Длина кабеля от антенны до трансивера

Длина кабеля питания 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 линии	Коэффициент укорочения	Коэффициент укорочения(прямое)	Волновое сопротивление, Ом
Коаксиальные кабели с полиэтиленовой изоляцией (РК-50-2-11 и др.)	1,52	0,66	50
Коаксиальные кабели с фторопластовой изоляцией (PK-50-2-21 и др.)	1,41	0,71	50

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.

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.

Источник

Тема: Как рассчитать длину кабеля?

Обратные ссылки

Опции темы

Как рассчитать длину кабеля?

Стыдно, но признаюсь, что я р/любитель уже с 20и летним стажем, но не знаю как рассчитать длину кабеля. И никогда этого не делал. Просто длиной элементов подгонял КСВ и вроде успешно работалось. Где- то я прочел, что кабель- это линия питания и может быть любой длины, эта мысль мне показалась верной. Но теперь у меня такой неудачный в смысле местоположения антенны ЩТХ, что я думаю, а может теперь стоит обратить внимание и на ЭТО? Кто что скажет и формулу. Думаю, что формула будет 300/f(MHz)*1/2*Ku кабеля. Так ведь? И самый главный вопрос- А надо ли ЭТО?
И у кого от ЭТОГО стало лучше?

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Бросьте вы эту затею! Оставайтесь при мысли, что кабель в качестве линии питания может быть любой длины.
Лучше от этого не становится. Естественно я не имею в виду случай, когда оплетка кабеля преднамеренно используется как излучающая часть, но эл. длина тогда не при чем.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Длинной кабеля надо заниматься если сопротивление антенны и передатчика не равно 50 Ом (75).Хотя лучше бы настроить антенну!
Изменение длинны(обычно речь идет о полуволновом или четвертьволновом) кабеля это частный случай использования.
Коффициент укорочения для разных типов коаксиалов разный и может быть от 0,6 до 0,8. Обычно используют коэфф. 0,67.
Конечно желательно его измерить для реального кабеля.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

2Алексей Ш.:
RW4HM прав на все 100, только чуть дополню.
Если Вы используете простые антенны как то диполь, дельту, то Ваш способ вполне приемлем и результат будет всего лишь чуть хуже наилучшего, но вот при Яги и прочих тут уже грабли. Дело в том,что кабель ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ длиной не кратный полволны имеет свойство трансформировать сопротивление. И если реально на зажимах вибратора будет не 50(75)ом то длиной кабеля можно выгнать КСВ=1, но антенна то при этом расстроена, усиление падает, диаграмма летит и тд. Правда это не касается антенн заведомо инеющих отличное сопротивление и вот в них то и используются кабели как трансформаторы.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Алексей Ш.
Думаю, что формула будет 300/f(MHz)*1/2*Ku кабеля

Да, это кабель с электрической длиной в полволны для данной частоты. Эту длину, при необходимости, можно умножать на целое число. При такой длине антенна как бы подключена непосредственно к передатчику, что особенно удобно при наличии автоматического тюнера, да и так все настраивается. Даже волновое сопротивление кабеля не имеет значения.

RW4HM
Коффициент укорочения для разных типов коаксиалов разный и может быть от 0,6 до 0,8. Обычно используют коэфф. 0,67.

Точнее Ку — это единица, деленная на корень из диэлектр. проницаемости (е). Для полиэтилена е= 2-2.4 (Ку=0.71-0.64).
А вот если вспененный диэлектрик, то е почти равна единице — можно сильно ошибиться.

RW4HM
Конечно желательно его измерить для реального кабеля.

Это самый лучший способ.

Итак повторим. Если кабель согласован с антенной, то его длина (без учета затухания) не имеет значения.
Если согласовать антену с кабелем сложно (в полевых условиях), можно и нужно использовать кабель с электрической длиной кратной полуволне.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Всем спасибо! Понял, что мое мнение не было уж слишком ошибочным. А направленные антенны, мне в моем ЩТХ, не *грозят* никогда, пока я здесь

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Опять двадцать пять!

