Impédance d'entrée d'antenne

Impédance d'entrée d'antenne(ou impédance d'entrée d'antenne) - la caractéristique principale de l'antenne d'émission et de réception, qui est définie comme le rapport de la tension haute fréquence et du courant d'alimentation

L'impédance d'entrée d'antenne est définie comme la somme de la résistance de rayonnement et de l'impédance de perte d'antenne.

La résistance aux pertes, à son tour, se compose de pertes ohmiques dans les éléments et les fils de l'antenne, les pertes d'isolement (dues aux fuites), la résistance aux pertes à la terre et les pertes de chaleur dans les objets environnants se trouvant dans la zone proche de l'antenne.

Pour augmenter le rendement de l'antenne, il faut s'efforcer de faire correspondre l'impédance d'entrée de l'antenne avec l'impédance caractéristique de la ligne, c'est-à-dire de respecter leur égalité, ainsi que de réduire les pertes dans l'antenne.

voir également

Littérature

• Antenne // Dictionnaire encyclopédique physique / Ch. éd. A.M. Prokhorov - M.: Sov. encyclopédie, 1983. - 928s., pp. 24-28
• Drabkin A. L., Zuzenko V. L., Kislov A. L. Dispositifs d'alimentation d'antenne. 2e édition, rév., Add. et révisé M. : "Sov. radio", 1974, S. 536, p. 11
• Rothamel, Karl Antenna, 11e édition, révisée et mise à jour par l'ingénieur Alois Krishke, 2005, pp.

Liens

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Voyez ce qu'est « Impédance d'entrée d'antenne » dans d'autres dictionnaires :

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La conception, la fabrication et l'utilisation d'antennes pour les longueurs d'onde longues (LW), moyennes (MW) et courtes (KB) sont nettement moins problématiques que les antennes pour VHF, en particulier pour la télévision. Le fait est que dans les bandes LW, SV, KB, les émetteurs ont généralement une puissance élevée, la propagation des ondes radio dans ces plages est associée à des valeurs élevées de diffraction et de réfraction dans l'atmosphère, et la réception les appareils sont très sensibles.

Lors de l'émission et de la réception d'un signal dans la gamme VHF et, en particulier, d'un signal de télévision, assurer les valeurs nécessaires de ces paramètres entraîne un certain nombre de difficultés, à savoir: l'obtention de la puissance des émetteurs de télévision, tels que ceux de diffusion, s'est avéré impossible jusqu'à présent ; les phénomènes de diffraction et de réfraction dans le domaine VHF sont insignifiants ; la sensibilité d'un récepteur de télévision est limitée par son propre niveau de bruit et est, en raison de la nécessité de recevoir un signal à large bande, d'environ 5 V. Par conséquent, pour obtenir un niveau d'image élevé sur l'écran du téléviseur, le niveau du signal d'entrée doit être d'au moins 100 µV. Cependant, en raison de la faible puissance de l'émetteur et des pires conditions de propagation des ondes radio, la force du champ électromagnétique au point de réception est faible. Par conséquent, l'une des principales exigences d'une antenne de télévision se pose : pour une intensité de champ donnée au point de réception, l'antenne doit fournir la tension de signal nécessaire au fonctionnement normal du récepteur de télévision.

L'antenne de réception est un fil unique ou un système de fils conçu pour convertir l'énergie des ondes électromagnétiques en énergie des courants à haute fréquence. Les paramètres des antennes pendant le fonctionnement pour la réception et l'émission sont identiques, par conséquent, le principe de réciprocité des dispositifs d'antenne peut être appliqué, ce qui permet de déterminer certaines caractéristiques et paramètres des antennes en mode émission et d'autres en mode réception.

Les ondes radio, tombant sur les objets environnants, y induisent des courants électriques à haute fréquence. Ces derniers créent un champ électromagnétique et l'onde électromagnétique est réfléchie. L'antenne reçoit à la fois des ondes radio directes et réfléchies, qui déforment l'image sur l'écran du téléviseur.

Des études expérimentales ont montré qu'en utilisant la polarisation verticale, beaucoup plus d'ondes réfléchies arrivent au site de réception qu'en utilisant la polarisation horizontale. Cela est dû au fait que dans l'espace environnant, en particulier dans les villes, il existe de nombreux obstacles verticaux bien réfléchissants (bâtiments, poteaux, tuyaux, aimants). Lors du choix du type de polarisation, les propriétés des antennes sont également prises en compte. Structurellement, les antennes horizontales sont plus simples que les verticales. Presque tous ont une directivité dans le plan horizontal, ce qui affaiblit la réception des interférences et des ondes réfléchies en raison de la sélectivité spatiale.

