Автор Тема: Питание антенн кабелем определенной длины  (Прочитано 151 раз)

Оффлайн UA9LP, Сергей

  • ***
  • Сообщений: 28
  • Репутация: +1/-0
  • UA9LP
    • Просмотр профиля
Привет, всем присутстующим и читающим форум.

Уважаемый Игорь, хотелось бы получить разъяснения по одной, на мой взгляд, важной теме, которая часто возникает в описаниях антенн.

А дело вот в чем...

Очень часто, в описываемых кострукциях антенн, рекомендуется их питать коаксиальным кабелем определенной длины. Где-то даже попадалась формула расчета длины питающего кабеля - это нечетное количество полуволн диапазона питаемой антенны умноженного на коэффициент укорочения кабеля...

На мой взгляд, если от длины питающего кооксиального кабеля зависят параметры антенны, из чего следует, что питающий кабель является составной часть непосредственно самой антенны, т.е. кабель выполняет те же функции, что и сама антенна - излучает и принимает электоромагнитные волны...

Если выразиться короче, на мой взгляд,  если от кабеля зависят параметры антенны, то это плохая антенна, ну, или не совсем правильно сделанная.

А может я и не прав...

Расудите...

Оффлайн SAM

  • ***
  • Сообщений: 36
  • Репутация: +3/-0
    • Просмотр профиля
Re: Питание антенн кабелем определенной длины
« Ответ #1 : 30 Января 2025, 13:12:05 »
от кабеля зависят параметры антенны
Наоборот! От входного Z антенны (которое вы никак не можете изменить, не изменяя геометрию антенны или частоту её питания) зависит Z на противоположном конце фидера. Если у антенны Z=50+/-j0 и у кабеля Zo=50, то изменение длины кабеля на КСВ не повлияет.

Оффлайн antborey

  • ***
  • Сообщений: 62
  • Репутация: +2/-4
    • Просмотр профиля
Re: Питание антенн кабелем определенной длины
« Ответ #2 : 30 Января 2025, 13:51:49 »
от кабеля зависят параметры антенны
... Если у антенны Z=50+/-j0 и у кабеля Zo=50, то изменение длины кабеля на КСВ не повлияет.

Это будет ВЕРНО только в случае, когда исключено "затекание" ВЧ токов на внешюю поверхность питающего фидера!

Оффлайн UA9LP, Сергей

  • ***
  • Сообщений: 28
  • Репутация: +1/-0
  • UA9LP
    • Просмотр профиля
Re: Питание антенн кабелем определенной длины
« Ответ #3 : 30 Января 2025, 15:02:29 »
от кабеля зависят параметры антенны
... Если у антенны Z=50+/-j0 и у кабеля Zo=50, то изменение длины кабеля на КСВ не повлияет.

Это будет ВЕРНО только в случае, когда исключено "затекание" ВЧ токов на внешюю поверхность питающего фидера!

Получается по вашему если исключить затекане токов, сделать дроссель, то кабель может быть любой длины, а применять кабель отрезанный по размеру, то и затекания токов в оплетку не будет без дросселя?

Какая связь? Это совершенно разные процессы...

Оффлайн UA9LP, Сергей

  • ***
  • Сообщений: 28
  • Репутация: +1/-0
  • UA9LP
    • Просмотр профиля
Re: Питание антенн кабелем определенной длины
« Ответ #4 : 30 Января 2025, 15:08:37 »
Не нужно углубляться слишком в теорию, ее, как бы нужно оставит за скобками, просто ответить на вопрос:
Обязательная запитка антенны, для обеспечения ее работоспособности, кабелем определенной длины - истина или ложь?
при любом ответ объяснить почему.