Ну что дает полуволновый повторитель? Его применение оправдано лишь в случае, когда входное сопротивление антенны близко к входному сопротивление TRX, а линии с таким волновым сопротивлением нет. При современной аппаратуре случай почти невероятный.
Прочитайте внимательно первое предложение в сообщении от RW4HM — не равенство входного сопротивления антенны, волнового сопротивления линии и входного/выходного сопротвления TRX является обязательным условием для согласования антенны линией. При неслоблюдении этого условия настройка происходит за счет изменения сопротивления излучения оплетки кабеля.
«Если в описании антенны рекомендуется использовать для запитки полуволновый повторитель, то ну ее на . » — не мною придумано.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Насридин
Ну что дает полуволновый повторитель? Его применение оправдано лишь в случае, когда входное сопротивление антенны близко к входному сопротивление TRX, а линии с таким волновым сопротивлением нет. При современной аппаратуре случай почти невероятный.

Снова дважды два.

Наоборот. Самый наивероятнейший случай. У антенны волновое неизвестно (натянули провод в лесу), автоматический аттенюатор у трансивера обеспечивает согласование с нагрузкой в диапазоне 30-300ом (например у меня). Соедините такую антенну с TRX полуволновым повторителем и они «полюбят друг-друга».

Причем независимо от того, «кто что сказал» я эту ситуацию просчитал, смоделировал, так сказать, схемку.
Источник синуса 14Мгц, затем линия задержки на 35.72ns (полволны) и волновым сопр. 50 ом, затем активная нагрузка 100 ом.
Как нагрузку ни меняй — ток в ней будет равен напряжению источника, деленному на её сопротивление. Изменение волнового сопр. линии вообще не дает эффекта.
Но стоит «тронуть» длину линии. — мама дорогая что творится.

Это еще раз доказывает известный факт, что полуволновой повторитель как бы «перемещает» точку запитки антенны на выход TRX и этим грех не пользоваться в некоторых случаях.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Не знание законов не освобождает от ответственности.
А зачем вы это сами придумывали? Теория длинных линий разработана прекрасно и описывается в любом учебнике по электротехнике/радиотехнике. Так, что упоминание «линии задержки» в данном случае, как то не уместно.
Вашему тюнеру наплевать где он будет подключен: на конце полуволнового повторителя, или на конце более длинной или короткой линии. Ваш тюнер предназначен для согласования нагрузки при КСВ оговоренных в пределах, а КСВ вдоль линии не изменяетс(без учета потерь) . К стати, веревка в лесу не обязательно окажется резонансной — это еще одно условие делающей бессмысленным использование повторителя.
Не забывайте предпринять меры препятствующие излучени оплеткой кабеля и тогда никаких чудес происходить не будет и линия будет работать точно в соответствии с теорией.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Насридин
Не знание законов не освобождает от ответственности.

Это Вы первый сказали. (Помолчим уж про правила грамматики)

Насридин
. упоминание «линии задержки» в данном случае, как то не уместно.

Любой коаксиал — суть линия задержки электрического сигнала. Задерживает сигнал на время, соответствующее скорости света (эл.магн.волны) в его диэлектрике.
Остальные Ваши высказывания просто не поддаются комментариям. Извините.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Так они и не нуждаются в комментариях. Это же основано на обыкновенной теории и проверено на практике.

Последний раз редактировалось Насридин; 21.07.2005 в 00:30 .

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Первоначальное сообщение от Amw
Алексей Ш.
[
Точнее Ку — это единица, деленная на корень из диэлектр. проницаемости (е). Для полиэтилена е= 2-2.4 (Ку=0.71-0.64).
А вот если вспененный диэлектрик, то е почти равна единице — можно сильно ошибиться.

