Artykuł Jacka SP8BAI o współczynniku fali stojącej na stronie PZK Lublin

Na stronie Oddziału Lubelskiego PZK http://pzk.lublin.prv.pl/ w zakładce "Biuletyn oddziałowy" jest bardzo ciekawy artykuł kol. Jacka SP8BAI opracowany na podstawie QST nov 06 K5DVW, wyjaśniający wiele niedopowiedzianych wątków w temacie współczynnika fali stojącej.

Marek

Cześć.

Sądzisz, że ten opis coś zmieni ? Wątpię.
Żadnymi artykułami i dowodami nie przekonasz "obcinaczy kabli". To jest walka z wiatrakami...

Całkiem mądrze, w miare dokładnie i obrazowo napisane wg mnie ale jak ludzie liczyli jakies ćwiartki fali i przekładali to na długość kabla tak będą robić dalej bo jak powiedział ktoś mądrt "legendy są nieśmiertelne"

mi też kiedyś ktoś wciskał kit o obcinaniu i obliczaniu ćwiartek.dla mnie to zwykły mit który już sam obaliłem.skoro wyjście nadajnika ma 50Ω kabel i antena też to o co chodzi??

kriss51 napisał:

skoro wyjście nadajnika ma 50Ω kabel i antena też to o co chodzi??

No właśnie chodzi o to, że ani wyjście nadajnika, ani antena nie mają owych 50 Ohm.
Generalnie jeżeli kupujesz zestrojoną antenę w sklepie to długość kabla nie ma znaczenia, bo zakłada się, że taka antena ma określone "standardowe" parametry. Jeżeli składasz antenę samemu (szlifujesz, toczysz, spawasz, lutujesz...) to nie wiesz co dostaniesz (tzn. jakie parametry uzyskasz), stąd, by pomiary były sensowne warto jest dobrać długość kabla dla samych pomiarów (a nie by antena działała!). Jak zestroisz poprawnie, możesz dać dowolny kabel...
Nie wszyscy potrafią rozróżnić te sprawy...

Myślę że Piotr SP9LVZ nie będzie mi miał za złe jęśli tu podam link do jego strony o antenach i swr-ach. Jak dla mnie to bardzo ciekawy kawał materiału napisanego pod kątem dopasowania anten , linii przesyłowych itp.
http://www.faltus.neostrada.pl/2143/17301.html

kormoran1974 napisał:

Jak dla mnie to bardzo ciekawy kawał materiału napisanego pod kątem dopasowania anten , linii przesyłowych itp.
http://www.faltus.neostrada.pl/2143/17301.html

Dla mnie cienki. Większość bez wyższego technicznego wykształcenia nie czuje liczb zespolonych i pisanie o składowej biernej w taki sposób jak w tym tekście jest stratą czasu.

Większość natomiast załapie o co chodzi w temacie jak się narysuje rozkład napięć i prądów w linii zasilającej i antenie oraz jasne przedstawienie tematu strat mocy przy niedopasowaniu z uwzględnieniem tłumienia kabla i włączenia reflektometru w różne miejsca linii.

Poszukam dzisiaj w domu gdzie o tym pisali.

SQ9MTR napisał:

kormoran1974 napisał:

Jak dla mnie to bardzo ciekawy kawał materiału napisanego pod kątem dopasowania anten , linii przesyłowych itp.
http://www.faltus.neostrada.pl/2143/17301.html

Dla mnie cienki. Większość bez wyższego technicznego wykształcenia nie czuje liczb zespolonych i pisanie o składowej biernej w taki sposób jak w tym tekście jest stratą czasu.

Większość natomiast załapie o co chodzi w temacie jak się narysuje rozkład napięć i prądów w linii zasilającej i antenie oraz jasne przedstawienie tematu strat mocy przy niedopasowaniu z uwzględnieniem tłumienia kabla i włączenia reflektometru w różne miejsca linii.

Poszukam dzisiaj w domu gdzie o tym pisali.

TO zrób lepsze i wtedy osądzimy!.

A co do mitu kabla to chyba już kazdy na tym forum się przekonał że nie warto...