Les antennes de réception de télévision doivent répondre aux exigences de base suivantes :

Avoir une conception simple et facile à utiliser ;

Haute sélectivité spatiale ;

Passer une large bande de fréquence ;

Fournir un rapport élevé entre le niveau de signal et le niveau d'interférence lors de la réception ;

Avoir une faible dépendance de l'impédance d'entrée et du gain sur la fréquence.

Une antenne est une source de signal caractérisée par une force électromotrice (CEM) et une résistance interne appelée impédance d'entrée de l'antenne. L'impédance d'entrée est déterminée par le rapport de la direction aux bornes de l'antenne au courant à l'entrée de l'alimentation. La valeur de l'impédance d'entrée de l'antenne doit être connue afin de faire correspondre correctement l'antenne avec le câble et le téléviseur : ce n'est qu'à cette condition que la puissance maximale est fournie à l'entrée du téléviseur. Avec une correspondance appropriée, l'impédance d'entrée de l'antenne doit être égale à l'impédance d'entrée du câble, qui, à son tour, doit être égale à l'impédance d'entrée du téléviseur.

L'impédance d'entrée de l'antenne a des composants actifs et réactifs. L'impédance d'entrée de l'antenne accordée est purement active. Cela dépend du type d'antenne et de ses caractéristiques de conception. Par exemple, l'impédance d'entrée d'un vibrateur demi-onde linéaire est de 75 ohms et celle d'un vibrateur en boucle est d'environ 300 ohms.

L'adaptation antenne-câble est caractérisée par le rapport des ondes progressives (TWR). En l'absence d'une parfaite adéquation entre l'antenne et le câble, l'onde incidente (tension d'entrée) est réfléchie, par exemple, depuis l'extrémité du câble ou un autre point où sa propriété change radicalement. Dans ce cas, les ondes incidentes et réfléchies se propagent le long du câble dans des directions opposées. Aux points où les phases des deux ondes coïncident, la tension totale est maximale (nœud), et aux points où les phases sont opposées, elle est minimale (nœud).

Le coefficient d'onde progressive est déterminé par le rapport :

Dans le cas idéal, KBV = 1 (lorsqu'il existe un mode d'ondes progressives, c'est-à-dire qu'un signal de la puissance maximale possible est transmis à l'entrée du téléviseur, car il n'y a pas d'ondes réfléchies dans le câble). Ceci est possible en adaptant les impédances d'entrée de l'antenne, du câble et du téléviseur. Dans le pire des cas (quand Umin = 0) KBV = 0 (il existe un mode d'onde stationnaire, c'est-à-dire que les amplitudes des ondes incidentes et réfléchies sont égales et que l'énergie n'est pas transmise le long du câble).

Le rapport d'ondes stationnaires est déterminé par le rapport :

L'antenne omnidirectionnelle de réception reçoit des signaux de toutes les directions. L'antenne de réception directionnelle a une sélectivité spatiale. Ceci est important, car avec un faible niveau de directivité de champ sur le site de réception, une telle antenne augmente le niveau du signal reçu et atténue les interférences externes provenant d'autres directions.

Le gain directionnel d'une antenne de réception est un nombre indiquant combien de fois la puissance fournie à l'entrée du téléviseur lors de la réception sur une antenne directionnelle est supérieure à la puissance pouvant être obtenue lors de la réception sur une antenne omnidirectionnelle (à la même intensité de champ).

Les propriétés directionnelles d'une antenne sont caractérisées par un diagramme directionnel. Le diagramme directionnel de l'antenne de réception est une représentation graphique de la dépendance de la tension du signal à l'entrée du téléviseur sur l'angle de rotation de l'antenne dans le plan correspondant. Ce diagramme caractérise la dépendance de la CEM induite dans l'antenne par le champ électromagnétique sur la direction d'arrivée du signal. Il est construit dans un système de coordonnées polaires ou rectangulaires. Sur le riz. 12 les diagrammes de rayonnement d'antenne de type "canal d'onde" sont présentés.