Вроде у вспененного полиэтилена он 0,75-0,8.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Насридин
Открою Вам еще одну «истину»: не только коаксиал, а любая линия. Между прочим легко просчитывается по формулам из раздела «длинные линии».

И любой провод, любой формы, и вообше все, где течет ток (емкости и индуктивности). Но «легко просчитывается по формулам из раздела «длинные линии»» только коаксиал. Остальное все надо мерять, или считать эл. магн. поля.

Последний раз редактировалось R3MO; 21.07.2005 в 08:15 .

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Насридин
Вашему тюнеру наплевать где он будет подключен: на конце полуволнового повторителя, или на конце более длинной или короткой линии.

Смотря что считать концом. У меня тюнер встроенный, поэтому может подключаться только в одном конце и настроить всю систему сможет лишь тогда, когда кабель полуволновый. (Кстати, если фидер с антенной согласован и о длине кабеля можно не беспокоиться, можно я все же сделаю его 7.5 метра? Полволны для 14.150Мгц — мне удобно. Ничего при этом не испортится?).
Тюнеру не «наплевать». Я это все просчитал, а Вы продолжаете оперировать эмоциями.

Ваш тюнер предназначен для согласования нагрузки при КСВ оговоренных в пределах, а КСВ вдоль линии не изменяетс(без учета потерь) .

И не надо «вдоль линии», КСВ просто меняется тюнером и при полуволновом кабеле всегда тюнер обеспечит единицу, если антенна в диапазоне 30-300ом.

К стати, веревка в лесу не обязательно окажется резонансной — это еще одно условие делающей бессмысленным использование повторителя.

При любой антенне использование полуволнового повторителя либо улучшает ситуацию, либо не вносит изменений. (Уставать уже начал.)

Не забывайте предпринять меры препятствующие излучени оплеткой кабеля и тогда никаких чудес происходить не будет и линия будет работать точно в соответствии с теорией.

Спасибо, не забуду, но это уже не отностися к теме разговора. Скорей к конструкции антенны.

• Поделиться
  • Поделиться этим сообщением через
  • Digg
  • Del.icio.us
  • Technorati
  • Разместить в ВКонтакте
  • Разместить в Facebook
  • Разместить в MySpace
  • Разместить в Twitter
  • Разместить в ЖЖ
  • Разместить в Google
  • Разместить в Yahoo
  • Разместить в Яндекс.Закладках
  • Разместить в Ссылки@Mail.Ru
  • Reddit!

Насридин и Amw!
Чего Вы соритесь? Оба вроде классно разбираетесь АФУ. Ну, одному нравиться один способ, другому — другой. Нет же ЕДИНСТВЕННО верного!

//Вашему тюнеру наплевать где он будет подключен: на конце полуволнового повторителя, или на конце более длинной или короткой линии. Ваш тюнер предназначен для согласования нагрузки при КСВ оговоренных в пределах, а КСВ вдоль линии не изменяетс(без учета потерь) .//
Если увернуться от брызг слюны, то очень верное утверждение.

//При любой антенне использование полуволнового повторителя либо улучшает ситуацию, либо не вносит изменений. (Уставать уже начал.)//
Тоже можно согласиться, если будет расшифровка слов «улучшает» и «не вносит изменений».

Вообще, мне показалось, что Amw имеет ввиду работу на фиксированной частоте или в узком диапазоне частот. А оправдано ли использование повторителя при перекрытии широких диапазонов 160 и 80?
Здесь прав Насридин.

И маленькое частное замечание.
//КСВ просто меняется тюнером и при полуволновом кабеле всегда тюнер обеспечит единицу, если антенна в диапазоне 30-300ом.//
Неискушённый радиолюбитель может подумать, что теперь линия работает в режиме бегущих волн. На самом деле «отражёнка» в линии никуда не делась и речь идёт о согласованности выхода транса с входом СУ.

Источник