Антенный тюнер

Антенный тюнер — это пассивное электронное устройство, вставляемое в линию связи между радиопередатчиком и его антенной . Его цель — оптимизировать передачу мощности путем согласования импеданса радиостанции с импедансом сигнала на конце фидерной линии , соединяющей антенну с передатчиком.

Для этого устройства используются различные альтернативные названия: блок согласования антенны , блок согласования импеданса , спичечный коробок , согласующая сеть , трансматч , антенное согласование , блок настройки антенны ( АТУ ), антенный соединитель , фидерный соединитель . Технический жаргон английского языка не делает различий между этими терминами. ^[1]^[а]

Антенные тюнеры особенно важны для использования с передатчиками. Передатчики обычно предназначены для подачи энергии на резистивную нагрузку определенного значения без реактивного сопротивления: по существу, все радиопередатчики, построенные после 1950-х годов, рассчитаны на выходное сопротивление 50 Ом (Ом) . ^[2]^[b] Однако сопротивление любой антенны обычно меняется в зависимости от частоты и других факторов и, следовательно, изменяет сопротивление сигнала, которое появляется на другом конце фидерной линии, где линия соединяется с передатчиком. Помимо снижения мощности, излучаемой антенной, рассогласование импедансов может искажать сигнал, а в передатчиках большой мощности может перегреваться либо усилитель, либо сердечники трансформаторов по линии. ^[с]

Чтобы избежать возможных повреждений в результате подачи питания на несогласованную нагрузку и предотвратить снижение выходной мощности схемами самозащиты в усилителе, согласующие сети являются стандартной частью почти всех систем радиопередачи. ^[d] Системное согласование может представлять собой схему , встроенную в сам передатчик, отдельный элемент оборудования, подключенный к фидерной линии в любом месте между передатчиком и антенной, или комбинацию нескольких из них. В передающих системах с антенной, удаленной от передатчика и соединенной с ним линией передачи ( фидерной линией ), помимо согласующего устройства, где фидерная линия соединяется с передатчиком, может существовать вторая согласующая сеть (АТЮ) для мостирования передачи. сопротивление линии к сопротивлению точки питания антенны, либо как отдельный блок, установленный рядом с антенной, либо как конфигурация дополнительных металлических сегментов, встроенных в точку питания антенны.

Обзор

Антенные тюнеры особенно важны для использования с передатчиками. Передатчики предназначены для подачи энергии на резистивную нагрузку определенного значения: 50 Ом (Ом) по современным стандартам. ^[2]^[b] Если импеданс , наблюдаемый передатчиком, отклоняется от расчетного значения из-за неправильной настройки объединенной линии питания и антенны, может произойти перегрев конечного каскада передатчика, искажения или потеря выходной мощности. ^[с]

Использование с передатчиками

Антенные тюнеры почти повсеместно используются с твердотельными передатчиками. Без системы согласования, помимо снижения мощности, излучаемой антенной, отраженный (или «люфтовый») ток может вызвать искажение сигнала и перегрев сердечников трансформатора. В передатчиках большой мощности это может привести к перегреву выходного усилителя передатчика. ^[c] При обнаружении чрезмерной отраженной мощности схемы самозащиты в современных передатчиках автоматически снижают мощность до безопасного уровня и, следовательно, уменьшают мощность сигнала, выходящего из антенны, даже больше , чем потери от части мощности, отраженной от антенны. (см. ниже).

$Автоматическое снижение мощности$ $с помощью защитных цепей$ $обычно приводит к$ $большей$ $части потерь мощности сигнала$ .

По этой причине согласование фидерной линии является стандартной частью почти всех систем радиопередачи. Трансматч может представлять собой схему , встроенную в сам передатчик ^[d] или отдельное оборудование, подключенное между передатчиком и антенной. В передающих системах с антенной, отделенной от передатчика и соединенной с ним длинной линией передачи ( фидерной линией ), у антенны может быть другая согласующая сеть (АТЮ), согласующая сопротивление линии передачи с антенной.

