Разговаривая в эфире на УКВ я часто сталкиваюсь с непониманием корреспондента. Мы как бы на разных языках говорим. Поэтому сегодня, когда меня настигло свободное время на работе, я хочу организовать некоторый ликбез. Т.е. постараюсь объяснить простым языком некоторые сложные понятия. Естественно в ОЧЕНЬ упрощенном виде с максимумом аналогий в области компьютеров и автомобилей, как наиболее близких к аудитории форума. Я впрочем радиофак не кончал, потому дополнения и правки приветствуются
Итак приемник. Суть его функционирования - это принять сигнал от антенны, усилить, отфильтровать нужную нам полосу частот и извлечь из нее нужную нам информацию - этим может заниматся демодулятор или компьютер - суть уже не важно. Но основные функции приемника - это принять усилить и отфильтровать полезный сигнал. Отсюда и выходят основные параметры, которые мы можем прочитать в инструкции к приемнику. 1. Диапазон частот - тут думаю всем понятно. 2. Виды принимаемой модуляции (FM/SSB/AM/RTTY/PSK/SSTV). Тут сложнее, но если одним предложением и для людей знакомых с компьютером - это всего лишь скажем так: алгоритмы или "плагины" или там "кодеки" для вытаскивания полезной информации из принятого сигнала". Скажем условно - это некие программы , которые заложены в демодулятор, по которым он обрабатывает входной сигнал и выдает нам уже готовую информацию. Будь то буквы в RTTY или голос в AM/FM или изображение в SSTV. И критерий выбора "лучшего приемника" по этому параметру тут собственно один - чем больше этих алгоритмов в приемник заложено - тем лучше. 3. Чувствительность. Любой приемник обладает собственным шумом - он складывается из шума всех его составляющих компанент. Даже если отключить от приемника антенну и закоротить накоротко вход - мы все равно будем слышать в динамике шипение - это этот самый шум и есть. Чувствительность показывает какой минимальный сигнал (меряется в микроВольтах, как и напряжение в обычной розетке ) надо подать на вход приемника, чтобы мы получили на выходе разборчивый полезный сигнал. Чем чувствительность выше, тем в принципе лучше. Казалось бы все просто - уменьшай собственный шум приемника, бесконечно увеличивай усиление приемника и сможешь принять самый слабый сигнал. Но .. мешают факторы: a) Собственный шум компанент приемника можно уменьшить только улучшая технологию производства радиокомпанент, а это во-первых дорого. А во вторых есть некий предел технологии, ниже которого шум снизить просто невозможно. Или надо чего то изобретать получше, чем транзисторы. Но вот не изобрели пока б) Нет никакого смысла увеличивать чувствительность приемника выше, чем собственно шум радиоэфира. Что толку, что мы можем принять приемником сигнал 0.001 микровольт, если на длиннющей КВ антенне только шум эфира составляет около 1 микровольта. И любой сигнал ниже этого уровня просто утонет в шумах эфира, какой бы чувствительность приемника не была.
Из этого же вывода есть следствие - для приема радиосигналов на КВ, абсолютно необязательно иметь антенну с большим усилением, да и усилением вообще. Да пусть себе антенна имеет даже -30, -40 Db (ослабления), но если сигнал от нее все же превышает чувствительность приемника - мы его будем слышать _абсолютно_ точно так же, как если бы антенна была с большим усилением. Это все потому, что антенна усиливает, как полезный сигнал, так и помехи эфира причем в абсолютно одинаковой степени. Значительно более важный параметр при выборе приемной антенны - это коэффициент направленного действия - т.е. способность антенны с одной из сторон принимать сигналы лучше, чем со всех остальных. Тогда направив антенну на нужную нам станцию мы этот полезный сигнал от станции (а так же помехи с этого направления) усилим больше, чем все те помехи из радиоэфира со всех остальных сторон. В результате получим некоторый выигрыш - превышение полезного сигнала, над помехами. Поэтому не гонитесь за усилением антенны, оно конечно важно на передачу, но проще просто добавить мощности и вас все равно услышат. А вот услышать самому - это куда важнее с) У любого приемника есть и верхняя граница уровня сигнала, выше которого он уже совершенно не может принимать сигнал. Чтобы понять почему, возьмем такой пример: Допустим напряжение питания усилителя приемника 1.5 Вольт (батарейка). Понятно, что на выходе этого усилителя напряжения выше, чем 1.5 Вольт не будет никогда - ему просто неоткуда взятся (если этот момент надо пояснить - спрашивайте, объясню подробнее). И вот коэфициент усиления усилителя допустим 10. Какой максимальный сигнал сможет принять усилитель - очевидно, что это 0.15 В Потому, что повышая напряжение на входе дальше мы все равно на выходе будем иметь все те же 1.5 В и ни граммом выше. Этот эффект называется перегрузкой усилителя. 4) Расстояние между собственными шумами усилителя и максимальным сигналом, который он способен усиливать без перегрузки - называется динамическим диапазоном. Можно было бы его измерять в "разах", но поскольку значения большие - то меряют в логарифмической шкале - в Децибелах. Соответственно увеличивая усиление мы прямым образом уменьшаем динамический диапазон - потому, как шумы с увеличением усиления все растут и растут, а верхняя граница (1.5 В) как была, так на месте и осталась.