Riz. 1. Le diagramme de rayonnement de l'antenne dans le système de coordonnées polaires

Les diagrammes de rayonnement d'antenne sont le plus souvent multilobés. Le pétale correspondant à la direction d'arrivée de l'onde à laquelle la CEM maximale est induite dans l'antenne est appelé le pétale principal. Dans la plupart des cas, le diagramme de rayonnement a également des lobes inversés (arrière) et latéraux. Pour faciliter la comparaison de différentes antennes les unes avec les autres, leurs diagrammes directionnels sont normalisés, c'est-à-dire qu'ils sont tracés en valeurs relatives, en prenant le plus grand EMF comme un (ou cent pour cent).

Les principaux paramètres du diagramme de rayonnement sont la largeur (angle d'ouverture) du lobe principal dans les plans horizontal et vertical. La largeur du lobe principal est utilisée pour évaluer les propriétés directionnelles de l'antenne. Plus cette largeur est petite, plus la directivité est grande.

Riz. 2. Diagramme de rayonnement de l'antenne dans un système de coordonnées rectangulaires

Le niveau des lobes latéraux et arrière caractérise l'immunité au bruit de l'antenne. Il est déterminé en utilisant le facteur de protection d'antenne (SPC), qui est compris comme le rapport de la puissance émise par l'antenne à la charge adaptée lors de la réception de la direction arrière ou latérale à la puissance à la même charge lors de la réception de la direction principale .

Le coefficient d'action protectrice est souvent exprimé en unités logarithmiques - décibels :

Les propriétés directionnelles de l'antenne sont également caractérisées par le coefficient d'action directionnelle (facteur d'action directionnelle) - un nombre qui indique combien de fois la puissance du signal entrant dans l'entrée du téléviseur lorsqu'il est reçu sur une antenne directionnelle donnée est supérieure à la puissance qui pourrait être obtenu lorsqu'il est reçu sur une antenne de référence omnidirectionnelle ou directionnelle. Un dipôle demi-onde (dipôle) est le plus souvent utilisé comme antenne de référence, dont la directivité par rapport à une antenne omnidirectionnelle hypothétique est de 1,64 (ou 2,15 dB). Le LPC caractérise le gain de puissance maximum possible qu'une antenne peut donner en raison de ses propriétés directionnelles, en supposant qu'il n'y a aucune perte dans celle-ci. En fait, toute antenne a des pertes et le gain de puissance qu'elle donne est toujours inférieur au maximum possible. Le gain réel de l'antenne en termes de puissance par rapport à un radiateur isotrope hypothétique ou un vibrateur demi-onde est caractérisé par le gain de puissance Kp, qui est lié au LPC par le rapport :

où η - coefficient de performance (efficacité) des antennes.

L'efficacité de l'antenne caractérise la perte de puissance dans l'antenne et est le rapport de la puissance de rayonnement à la somme des puissances et des pertes de rayonnement, c'est-à-dire à la puissance totale fournie à l'antenne par l'émetteur :

où P u- puissance de rayonnement, Pn- les pertes de puissance.

La bande passante d'une antenne de télévision réceptrice est un spectre de fréquences dans lequel toutes les valeurs principales de ses caractéristiques électriques sont maintenues. La réponse en fréquence d'une antenne accordée est similaire à la courbe de résonance d'un circuit oscillant. Par conséquent, par analogie avec la bande passante de la boucle, la bande passante de l'antenne peut également être déterminée.

À la fréquence de résonance (fixe), l'antenne a une certaine valeur de l'impédance d'entrée, qui est cohérente avec l'impédance de charge. Cette fréquence est généralement considérée comme la fréquence moyenne d'une chaîne de télévision, à laquelle la réactance de l'antenne est nulle. Aux fréquences inférieures à la résonante, il est capacitif et aux fréquences supérieures à la résonante, il est inductif.

Ainsi, un changement de fréquence conduit à la fois à un changement de la composante active et à l'apparition d'une composante réactive de la résistance d'entrée. En conséquence, la puissance fournie à la charge est réduite.

Ceci est particulièrement visible aux fréquences extrêmes les plus éloignées de la fréquence de résonance. La puissance ne peut pas être réduite de plus de deux fois. Sur la base de cette bande passante 2Af un tel spectre de fréquences proche de la fréquence de résonance est considéré, dans lequel la puissance fournie à la charge ne sera pas réduite de plus de deux fois.