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2502
  • Репутация: +258/-4
    • Просмотр профиля
Re: Питание антенн кабелем определенной длины
« Ответ #5 : 30 Января 2025, 19:04:52 »
   Сначала разберемся в общих чертах.   
   Первый случай. Антенна в точке  питания хорошо согласована,   и приняты достаточные меры, чтобы ВЧ ток с антенны не затекал бы на внешнюю сторону оплётки. Тут длина кабеля может быть любой (понятно, что покороче, чтобы не нахватать лишнего затухания в кабеле, которое имеется даже при КСВ =1,т.е. в данном случае). Просто потому, что в данном случае кабель видит в нагрузке чистые 50 Ом, и поэтому ничего не трансформирует при любой длине (но дочитайте до конца).
 
  Второй случай. Антенна в точке питания согласована не очень и\или часть ВЧ ток с антенны затекает на внешнюю сторону оплётки (т.е. кабель становится частью антенны, меняя её импеданс) , но в шеке на выходе ТX имеется хороший тюнер.  Тут длина кабеля может быть любой (и тоже покороче, чтобы не нахватать лишнего затухания в кабеле с КСВ>1). Просто потому, тюнер компенсирует импеданс, получившийся внизу кабеля.

  Третий случай. Антенна и кабель, как во втором случае, но подстройка ТХ по импедансу или невозможна (транзисторный выход без тюнера), или ограничена (П-контур лампового усилителя с фиксированными катушками, особенно на НЧ диапазонах, где запаса перестройки КПЕ почти нет).  А вот тут иметь кабель, кратный полуволне разумно.
   Вот почему. Антенну в точке питания всё-таки стараются настроить в резонанс. Пусть не 50 Ом, а допустим 40 или 60, но в резонанс, с нулевой реактивностью. А, TX с ограниченной подстройкой выхода (и его системы защиты) гораздо спокойнее относятся к повышенному КСВ, если импеданс нагрузки чисто активен. А кабель кратный полуволне или (даже четверти) не вносит реактивности , следовательно, облегчает жизнь такому ТX


   Это если не вдаваться в детали. А если мы в них вдадимся, то оказывается, что кабели с заметным затуханием (очень тонкие и\или очень длинные) вдоль своей длины имеют КСВ не точно равный 1, даже при идеально согласованной нагрузке. Посмотрите на http://dl2kq.de/soft/6-9.htm 11-й и 12-й рисунки (которые относятся к кабелю RG58U, длиной 7,9 м, нагруженному на чистые 50 Ом). Отчетливо видна волнообразность, КСВ на пиках достигает 1,05 , JX + 2 Ом (и это на профессиональной лабораторной нагрузке 50 Ом).
  Поэтому, если мы перфекционисты и лишняя реактивность нам не нужна, то оказывается, что даже в первом случае (идеального согласования антенны и отсутствия тока снаружи оплетки) имеет смысл выбирать электрическую длину линии, кратной полуволне.
   Свой вклад в не идеальность КСВ в линии при согласованной нагрузке, вносит и технологический разброс волнового сопротивления используемого кабеля. Большинство обычных 50-ти омных кабелей имеют допуск  + 2 Ом по волновому сопротивлению.


  Вывод. Если  вы в состоянии настроить антенну точно, подавить ток внешней стороны оплётки, и КСВ на резонансе 1,1 вас устраивает, то смело ставьте кабель любой длины. То же самое, если выход TX имеет приличный запас по согласованию (прежде всего, реактивностей) и необходимость подстройки выхода TX вас не смущает.
   Если же хотя бы одно из вышеупомянутых условий не соблюдается – разумнее поставить кабель кратный полуволне.

 
    Кстати. По описанным выше причинам почти любая не слишком плохо согласования HF антенна может питаться по кабелю любой длины (и потери в кабелях на КВ малы, и КСВ= 1,1 не страшен, и какой-то тюнер на выходе ТХ есть). А вот на VHF почти всегда лучше кабель кратный полуволне: и КСВ= 1,1 там не предел мечтаний,  и выходы усилителей редко имеют  перестройку для согласования).

