Что такое фидер?

Фидер, фидерная линия - это линия связи станции и антенны. В общем случае коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. Фидер вносит потери в сигнал, поэтому кабель с меньшими потерями стоит дороже, но при большой длине может себя оправдывать. Фидер, питающий антенну, может работать в нескольких режимах:

Ненастроенный фидер. Идеальное согласование (КСВ=1) получается при равенстве выходного сопротивления радиостанции, волнового сопротивления фидера (в частном случае коаксиального кабеля) и входного сопротивления антенны. Полоса частот, в которой выполняется условие достаточно хорошего согласования, определяется изменением комплексного выходного и входного сопротивлений передатчика и антенны соответственно, при изменении рабочей частоты. При работе в этом режиме длина фидера может быть произвольной. Большинство современных радиостанций и промышленных антенн имеют вх./вых. сопротивления (теоретически) 50 Ом и, при применении кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом, при настроенной антенне дополнительного согласования не требуется. Промышленные КСВ-метры (типа Alan, MFJ) также рассчитаны на 50 Ом.

Настроенный фидер. При использовании фидера с волновым сопротивлением, отличным от входного и выходного сопротивлений антенны и p-ст также можно добиться идеального согласования (КСВ=1). Достаточные условия для этого равенство входного и выходного сопротивлений антенны и p-ст, и длина фидера, кратная половине длины волны в фидере (т.е. с учетом коэффициента укорочения). В этом случае фидер работает в режиме (полуволнового) повторителя. Т.е. независимо от волнового сопротивления фидера, он не оказывает влияния на согласование антенны с p-ст. С этим связан известный способ "настройки" кабеля. К выходу p-ст (считаем 50 Ом) подключается КСВ-метр, затем кабель. К концу кабеля подключается эквивалент нагрузки - безиндукционный резистор 50 Ом. Постепенно укорачивая кабель, добиваются КСВ = 1. В этом случае длина кабеля должна получиться кратной полуволне (которая в кабеле RG-58c/u с полиэтиленовой изоляцией для СВ равна магическому числу 3.62 метра). при значительном изменении рабочей частоты согласование нарушается (т.к. меняется длина волны в кабеле).

Опасны ли для антенн молнии?

Да, может быть повреждена сама антенна, подключённая к ней аппаратура, может достаться и оператору.
Вот пример:





Лучше всего во время грозы антенну заземлять (если не заземлена мачта), отключив ее от станции (усилителя). В заводских антеннах с автотрансформаторным включением штырь соединен с землей через катушку, имеющую малое сопротивление для постоянного тока. Можно включить между антенной и землей сопротивление в несколько кОм большой мощности и на высокое напряжение, или дроссель с достаточно большой индуктивностью, это защитит антенну и передатчик от статического электричества.

В любом случае лучше обеспечить надежное заземление мачты (в случае применения стационарной антенны) и грозопереключатель с разрядником.

Выглядят примерно так:





Корпус грозоразрядника должен быть обязательно заземлен, иначе теряется весь смысл грозозащиты. Однако, в реких случаях, допускается зануление. Но стоит помнить, что по нулю течет ток, и он не предназначен для отвода статики и наведенных зарядов.

Более подробно о принципах и способах грозозащиты можно почитать в книге В.И. КРАВЧЕНКО "Грозозащита радиоэлектронных средств". Издана в 1991 году в издательстве Москва "РАДИО и СВЯЗЬ". Книга находится в разделе "КАТАЛОГ ФАЙЛОВ", сайта Минского автоканала. Формат DJVU 12.8 mb в архиве rar.

Для чего нужна поворотка?

Многие продвинутые радиолюбители используют в своем хобби, гораздо более эффективные антенны, чем диполи ,GP и прочие. Ни для кого не секрет, что эффективнее всего роботает направленная антенна с небольшим углом излучения, но такие антенны необходимо "поворачивать" на корреспондента.



Именно для этого применяется устройство, называемое поворотным. В настоящее время существует огромный выбор различных поворотных устройств для радиолюбительских антенн от различных производителей. Это и OPEK, DIAMOND, TDR, Hy-Gain, DAIWA. Цены на них, надо сказать отличаются давольно сильно.



Многие радиолюбители находят альтернативу импортным повороткам, применяя старое военное неубиваемое железо, или самодельные варианты.

.

Еще одной полезной особенностью направленных антенн и поворотных редукторов, является возможность отстройки от помех, например идущех с какого либо направления.