Pour assurer une bonne qualité de réception, l'antenne doit traverser tout le spectre de fréquences du signal de télévision, qui est de 8 MHz pour un canal. La qualité d'image est encore assez bonne si l'antenne passe au moins 6 MHz de bande passante. Un rétrécissement supplémentaire de la bande de fréquence conduit à une détérioration de la qualité de l'image et à la perte de sa clarté. La méthode la plus efficace d'expansion de la bande passante consiste à réduire l'impédance d'onde équivalente du vibrateur en augmentant ses dimensions latérales. De cette façon, la capacité linéaire augmente et l'inductance linéaire du vibrateur diminue. Entre autres choses, la bande passante de l'antenne est limitée par la bande passante du chargeur de gouttes.

impédance d'entrée d'antenne. On pense qu'il s'agit d'une réactance et d'une résistance connectées en série. Mais il n'y a pas de véritable résistance, condensateur ou inducteur dans l'antenne ou le chargeur. Tout ceci n'est que le résultat du calcul des résistances équivalentes du circuit d'antenne. Laissez une certaine "boîte noire" être utilisée comme charge, dont le connecteur d'entrée est alimenté en tension RF. Sur ce connecteur, vous pouvez effectivement mesurer la tension instantanée u' et le courant i', ainsi que le déphasage entre eux j. La résistance d'entrée est l'actif et la réactance calculés, en se connectant à cette tension haute fréquence, nous obtenons exactement les mêmes u ', i' et j.
On sait qu'un tel équivalent peut avoir à la fois une connexion série (série, Zs = Rs + jXs) et parallèle (parallèle, Zp = Rp || + jXp) de résistances actives et de réactance. Chaque connexion en série de résistances active (Rs) et réactive (Xs) correspond à une connexion en parallèle de résistances active (Rp) et de réactance (Xp). En général, Rs # Rp et Xs # Xp. Voici les formules par lesquelles vous pouvez recalculer les valeurs numériques d'un composé à un autre.

Par exemple, convertissons la connexion série Zs = 40 + j30W en parallèle Zp.

L'équivalent d'une connexion en série est plus souvent utilisé, mais l'équivalent d'une connexion en parallèle a la même signification pratique. Zs est appelé l'impédance série, R est la résistance, X est la réactance et Zp est l'impédance parallèle. En connexion parallèle, l'administration est souvent utilisée, mais il s'agit de conductivité, et la visibilité lors de son utilisation est fortement réduite. Habituellement, le terme "impédance" indique que nous parlons d'une connexion en série de résistance et de réactance équivalentes.

88) Les puissances fournies à l'antenne et rayonnées par l'antenne.

La puissance est divisée en deux parties :

1) émis

2) pertes sur résistance active (dans le sol, dans les conducteurs métalliques environnants, haubans, bâtiments, etc.)

- la puissance rayonnée, comme pour tout circuit linéaire, est proportionnelle au carré de la valeur efficace du courant dans l'antenne.

- coefficient de proportionnalité.

La résistance aux rayonnements peut être définie comme le coefficient qui relie les antennes aux en un point d'antenne donné.

(forme d'antenne, dimensions géométriques, je)

- puissance utile

Perte de pouvoir:

- résistance équivalente des pertes liées au courant je

- pleine puissance (fournie à l'antenne)

où - résistance active de l'antenne au point d'alimentation

Pour évaluer l'efficacité de l'antenne, le concept d'efficacité de l'antenne est introduit , pour augmenter il faut diminuer.

89) Vibromasseur électrique symétrique en espace libre.

Lois approximatives de distribution de courant et de charge sur le vibrateur.

Riz. 15. Vibromasseur symétrique

Vibrato symétrique - deux bras de même taille et de même forme, entre lesquels le générateur est allumé.

Avant le développement d'une théorie rigoureuse d'un vibrateur symétrique (fin des années 30 - début des années 40), une méthode approximative a été utilisée pour calculer le champ du vibrateur. Elle repose sur l'hypothèse d'une distribution de courant sinusoïdale sur le vibrateur (loi des ondes stationnaires) associée à une certaine analogie externe entre un vibrateur symétrique et une ligne à 2 fils ouverte à l'extrémité.

