Измеритель коэффициента стоячей волны , измеритель КСВ , измеритель ISWR (ток « I » КСВ) или измеритель КСВН (КСВ напряжения) измеряют коэффициент стоячей волны (КСВ) в линии передачи . [a] Счетчик косвенно измеряет степень несоответствия между линией передачи и ее нагрузкой (обычно антенной ). Специалисты по электронике используют его для настройки радиопередатчиков , их антенн и линий питания для согласования импеданса , чтобы они работали правильно, а также для оценки эффективности других усилий по согласованию импеданса.
Направленный КСВ-метр измеряет величину прямых и отраженных волн, считывая каждую из них индивидуально с помощью направленных ответвителей . Затем расчет дает КСВ.
Согласно приведенной выше схеме, клеммы передатчика (TX) и антенны (ANT) подключаются через внутреннюю линию передачи. Эта основная линия электромагнитно связана с двумя меньшими измерительными линиями (направленными ответвителями). Они завершаются резисторами на одном конце и диодными выпрямителями на другом. В некоторых счетчиках используется печатная плата с тремя параллельными дорожками, образующими линию передачи и две линии измерения. Резисторы соответствуют характеристическому сопротивлению измерительных линий. Диоды преобразуют величины прямой и обратной волн на клеммы FWD и REV соответственно в виде постоянного напряжения, которое сглаживается конденсаторами. [1] : 27‑21 Измеритель или усилитель (не показан), подключенный к клеммам FWD и REV, действует как необходимый резистор стока и определяет время удержания показаний счетчика.
Чтобы рассчитать КСВ, сначала рассчитайте коэффициент отражения:
(напряжения должны включать относительный фазовый коэффициент).
Затем рассчитаем КСВ:
В пассивном счетчике это обычно указывается в нелинейной шкале.
На протяжении десятилетий [2] [3] радисты создавали и использовали КСВ-метры в качестве простого инструмента настройки и диагностики. При нарушении экранирования пара коаксиальных или двухлинейных линий передачи, расположенных достаточно близко, испытывает перекрестные помехи . Волна, движущаяся по ведомой линии, вызывает волны в измерительной линии. Размещенная параллельно (прямо или свободно свернутая), вынужденная волна усиливает или гасит индуцированную волну в том же или противоположном направлении. Если длина кабельной пары превышает половину длины волны, компенсация завершена, и мощность, рассеиваемая в согласованном оконечном устройстве, примерно пропорциональна прямой и отраженной мощности.
Аппроксимация улучшается по мере ослабления перекрестных помех и увеличения номера гармоники. Со временем нелинейные усилители с высоким коэффициентом усиления заменили нелинейные электромеханические механизмы, которые заменили лампы накаливания, чтобы уменьшить перекрестные помехи и улучшить линейный частотный диапазон.
Поскольку все частоты выше минимума вносят свой вклад, измеренное соотношение является мерой качества одной частоты , которая увеличивается с увеличением непреднамеренных гармоник и побочных излучений, а также фактического КСВ. По аналогии, измерительный кабель представляет собой кристаллический радиоприемник (неразборчивый приемник), представляющий все радиоприемники, которые могут пострадать от помех из-за грязных излучений. Несмотря на то, что этот коэффициент называется КСВ-метром, его низкий измеренный коэффициент указывает не только на хорошее согласование, но и на чистое излучение A3, F3 или G3 без чрезмерных гармоник и паразитной (внеканальной) мощности.
КСВ также можно измерить с помощью импедансного моста . Мост является сбалансированным (0 В на детекторе) только тогда, когда тестовое сопротивление точно соответствует эталонному сопротивлению. Когда линия передачи несогласована ( КСВ > 1:1 ), ее входное сопротивление отклоняется от характеристического сопротивления; таким образом, мост можно использовать для определения наличия или отсутствия низкого КСВ.
Для проверки соответствия опорное сопротивление моста устанавливается равным ожидаемому сопротивлению нагрузки (например, 50 Ом), а линия передачи подключается с неизвестным сопротивлением. В схему подается радиочастотная мощность. Напряжение на линейном входе представляет собой векторную сумму прямой волны и волны, отраженной от нагрузки. Если мы знаем, что характеристическое сопротивление линии составляет 50 Ом, мы знаем величину и фазу прямой волны. Это та же волна, что и на другой стороне детектора. Вычитание этой известной волны из волны на линейном входе дает отраженную волну. Правильно спроектированная мостовая схема может не только указать совпадение, но и степень несоответствия, что позволяет рассчитать КСВ. Обычно это предполагает поочередное подключение опорной и отраженной волны к измерителю мощности и сравнение величин результирующих отклонений. [1] : 27‑03
КСВ-метр не измеряет фактическое сопротивление нагрузки (сопротивление и реактивное сопротивление), а только коэффициент рассогласования. Для измерения фактического импеданса требуется антенный анализатор или другое подобное радиочастотное измерительное устройство. Для точных показаний сам КСВ-метр также должен соответствовать импедансу линии (обычно 50 или 75 Ом). Для работы с несколькими импедансами некоторые КСВ-метры имеют переключатели, которые выбирают импеданс, соответствующий линиям измерения.
КСВ-метр следует подключать к линии как можно ближе к антенне: все практические линии передачи имеют определенную величину потерь, которая ослабляет отраженную волну, когда она движется обратно по линии. Таким образом, КСВ является самым высоким вблизи нагрузки и улучшается только по мере увеличения расстояния от нагрузки, создавая ложное впечатление согласованной системы. [1] : 28‑07
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )[ нужна полная цитата ]{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link) CS1 maint: numeric names: authors list (link)