Узкополосные передатчики, такие как сотовые телефоны и рации, имеют встроенную схему согласования, постоянно настроенную на работу с установленной антенной. ^[d] На многочастотных станциях связи, таких как любительские радиостанции , а также в передатчиках мощностью в несколько киловатт, необходимых для широкополосных AM- станций , ATU настраивается с учетом изменений частоты, в передающей системе или в ее среде. ^[e] Такие инструменты, как КСВ-метры , антенные анализаторы или импедансные мосты, используются для измерения степени совпадения или несогласования. Тестирование, чтобы убедиться, что передатчик правильно согласован с сигналом на питающей линии, необходимо после любого изменения, которое может нарушить работу системы.

Передатчики высокой мощности, такие как радиовещательные станции, имеют регулируемый блок согласования, позволяющий учитывать изменения частоты передачи, передающего устройства, антенны или условий окружающей среды, в которой находится антенна. ^[e] Настройка ATU для согласования передатчика с антенной является важной процедурой, которая выполняется после выполнения любых работ с передатчиком или антенной или любого резкого изменения погоды, влияющего на антенну, например, инея или пыльных бурь .

Эффект этой регулировки обычно измеряется с помощью прибора, называемого КСВ-метром , который показывает совокупное несоответствие между эталонным сопротивлением (которое должно быть таким же, как у передатчика: 50 + $j$ 0 Ом^[b] , то есть 50 Ом сопротивление и 0 Ом (ноль) реактивного сопротивления ) и комплексное сопротивление сигнала в точке фидерной линии, куда вставлен КСВ-метр . Другие инструменты, такие как антенные анализаторы или импедансные мосты, предоставляют более подробную информацию, особенно об отдельных рассогласованиях резистивной и реактивной частей импеданса сигнала на входной и выходной сторонах ATU.

Что на самом деле настраивает «антенный» тюнер

Несмотря на свое название, «антенный» тюнер на самом деле не настраивает антенну: фактическая «настройка» антенны включает в себя регулировку ее длины или прикрепление к конструкции придатков из проводов и трубок, которые добавляют либо емкость, либо индуктивность к пути токов через антенну. антенны, чтобы устранить реактивное сопротивление в точке питания антенны для «настроенной» частоты. ^{[f] Вместо этого блок «настройки» антенны согласовывает}комплексное резистивное + реактивное сопротивление сигнала, представленное на конце фидерной линии (иногда очень далеко от точки питания антенны), с безреактивным, чисто резистивным ( действительным ) сопротивлением, необходимым на подключение выхода передатчика и на том же этапе повышает или понижает сопротивление сигнала до уровня, требуемого трансивером ( обычно 50 Ом по произвольному соглашению ^[b] ).

Если бы и тюнер, и фидерная линия были идеальными – без потерь или без сопротивления – тогда настройка на стороне передатчика действительно обеспечивала бы идеальное согласование в каждой точке системы передатчик-фидерная линия-антенна. ^[8] Однако для реалистичных систем подачи сигналы с потерями в линиях подачи ограничивают возможность антенного тюнера удаленно компенсировать разницу частоты сигнала с резонансной частотой антенны . ^[9]

Потери мощности в питающей линии будут низкими, если длина линии между передатчиком и антенной составляет лишь небольшую долю длины волны, или если она имеет очень низкое сопротивление постоянному току на метр длины, или если она сконструирована для передачи мощности в основном в виде высокое напряжение и малый ток (высокое сопротивление: не менее 300 Ом $=$ 300 вольт проходят через каждую / 1 ампер тока ). Когда потери мощности в фидерной линии очень малы, тюнер на передающем конце линии действительно может обеспечить достойную степень (несовершенного) согласования и настройки по всей антенне и фидерной сети. ^[10]^[11] Однако это не тот случай, когда используется линия питания с потерями и низким импедансом – например, обычный коаксиальный кабель с сопротивлением 50 или 75 Ом (низкий импеданс: низкое напряжение и большой ток). ^[9] Для линии с низким импедансом максимальная передача мощности происходит только в том случае, если согласование выполняется на антенне совместно с согласованным передатчиком и питающей линией, обеспечивая согласование на обоих концах линии и в каждой точке между ними.