Après une série d'expériences avec des antennes hélicoïdales, un graphique a été tracé

impédance d'entrée des antennes dipolaires et hélicoïdales verticales en fonction du facteur de raccourcissement (Fig. 6.9) dans la plage de 7 ... 28 MHz. Les antennes ont été réalisées sur un cadre diélectrique d'un diamètre de 10 mm à 10 cm, l'enroulement en spirale était uniforme et un fil d'un diamètre supérieur à 0,5 mm a été utilisé.

Des expériences ont montré que pour les antennes spiralées raccourcies avec K = 2 ... 10, un changement du diamètre de leur cadre dans 1 ... 10 cm n'affecte pas de manière significative la résistance d'entrée. Cependant, pour les antennes hélicoïdales très raccourcies avec K> 10, mes résultats ont montré que l'impédance d'entrée dépend en grande partie du diamètre de leur cadre diélectrique et de la fréquence à laquelle l'antenne hélicoïdale a une résonance. comme dans la Fig. 6.9 n'a pas réussi à obtenir.

Comme on peut le voir sur ce graphique, un câble coaxial avec une impédance caractéristique de 50 Ohm, une longueur électrique qui est un multiple de la moitié de la longueur d'onde de l'antenne, convient pour alimenter des antennes dipôles et spirales verticales avec K> 3. Dans certains cas, les antennes verticales avaient initialement une impédance d'entrée nettement supérieure à celle de la Fig. 6.9, mais le réglage de la « masse » de l'antenne sur la résonance a permis de l'abaisser. La connexion d'un câble coaxial à une antenne verticale modifie généralement légèrement son impédance d'entrée à la fin de la connexion du câble à l'émetteur-récepteur, dans ce cas, la modification de l'impédance d'entrée

se produit dans le sens de la diminution. Antenne hélicoïdale dipolaire

par rapport à la verticale, il a généralement une impédance d'entrée plus proche de celle indiquée dans le graphique. Cependant, la connexion d'un câble coaxial à une antenne dipôle hélicoïdale peut entraîner le fait que la résistance de l'antenne différera considérablement de celle indiquée sur le graphique, à la fois vers le haut et vers le bas. Au moins 10 billes de ferrite installées aux extrémités du câble coaxial réduisent son effet

sur l'impédance d'entrée, mais pas complètement éliminé. Si le facteur d'allongement de l'antenne spirale dépasse 5, il est conseillé d'installer une self haute fréquence non pas à partir d'anneaux de ferrite à l'extrémité du câble coaxial alimentant l'antenne, mais sous la forme de 5 à 20 tours d'un câble coaxial avec un diamètre de 10 ... 20 cm.

Changer le diamètre de la spirale et le diamètre du fil utilisé pour enrouler une véritable antenne raccourcie n'affecte pas de manière significative l'impédance d'entrée de l'antenne. Cela se produit parce qu'avec une augmentation du diamètre de la spirale, l'antenne rayonne plus efficacement, par conséquent, la résistance au rayonnement de l'antenne augmente et son impédance d'entrée augmente. Avec une diminution du diamètre de la spirale, l'efficacité de rayonnement de l'antenne des ondes électromagnétiques diminue, donc la résistance au rayonnement diminue, mais les pertes diélectriques dans le cadre en spirale augmentent. Une augmentation des pertes diélectriques entraîne une augmentation de l'impédance d'entrée de l'antenne hélicoïdale. Evidemment, afin d'augmenter l'efficacité de l'antenne spirale, il est nécessaire d'utiliser un fil du plus grand diamètre possible pour la fabrication de sa spirale, et le diamètre des spires spiralées doit être le maximum possible pour la mise en oeuvre pratique de la antenne. Le cadre sur lequel est réalisée la spirale de l'antenne doit avoir de faibles pertes diélectriques. Dans la conception d'une antenne hélicoïdale, il est souhaitable d'utiliser un enroulement en spirale uniforme.

Qu'est-ce que l'impédance d'entrée d'antenne ?

Tout le monde sait que l'impédance d'entrée (impédance) d'une antenne est rarement égale à l'impédance caractéristique d'une ligne d'alimentation. Ici, je vais essayer de montrer comment faire correspondre la charge avec le chargeur en utilisant des méthodes efficaces.
De plus, tous les exemples seront donnés pour un câble coaxial avec une impédance caractéristique de 50 ohms, mais le principe de calcul est valable pour d'autres lignes de transmission à la fois asymétriques et symétriques.