Все это вместе приводит к тому, что чувствительность выше 0.1 микровольт фактически не делают. А примлимой можно считать и 0.4 . На НЧ КВ диапазонах чувствительность снижают до 1 - 5 микровольт (точнее снижают усиление, а чувствительность - это уже побочно получается), чтобы расширить динамический диапазон. Поскольку помех на НЧ больше и они сильнее - хорошей чувствительности просто не нужно.
Сорри за качество картинок, но я в Paint не научился рисовать красивее
Почему же так важен динамический диапазон, что ради него даже жертвуют чувствительностью ? Рассмотрим на примере. Пусть к нам на антенну поступает сигнал нужной станции (зеленой) и сигнал совершенно ненужной (синий, или в дальнейшем - помеха), совсем из другого диапазона. На картинке попытался изобразить, что частота у нее совершенно другая.
Рисунок А: Пока разница между сигналами полезной станции и помехой помещается в динамический диапазон - все нормально, усилитель приемника все усиливает, далее фильтруем и опа - на выходе только полезный сигнал, чистый и невредимый. Рисунок Б: Помеха совсем чуток добавила мощности и уже не влезает в динамический диапазон. Мы получаем, что во - первых временами мы совершенно перестаем принимать полезный сигнал. Т.к. усилитель просто перегружается и выдает постоянное напряжение на выходе (участки перегрузки я выделил синей жирной линией). Говорят, что усилитель "запирается" помехой, потому как он никак не реагирует на сигнал на входе. Во-вторых сам сигнал помехи искажается (срезаются верхушечки синусоиды) и на выходе усилителя он представляет собой уже не синусоиду, а меандр (прямоугольные импульсы). Спектр импульса очень широк и он раскладывается на массу мощнейших гармоник, некоторые из которых обязательно попадут в полосу пропускания фильтра и пройдут его. В результате на выходе фильтра получаем вообще посторонний шум - результат выделения фильтром одной из бесконечных гармоник прямоугольного импульса (розовая линия)
Как с этим бороться ? Существует два метода: Простой: тупо ослабить все сигналы на входе, чтобы помеха вновь помещалась в динамический диапазон. Этот способ называется - Аттеньюатор (и есть практически во всех станциях, потому как легко реализуется). Но ослабляя сигнал - мы теряем чувствительность и в конце концов можем просто потерять свой полезный сигнал - не услышать его и все, из-за ослабления.
Сложный: Поставить фильтр на входе , перед усилителем (Рисунок C:). Почему сложный ? Да потому, что фильтр должен быть _перестраиваемый_ вслед за полезным сигналом. Если мы захотим перестроится на другую станцию - мы должны синхронно перестроить фильтр. А это ой как непросто. Кроме того этот фильтр не должен сильно ослаблять полезный сигнал - иначе опять снижаем чувствительность. Круг замкнулся.
Хочу лишь заметить, что в стационарных трансиверах - фильтры по входу таки ставят и они переключаются, на каждый диапазон. Перестраивать вслед за полезным сигналом - так и не осилили сделать - сложно. Потому фильтр просто пропускает весь нужный диапазон. Ну хотя бы помехи вне этого диапазона перестают влиять и получается динамический диапазон порядко 90 - 120 Db. Дополнительный минус этого решения - вне диапазона эти трансиверы абсолютно "глухие" - фильтры все давят и чувствительности нет.
В портативках же многих попросту не ставят фильтры по входу и имеем динамический диапазон 60Db и ситуацию , как на рисунке (Б) - вместо канала АвтоУа я слышу "Небо-7", скорую помощь Но зато есть и плюсы - в портативке есть сканнер. Приемник, который может принимать сигнал практически на любой частоте. Правда хреново, но принимать может И именно поэтому однодиапазонки-портативки работают гораздо лучше, чем двухдиапазонные станции. В однодиапазонках стоит неперестраиваемый фильтр именно на тот диапазон, в котором она работает.
Жду ваших комментариев, дополнений. Я постарался описать динамический диапазон "по забитию", а есть еще "по двухтональному сигналу". Ну и что такое полоса пропускания и избирательность (простая и по зеркальному каналу) - дополняйте
Хотелось еще добавить , что процентов 30 зависит от антенны. Проверено. Антенна настроеная в резонанс с нужной частотой уже есть фильтр в первом приближении.С плохим приемником и хорошей антенной получается лучше чем наоборот. Поскольку антенна образует контур с входными цепями приемника.5/8 на нашей частоте оптимально.