В любом случае, независимо от того, где они могут быть размещены и сколько их, один или несколько согласующих блоков не изменяют усиление, эффективность или направленность какой-либо одной антенны, а также не могут изменять внутренние комплексные сопротивления внутри частей этой антенны. ни сама антенна, ни импеданс в точке питания антенны.

Использование с ресиверами

Согласующие устройства не получили широкого распространения в коротковолновых приемниках и почти никогда не используются в средневолновых или длинноволновых приемниках. Однако они полезны для приемников, работающих в верхнем диапазоне коротких волн (верхние ВЧ ), и необходимы для ОВЧ и выше.

В антенне, если конец линии передачи, подключенный к антенне, не соответствует сопротивлению точки питания антенны, часть любого перехваченного сигнала будет улавливаться внутри антенны и в конечном итоге излучаться обратно. Аналогично, в приемнике, если комплексное сопротивление сигнала на приемном конце линии передачи не соответствует безреактивному входному соединению приемника с сопротивлением 50 Ом , то часть входящего сигнала будет отражена обратно к антенне, а не войти в приемник. Однако потеря мощности сигнала важна только для частот среднего ВЧ-диапазона и выше .

Атмосферный шум как функция частоты в радиоспектре НЧ, СЧ и ВЧ согласно CCIR 322. Вертикальная ось отложена в децибелах на Гц над минимальным тепловым шумом . График показывает, что при повышении частоты выше средних ВЧ как естественный, так и искусственный шум резко затихают.

В радиоприемниках , работающих на частотах ниже 10–20 МГц, атмосферный радиошум доминирует в отношении сигнал/шум (SNR) входящего радиосигнала, а также в мощности атмосферного шума (радиожаргон « QRN ») и антропогенных электрических помех. Помехи (« QRM »), которые приходят с сигналом, намного превышают незначительно малый вклад собственного теплового шума , генерируемого в собственной схеме приемника. Таким образом, приемник может свободно усиливать слабый сигнал, чтобы компенсировать любую неэффективность антенной системы, вызванную несоответствием импеданса, без заметного увеличения шума на выходе.

Напротив, на более высоких частотах ионосфера больше не задерживает радиоволны внутри атмосферы, а надоедливый шум излучается в космос, оставляя более высокие частоты естественным образом свободными от шума. ^[g] На верхних ВЧ , УКВ и более высоких частотах приёмники сталкиваются с очень небольшим атмосферным шумом, а шум, добавляемый собственным входным усилителем приёмника, доминирует над отношением сигнал/шум . На частотах выше 10–20 МГц внутренний шум схемы является фактором, ограничивающим чувствительность приемника к слабым сигналам.

Таким образом, по мере увеличения частоты приема становится все более важным, чтобы на антенном конце линии передачи комплексное выходное сопротивление приемной антенны было сопряжено с характеристическим сопротивлением фидерной линии , а также чтобы сопротивление сигнала на приемном конце линии передачи было согласованное с входным соединением приемника: согласование импедансов на каждом этапе пути передает максимально возможную мощность от любого слабого сигнала, поступающего на антенну, в первый усилитель , чтобы попытаться обеспечить входной усилитель сигналом, значительно более громким, чем собственный усилитель. внутренний шум.

По этой причине в некоторые приемники верхнего КВ-диапазона , такие как «роскошные» радиоприемники CB , а также в большинство приемников ОВЧ и более высоких частот, таких как приемники FM-вещания, включены либо схемы согласования импеданса, либо антенны с согласованием импеданса . сканеры для самолетов и радиостанций общественной безопасности .