Impédance d'entrée d'antenne

Voyons d'abord quelle est l'impédance d'entrée de l'antenne. On pense qu'il s'agit d'une réactance et d'une résistance connectées en série. Mais il n'y a pas de véritable résistance, condensateur ou inducteur dans l'antenne ou le chargeur. Tout ceci n'est que le résultat du calcul des résistances équivalentes du circuit d'antenne.

Laissez une certaine "boîte noire" être utilisée comme charge, dont le connecteur d'entrée est alimenté en tension RF. Sur ce connecteur, vous pouvez effectivement mesurer la tension instantanée u' et le courant i', ainsi que le déphasage entre eux j ... La résistance d'entrée est l'actif et la réactance calculés, en se connectant à cette tension haute fréquence, nous obtenons exactement les mêmes u '', i '' et j.

On sait qu'un tel équivalent peut avoir à la fois une connexion série (série, Zs = Rs + jXs) et parallèle (parallèle, Zp = Rp || + jXp) de résistances actives et de réactance. Chaque connexion en série de résistances active (Rs) et réactive (Xs) correspond à une connexion en parallèle de résistances active (Rp) et de réactance (Xp). En général, Rs Non. Rp et Xs Non. Xp. Voici les formules par lesquelles vous pouvez recalculer les valeurs numériques d'un composé à un autre.

Par exemple, recalculez la connexion série Zs = 40 + j30 W parallèle à Zp.

L'équivalent d'une connexion en série est plus souvent utilisé, mais l'équivalent d'une connexion en parallèle a la même signification pratique. Zs est appelé l'impédance série, R est la résistance, X est la réactance et Zp est l'impédance parallèle.

En connexion parallèle, l'administration est souvent utilisée, mais il s'agit de conductivité, et la visibilité lors de son utilisation est fortement réduite. Habituellement, le terme "impédance" indique que nous parlons d'une connexion en série de résistance et de réactance équivalentes.

Cependant, un recalcul de la connexion en série des résistances en connexion parallèle est assez souvent nécessaire pour compenser la composante réactive. Il ne faut pas oublier qu'avec la compensation série et parallèle, nous obtenons différents composants actifs de la résistance.

Pour convertir des Zs en Zp et vice versa, le programme NETCALK est très approprié.
La question se pose de savoir comment mesurer les paramètres de la charge complexe. Malheureusement, un simple compteur VSWR est de peu d'utilité ici. Pour cela, j'utilise un analyseur vectoriel VA1, qui affiche toutes les valeurs numériques nécessaires à l'écran. Vous pouvez également utiliser l'AA-330.

Compensation réactive

Il est utile de compenser la composante réactive de la résistance (impédance). Cela réduit le ROS. L'essence de la compensation est l'alignement de phase de la tension et du courant. L'angle de phase entre la tension et le courant peut être modifié en connectant l'élément réactif en série ou en parallèle.

Pour que la différence des angles de phase devienne nulle, il est nécessaire de connecter une telle réactance présente dans le circuit de charge équivalent, uniquement avec le signe opposé. On sait que la réactance du condensateur a un signe négatif, l'inductance - positive.

Dans le cas d'une compensation série, un élément réactif équivalent supplémentaire de signe opposé est connecté en série et un circuit série est obtenu, et dans le cas d'une compensation parallèle, en parallèle, un circuit parallèle est obtenu. Dans le cas d'une connexion en série de résistances, elles s'additionnent simplement

Et dans le cas d'une connexion parallèle

Si la charge est entièrement compensée, ces circuits sont en résonance, avec Xs = 0 ou Xp =Ґ ... Par exemple, nous avons une charge Zs = 50 + j30 W (Zp = 68 || + j113 W), ROS = 2.

Si en série avec la charge on allume la capacité avec Xc = -30 W, on obtient Z = 50 W et ROS = 1. Si parallèle à la charge on connecte une capacité avec Xc = -113 W, on obtient Z = 68 W et ROS = 1,36. Dans le cas de la compensation série, un élément supplémentaire avec un équivalent correspond à un circuit série, dans le cas d'un parallèle - à un parallèle.

Correspondance de résistance

Comme je l'ai déjà écrit, en connectant l'élément de compensation de différentes manières, dans le cas général, nous obtenons un Z différent, donc également le ROS. Voyons comment vous pouvez compenser (faire correspondre) la charge Zs = 22 + j25 W (Zp = 50,4 || + j44 W), ROS = 2,94.