При выборе автомобильной антенны следует обратить внимание на два основных параметра: длину штыря и способ крепления антенны

Для установки антенн часто применяются кронштейны, которые являются компромисом для тех, кто не готов сверлить крышу.
Основные, наиболее часто применяемые типы креплений:
1. SIRIO KF Black Кронштейн для крепления антенны на крышку багажника. Прочный, надежный, но в отличии от российского аналога ( EURO SUPORT), все болты у него под "шестигранник", а это менее удобно. После длительной эксплуатации болты под шестигранник сложнее открутить/закрутить.

2. Lemm SP S Кронштейн для крепления антенны на крышку багажника. Позволяет регулировать наклон антенны в двух плоскостях. Имеет давольно широкое основание крепления, требующее большого участка ровной кромки багажника, из-за чего ставится не на всякий багажник.

3. Lemm TS-65 Кронштейн для крепления антенны на крышку багажника. Имеет самую узкую базу крепления. Ржавеет! Круглая площадка под кронштейном редко плотно прилегает к поверхности багажника, что неэстетично и приводит к тому, что под кронштейн набивается пыль, песок и т.д.

4. Lemm TS-64 Кронштейн для крепления антенны на крышку багажника. Имеет очень широкую базу крепления, поэтому нужен длинный и ровный участок кромки багажника. Не ржавеет, прочен. Небольшое расстояние под антенной, что не позволяет установить некоторые антенны (с разьемом типа LC).

5. ALAN SPS INOX Кронштейн для крепления антенны на крышку багажника. Регулировка наклона в двух плоскостях. Широкое основание крепления, требующее большого участка ровной кромки багажника, из-за чего ставится не на всякий багажник. Является аналогом Lemm SP S.

6. KF 110 Используется в крайних случаях, т.к. редко на дуге зеркала есть масса, очень неравномерная диаграмманаправленности. Не ржавеет, прочен.

7. GRONDA-27
Наклонное крепление.
Позволяет установить под наклоном любой тип мобильной антенны без необходимости просверливать отверстия в кузове. Резиновая присоска обеспечивает безупречное сцепление с крышей автомобиля.

Применение кронштейнов требует более внимательного отношения к герметичности узла подвода кабеля, т.к попадающие осадки и дорожные реагенты, могут приводить к окислам, нарушающим электрические контакты, а также разрушению кабеля. Так же необходимо следить за вводом кабеля в салон, поскольку он может быть поврежден при закрывании двери.

Грубо говоря коэффициент полезного действия системы станция-фидер-антенна, а также процесс получения максимального к.п.д. Зависит от частоты, т.е. на одной частоте, например в 20 канале сетки C оно хорошее, а в каналах 1 и 40 той же сетки C оно может быть плохим. Подстраивается длиной штыревой антенны или фидерного кабеля, или специальным согласующим устройством, по английски - матчером. В общем случае эквивалентное сопротивление на антенном разъеме станции (усилителя) 50 Ом. Эквивалентное сопротивление разных антенн существенно разное, от 30 до нескольких тысяч Ом. В фирменных антеннах уже сделано конструктивное согласование, самоделки лучше подключать через матчер, но поскольку сопротивление антенны зависит еще и от местных условий, любую антенну надо подстраивать на месте.
Матчер- в простейшем случае П-контур состоящий из катушки индуктивности и двух переменных емкостей. Подстраивая эти емкости можно изменять входное и выходное комплексное сопротивление этого четырехполюсника, чем и достигается согласование.

Коэффициент стоячей волны - мера согласования. Бывает от 1 (идеал) до 3 (плохо, но работать можно), 4...5 - работать не рекомендуется, может оказаться и больше. Измеряется специальным прибором - КСВ-метром. Примерная стоимость- от 15 $.

В теории распространения радиоволн, а именно касательно распространения радиоволн в волноводе (в нашем случае это антенный коаксиальный кабель) принято оперировать понятиями «бегущая волна» и «стоячая волна».

Стоячая волна образуется в волноводе в результате сложения падающей волны и отраженной от нагрузки на конце волновода (в нашем случае это антенна). Режим стоячей волны достигается при условии максимального отражения сигнала на конце линии передатчик-антенна. В следствие такого сложения в волноводе образуются статические максимумы и минимумы напряженности поля, т.е. сложение мощностей отраженного и падающего сигнала образует неравномерное распределение напряженности поля по всей длине волновода (кабеля) .

Формула КСВ для общего понимания:

КСВ= (Pпад+Pотр)/(Pпад-Pотр)

Здесь рассматривается ВЧ-сигнал в волноводе (антенном кабеле) , где Pпад – мощность падающей волны, а Ротр – мощность отраженной от нагрузки (антенны). Таким образом, максимальное значение КСВ достигается при максимальном значении мощности отраженного сигнала.

В нашем случае важно, что бы вся мощность уходила в антенну, а не обратно в волоновод (кабель), т.к. мы используем обычную штыревую антенну, которая и является излучателем радиосигнала.