И щ зеркалках.Частота побочного канала ƒП отстоит от частоты принимаемого радиосигнала на удалении двух промежуточных частот, т. е. ƒП–ƒС=2ƒПР. Частота ƒП отстоит от ƒГ на таком же удалении, что и ƒС . Поэтому канал, по которому проникает помеха ƒП, называется зеркальным, а помеху – зеркальной ƒЗ . Далее в тракте приёма зеркальная помеха обрабатывается одинаково с полезным сигналом. Второй побочный канал приёма, по которому может проникнуть помеха, возникает на частоте ƒПР, поскольку фильтр включённый в выходную цепь смесителя, настроен на ƒПР, смеситель для сигналов, у которых ƒС =ƒПР является прозрачным. Эту помеху называют помехой прямого прохождения. Для того чтобы уменьшить помеху зеркального канала и помеху прямого прохождения, необходимо их ослабить до попадания на вход преобразователя. Эта задача выполняется резонансными контурами тракта радиочастоты, который называют предварительным селектором (преселектором). Чтобы эффективнее бороться с зеркальной помехой, необходимо ƒПР увеличивать. Но с другой стороны, увеличение ƒПР уменьшает коэффициент усиления по ƒПР на каскад и усложняет ФСИ , что ухудшает чувствительность приёмника и избирательность по соседнему каналу. Разрешением данного противоречия является использование в приёмниках 2-го преобразования частоты. При первом преобразовании используется более высокая частота ƒПР1, при втором – более низкая ƒПР2. Основное усиление в приёмнике, а следовательно, и избирательность по соседнему каналу осуществляется на ƒПР2 . Применение двойного преобразования частоты приводит к появлению нового зеркального канала приёма ƒЗ2 =ƒС ±ƒПР2 .Ослабление помехи по этому зеркальному каналу обеспечивается избирательностью тракта, предшествующего 2-му преобразованию частоты.
Что то с формулами не получилось , или латинские симвлы у меня опера не понимает но смысл я думаю понятен
Антенна настроеная в резонанс с нужной частотой уже есть фильтр в первом приближении
Полностью согласен. Антенна по сути - колебательная система, обладающая резонансом и добротностью. И в первом приближении - она уже сама по себе является фильтром. Хотя конечно слабо эффективным.
Что то с формулами не получилось , или латинские симвлы у меня опера не понимает но смысл я думаю понятен
Смысл то понятен, но только специалистам, знакомым с принципом построения супергтеродинных приемников, смесителей итд итп. Хотелось бы иметь более постые объяснения "на пальцах".
Не пойму, для кого создан топ? Если начинать с Поляковских азов, то потребуется для неподготовленного пользователя, постичь практически институтский курс электротехники. Кто знает, уже в этом не нуждается, кто просто поучаствовать - поиграется и остынет. имхо
Антенна принимает и излучает электромагнитную энергию, она пассивная и никакого усиления иметь не может. Поскольку реальная антенна излучает/принимает сигнал по разному в разных направлениях, строят диаграммы направленности, из которых следует, куда приходится максимум электромагнитной энергии (основной лепесток диаграммы направленности) и существует понятие КНД (коэффициент направленного действия) – насколько основной лепесток "сильнее" против стандартного полуволнового диполя (единица измерения dBd) или изотропного излучателя (единица измерения dBi). dBd приблизительно равно dBi+2dB, по этому производители антенн, указывая КНД, часто указывают значение в dBi, а единицу измерения неверно пишут просто dB, что позволяет заявит КНД больше на приблизительно 2 dB. Именно КНД часто неправильно называют "усилением" антенны. Фидер, обычно коаксиальный радиочастотный кабель, используется для передачи электромагнитной энергии от генератора в нагрузку (т.е. от передатчика в антенну и от антенны к приемнику). В фидере неизбежно имеются затухания, ослабляющие сигнал. Затухания тем меньше (ориентировочно, конечно), чем больше диаметр коаксиального кабеля и чем ниже частота. Если волновое сопротивление фидера и/или нагрузки отличается от волнового сопротивления генератора, то помимо прямой волны (т.е. направления распространения электромагнитной энергии) возникает отраженная обратная волна. Это значит, что не вся сгенерированная электромагнитная энергия поглотится нагрузкой (и, в случае антенны, будет израсходована в виде потерь на излучение), а часть энергии отразится назад на генератор. Здесь возникает две проблемы. Первая заключается в росте потерь, т.к. отраженная энергия не излучена антенной или не потреблена приемником, а попросту "пропадает". Вторая заключается в том, что в случае с транзисторным генератором передатчика, на выходе передатчика могут возникать опасные напряжения или токи, могущие привести к повреждению усилителя передатчика. Во избежание такого повреждения все (почти) фабричные и большинство самодельных усилителей имеют интегрированную защиту, автоматически снижающую выходную мощность во избежание повреждения. Потери от рассогласования нагрузки (КСВ>1) часто переоценивают. Предположим, что затухание в фидере составит 2dB. Тогда при идеальном согласовании (КСВ=1,0) до нагрузки дойдет 68% сгенерированной энергии. При КСВ=1,5 – 66,7%. При КСВ=2,0 – 63,5%. При КСВ=3,0 – 56,6%. При КСВ=5,0 – 45,5%. При КСВ=10 – 30%. При КСВ=20 – 17,8%.
Следует понимать разницу между резонансом антенны, когда ее сопротивление чисто активно и когда она работает наиболее эффективно, и КСВ. С учетом сравнительно малых потерь при небольших значениях КСВ (до ~3), имеет смысл добиваться именно резонанса антенны, а не минимизации КСВ. Приборы для измерения КСВ и мощности, распространенные среди любителей, в большинстве своем работают по схеме направленных ответвителей и в реальных образцах имеют не очень высокую точность (гарантировано достаточную для контроля и настройки). По этому рассуждения в эфире вроде "у меня КСВ=1,05" обычно не имеют смысла.