Методы широкополосного сопоставления

Балун напряжения, изготовленный из автотрансформатора, намотанного на ферритовый тороид.

Строго говоря, трансформаторы , автотрансформаторы и симметрирующие устройства не являются устройствами полного согласования импедансов: хотя они и преобразуют величину импедансов, они сами не способны соединить несогласованные фазы и поэтому не могут обеспечить полное сопряженное согласование. Тем не менее, трансформаторы этих типов часто включаются в системы антенного питания для преобразования между симметричными и несбалансированными кабелями или плавного соединения кабелей с разными импедансами, обеспечивая согласование импедансов в особом случае безреактансных систем антенного питания. Их также иногда используют для улучшения работы конструкций узкополосных антенных тюнеров (обсуждаемых в следующих разделах), поскольку они могут расширить диапазон импедансов, которым может соответствовать антенный тюнер.

Трансформаторы и симметрирующие устройства обычно проектируются с катушечными обмотками, которые имеют минимальную индуктивность , необходимую для работы, чтобы гарантировать, что любое непреднамеренное реактивное сопротивление, которое они вносят, оказывает лишь небольшое влияние на резонансную частоту либо антенны, либо цепей узкополосного передатчика. Это приводит к компромиссу, поскольку на более низких частотах связь между двумя сторонами трансформатора может быть недостаточно сильной, а на более высоких частотах паразитное реактивное сопротивление может быть слишком большим, чтобы его можно было игнорировать. Хотя эти проблемы с высокими и низкими частотами ограничивают полезную полосу пропускания устройств, они, тем не менее, обычно являются чрезвычайно широкополосными по сравнению с любым другим методом согласования импеданса.

Ферритовые трансформаторы

В твердотельных усилителях мощности, работающих в диапазоне 1–30 МГц , обычно используются один или несколько широкополосных трансформаторов, намотанных на ферритовые сердечники.МОП-транзисторы и биполярные транзисторы, обычно используемые в современных усилителях радиочастоты, предназначены для работы в условиях низкого импеданса, поэтому первичная обмотка трансформатора обычно имеет один виток, а вторичная обмотка сопротивлением 50 Ом — от 2 до 4 витков. Преимущество такой конструкции системы питающих линий заключается в уменьшении необходимости перенастройки при изменении рабочей частоты.

Балун телевизионной линии сопротивлением от 300 до 75 Ом : слева виден коаксиальный разъем (балун внутри), а двойной провод уходит вправо.

Подобная конструкция позволяет соединить антенну с линией передачи : например, многие телевизионные антенны имеют сопротивление 300 Ом, но подают сигнал на телевизор через коаксиальную линию сопротивлением 75 Ом. Небольшой трансформатор с ферритовым сердечником осуществляет широкополосное преобразование импеданса. Этот трансформатор не нуждается и не подлежит регулировке. При использовании в телевизоре только для приема небольшое изменение КСВ в зависимости от частоты не является серьезной проблемой.

Ферриты — это керамика , которая является изолятором электрического тока, но очень эффективным проводником магнитных полей. В отличие от глин, используемых для изготовления гончарных изделий , ферритовая керамика состоит из оксидов железа ( ржавчины ) и различных меньших пропорций марганца, никеля, цинка или олова, «приправленных» следовыми количествами различных других металлов и их оксидов. Различные смеси смешиваются для определенных частотных диапазонов, обычно шириной от одного до нескольких мегагерц . Каждый микс становится менее эффективным на частотах выше или ниже предполагаемого диапазона, а это, в свою очередь, накладывает дополнительные практические ограничения на полосу пропускания ферритовых трансформаторов.