En connectant un condensateur en série avec Xc = -25 W on obtient Z = 22 W (ROS = 2,27). Si en parallèle à la charge on connecte un condensateur avec Xc = -44 W, on obtient Z = 50,4 W et ROS = 1,01. Comme vous pouvez le voir, dans ce cas, la compensation parallèle est indéniablement meilleure. Si une telle charge est connectée à un émetteur qui fonctionne à une fréquence de 14 MHz, alors un condensateur d'une capacité de

Si l'émetteur a un circuit P de sortie, alors cette capacité doit être ajoutée au condensateur de sortie (froid). Cela peut être fait avec un condensateur de sortie s'il est augmenté de la quantité requise. Dans ce cas, nous obtenons une bonne correspondance de l'émetteur, conçu pour 50 W , en charge (au point de raccordement du départ avec l'émetteur, r = 0), bien que le VSWR dans le câble reste 2,94. W , puis en parallèle au condensateur du circuit P il faut connecter une inductance de 0.5mH (Xl = 44 W ) ou, s'il y a une telle possibilité, réduire la capacité du condensateur "froid" du circuit P de 258pF (Xs = -44 W ). En partie à cause de cela, en accordant le circuit P à la charge réelle, nous obtenons une capacité inégale du condensateur "froid" par rapport à 50Équivalent W.

En partie parce qu'en faisant varier la capacité des condensateurs du circuit P, il est possible, dans certaines limites, d'accorder l'émetteur à une charge qui n'est pas égale à celle calculée lors de la conception de l'émetteur. Si l'émetteur n'a pas de boucle P ou de tuner, alors cette réactivité non compensée perturbe le filtre de sortie de l'émetteur, le coefficient de réflexion r > 0 et l'émetteur n'est pas capable de fournir la puissance calculée au départ.

Je tiens à noter que ni le circuit P, ni le tuner dans l'émetteur-récepteur ou à proximité, ne modifient le SWR dans le chargeur. Ces appareils ne sont capables de faire correspondre l'impédance de sortie du transmetteur avec l'impédance d'entrée du départ qu'au point de sa connexion au transmetteur (à ne pas confondre avec l'impédance caractéristique du départ), c'est-à-dire améliorer le coefficient de réflexion r ... Pour améliorer le ROS du câble, il est nécessaire d'adapter la charge à l'impédance caractéristique du départ au point de leur connexion.
La compensation série et parallèle peut être appliquée simultanément. Cela dépend du cas particulier. Permettez-moi de vous donner un exemple réel. L'impédance de l'antenne à 1,9 MHz a une impédance de Zs = 26 + j44 W (Zp = 100 || + j59 W), ROS = 3,7.

Si un condensateur avec Xc = -59 est connecté en parallèle avec la charge W, on obtient Z = 100 W , SWR = 2, si on connecte en série un condensateur avec Xc = -44 W , on obtient Z = 26, SWR = 1,92. Ce dernier est meilleur, mais toujours mauvais. Maintenant, sans changer Rs, sélectionnez Xs de telle sorte que Rp devienne 50 W ... Cette option correspond à Zs = 26 + j25 W ... Connecter en série avec la charge la réactivité Xs = (26 + j25) - (26 + j44) = - j19 W (condensateur 4.4nF). Reçu Zs = 26 + j25 W recalculer en Zp = 50 || + j52 W.

On connecte maintenant en parallèle la réactivité Xp = -j52 W (condensateur 1.6nF) et on obtient Z = 50 W et ROS = 1. Ça y est, antenne avec 50 W accepté par le nourrisseur !
Tout cela peut être facilement calculé à l'aide du programme MMANA. J'ai écrit tout cela afin de comprendre le mécanisme de configuration et ce qui affecte quoi.

Vous pouvez vous mettre d'accord d'une autre manière. On sait que si une charge est connectée au départ, dont la résistance n'est pas égale à l'impédance caractéristique du départ, alors le départ va transformer l'impédance de la charge.

La valeur numérique de la résistance à l'entrée du départ dépendra de la résistance de charge, de l'impédance caractéristique et de la longueur du départ. En utilisant le programme APAK-EL, on trouve que si la charge Zs = 26 + j44 W connecter le chargeur 50 W longueur 4,76 m., puis à une fréquence de 1,9 MHz à son entrée on obtient Zs = 50 + j69 W.

