Рефлектометр (КСВ метр)
Рефлекто́метр (КСВ метр) — измерительный прибор предназначенный для измерения коэффициента стоячей волны (КСВ) радиосигнала.
Измерители коэффициента стоячей волны (КСВ-метры) применяются для настройки и согласования антенн, а также для оперативного контроля за их параметрами. Измерители КСВ и мощности кроме этого измеряют еще и мощность сигнала, излучаемого передатчиком, а также напряженность электрического поля.
В идеальном случае коэффициент стоячей волны (КСВ) должен максимально близко приближаться к параметру равному 1 (единице). Это позволит антенне радиостанции работать с максимальной эффективностью.
История появленияПравить
С появлением радиосвязи возникла задача перенести от генератора передатчика в антенну как можно большую мощность. Для этих целей кабель (фидер) соединяющий выходной каскад передатчика и антенны должен обладать определёнными параметрами. Для этих целей был создан прибор измеряющий и показывающий качество согласования фидера с антенной – КСВ метр.
Принцип работыПравить
В подключенной к передатчику однородной соединительной (фидерной) линии с волновым сопротивлением Z0, нагруженной на сопротивление ZН≠Z0, возникают как падающая, так и отраженная волны. Коэффициентом отражения r (reflection) в общем виде называется отношение амплитуды отраженной от нагрузки волны к амплитуде падающей волны. Коэффициенты отражения по току ri и по напряжению rU равны отношению соответствующих величин в отраженной и падающих волнах, численно все три коэффициента равны. Фаза отраженного тока (по отношению к падающему) зависит от соотношения между ZН и Z0. Если ZН>Z0 отраженный ток будет противофазен падающему, а если ZН<Z0 то синфазен. Коэффициент rU имеет такую же величину, как и ri, но знаки у них разные, то есть фазы противоположные. Из-за этого стоячие волны, которые образуются на линии в результате суммирования падающей и отраженных волн, будут расположены таким образом, что в точке линии с максимумом волны тока - будет минимум волны напряжения и наоборот.
Коэффициент отражения r определяется формулой
r=√[(RH–Z0)2+XH2]/[(RH+Z0)2+XH2],
где RH и XH, соответственно, активная и реактивная составляющие нагрузочного сопротивления ZH. При чисто активной нагрузке ХH=0 формула упрощается
r=(RH–Z0)/(RH+Z0)
Например, если кабель с Z0=50 Ом нагружен RH=75 Ом, коэффициент отражения будет r=(75–50)/(75+50)=0,2
ВозможностиПравить
Простейшие измерители КСВ представляют собой компактный одношкальный прибор со стрелочным индикатором, применяемый как при установке базовых и автомобильных радиостанций, так и для профилактического контроля состояния их антенно-фидерных систем. Абсолютная точность измерений подобных изделий довольно низка (погрешность не менее 15-25 %), однако ее вполне достаточно для настройки антенны, обеспечивающей минимальный уровень КСВ. Для более точной настройки используют приборы более высокого класса точности (и стоимости). Как правило, они дополнительно обладают функцией измерения мощности выходного сигнала передатчика в диапазоне до 100 Вт и более при погрешности измерения КСВ в пределах 10 %.
Устройство КСВ метраПравить
Большое количество различных схемных решений КСВ - метров можно условно разделить на две группы.
К первой можно отнести решения на основе широтно-импульсной модуляции (ШИМ), относительно сложные схемотехнически и состоящие как правило из двух блоков – собственно узла автокалибровки и блока индикации (аналогового на стрелочном вольтметре или цифрового).
Ко второй группе, отличительной чертой которой является простота исполнения, можно отнести устройства на основе резистивных делителей.
ЛитератураПравить
- 1. W.B.Bruene An Inside Pictures of Directional Wattmeters. – QST, 1959, Apr.
- 2. D.Demaw In – Line RF Power Metering. - QST, 1969, Dec.
- 3. D.Lechner, P.Finck Kurzwellensender. - Militarverlag, Berlin, 1979.
- 4. W.Orr, S.Cowan The beam antenna handbook. – RAC, USA, 1993.
- 5. Бекетов В., Харченко К. Измерения и испытания при конструировании и регулировке радиолюбительских антенн. - М. Связь, 1971.
- 6. Погосов А. Автоматический КБВ-метр.—Радио, 1985, №10,с.20-21.
- 7. Рэд Э. Справочное пособие по ВЧ схемотехнике. — М.: Мир, 1990. С.131.
- 8. Ефремов В. Универсальный измеритель КСВ. — Радиолюбитель. 1994, N1, С.58-59.
- 9. КСВ метр-ваттметр. — Радиолюбитель. KB и УКВ, 1996, №4, C.32-33.
- 10. КСВ метр-ваттметр. — Радиолюбитель. KB и УКВ. 1996, №11,C.32-33.
- 11. Гуткин Э. Измеряем КСВ: теория и практика.—Радио, 2003, №5,с.66-68, №6,с.61-63. http://www.cqham.ru/ma1.phtml
- 12. Нечаев И. КСВ-метр с автоматической калибровкой.—Радио, 2005, №3,с.64-65.
- 13. Нечаев И. Автомобильный автоматический КСВ-метр.—Радио, 2005, №6,с.68-69.
- 14. Кабаев А. Автоматический индикатор КСВ http://www.cqham.ru/swr14.htm
- 15. Автоматические показания при измерении КСВ http://www.cqham.ru/swr_12.htm
- 16. Доброхотов И. Автоматический КСВ-метр http://www.cqham.ru/un7gm_swr.htm
- 17. Гончаренко И. Индикатор КСВ-метра http://dl2kq.de/ant/3-21.htm
ПримечанияПравить
СсылкиПравить
См. такжеПравить