Еще раз об "усилении". Чтобы оценить энергетику приемо-передающего комплекса, необходимо из мощности генератора вычесть потери в фидере и прибавить (вычесть) КНД антенны. Из этого следует, что оптимизация антенно-фидерного тракта эффективнее, чем наращивание мощности передатчика.
О мощности передатчика. Часто новички рассуждают "у моего товарища 5W, а у меня 10W и меня слышно намного, раза в два, дальше". Это неверно. Напряженность электромагнитного поля, т.е. сила сигнала, обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника. Т.е. если абстрагироваться от конкретных условий (местность и т.п. факторы), то чтобы тебя принимали с тем же уровнем в три раза дальше, нужно, при той же антенне, поднять мощность в девять раз. Рассуждения от том, что "портатиква 5W слышна намного дальше, чем 4W" вообще практически бессмысленны. Обычно приемники оснащены измерителями уровня сигнала, S-метрами. У правильно калиброванного S-метра каждый балл ("кубик на шкале") на 6dB, т.е. в 4 раза по мощности, больше предыдущего. Это значит, что если работаешь с корреспондентом и увеличиваешь мощность в 16 раз, то у корреспондента появится всего лишь на два "кубика" больше. Отсюда видно, насколько лишены смысла попытки увеличить мощность на пару процентов, рискуя повредить транзисторы усилителя, переводимого в нештатный режим – этой прибавки (скажем, с 4W до 5W) попросту никто не заметит.
И снова о КНД. Поскольку практически несложно создать антенну с КНД, скажем, 6dBd, то подключение такой антенны вместо "четвертушки" будет не просто эквивалентно увеличению мощности передатчика в 4 раза, но и одновременно будет эквивалентно увеличению чувствительности приемника в те же 4 раза. По этому и говорят, что лучший усилитель – антенна.
Про QRP. Часто доводится слышать "у меня 5W и ничего, на тройке сработал (перечисляются территориально недалекие станции)". Это заблуждение. Сработали вас! Т.е. ваш корреспондент смог принять ваш сигнал где-то в шумах и именно благодаря его квалификации и его аппаратуре QSO состоялось. Вашей заслуги в том, что вы в ответ принимали корреспондента 59+20 нет и быть не может. По этому, нередко, работа QRP – скорее неуважение к корреспонденту, чем собственная доблесть. Для кого-то имеет спортивный интерес принять слабую станцию и они пытаются работать, другие принципиально игнорируют QRP по тому, что считают недостойным работать с тем, кто не в состоянии построить или купить усилитель.
Не пойму, для кого создан топ?
Сергей, сейчас стремительно развивается УКВ. Вчера в эфире UY2UB сказал, что уже терятся в новых позывных и я его понимаю Вот такой всплеск активности пошел. Почему ? Да все просто - теперь свободно можно купть фирменную УКВ станцию, фирменную антенну, соединить это все стандартным комплектом разъемов и вуаля - ты в эфире. Первый шаг в радиолюбительство стал очень простым, совершенно не нужно заморачиватся со всеми этими циферками и теориями - и это хорошо!
Затем наступает второй шаг в радио - хочется что то улучшить, усовершенствовать. Вот человек сидит, смотрит на все эти рекламные буклеты производитлей, там какие то цифры, параметры. Пытается сравнивать одно с другим и выбрать что-то, что увеличит дальность, улучшит прием итп. Зачастую производитли уже поняли - что это основной их клиент и наполнили ТТХ "характеристиками" типа "7\8 лямбда","SuperGainer" итп, что еще больше запутывает. В форумах и в эфире кстати много людей, которые купились на эту "рекламную истерию" и пошли дальше развивать псевдотеории, подсунутые производителями вмест правды. В массы пошли термины аля "кирпич","разогнал станцию" итп. Зачем человеку вдаватся в подробности, он даже не знает, что это усилитель - для него это просто "черный ящик". Вот "подключил кирпич и все сразу стали хорошо слышать". Что он этим изминил, как это повлияло, кому он свои кирпичом в эфире теперь мешает - это все остается за рамками расмотрения.
Так вот топик как раз для тех, кто делает в радио второй шаг. Он поможет не утонуть в терминах и разобратся все таки, что же означают эти циферки на коробочке. И что из них правда, а что наглая ложь. И в конце концов какого эффекта можно ожидать от данного изделия хотя бы чисто теоретически.
UT7UX -огромное спасибо за топик про антенны. Я бы предложил несклько редакторских правок:
Именно КНД часто неправильно называют "усилением" антенны.
Я бы исправил (и чуть добавил): Именно КНД часто ОШИБОЧНО называют "усилением" антенны.". Это обсалютно разные вещи. Антенна может обладать высоким КНД, но при этом не иметь совершенно никакого усиления. Пример - магнитная антенна в обычном средневолновом вещательном приемнике. КНД у нее безусловно есть - вращая приемник вместе с антенной можно в это убедится. Однако на передачу оно не работает, совершенно. C с другой стороны добиться усиления антенны, без увеличения КНД - невозможно даже теоретически. Как уже было замечено - антенна это пасивный элемент и увеличивать напряженность электрополя в одной точке пространства вокруг антенны, можно исключительно за счет уменьшения этой напряженности в других точках. Закон сохранения энергии работает и тут.
Это значит, что не вся сгенерированная электромагнитная энергия поглотится нагрузкой (и, в случае антенны, будет израсходована в виде потерь на излучение), а часть энергии отразится назад на генератор.