Powiem tylko że nie mam technicznego wykształcenia a liczby zespolone nie sa mi obce a tak pozatym nie były one kluczowe w zrozumieniu rtykułu wg mnie

Chyba znalazłem:

Poradnik UKF, strona 848 i 849, rozdział 7.1.3: Dopasowanie anteny
http://winntbg.bg.agh.edu.pl/skrypty2/0067/img848.html
http://winntbg.bg.agh.edu.pl/skrypty2/0067/img849.html

I do tego związany wątek na pl.rec.radio.amatorskie:
http://groups.google.pl/group/pl.rec.radio.amatorskie/browse_frm/thread/e34db6193068c315/

BTW: impedancja wejściowa linii długiej
http://www.kolisz.pl/radiotechnika/14-impedancja-wejsciowa-linii-dlugiej.html

Temat fali stojącej tłumaczył mi Andrzej SP9ADU rysując przewód i wzdłuż niego przebieg napięć i prądów oraz maksima i minima; byłem tak podniecony, że zacząłem to namacalnie czuć, że nie potrafię Ci tego tak fajnie przekazać, ale będę niebawem z nim się widział, więc poproszę o rysunki i znów umieszczę tutaj.

Na egzaminie KF miałem pytanie `Co to jest współczynnik fali stojącej` i mnie trochę zamurowało, bo wiem jak zmierzyć, troszkę wiem jak go oswoić, ale nie potrafiłem od strzału odpowiedzieć. Niby wiedziałem, ale nie umiem lać wody Słyszał to drugi egzaminator (z innego zakresu materiału) i też zadał mi to pytanie, bo słyszał, że stękam Ale gładko poszło, bo przypomniałem sobie rachunek wektorowy układów LC, a on trochę pomógł i skorygował i poszło super.

A co do artykułu w PDF, odpowiedz sobie na pytanie, czy wiesz teraz jak manewrować anteną, by poskromić jX ?

Co prawda administracja Elektrody zwróciła się do mnie o zamknięcie tematu, jednak chciałbym go jeszcze pociagnać.

Zmusza mnie do tego fakt pomiarów paru anten i powtarzającym się problemie, problemie bardzo często poruszanym i bardzo kontrowersyjnym, czyli znacznie różniacym się od modelu matematycznego i powszechnie akceptowanej nieistotnej długości kabla w zależności od czestotliwości.
Policzmy:
300/27.2MHz=11m
dla kabla RG:
11m*0.66=7.26m
Te 7.26m to przybliżona długość fali radiowej w kablu koncentrycznym odpowiadająca kanałowi 20 CB.

W kablu RG 58/U wystepuje ciekawe zjawisko: przy jego fizycznej długości 4.5m (w niektórych egzemplarzach do 4.7m) występuje zjawisko całkowitego wchłonięcia energii w.cz. Teoretycznie odpowiada to fali w kablu o długości zbliżonej do 0,6 lambda.
4.6/7.26=0.63
Z przypadkiem tym spotykam sie już czwarty raz: trzy hustlery i jedna jakaś inna antena.
Strojąc mostkiem, zauważyłem idealne wręcz dopasowanie ( około 45 do 48 om impedancji wejsciowej fidera, ale brak jakiejkolwiek enrgii wypromieniowanej co stwierdzałem miernikiem natężenia pola. Zmiana miejsca anteny na aucie nie wpływała na wskazania dopasowania. Nawet całkowite zdjęcie anteny i trzymanie w ręku też nic nie zmieniało.

Rozebrałem hustlera; odlutowałem kabel, pomiar i ..... dalej wszystko OK!!!!! Zwarłem kabel i ... OK!!! Miernik ani drgnął.

Zacząłem ciąć kabel i... może znów się narażę książkowym teoretykom lub moderatorowi, ale po skróceniu kabla miernik pokazał pełne niedopasowanie. Przylutowałem ponownie kabel na swoje miejsce w antenie i ..... pięknie się zestroiła z ładnym zasięgiem.

Opisałem tu przypadek z praktyki, co zgodne jest z fragmentem źródłowym podanym w temacie postu a szkoda że nie został on zauważony.
Przypadek ten jest często poruszany w tematach: "...o problemach s trojeniu hustlerów...".

Jeśli któryś z kolegów dysponuje możliwością wykonania dokładnych pomiarów laboratoryjnych dla wymienionego przypadku, to prosiłbym o podzielenie się wnioskami. Proszę tylko nie próbować wykonywać pomiary przyrządami wydłużającymi długość fidera np. typu swr-metrami

Marek

SP8JUX napisał:

występuje zjawisko całkowitego wchłonięcia energii w.cz.
[...]
Strojąc mostkiem, zauważyłem idealne wręcz dopasowanie ( około 45 do 48 om impedancji wejsciowej fidera, ale brak jakiejkolwiek enrgii wypromieniowanej co stwierdzałem miernikiem natężenia pola.
[...]
Rozebrałem hustlera; odlutowałem kabel, pomiar i ..... dalej wszystko OK!!!!! Zwarłem kabel i ... OK!!! Miernik ani drgnął.