Многие ферритовые трансформаторы сконфигурированы для выполнения преобразования из балансного в несимметричный в дополнение к изменению импеданса. Когда присутствует балансно - несбалансированная функция, эти трансформаторы называются симметрирующими ( в противном случае unun ). Наиболее распространенные балуны имеют преобразование импеданса 1:1 или 1:4 . ^[час]

Автотрансформаторы

Существует несколько схем согласования импеданса с использованием автотрансформатора , который представляет собой простой однообмоточный трансформатор с различными точками подключения или отводами , расположенными вдоль обмоток катушки. Они отличаются главным образом коэффициентом преобразования импеданса ^[h] и тем, имеют ли входная и выходная стороны общее заземление или они согласованы между кабелем, заземленным с одной стороны ( несбалансированным ), и незаземленным (обычно балансным ) кабелем. Когда автотрансформаторы соединяют симметричные и несимметричные линии, их называют симметрирующими , как и двухобмоточные трансформаторы. ^[я]

Принципиальная схема автотрансформатора — Автотрансформатор 1:1, 1:4 и 1:9

Схема, изображенная справа, имеет три одинаковые обмотки, намотанные в одном направлении вокруг либо «воздушного» сердечника (для очень высоких частот), либо ферритового сердечника (для средних частот), либо сердечника из порошкового железа (для очень низких частот). Три показанные равные обмотки подключены к общему заземлению, разделяемому двумя несимметричными линиями (поэтому эта конструкция является unun ), и могут использоваться для согласования импеданса 1:1, 1:4 или 1:9, в зависимости от выбранного ответвления. . ^[Дж]

Например, если правая сторона подключена к резистивной нагрузке 10 Ом, пользователь может подключить источник к любой из трех незаземленных клемм на левой стороне автотрансформатора, чтобы получить другой импеданс. Обратите внимание, что слева линия с большим количеством витков между точкой отвода линии и отводом заземления измеряет больший импеданс для той же нагрузки 10 Ом справа.

Узкополосные и широкополосные методы сопоставления

Описанные выше методы согласования антенн с использованием трансформаторов обычно охватывают широкий диапазон частот. Для сравнения, все методы настройки «узкополосных» схем, описанные ниже, охватывают гораздо меньший диапазон частот.

Например, один, очень хорошо сделанный, имеющийся в продаже симметрирующий преобразователь может охватывать частоты от 3,5 до 29,7 МГц – полосу шириной более 26 МГц или почти весь КВ-диапазон . Напротив, согласование фидерной линии с антенной с использованием обрезанного сегмента линии передачи (как описано ниже), возможно, является наиболее эффективным из всех методов согласования с точки зрения электрической мощности, но обычно может охватывать только диапазон примерно 3,5–3,7 МГц . широкий в ВЧ-диапазоне – действительно очень маленький диапазон: полоса пропускания 26 МГц приведенного в качестве примера симметрирующего устройства более чем в 7 раз шире диапазона частот.

Сети антенной связи или согласования фидерных линий также имеют узкую полосу пропускания для любой отдельной настройки, но построены с переменными компонентами, поэтому их можно удобно перенастраивать - некоторые современные преобразователи могут даже автоматически автоматически перенастраиваться при изменении частоты передачи. Некоторые операторы-любители слишком остро реагируют на ужасные истории о неправильно настроенных трансматчах, неправильная настройка которых приводит к большим потерям. ^[12]^[13] Однако – с точки зрения потерь мощности, даже игнорируя преувеличенные потери – схемы преобразования общего назначения (за некоторыми исключениями), возможно, являются наименее эффективными традиционными средствами согласования импедансов, главным образом из-за резистивных потерь в их катушки индуктивности ^{[ нужна ссылка ]} (за исключением того, что они вообще не имеют согласования импеданса ! ).

Методы настройки антенны линии передачи

Существует два разных способа согласования различных импедансов с использованием участков фидерной линии: либо к исходной фидерной линии может быть вставлен намеренно несогласованный участок линии (так называемое согласование секций ), либо короткий обрывок линии может ответвляться от исходной линии. , при этом конец шлейфа либо закорочен, либо оставлен неподключенным (так называемое соответствие шлейфа ). В обоих случаях расположение секции дополнительной линии на исходной питающей линии и ее длина требуют тщательного размещения и настройки, что, по сути, наверняка будет работать только на одной желаемой частоте.