Это очень спорная теория. Тут есть много версий, какая из них правильная я пока еще для себя не решил, хотя я склоняюсь к другой теории. Раньше меряли "КБВ" - коэффициент бегущей волны. Затем стали мерять КСВ. Это уже ближе к делу, поскольку отражает степень расогласования. Но, вот что такое "часть энергии отразится назад на генератор" - это уму не постижимо. Как отразится ? И главное - куда оно там денется ? Вот тут есть попытка дать ответ на этот вопрос:
Здесь возникает две проблемы. Первая заключается в росте потерь, т.к. отраженная энергия не излучена антенной или не потреблена приемником, а попросту "пропадает".
Но что значит "пропадает" - закон сохранения энергии говорит о том, что ничто и никуда пропасть не может. Так что совершенно не пропадает, а естственно если куда то и может дется, так это уйти в тепло. Чего у нас нагревается при передаче - это естественно выходной каскад усилителя и кабель. От чего зависят потери на нагрев - это закон ома P = I*I*R Где I -ток, R - омическое сопротивление (не путать с волновым) кабеля. Таким образом можно существенно уменьшить потери в кабеле - просто увеличив диаметр центральной жилы и оплетки - проще говоря купить толстый кабель и КСВ тебя уже совершенно не волнует, особенно если кабель еще и короткий. R кабеля маленкое и "пропасть" на нем может какой то мизер. Ну и наконец, что такое КСВ - это просто равномерность распределения тока по кабелю. При КСВ = 1 ток по кабелю распределен равномерно - т.е. одинаков во всех точках. Можно грубо говоря включить амперметр в любой точке кабеля и он покажет одинаковое значение. Допустим 1 Ампер. Если КСВ = 5, значит что в зависимости от точки замера по длине кабеля мы будем получать значения отличающиеся в 5 раз. Т.е. где то грубо говоря в одном месте померяли - получили 0.5 А, а где то в другом месте 2.5 А Поскольку , как мы видим - зависимость потерь на нагрев кабеля от тока квадратичная. То уменьшение потерь на нагрев кабеля в участках с меньшим током никак не скомпенсирует увеличение этих потерь на участках с большим током. Потому при увеличении КСВ эффективность фидера падает. Вот так вот просто объясняется, через закон Ома. Не надо никаких "отраженных" волн пропадающих "непонятно где".
Вот картинка распределения тока и напряжения по кабелю. Rн- cопротивление нагрузки (антенны). - Сверху принципиальная схема системы фидер - антенна. а) При сопротивлении антенны = 0 (КСВ = бесконечность, поскольку мин. ток в кабеле =0 и при вычислении КСВ возникает деление на 0) б) КСВ = 1 в) При сопротивлении антенны = бесконечность (КСВ = бесконечность) В жизни всегда имеем нечто среднее между этими двумя случаями. Кстати есть забавное следствие из всего этого - согласовать выход трансивера и антенну можно просто подбирая длинну кабеля. При этом сам трансивер покажет КСВ=1 (соврет!!!) и ALC мощность сбрасывать не будет. Хотя от потерь в кабеле это естественно не спасет - вот тут и появляется разница между измерениями и реальным положением вещей.
Далее:
Предположим, что затухание в фидере составит 2dB. Тогда при идеальном согласовании (КСВ=1,0) до нагрузки дойдет 68% сгенерированной энергии. При КСВ=1,5 – 66,7%. При КСВ=2,0 – 63,5%. При КСВ=3,0 – 56,6%. При КСВ=5,0 – 45,5%. При КСВ=10 – 30%. При КСВ=20 – 17,8%.
Супер! Класная табличка, для юбителей побегать по диапазону и понамерять КСВ от 1.01 до 1.03, "а тут у меня антенна гораздохуже работает - КСВ 1.04 " Я бы еще скорректировал табличку с учетом того, что потери в фидере со всеми разъемами и переходниками и 30 метрами кабеля обычно 6 Db и более. И картина была бы еще более яркая, называется - КСВ "до лампочки".
Вторая заключается в том, что в случае с транзисторным генератором передатчика, на выходе передатчика могут возникать опасные напряжения или токи, могущие привести к повреждению усилителя передатчика. Во избежание такого повреждения все (почти) фабричные и большинство самодельных усилителей имеют интегрированную защиту, автоматически снижающую выходную мощность во избежание повреждения.
Остается добавить, что эта система в буржуйских аппаратах обзывается ALC - (расшифровки аббревиатуры к стыду своему не знаю - Auto Level Control ?) ЗЫ: Про QRP - это Holy War.
По пунктам . Я сознательно упростил некоторые моменты для простоты понимания начинающими (специалистам эта тема до лампочки и так). Отсюда некоторые неточности, допущения и т.п. Кто заинтересуется - разберется глубже. Кто не заинтересуется - будет иметь общее представление и не говорить ерунду в эфире.
КНД это не отношенте фронт-тыл или фронт-бок, это отношение главного лепестка к референсному излучателю - полуволновому диполю или изотропному излучателю. Если за счет сжатия главного лепестка удается перераспределить излучаемую электромагнитную энергию в сторону корреспондента, то получится, что антенна как бы "усиливает". Однако это не так, усиления нет. То же самое при адсорбции электромагниной энергии при приеме (принцип обратимости антенны).