Czy dobrze rozumiem? Nieważne co było na końcu kabla - antena, zwarcie, rozwarcie - zawsze na wejściu było ok. 50Ω? Bez składowych reaktancyjnych? Bez promieniowania?

Jeśli tak, to powstaje pytanie co się stało z mocą nadajnika? Jeśli TX pracował i oddawał moc a nie było promieniowania to musiała się gdzieś podziać w formie ciepła.

Chyba sobie z ciekawości kupię tego hustlera - bo ludzie o nim ciekawe rzeczy opowiadają. Trzeba zobaczyć własnoręcznie

PS. Jaki masz mostek?

Kol. TSOLTYS, dobrze zrozumiałeś.
Nieważne co było na końcu kabla - antena, zwarcie, rozwarcie, przypadkowy kondensator (47p), cewka (6zw na φ10) - zawsze na wejściu było ok. 50om;. Bez składowych reaktancyjnych. Bez promieniowania.
Właśnie dokładnie tak było. Dodanie 25cm kabla zmienia ten fakt diametralnie (25cm to tak założyłem, ze tyle ma przeciętny SWR-meter + do niego kabel od strony Tx-a).

Z zasady zachowania energii wynikałoby że chyba zmiana nastąpiła w energię cieplną. Ja tego nie mierzyłem. Ale dodam, że przejechałem się miernikiem natężenia pola po kablu i na całej jego długości promieniowanie było szczątkowe.

Marek

Właśnie ze względu m.in. na to zjawisko, antenę należy stroić poprzez kabel o długości rezonansowej. (przy bardzo niskich częstotliwościach, kabel jak najkrótszy)

Ze stosunku długości 4.6/7.26=0.63 można zauważyć, że chodzi o długość 5/8 = 0,625 a w praktyce połówkę można usunąć, i wyjdzie, że długość kabla = 1/8 fali wprowadza taką dziwną sytuacje. Jakoś nie chce mi się w to wierzyć, że to nie jest składowa reaktancyjna, tylko rzeczywista, ponieważ kabel tej długości zachowuje się jak kondensator, i to właśnie chyba o XC = 50. Powyżej tej długości rośnie XL, aż do długości 1/4fali, gdzie XC i XL się równoważą (rezonans)
Może mostek zgłupiał?.
Czy kabel zwarty czy rozwarty w tym przypadku nie ma znaczenia bo raz się zachowuje jak 5/8 a drugi raz jak 3/8 (ćwiartka mniej) gdzie wciąż mamy długość rezonansową + tą ciekawą 1/8.
Jest to długość dokładnie pośrodku między rezonansem szeregowym i równoległym, przy której nastąpi największe zafałszowanie pomiaru.

Cześć DJBPM,
..i to jest ten problem między innymi z hustlerami.

Marek

Nie mogę się wypowiadać na temat konkretnej anteny, ponieważ zestroiłem w życiu tylko 1 antenę, i nie na to pasmo, a to co piszę, to rozważania teoretyczne.
Popatrzyłem sobie z ciekawości na allegro na te hustlery, i widzę, że są kablem długości 4,5 metra, czyli odrobinkę mniej niż 4,54 dla którego jest 5/8. Ta minimalna różnica prawdopodobnie ma na celu skompensowanie linii pomiarowej reflektometru, wówczas po jego podłączeniu długość kabla+reflektometr będzie tylko odrobinę ponad 5/8. A więc wskazanie swr zostaje maksymalnie zaniżone.
Aby uniknąć zaniżania wskazań, należy unikać zbliżania się do nieparzystych wielokrotności długości 1/8 fali. Najbardziej optymalną długością kabla do strojenia jest pół fali (ewentualnie ćwierć fali, o ile strojący wie co powoduje kabel ćwiercfalowy) ewentualnie jak najkrótszy (znacznie krótszy niż 1/8 fali). Stosowanie długich kabli (np 10 * półfali) powoduje straty sygnału i także zaniża wskazanie.

Powtórzę jeszcze raz: do strojenia powinno się używać kabla o długości rezonansowej (bo tylko taka nie zaniża swr), a gdy antenę uznajemy za zestrojoną, długość kabla jest nieistotna.