Оффлайн UA9LP, Сергей

  • ***
  • Сообщений: 28
  • Репутация: +1/-0
  • UA9LP
    • Просмотр профиля
Re: Питание антенн кабелем определенной длины
« Ответ #6 : 30 Января 2025, 19:49:04 »
Спасибо, Игорь.
Все понятно, только вот для большей ясности было бы отлично если бы приведенная ссылк открылась, а то она не открывается... >:(

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2502
  • Репутация: +258/-4
    • Просмотр профиля
Re: Питание антенн кабелем определенной длины
« Ответ #7 : 30 Января 2025, 19:50:58 »
было бы отлично если бы приведенная ссылк открылась, а то она не открывается... >:(
Ссылка исправна. Настойчивей овладевайте VPN :)

Оффлайн UA9LP, Сергей

  • ***
  • Сообщений: 28
  • Репутация: +1/-0
  • UA9LP
    • Просмотр профиля
Re: Питание антенн кабелем определенной длины
« Ответ #8 : 30 Января 2025, 20:21:31 »
было бы отлично если бы приведенная ссылк открылась, а то она не открывается... >:(
Ссылка исправна. Настойчивей овладевайте VPN :)

Навыками VPN владеем... ;)

Из всего выше сказанного напрашивается вывод: Если делается конкретная антенна на конкретный диапазон, то с длиной питающего кабеля и заморачиваться не стоит.

Учитывать лишь, как вы верно заметили: ...покороче, чтобы не нахватать лишнего затухания в кабеле, которое имеется даже при КСВ =1...

А вот как быть с многодиапазонными антеннами? Если для согласования все же придется брать кабель кратный L\2, то какого диапазона длину воны брать за основы, более низкого или высокого?

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 2502
  • Репутация: +258/-4
    • Просмотр профиля
Re: Питание антенн кабелем определенной длины
« Ответ #9 : 30 Января 2025, 20:35:33 »
   Любая антенная система (тем более многодиапазонная) это всегда компромисс между множеством самых разных требований с разным весом. Причем и требования и их вес зависят от предпочтений конструктора.
 
   Однозначные общие рекомендации в антеннах невозможны. Всегда надо смотреть данную ситуацию у конкретного человека с его индивидуальными представлениями что ему важно, а чем он может поступиться.


   К Вашему вопросу. Надо смотреть какая антенна, где установлена, какие диапазоны, как она согласована по диапазонам, важность конкретных диапазонов для данного HAM, его представления об удобстве смены диапазонов, какой у него выход TX, какой КСВ он считает допустимым. Это для начала :).  Поэтому любая консультация индивидуальна и требует затрат и сил, и времени.

Оффлайн rtty

  • ****
  • Сообщений: 177
  • Репутация: +11/-1
    • Просмотр профиля
Re: Питание антенн кабелем определенной длины
« Ответ #10 : 01 Февраля 2025, 19:00:07 »
Из всего выше сказанного напрашивается вывод: Если делается конкретная антенна на конкретный диапазон, то с длиной питающего кабеля и заморачиваться не стоит.

Можно не заморачиваться, если у антенны ожидается входное сопротивление равное Zo примененного кабеля.  Или если не сложно сделать вычитание кабеля (предварительно его внесение в калибровку) из результата, при использовании цифровых VNA.

А если настройка будет делаться каким-то обычным ксв-метром или попу-примитивным панорамным индикатором, приборами типа MFJ и заранее неизвестно ожидаемое входное или будет по итогу другое сопротивление (чем Zo кабеля), то все равно в измерительных целях весьма полезно иметь кабель-повторитель, хотя бы более короткий на момент настройки.
Хотя, не редко проще питающий сразу сделать таким, к примеру, если антенна с ним будет поднята, а настройка заключаться в изменении длины концов или периметра.

Для много диапазонных антенн обычно повторитель настраивают панорамным обзором, чтобы "сёдла минимумом" точней и проще настроить в кратных диапазонах. Потому как бывает, что ориетируясь лишь по одному диапазону лишнего откусишь, а какой-то кратный диапазон уже улетел точкой кратности полуволны под край совсем...


P.S. В общем-то пионерские вопросы, без обид, но несколько странно, что их задают люди с 5-знаковыми позывными, причем явно давно полученным.