Раньше меряли "КБВ" - коэффициент бегущей волны. Затем стали мерять КСВ.
КБВ=1/КСВ. Т.е. с точки зрения контроля и настройки это одно и то же. КБВ - измеритель степени согласования, КСВ - измеритель степени рассогласования. Вот и все.
Как отразится ?
Для FAQ'а это будет непросто в двух словах. Отправляю к твоей же картинке.
Но что значит "пропадает" - закон сохранения энергии говорит о том, что ничто и никуда пропасть не может.
Израсходуется на нагрев кабеля, на излучение кабелем, на нагрев и утечки на элементах генератора вплоть до осветительной электросети. Потери на излучение кабелем плохи не только по тому, что часть электромагнитной энергии не доходит до антенны, но и по тому, что нарушают расчетную диаграмму направленности антенны.
От чего зависят потери на нагрев - это закон ома P = I*I*R Где I -ток, R - омическое сопротивление (не путать с волновым) кабеля. Таким образом можно существенно уменьшить потери в кабеле - просто увеличив диаметр центральной жилы и оплетки - проще говоря купить толстый кабель и КСВ тебя уже совершенно не волнует, особенно если кабель еще и короткий. R кабеля маленкое и "пропасть" на нем может какой то мизер.
Немного упрощенно, но в идеальном режиме бегущей волны (КСВ=1 или КБВ=1) оммические потери отсутствуют, т.к. фактически средой предечи электромагнитной энергии является диэлектрик, а не проводник центральной жилы или оплетки. Только от качеств диэлектрика зависят потери. В реальных условиях, когда возникают стоячие волны, в проводниках возникают токи, которые и приводяк к оммическим потерям.
Ну и наконец, что такое КСВ - это просто равномерность распределения тока по кабелю.
Можно и так сказать, это верно.
Вот так вот просто объясняется, через закон Ома. Не надо никаких "отраженных" волн пропадающих "непонятно где".
Оммические потери - только чать потерь в реальной системе генератор-фидер-нагрузка. Хотя эти потери могут быть наиболее существенными.
Вот картинка распределения тока и напряжения по кабелю.
Это классика. Рекомендую всем интересующимся медитировать до просветления. Фидер (коаксиальный кабель, витая пара, открытая линия - не важно) - это, упрощенно, как бы бексонечная цепочка из бесконечно малых по геометрическому размеру емкостей и индуктивностей, соотношение которых в реальном фидере и определяет его волновое сопротивление. Это называется распределенная индуктивность и распределенная емкость.
Кстати есть забавное следствие из всего этого - согласовать выход трансивера и антенну можно просто подбирая длинну кабеля.
Это называется настроенный фидер или настроенная линия. Это частный случай, для которого требуется точная подгонка длины фидера под рабочую частоту и незначительное изменение этой самой частоты или расчетной длины линии приведет к резкому взрастанию потерь. Однако, на практике, этим приемом пользуются. В случае согласованного фидера его геометрическая длина не имеет значения и влияет только на затухания (но не на настройку).
Я бы еще скорректировал табличку с учетом того, что потери в фидере со всеми разъемами и переходниками и 30 метрами кабеля обычно 6 Db и более. И картина была бы еще более яркая, называется - КСВ "до лампочки".
Ч.Т.Д.
P.S.: Jedy, спасибо за тему! Мы и начинающим поможем, и сами поумничаем проверим свои знания .
""" Поскольку практически несложно создать антенну с КНД, скажем, 6dBd, то подключение такой антенны вместо "четвертушки" будет не просто эквивалентно увеличению мощности передатчика в 4 раза, но и одновременно будет эквивалентно увеличению чувствительности приемника в те же 4 раза. По этому и говорят, что лучший усилитель – антенна.""".Хотелось бы добавить по поводу этого утверждения.За 0dB принято считать усиление настроенного в резонанс полуволнового диполя. Но есть еще и КПД системы которое заведомо ниже 100%. И прибавка усиления на 6 dBd дает улучшение КПД которое не трудно посчитать. Но никак не увеличение мощности в четыре раза. Ну а по поводу приема наверное будет правильнее сказать отношение сигнал/шум . Далее по поводу мощности 4 или 5 Вт. В теории да разница не заметна , или в чистом поле или на КВ. А на УКВ и в городских условиях . Не будем далеко ходить , достаточно проверить на нашем репитере из зоны затемнениия. Прибавка 1 Вт дает явственно слышный эффект. Но полность согласен насчет антенно-фидерной системы улучшать ее гораздно интереснее и выгоднее чем добавлять ватты.К сожалению не у всех есть для этого приборы. Тот же АА500 (анализатор) сраиним в цене с хорошим трансивером.
За 0dB принято считать усиление настроенного в резонанс полуволнового диполя.
Либо изотропного излучателя. В любом случае это должно недвусмысленно указываться.
Но есть еще и КПД системы которое заведомо ниже 100%. И прибавка усиления на 6 dBd дает улучшение КПД которое не трудно посчитать.
Немного напутаны термины, но идея ясна. Реальная антенна, имеющая реальных +6dBd, отдает эти самые +6dBd с учетом всех потерь. Насколько больше отдавала бы такая же идеальная антенна - вопрос третий, но при грамотном конструировании и изготовлении разница будет не очень большая.