SP8JUX napisał:

W kablu RG 58/U wystepuje ciekawe zjawisko: przy jego fizycznej długości 4.5m [ciach] Strojąc mostkiem, zauważyłem idealne wręcz dopasowanie ( około 45 do 48 om impedancji wejsciowej fidera, ale brak jakiejkolwiek enrgii wypromieniowanej co stwierdzałem miernikiem natężenia pola. [ciach] odlutowałem kabel, pomiar i ..... dalej wszystko OK!!!!! Zwarłem kabel i ... OK!!! Miernik ani drgnął.

Chyba wiem o co tu chodzi. Z mojej analizy wynika, że jeśli na końcu takiej długości kabla RG58 przy f≈27Mc będzie zwarcie, to linia przetransformuje je na impedancję typu (kilka+(około_50)j)Ω. Jeśli rozwarcie to (kilka-(około_50)j)Ω. Faktycznie jest to bliskie 50Ω, ale praktycznie czysto reaktancyjne - raz indukcyjne, raz pojemnościowe.
Teraz przeanalizujmy układ pomiarowy. Masz mostek, który równoważy się, gdy napięcie na R badanym będzie takie jak na pozostałych oporach. W tym przypadku tak będzie - pomimo tego, że napięcie nie jest w fazie z prądem to jego wartość jest bardzo zbliżona do występującej przy dopasowaniu. Napięcie na obciążeniu badanym jest, prąd także płynie, ale nie ma wydzielania mocy - bo U i I są przesunięte, składowa rzeczywista jest niewielka, nie ma oporności promieniowania.

Witam wszystkich dyskutantów,
wykonałem kolejne pomiary:
kawałek kabla z demontażu o napisie "COAXIAL CABLE RG58 50OHM"
...mostek, Alan 78+ i szczypce.
Na kanale 20 D-czterdziestki przy długości jak w załączniku uzyskałem zrównoważenie mostka.

Pojemność tego odcinka zmierzona miernikiem M890G wyniosła 118p (miernik z dolnej półki)

Ale tego nie pojmuję:????? co było dalej...
od pierwszego kanału czterdziestki A po 40 L-czterdziestki rozrównowazenie mostka było znikome co w przeliczeniu na SWR mieściłoby się w granicy 1,4

Z drugiej strony: teoretycznie dla 1/8 fali efekt powinien wystąpić przy długości fizycznej odcinka około 0,91m a nie 1,025m (przyjąłem współczynnik skrócenia 0,66). Jeśli zjawisko to występuje dla 1/8 to mój RG ma współczynnik skrócenia 0,74? - Raczej to wykluczam, pomimo że jest z demontażu ale "czysty", a powodem wymiany było jego przecięcie siedzeniem tylnym auta.

Nasuwa mi się pytanie, czy efekt ten nie występuje przy 0,14λ? ...a to raczej nie jest 1/8λ.

Zastanawia mnie też ta "szerokopasmowość" tego efektu

Marek

SP8JUX napisał:

Pojemność tego odcinka zmierzona miernikiem M890G wyniosła 118p (miernik z dolnej półki)

Ale wynik wyszedł bardzo dobry i potwierdzający moją teorię. (Niby RG58 ma w papierach pisane 95-99pF/m, ale ten pewnie ma troszkę więcej.)
Na chwilę zapomnij że to linia długa - bo to już jest w pobliżu 0.1λ. Twój kabel jest teraz kondensatorem - a jego reaktancja wyniesie ile?
MHz Xc=1/ωC
25 53,95
26 51,88
27 49,95
28 48,17
29 46,51
30 44,96

SP8JUX napisał:

Ale tego nie pojmuję:????? co było dalej...
od pierwszego kanału czterdziestki A po 40 L-czterdziestki rozrównowazenie mostka było znikome

Patrząc na powyższą tabelkę wszystko jest jasne. To nie jest efekt falowy w kablu. Dla 4.5m masz przed takim kablem dodatkowo 1/2λ - dlatego to już takie szerokopasmowe nie będzie.

tsoltys całkowicie sie z tobą zgadzam.

tsoltys napisał:

Chyba wiem o co tu chodzi. Z mojej analizy wynika, że jeśli na końcu takiej długości kabla RG58 przy f≈27Mc będzie zwarcie, to linia przetransformuje je na impedancję typu (kilka+(około_50)j)Ω. Jeśli rozwarcie to (kilka-(około_50)j)Ω. Faktycznie jest to bliskie 50Ω, ale praktycznie czysto reaktancyjne - raz indukcyjne, raz pojemnościowe.

