутся иные, вероятно часто слышимые раньше определения.
КСВ антенны – Коэффициент Стоячей Волны (по Напряжению) (англ. standing wave ratio) – это параметр, характеризующий состояние согласования антенны с приёмно-передающим устройством, к которому антенна подключена. Если входной/выходной импеданс устройства настроен условно на 50 Ом, и настроенная в резонанс антенна имеет 50 Ом эквивалентного активного сопротивления, то рассогласование отсутствует, и вся энергия перетекает из передатчика в антенну, а затем в пространство или из пространства в антенну, а затем в приёмник без потерь. В таком случае говорят, что КСВ=1. Если импеданс антенны отличается от 50 Ом в ту или иную сторону и/или имеет реактивную составляющую в своём импедансе, то наступает рассогласование. Энергия частично отражается от антенны (при передаче) или от приёмника (при приёме) и суммарное количество энергии, излучённое в пространство или принятое приёмником, уменьшается. Степень рассогласования характеризуется повышением уровня КСВ.
Для простоты понимания, автор умышленно не приводит в статье даже не сильно сложные формулы. Если вы хотите более подробно понять как считается КСВ, то отправляемся к учебникам.
На практике, всё что вам достаточно знать – это приемлемым уровнем рассогласования антенны при приёме является КСВ Пример измерения КСВ автомобильной антенны
Когда в цепи «передатчик – антенна» появляется дополнительный элемент – переносчик энергии – коаксиальный кабель, то он тоже должен быть максимально согласован по импедансу, как с антенной, так и с приёмно-передающим устройством. Точно так же, если на места стыка «устройство-кабель» или «кабель-антенна» присутствует разность импедансов, то наступает рассогласование в общей цепи и происходят потери энергии. По этой причине делают коаксиальные кабели стандартных импедансов 50 и 75 Ом. Кроме того, в коаксиальном кабеле присутствуют потери при переносе энергии в материале. Чем кабель толще и короче, тем потерь в нём меньше.
Обратные потери (коэффициент отражения – reflection coefficient)
Этот параметр не очень часто можно услышать в около/радиолюбительской среде, но он часто применяется профессионалами связистами. Этот коэффициент показывает какое количество энергии отразилось от антенны обратно в кабель. Выражается в Децибелах с обратным знаком. Таким образом видно, при неидеальном согласовании, чем больше энергии ушло в антенну на излучение, тем меньше её отразилось обратно. Применительно к антенне этот параметр практически никогда не описывается, но при наличии прибора для измерения антенных характеристик конкретно по этому параметру хорошо видно качество работы антенны. Даже не по параметру КСВ, а именно по обратным потерям. Смотрим скрин прибора:
Типовой график КСВ и Обратных потерь
Фиолетовым цветом у нас показан параметр обратных потерь, а синим цветом – КСВ антенны. Если смотреть по графику КСВ, то в полосе частот 430-450МГц антенна вроде бы работает хорошо, но по графику обратных потерь видно, что лучше всего антенна работает в довольно небольшой полосе от центральной частоты 440МГц. Ещё более показательным становится график, когда антенна сверхширокополосная, когда она имеет более-менее низкий но не постоянный уровень КСВ в очень широкой полосе, но точки идеального согласования у неё неизвестны.
Пример графика КСВ и Обратных потерь в широкой полосе
Полезные ссылки по теме и источники откуда была взята графика:
Собственные наработки автора.
Теперь, когда у вас есть основные базовые понятия по антеннам, вы можете критично выбирать любые антенны для любых приложений: будь то антенны для ТВ, для портативной радиостанции или для Meshtastic-модема.
В следующей статье, будут рассмотрены примеры замеров разных антенн для диапазона 433МГц и 868МГц и предложены универсальные рекомендации по выбору антенн.
P.S. Автор не претендует на истину в последней инстанции; Если вы профессионал и/или глубокий теоретик в области антенной техники и обнаружили в статье какие-либо неточности, сообщите об этом автору в личку.
Часть 1 >>>>>>>>>>>> Часть 2. Обзор существующих решений.