Home Technika Antenos, perdavimo linijos Apie maitinimo linijos slopinimą
Photo moments
p6090252.jpg
VMU RC
MAIN menu
VMU RC support projects
Banner
Lietuvos Flora ir Fauna
Banner
Lietuvos piliakalnių diplomas
VDU RK Sponsors
Banner
Vytauto Didžiojo Universitetas
Flag Counter
Free counters!
Apie maitinimo linijos slopinimą
Written by Vytenis (LY2KZ)   
Sunday, 12 February 2012 08:35

Dažnai ir daug diskutuojame apie antenas. Retai (o be reikalo!) pagalvojame apie energijos perdavimo linijas, paprasčiau kalbant kabelius. Ar nebūna taip, kad kiek antena signalą sustiprina, tiek jis nuslopsta pakeliui iki jos? Nereta situacija, kai turimas konkretus kabelis, tačiau jo kokybė yra sunkiai nuspėjama. Kitas dažnas klausimas: kaip pakito kabelio savybės per 10 (15, 20) metų eksploatacijos? Šiuo atveju mums gali pagelbėti labai paprasta matematika ir truputis elementarių matavimų. Laikoma, kad priderintosios linijos nuostoliai („Matched loss“) yra tokie nuostoliai, kurie patiriami, kai linija yra apkrauta savo charakteringąja varža Z0. Kaip juos pamatuoti? Literatūroje dažniausiai sutinkamos formulės pagrįstos atspindžio koeficiento |ρ|, SWR arba grįžtamojo slopinimo („Return loss“ - RL) matavimais. Formulė naudojama tokia:

 

image001      (1)

 

Atrodo, viskas pakankamai aišku. Kabelį turiu, SWR matuoklį taip pat, ko daugiau reikia?

 

Susirandu kabelio gamintojo puslapyje deklaruojamus RG-213 kabelio slopinimus:

 

Dažnis,
MHz

Slopinimas
dB/100m

1

0,6

50

4,5

100

6,5

200

9,4

300

11,9

 

 

Mane domina dažniai 50MHz ir 100MHz. Šiais dažniais dirba mano SWR matuoklis, jie artimesni mano darbo dažniams nei visi kiti. Apkrovos (antenos) pusėje atjungiame kabelio šarvą ir centrinę gyslą. Matuojame. Gauname:

 

SWR(100)o=3,03     RL(100)o=5,95     SWR(50)o=6,07     RL(50)o=2,89

 

Indeksą o (“o”- open) naudoju pažymėti atviros linijos matavimo variantą.

Visus matavimus pakartoju, kai linija užtrumpinta. Juos įvardinsiu su indeksu s (“s” – short)

 

SWR100s=3,89     RL(100)s=4,56     SWR(50)s=5,15     RL(50)s=3,42

 

Prieš imant į rankas kalkuliatorių reikia pažymėti, kad šis, (1) formulėje aprašomas metodas turi vieną trūkumą. Kabelio matavimas užtrumpinus ir atjungus duoda gerokai skirtingus rezultatus. Viena iš priežasčių yra ta, kad formulė neįvertina, jog pačio matuoklio (šiais laikais dažniau Antenų analizatoriaus) kompleksinė varža nėra lygi 50+0j. Iš dalies problemą galima išspręsti panaudojus kitokią formulę


 

image002     (2)


Nereikia didelių pastangų pastebėti, kad kabelio slopinimo skaičiavime naudojant SWR paimamas geometrinis vidurkis, o naudojant grįžtamąjį slopinimą – aritmetinis.

Mano kabelio ilgis ne 100 metrų, bet apie 33 metrai. Todėl visi gamintojo pateikti standartiniai slopinimai 1/3 mažesni.

 

Dabar galima paimti į rankas kalkuliatorių ir paskaičiuoti:

 

 

Gamintojo deklaruotas slopinimas. dB, (1/3)

image003

image004

image005

image006

50MHz
(open)

1,5

1,45

1,45

1,575

 

1,578

 

50MHz
(short)

1,5

1,71

1,71

100MHz
(open)

2,16

2,97

2,97

2,63

 

2,628

 

100MHz
(short)

2,16

2,28

2,28

 

 

Dabar jau galima daryti šiokius tokius apmąstymus.

Kodėl matavimų ir skaičiavimų tikslumas gavosi nedidelis? Mano užduotis nebuvo kuo tiksliau išmatuoti kabelio slopinimą. Praktikoje žymiai dažniau pasitaikantis klausimas: „Ar šis kabelis yra geras?“ „Kuris iš šių kabelių yra geresnis?“ Mano atliktų skaičiavimų ir matavimų turėtų pakakti rasti atsakymui į šiuos klausimus.

Ir vis dėl to. Kodėl tikslumas nedidelis? Yra mažiausiai du atsakymai:

Savo kabelio ilgį matavau „iš akies“. Labai tikėtina, kad kelis metrus galėjau ir „nusukti“.

Matavimus, ypač 100MHz galėjo įtakoti per ~10cm nuo kabelio galo esantis didelis metalinis objektas - antenos stiebas.

Kabelis nors dar nesenas, bet jau ir ne naujas. Galbūt parametrai iš tiesų truputį pasikeitę į blogąją pusę.

Analizatoriaus matavimo tikslumas. Yra žinoma, kad analizatoriaus SWR tikslumas virš SWR=3 yra tik vidutiniškas.

Kaip praktiškai panaudoti šiuos rezultatus? Jei tik turite analizatorių su grįžtamojo slopinimo matavimo galimybe, paprasčiausia aritmetika skaičiuojant slopinimą naudoti būtent jį. A(dB)=RL/2. Pabandykite du variantus: užtrumpintu kabelio galu ir atviru. Toliau, jau pagrindinės mokyklos matematikos trečios klasės kursas. Jei jums tenka naudotis klasikiniu rodykliniu SWR matuokliu, taip pat ne bėda. Tiesa, tikslumas kiek nukentės ir formulė skaičiavimams naudojant SWR, bus iš pagrindinio lavinimo mokyklos ketvirtos klasės matematikos kurso.

Ir pabaigai, du galbūt įdomūs dalykai.

Tie laimingieji, kurie gali naudotis AA-230 arba AA-1000 analizatoriais, savo rankose turi dar vieną naudingą įrankį – „Time Domain Reflectometer“. Jo pagalba kelių dešimčių centimetrų tikslumu galima nustatyti kabelio pažeidimo vietą ar kitus signalo atspindžio taškus.

Yra būdas kaip matuoti kabelio slopinimą neatjungus jo nuo apkrovos (antenos), tačiau šis būdas mano dar neišbandytas, todėl čia ir neaprašytas.




Literatūra:

1. "Measuring Cable Loss" by Frank Witt, AI1H, May/June 2005 QEX

2. "Low-Band DXing" John Devoldere, ON4UN 4th ed., Chapter 6.2

Last Updated on Sunday, 12 February 2012 17:42