Dokładnie jest tak jak piszesz. Wynika to ze wzorów na obliczanie impedancji wejściowej linii zwartej lub rozwartej na końcu. Impedancja wejściowa linii zależy od długości, impedancji falowej i liczby falowej wynikającej czestotliwości i współczynnika skrócenia kabla.

Zwe=jρ tg ml ; Zwe=-jρ ctg ml
ρ - impedanja falowa; m - liczba falowa (m=2π/λk=360°/λk); l - długość linii.

Teraz konkretny przykład kabla Marka SP8JUX.
λ = 300/f = 300/27,2 = 11,02941 m
λk = 11,02941 x 0,67 = 7,38971 m
m = 360/7,38971 = 48,71642°/m
Zwe = j 50 x tg 48,71642 x 4,6 = 48,4458 Ω (charakter indukcyjny - linia zwarta)
Zwe = -j 50 x ctg 48,71642 x 4,6 = 51,6041 Ω (charakter indukcyjny - linia rozwarta)
Dla kabli o współczynniku skrócenia 0,66 impedancja będzie odpowiednio 45,8896 Ω i 54,4786 Ω

Dodająć do odcinka 4,6 m o kolejne λk/4 wyniki będą się pokrywać, impedancja przy parzystych krotnościach będzie indukcyjna a przy nieparzystych pojemnościowa. Przy każdym dodaniu odcinka wartości zamieniają się miejscami i zmienia się znak wyniku obliczeń. Jeśli otrzymamy ze znakiem (-) impedancja bedzie o charakterze pojemnościowym, nie ma to jednak wpływu na wskazania mostka.
Dla długości 1,025 m Zwe będzie odpowiednio 59,4492 Ω i 42,0527 Ω dla obu przypadków ma charakter indukcyjny (0,91 m 48,8474 Ω i 51,1798 Ω charakter indukcyjny). Dla 5/8λ impedancja wejściowa dla lini zwartej i rozwartej, jest jednakowa i wynosi dokładnie 50 Ω. Potwierdza się więc to, co Marku napisałeś, o wskazaniach mostka.

P.S. Miło mi Cię Marku widzieć znowu na forum

Witam Driver i wszystkich dyskutantów,
Powtórzyłem pomiary, jednak zmieniłem kabel, też 50Ω ale cieńszy -pochodzi z TIR-owskiego zestawu starego radiotelefonu z pasma 400MHz.

Szczególnie interesował mnie ten odcinek w granicach: 4,5 do 4,7m.
Kabel rozwarty, ładnie pokazał mostek idealne dopasowanie, jednak przy zwarciu jego końca wystąpiło niewielkie niedopasowanie.
Dołączyłem sztuczne obciążenie 50Ω. Niedopasowanie zmieniło znak , dociąłem kabel na zrównoważenie mostka i wykonałem pomiar napięcia na rezystorze. U2=2,2V*Vw.cz

Podłączyłem rezystor 50Ω bezpośrednio pod mostek i na nim U1=47,6V*Vw.cz

Wniosek:
odcinek tego kabla wniósł tłumienie:
20 log 6,9V/1,5V≈13,2 dB

...czyli to tak jakbym w zestrojony tor antenowy wstawił symetryczny 50-cio omowy tłumik 13dB

Pomiary pod identycznym kątem wykonałem także dla f=145MHz. Efekty tak zbliżone, że niemal identyczne - tłumienie nieco mniejsze - 11dB.

OJ UNIKAĆ TRZEBA NIEKTÓRYCH DŁUGOŚCI FIDERA
Marek

Wygląda na to że unikać powinno się 1/8, 3/8, 5/8, 7/8, 9/8, 11/8, 13/8λ... itd. czyli nieparzystych odcinków λ/8. Przeliczyłem i wszystkie mają równo 50 Ω impedancji wejściowej. Myślę że jak być przyciął na takie długości, efekt mógłby być taki sam. Długość λ/8 dla RG58 na 27,2 MHz 0,9237 m, a długość 4,6186 m to dla 27,2 MHz 5/8λ, biorąc pod uwagę rozrzut parametrów ± 1Ω (dla RG58 all) trzeba by było ciąć mierzac na mostku. Widocznie odcinki linii o tych długościach działają jak filtr zaporowy.

Chyba większość istoty zagadnienia została opisana, dziekuję wszystkim za udział i cenne wypowiedzi, zamykam temat
Marek