Si à cet endroit on allume en série une capacité avec Xc = -69 W (condensateur 1.2nF), alors on obtient Z = 50 W et ROS = 1. De cet endroit, vous pouvez connecter 50 W mangeoire de n'importe quelle longueur.

D'autres variantes d'accord sont également possibles. Cela dépend de la compréhension de l'essence et de la fantaisie.
Essayons maintenant de faire correspondre l'antenne à 14 MHz, dont l'impédance est Zs = 150-j260 W (Zp = 600 || -j346 W ). Comme vous pouvez le voir, nous ne pouvons pas faire avec un seul élément de compensation.

Nous devons obtenir 50 W, pas 150 W ou 600 W ... Entrez les données dans APAK-EL et trouvez le point le plus proche de la charge, où Rtr = 50 W.

Comme vous pouvez le voir, la longueur du câble supplémentaire ne sera que de 30 cm. A cet endroit nous aurons Zs = 50-j161 W ... Si à cet endroit on connecte en série l'inductance avec Xl = 161 W , alors on obtient un accord complet (Z = 50 W , ROS = 1).
Tout cela peut être coordonné au point où la charge est connectée au départ. Exemple avec MMANA

Comme vous pouvez le voir, vous pouvez vous mettre d'accord en connectant une inductance de 1,35 m H parallèle à la charge et appliquez un signal à la charge via un condensateur de 68,5 pF.

Boucles

Les boucles sont des sections court-circuitées ou ouvertes du départ. Dans un départ idéal (débit sans pertes), la résistance de telles sections est purement réactive, il n'y a pas de partie active.

De telles sections du chargeur peuvent être utilisées pour compenser le composant réactif. Ceci est utile lorsque la compensation parallèle est utilisée. Des sections jusqu'à un quart de longueur d'onde sont souvent utilisées. Ils peuvent être plus longs, mais les vrais feeders ont des pertes et plus la ligne est longue, plus elle est importante.

Boucle fermée de longueur électrique jusqu'à 1/4 je a une réactance inductive à la fin, ouverte - capacitive. De telles sections de l'alimentation peuvent simuler à la fois l'inductance et la capacité. Mais il ne faut pas oublier que l'inductance ou la capacité de la boucle dépend de la fréquence.

Dans l'exemple donné, on voit qu'il faut connecter une inductance de 1,352 m H. A l'aide de MMANA, on constate qu'une telle inductance à 14 MHz a une boucle en bout de boucle du câble RG58/U d'une longueur de 2,62 m.

En utilisant le même exemple, essayons de réconcilier la même chose avec MMANA d'une manière différente, en utilisant uniquement une boucle.

Ainsi, si la boucle court-circuitée fait 67,5 cm de long. connecter parallèlement au chargeur à une distance de 2,57 m. de la charge, nous adapterons également complètement le chargeur à la charge. Alternativement, vous pouvez connecter une boucle ouverte d'une longueur de 2,84 m en parallèle. à une distance de la charge de 3,82 m.
D'autres variantes d'accord sont également possibles. Mais il ne faut pas oublier que les pertes dans les alimentations à faible impédance (coaxiales) à des valeurs de ROS élevées sont importantes, il est donc conseillé de choisir une méthode d'adaptation qui produit les longueurs les plus courtes de l'alimentation avec un ROS élevé et d'utiliser des ROS épais -câbles de qualité.
Comme vous pouvez le voir, pratiquement tout peut être coordonné de différentes manières.
Seulement pour cela, vous avez besoin d'un appareil de mesure et, bien sûr, d'un ordinateur. L'impédance complexe de l'antenne ne peut être mesurée ni avec un testeur ni avec un ROS. Sans ces données, le rapprochement prend du temps et conduit souvent à des résultats insatisfaisants.

Dans cet article, j'ai décrit plusieurs méthodes de réconciliation. J'ai essayé de décrire l'essence du problème aussi simplement que possible, mais c'est très simple dans une telle question, cela ne fonctionne pas.
Cet article a été écrit par moi il y a plusieurs années en lituanien et a maintenant été traduit en russe. D'autres versions d'APAK-EL et MMANA sont actuellement disponibles, des exemples sont donnés en utilisant des versions plus anciennes.
APAK-EL a un utilitaire qui peut également être utilisé pour calculer les réactivités de compensation. Cependant, le principe même de coordination n'en change pas.
J'espère que cet article sera utile à certaines personnes.

Vytas (LY3BG), ly3bgtakas.lt