Говоря простым языком, для нас важен режим бегущей волны, в котором сигнал не должен «задерживаться» на линии передатчик-антенна, а должен без искажений и потерь попадать в наш с вами эфир. Т.е. мощность отраженного сигнала от нагрузки (антенны) (Ротр) должна быть минимальна и стремиться к нулю, т.е. значение КСВ должено стремиться к 1, т.к. в числителе и знаменателе формулы остается только Рпад.

Или можно сказать по-другому, в нашем случае важно максимальное значение КБВ – коэффициента бегущей волны, которой имеет простую формулу расчета:

КБВ=1/КСВ

Однако, на практике принято оперировать понятием КСВ, т.к. эти коэффициенты обратно пропорциональны и их зависимость проста и очевидна.

Средние значения потерь мощности при значении КСВ:
-0% - 1
-2% - 1,3
-3% - 1,5
-6% - 1,7
-11% - 2
-25% - 3
-38% - 4
-70% - 10.

Настройка антенны по минимальному значению КСВ лишь косвенно говорит о том, что она настроена, при этом не факт, что она действительно настроена и будет нормально работать. Единственно что можно сказать точно - рация будет работать в безопасном режиме и выходной каскад не подгорит.
Для настройки антенны можно воспользоваться недорогим прибором, а именно КСВ-метром. Как же пользоваться этой недорогой и маленькой коробочкой называемой КСВ-метр или по английски SWR-meter?

Для начала надо поставить автомобиль подальше от стен знаний и больших металлических предметов, обязательно закрыть двери ( открытые двери реально влияют ).
Затем, ставим прибор в разрыв антенного кабеля, точнее соединяем коротеньким кабелем, например 60 сантиметров, разъём рации с разъёмом RTX прибора, а антенну подключаем к разъёму ANT на приборе. Обратите внимание, эти надписи обычно располагаются спереди прибора, а не на задней стенке рядом с разъёмами!



Далее включаем рацию и выбираем на ней канал, на котором будем чаще всего работать на передачу.
Выбрав канал, приступаем к настройке. Если Ваша рация допускает переключение в режим пониженной мощности, то можно переключить её в этот режим.

Сам замер производится в два приёма:

1. Переключаем на приборе переключатели в положения один в FWD второй в SWR. Включаем на рации передачу(нажимаем на тангенту) смотрим на шкалу прибора и ручкой регулировки ставим стрелку на последнюю максимальную отметку, а именно в конец шкалы. Не за шкалу, а именно на эту отметку, отпускаем тангенту.

2. Переводим один переключатель из положения FWD в положение REF. Снова включаем рацию на передачу и считываем показания со шкалы.

На листе бумаги записываем показания, при этом и номер канала и сетку и значение. Переключаем рацию на 10 каналов вверх и повторяем замер по той же технологии. То есть выполнив операции п.п.1. и п.п.2. считываем показания и снова записываем канал, сетку, значение КСВ. Переключаем ещё на 10 каналов вверх и повторяем замеры и записываем. Желательно провести 5-6 таких замеров от нужного канала вверх. После этого повторяем замеры от нужного нам канала вниз, точно так же 5-6 замеров. Если результат замера более 5 в любой из моментов измерения то замеры дальше не производят. Ну например провели Вы замер в нужном канале, переключились на 10 вверх и там считали показание например 4, а переключившись ещё на 10 каналов вверх показания будут 5 или более, то пишите 5 и более замеров в ту сторону проводить не надо, это бессмысленно.

Теперь самое сложное, понять что делать с антенной. Как это сделать, а очень просто. Прям на коленке можно построить график. Провести линию на листе снизу и подписать через равные промежутки все те каналы, которые мы мерили, слева вертикально, тоже через равные промежутки подписать цифры 1; 1,5; 2,0; 2,5; 3,5; 4,0; 5,0. У Вас получится некий график. Вот парочка примеров, которые показывают что разные антенны могут иметь очень разные графики.

У Вас может получиться вот такой график:

График характерный для длинной антенны.
Так же он может быть и другого вида, например такой:
График характерный для короткой антенны.

У Вас возможно и не получится таких графиков, а будет лишь одно плечо параболы, правое или левое. Это не так уж и важно.

Задача настройки заключается в приведении минимума значения КСВ на интересующий Вас канал.