Но никак не увеличение мощности в четыре раза.
Безусловно. Однако напряженность магнитного поля в направлении максимума изменится так, как если бы на полувоновый диполь подали в четыре раза больше мощность. По этому на практике и говорят, что более эффективная антенна условно эквивалентна повышению мощности передатчика и повышению чувствительности приемника.
Ну а по поводу приема наверное будет правильнее сказать отношение сигнал/шум
Допустим. И в чем тогда противоречие?
Далее по поводу мощности 4 или 5 Вт. В теории да разница не заметна , или в чистом поле или на КВ. А на УКВ и в городских условиях . Не будем далеко ходить , достаточно проверить на нашем репитере из зоны затемнениия. Прибавка 1 Вт дает явственно слышный эффект.
В этом примере совершенно напрасно не учитываются фундаментальные принципы распространения радиоволн. Или непонимание этих принципов провоцирует ошибочные умозаключения. Например, почему никому не приходит на ум слово "интерференция", когда незначительно смещение в пространстве портативки, порой на 10-20 см, приводит к катастрофическому изменению уровня принимаемого сигнала?
К сожалению не у всех есть для этого приборы. Тот же АА500 (анализатор) сраиним в цене с хорошим трансивером.
Прибор интересный. Раньше приходилось делать много измерений и вручную строить график. Кстати, может ли он работать как АЧХометр для настройки фильтров? Было бы очень жирно, если нужно соорудить что-то интересное типа дуплексного фильтра на объемных резонаторах - трудоемкость настройки сократится в разы. Чтобы сравнить по цене этот прибор с хорошим трансивером, цену прибора нужно умножить где-то на пять.
Ну я имел ввиду антенну с круговой диагрм.направл. В частности автомобильную. Поскольку тема как бы для создана для людей делающих первые шаги.Если брать к примеру 9-элементную Ягу ,согласен двумя руками. С интерференцией тоже все ясно и прекрасно помнится, согласен таже. Но мы немного не поняли друг друга. Прелесть УКВ в городских условиях заключается или в переотражение на 2-ке или в частичном пробивании препятствия в частности в высотной застройки города.Случай для неподвижной портативки.Вот тогда 1 Ватт может и спасти.Если же двигаться ,легко обнаружить, что громкость приема станции начнет меняться. Если в это время увеличить скорость, то изменения станут чаще, уменьшить —- реже, остановиться — громкость изменяться не будет. На средних или длинных волнах этот эффект отсутствует. Он связан с отражениями и сложениями волн, имеющих длину в единицы метров под влиянием окружающего ландшафта, зданий, башен, холмов, лесных массивов и т.п. и называется замираниями. Вы ведь это имели ввиду и значит мы пршли к общему знаменателю. Трансивер я кстати имел ввиду "портативку" Понятно топовый Айком под 10000 президентов.С уважением.
Ну я имел ввиду антенну с круговой диагрм.направл.
Это не имеет значения. Не имеет значения - круговая диаграмма или какая-то иная. Принцип всегда один.
Если же двигаться ,легко обнаружить, что громкость приема станции начнет меняться ... На средних или длинных волнах этот эффект отсутствует.
Теория распространения радиоволн и практика работы в эфире готовы поставить это заявление под сомнение. Конечно, если живешь под боком у вещалки, то может показаться, что ничего такого и впрямь нет.
Он связан с отражениями и сложениями волн, имеющих длину в единицы метров под влиянием окружающего ландшафта, зданий, башен, холмов, лесных массивов и т.п. и называется замираниями.
Понятие замирания радиосвязи больше относится к дальней связи с использованием отражения от ионизированных слоев, но не к местным УКВ радиосистемам.
Трансивер я кстати имел ввиду "портативку" Понятно топовый Айком под 10000 президентов.
Ну, положим, топовый Icom стоит немного дешевле и отнюдь не является пределом цены за любительскую приемопередающую радиостанцию. Скажу более. Довольно много чего в этом аппарате сделано для телеграфистов, что не имеет никакого значения для предпочитающих телефон или цифру - многие дорогие инженерные решения останутся невостребованными у ряда потенциальных владельцев. Потом, нельзя не отметить, что по большому счету, основным его отличием от несопоставимо менее дорогого аппарата, следующего вторым в линейке Icom (тоже более "телеграфно-ориентированный", если можно так выразиться), является полноценный второй приемник. Основные же приемники у них настолько близки в реальном эфире, что приобретение топ-модели носит больше имиджевый характер.
AA500 Прибор интересный. Раньше приходилось делать много измерений и вручную строить график. Кстати, может ли он работать как АЧХометр для настройки фильтров? Было бы очень жирно, если нужно соорудить что-то интересное типа дуплексного фильтра на объемных резонаторах - трудоемкость настройки сократится в разы. Чтобы сравнить по цене этот прибор с хорошим трансивером, цену прибора нужно умножить где-то на пять.
Отстроить коаксиальные фильтра при помощи аналюзера мона, но только по КСВ, тобиш косвенно, "прохождения" не меряет, тут только АЧХ. Я свою "банку" забрал я ее именно на АЧХ повез мерять.