Соответствие разделов

Специально выбранная длина линии передачи, соединенной с основной фидерной линией, может использоваться для согласования основной линии с антенной, если волновое сопротивление соединенной секции отличается от волнового сопротивления основной фидерной линии на обоих концах. По сути, этот метод заключается в исправлении рассогласования путем создания тщательно продуманного противоположного рассогласования: отрезок линии с правильным импедансом и нужной длиной, вставленный на нужном расстоянии от антенны, может выполнять сложные эффекты согласования с очень высокой эффективностью. Недостаток заключается в том, что сопоставление с сегментами линий работает только для очень ограниченного диапазона частот, для которого подходят длина и местоположение сегмента. ^[4]^{(с 22⸗24)}

The 1/ 6  Коаксиальный трансформатор длины волны — полезный способ согласовать сопротивление от 50 до 75 Ом, используя тот же общий метод. ^[14]^[15]

Пример: Простым примером этого метода является четвертьволновой трансформатор импеданса , образованный участком несогласованной линии передачи. Если четвертьволновой коаксиальный кабель с сопротивлением 75 Ом подключен к нагрузке 50 Ом, КСВ на четвертьволновой линии с сопротивлением 75 Ом можно рассчитать как 75 Ом/ 50 Ом = 1,5, когда реактивное сопротивление отсутствует ; четвертьволновая длина линии преобразует несогласованный импеданс в 112,5 Ом (75 Ом × 1,5 = 112,5 Ом). Таким образом, эта вставленная секция согласует антенну сопротивлением 112 Ом с основной линией сопротивлением 50 Ом.

Заглушка сопоставления

Второй распространенный метод — использование шлейфа : либо закороченный , либо разомкнутый участок линии подключается параллельно основной линии, образуя тупиковую ветвь от основной линии. ^[k] Шлейф может иметь любой импеданс: в отличие от согласования секций, описанного выше, нет необходимости, чтобы он отличался от основной линии. Шлейф длиной менее четверти волны, конец которого закорочен, уменьшает проводимость линии, действуя как индуктор ; если его конец оставить открытым (неподключенным), то шлейф добавляет сопротивление, действуя как конденсатор . ^[16]^[л]

Шлейф размещается в одной из точек основной линии, где на желаемой частоте колеблющаяся резистивная часть сопротивления сигнала совпадает с характеристическим сопротивлением питающей линии. Длина шлейфа выбирается такой, чтобы на этой частоте его проводимость была равна и противоположна проводимости нежелательного сигнала в точке соединения. Комбинированный эффект правильного расположения и правильной длины устраняет резистивность сигнала (и, следовательно, устраняет реактивное сопротивление , соответствующее резистивности) и оставляет сопротивление сигнала согласованным с импедансом питающей линии за пределами точки подключения, устраняя любой КСВ. с этого момента. ^[16]

Например, как J-образная антенна, так и соответствующая антенна Zepp представляют собой конструкции антенн со встроенным шлейфовым согласованием в точке питания антенны.

Более сложные методы согласования шлейфов включают использование двух шлейфов, включенных последовательно или параллельно, для создания схемы настройки L-C , некоторые из которых электрически эквивалентны L-цепям, описанным в следующих подразделах.

Принципиальная схема базовой согласующей сети — Базовая сеть (обозначена ниже значком $┬─$ )

Базовая двухэлементная L-сеть

Самая основная форма согласования цепи с сосредоточенными параметрами - это L-цепь: это простейшая схема, которая обеспечивает желаемое преобразование и всегда состоит ровно из двух реактивных компонентов. Схема «L» важна не только тем, что ее используют многие автоматические антенные тюнеры, но и потому, что более сложные схемы можно анализировать как цепочки «L»-цепей, как будет показано в последующих разделах при описании согласующих схем. с тремя и более реактивными элементами.

