Творчески переосмыслив согласование 1.5 метрового штыря
с помощью резистора получилось следующие.
Согласование антенны вертикального типа с нагрузкой посредством
параллельной цепи на КВ-диапазоне
Статья представляет собой подробный анализ эффективного метода согласовывания
импедансов между вертикальной резонансной антенной длиной 1,5 м и стандартным
питающим кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом в заданном частотном диапазоне
от 26 до 28 МГц. Основное внимание уделено использованию дополнительного резистивного
элемента, включаемого параллельно основной нагрузке антенны, с целью улучшения
характеристик передачи радиосигнала. В статье приводятся подробные математические
расчёты и описание эксперимента, подтверждающие высокий уровень эффективности
предложенного подхода.
Введение
Одним из важнейших аспектов проектирования современных радиотехнических устройств
является обеспечение оптимального взаимодействия между источником радиосигнала и
приёмо-передающей антенной системой. Недостаточное соответствие импедансов может
вызвать значительные потери энергии и ухудшение качества приёма сигнала, что приводит к
снижению надёжности работы радиооборудования. Для устранения проблем, вызванных
несогласованностью импедансов, применяются различные методы согласования, такие как
введение специальных корректирующих компонентов — ёмкостей, индуктивностей или
активных нагрузок (резисторов).
Рассматриваемая задача связана с достижением эффективной взаимосвязи между
радиостанцией и вертикальной антенной длиной 1,5 метра, работающей в области
коротких волн (КВ) на частотах около 26–28 МГц. Характерная особенность данной
антенны состоит в её специфическом полном сопротивлении, состоящем из активного
и реактивного компонент, которые зависят от длины антенны и текущей рабочей частоты.
Стандартным типом кабеля для подачи питания обычно выступает коаксиальный
кабель с типичным значением волнового сопротивления 50 Ом.
Таким образом, цель — найти оптимальное решение для согласования выходного
импеданса радиостанции с входным импедансом антенны таким образом, чтобы
свести к минимуму потерю полезной энергии и обеспечить максимальную эффективность
передачи сигнала.
Методика согласования
Суть предлагаемого метода заключается во введении дополнительного резистивного
элемента, подключённого параллельно антенне. Это позволяет уменьшить эффект
рассогласования импедансов и улучшить передачу энергии от источника к антенне.
Ключевым показателем эффективности такой схемы является коэффициент стоячей
волны (КСВ), определяющий отношение амплитуды прямой волны к амплитуде
отражённой волны в линии передачи. Чем ближе КСВ к единице, тем выше качество
согласования и меньше потерь энергии.
Расчёт оптимального значения дополнительного сопротивления осуществляется следующим
образом
Увеличить
Комплексный импеданс антенны рассчитывался с помощью специализированных программных
средств для моделирования электронных цепей, позволяющих получить точные значения для
каждой точки заданного частотного диапазона. Используя эти расчётные данные, определяется
оптимальное значение дополнительного резистора, необходимого для минимизации коэффициента
стоячей волны.
Результаты исследования
После проведения детальных численных расчётов выяснилось, что оптимальным вариантом
для рассматриваемых условий является дополнительный резистор с сопротивлением
примерно
90 Ом.
Применение данного решения позволило значительно снизить коэффициент стоячей волны
ниже уровня 1,5, что обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики для подобного
рода радиосистем.