-->
Отстроить коаксиальные фильтра при помощи аналюзера мона, но только по КСВ, тобиш косвенно, "прохождения" не меряет, тут только АЧХ. Я свою "банку" забрал я ее именно на АЧХ повез мерять.
О! Вот кстати еще одно прикольное слово для "домохозяек" - Банка! Пример использования: "Да у него там банка стоит" - данная фраза применяется для подчеркивания недостижимости выдающихся результатов простыми чайниками, без банок .
Я в них совершенно не разбираюсь. Ну вот знаю, что это Полосовой фильтр на объемных резонаторах, внешне, да и по устройству смахивающий на пепелац. Но никогда вживую не видел и устройство и принцип действия и даже геометрические размеры и вес - слабо себе представляю До недавнего времени слабо себе представлял и стоимость, но Арсен меня просветил в этом вопросе UEP еще говорил, что с помощью этой штуковины можно даже настраивать согласование с антенной. Но я весьма темный в этом вопросе. Так что буду благодарен, если кто-то опишет работу и получаемый эффект от этого чуда:
Да хотя бы где здесь у нее вход, а где выход
ЗЫ: Я настраиваю антенны самым дешевым прибором - ГИР-ом, гетеродинным индикатором резонанса. Но метод я вам скажу - "шаманский", без танцев с бубном не обходится
По вопросам о "банках" эт к UT5UAR он как тут говорят ГУРУ вот он и подробно расскажет, а тот кто все запомнит здесь законспектирует ЗЫ Пасиба за юмор! Давно Задорнова не слышал, эт на счет шаманства. Да и по твоему с КСВ метром не шаманство, бегаеш как критин (для окружающих) метров десять в одну потом в другую (метраж зависит от диапазона) проволку кусь или намотал, после подбежал что то там нажал, орет как угарелый "Алёёё!" (он че там с Иркутском разговаривает?) и снова побежал, и так до тех пор пока у него там стрелочка не поднимается больше, он че там ищет где есть "свет" (напряжение "220В") или что? ЗЫЫ Да вот тебе еще в копилку для чайникофф "Настрой мне антенну шоб "КэСэВэ" не больше 0.9 было!"
-->
Отстроить коаксиальные фильтра при помощи аналюзера мона, но только по КСВ, тобиш косвенно, "прохождения" не меряет, тут только АЧХ. Я свою "банку" забрал я ее именно на АЧХ повез мерять.
Т.е. этот прибор не работает как АЧХометр?
Да уж, "банка" - укоренившийся термин, постепенно перекочевавший в обиход тех категорий граждан, которые имеют смутное представление о нем и, уварен, в большинстве своем ни разу в жизни их не видели, но с умным видом вещают о них в эфире, производя неизгладимое впечатление на таких же . Собственно "банка" - это объемный резонатор. Смысл применения объемного резонатора в качестве фильтра состоит в его исключительно высокой добротности, недостижимой на УКВ иными способами. Т.е. эта самая "банка" представляет собой колебательный контур с полностью распределенными емкостью и индуктивностью. Принцип работы (если ориентироваться на рисунок выше) довольно прост, даже примитивен: на вход 8 (он же может быть выходом, они симметричны) подается электромагнитная энергия через петлю связи (на рисунке не вижу, в реале это именно петля из одного витка). Если подаваемая частота соответствует частоте резонанса, то потери в резонаторе становятся почти нулевыми и почти вся энергия адсорбируется петлей связи на выходе и передается дальше (если настройка в параллельный колебательный контур). Для снижения потерь очень важна полировка и серебрение внутренних поверхностей резонатора и сохранение правильной геометрической формы - это одна из основных трудностей домашнего изготовления резонаторов. Элементы 1 и 4, управляемые через 3 и 2, изменяют внутренний объем и, следовательно, частоту резонанса и, таким образом, являются элементами настройки. Иногда "дно" "банки" делается подвижным целиком подобно поршню в цилиндре для такой же настройки. Комбинация некоторого количества параллельных и последовательный колебательных контуров позволяет создать дуплексный фильтр для работы с небольшим разносом, например -1.600 на 430MHz, тогда как фильтры на других конструктивно выполненных элементах, повторюсь, не способны обеспечить необходимую добротность.
Использование "банки" по входу на любительских радиостанциях ИМХО чаще понты, т.к. хороший фильтр слишком узкополосен и совершенно неприемлим из-за этого для работы на большей части диапазона без перестройки. Если же реальный фильтр широкополосен, то это из-за криворукости строителя "банки" и, следовательно, использование такого фильтра тем более малополезно. Убежденное ИМХО: для домашнего использования лучше всего строить фильтры на отрезках коаксиальных линий, т.к. их меньшая добротность дает приемлемо более широкую полосу, они несопоставимо проще в изготовлении и настройке и несопоставимо компактнее.
Я настраиваю антенны самым дешевым прибором - ГИР-ом
Что ИМХО правильно. Ибо резонанс наше все. А КСВ... Лишь бы кабель не грелся!
Відповісти
Поперед.
Зміст
Наступ.
Гілками
Я постарался описать динамический диапазон "по забитию", а есть еще "по двухтональному сигналу". Ну и что такое полоса пропускания и избирательность (простая и по зеркальному каналу) - дополняйте 
Мы и начинающим поможем, и сами 
вот он и подробно расскажет, а тот кто все запомнит здесь законспектирует 