Замеры можно делать без записи и очень быстро. Если у Вас хорошая память, то хорошо, можете запоминать цифры. Если память подводит или просто лень запоминать, то и этого делать не надо. Сначала быстро и примерно так же прогоняют по каналам и только смотрят показания, при этом используют тот же самый шаг - 10 каналов. Задача промеров - тупо найти где КСВ минимален. При его нахождении смотрят где он и делают пару замеров вверх и пару вниз от этого минимума. Делается это для того чтобы убедится что КСВ и вверх и вниз от этого канала увеличивается. То есть мы примерно попали в минимум. Вот теперь включите память и запомните тот канал и сетку где этот минимум, это единственное что нам понадобится.
А теперь смотрим что надо сделать со штырём как в предыдущих примерах. Если минимум ниже чем нам надо(левее по графику) то штырь задвигают в основание, если выше чем нам надо(правее по графику) то выдвигают. Опять быстро и таким же способом находят где этот минимум. Теперь надо вспомнить где был минимум до этого, смотрим куда и насколько он сместился, понимаем что движемся в правильном направлении или например проскочили нужный канал(бывает и такое это нормально). Корректируют еще раз и смотрят. Повторяют данную операцию необходимое количество раз. В худшем случае обычно хватает пяти-шести таких операций и 15 минут времени. В лучшем одного-двух и пары минут.
В случае когда штырь полностью задвинут и уровень минимума находится в каналах ниже чем необходимо, то тогда откусывают верхнюю часть штыря, но не более чем на 1 сантиметр каждый раз и не более 5-6 сантиметров вообще, если надо резать больше это говорит о том что где-то что-то не так. Резать штырь надо только убедившись, что график КСВ действительно правильный. Обязательно сделайте несколько замеров вниз и убедитесь что пройдя минимум КСВ начинает увеличиваться. Если не уверены или сомневаетесь, сделайте более внимательные замеры через каждые 5 каналов или менее. Так же убедитесь что КСВ менее 2-х, а лучше 1,5 в том минимуме, иначе Вы рискуете отрезать штырь и потом ломать голову как сделать его длинней.

Ну вот так вот это и настраивается быстро и практически не ломая голову. Вы думаете это всё? Нет не всё.

Теперь очень желательно сделать таки промеры с записью результатов. Их надо записать, а потом некоторые запомнить! Замеры помогут Вам определить КСВ до 2-х и до 3-х. Запомните каналы и вверх и вниз с каких моментов значение КСВ будет выше 2-х и выше 3-х. Вот эти четыре значения Вам надо помнить всегда! Знать это нужно для того чтобы не выходить за пределы этих каналов. Почему 2 и почему 3. Всё просто, если потом Вы поставите усилитель то он может выйти из строя при значении КСВ более 2-х, а если Вы не используете усилитель, то радиостанция терпит чуть больше, для неё критично значение более 3-х. Но вообше желательно не работать на каналах где КСВ более 2-х. То есть помнить придётся всего два значения за пределы которых при передаче выходить нельзя.

ВАЖНОЕ ЗАМЕЧАНИЕ. Если на борту установлен усилитель, то он при замерах должен быть отключён от питания и от разъёмов антенны, например будет удобно воспользоваться прибором для измерения как раз включив его вместо этого усилителя. Не измеряйте КСВ антенны если усилитель подключён к антенне, это во-первых ничего не даст, а во вторых на не настроенной антенне пользоваться усилителем крайне опасно для него - он может сгореть. При этом сгорит он до того как Вы узнаете что значение КСВ было за пределами допустимого.

ЕСЛИ НИЧЕГО НЕ ПОЛУЧАЕТСЯ.

В случае если увидеть нормальные значения КСВ не получается, то это говорит о неправильной установке антенны.
Например КСВ «5» и выше, говорит о том, что Ваша антенна не работает. Причиной этого может быть обрыв кабеля, обрыв в катушке антенны, а также попадание внутрь антенны влаги, пыли и грязи. Если у Вас KCB во всех сетках от»5» и меньше чем «2.5» не опускается то с начала нужно проверить, есть ли надежный контакт антенны с кузовом.
Если Вы все проверили и контакт с кузовом надежный, то скорее всего проблема с кабелем и Вам нужно его заменить, так как скорее всего он сгнил, хотя тестером он может нормально прозваниваться. Но его однозначно надо менять.
Кабель обычно применяется RG-58 его волновое сопротивление 50 Ом. Длина кабеля для врезных антенн может быть любая и не должна влиять на работу антенны. Так же не рекомендуется сворачивать кабель колечками, лучше его проложить нормально, исключив образование колец из кабеля.
Для антенн на магнитном основании длину кабеля менять нельзя!!!
Также, может быть и такое, что Ваша антенна вообще не предназначена для использования на тех частотах, куда Вы пытаетесь ее настроить, или Вы пытаетесь настроить антенну на СВ диапазон, прибором который предназначен для проведения измерений в других диапазонах частот.
Есть еще много тонкостей , но это уже практика.