Для любой заданной нагрузки и частоты необходимо использовать схему одной из восьми возможных конфигураций, показанных ниже.

Внутри автоматического антенного тюнера, вид сверху — Автоматический АТУ для любительского трансивера. Столбцы белых компонентов представляют собой реле, которые переключают тороидальные катушки (красный, крайний правый столбец) и пластинчатые конденсаторы (черный, центральный столбец) в схему согласования и из нее. Большой черный квадрат в левом нижнем углу — это процессор, который управляет схемой.

Коммерчески доступные автоматические антенные тюнеры чаще всего представляют собой L-цепи, поскольку они состоят из наименьшего количества деталей и имеют единственную уникальную настройку согласования, поэтому схема автоматической самонастройки должна искать только одну цель.

Эта схема называется «эловой» сетью не потому, что она содержит индуктивность (обычный символ ) (на самом деле некоторые «L»-сети состоят из двух конденсаторов), а из-за формы: на схеме эти два компонента под прямым углом друг к другу, в форме латинской буквы «L», либо повернутой ( $┬─$ ), либо перевернутой и повёрнутой ( $─┬$ ). Базовая схема, необходимая при использовании пар конденсаторов с сосредоточенными параметрами и/или катушек индуктивности, показана на схеме ниже. $\ {\mathcal {L}}\$

Сеть «Т» («тройник») и сеть « $π$ » («пирог» / «пи») также имеют свои части, расположенные в форме, похожей на латинские и греческие буквы, в честь которых они названы: «Т» сеть электрически эквивалентна двум последовательным L-сетям, поскольку $─┬ ┬─ ≅ ─┬┬─ ≅ ─┬─ ≅$ 'T' ; сеть ' $π$ ' эквивалентна двум смежным сетям 'L', например $┬─ ─┬ ≅ ┬─┬ ≅$ ' π ' . ( Более подробную информацию см. в описании отдельных сетей « $π » и «T» ниже.)$

Пример использования математики L-сети

Эта базовая сеть способна действовать как трансформатор импеданса . Если выход имеет импеданс, состоящий из резистивной части _{нагрузки} $R$ и реактивной части _{нагрузки} $X$ , которые в сумме образуют одно комплексное число. Вход должен быть подключен к источнику, сопротивление которого равно сопротивлению _{источника} $R$ и реактивному сопротивлению _{источника} $X$ , тогда $\ \left(\ j^{2}\equiv -1\ \right).$

jX_{\mathsf {L}}={\sqrt {{\Big (}R_ {\mathsf {source}}+jX_ {\mathsf {source}}{\Big )}{\Big (}(R_ {\mathsf {source}}+jX_{\mathsf {source}})-(R_{\mathsf {load}}+jX_{\mathsf {load}}){\Big )}}}

jX_{\mathsf {C}}=(R_{\mathsf {load}}+jX_{\mathsf {load}}){\sqrt {\frac {(R_{\mathsf {source}}+jX_{ \mathsf {source}})}{(R_{\mathsf {load}}+jX_{\mathsf {load}})-(R_{\mathsf {source}}+jX_{\mathsf {source}})}} }

В этом примере схемы $X$ _L и $X$ _C можно поменять местами. Все приведенные ниже схемы ATU создают эту сеть, которая существует между системами с разными импедансами.

Например, если источник имеет резистивное сопротивление 50 Ом, а нагрузка имеет резистивное сопротивление 1000 Ом:

jX_{\mathsf {L}}={\sqrt {(50)(50-1000)}}={\sqrt {(-47500)}}

X_{\mathsf {L}}=217,94\, {\mathsf {\Omega }}

X_{\mathsf {C}}=1000{\sqrt {\frac {50}{(1000-50)}}}=1000\,\times \,0.2294\,{\mathsf {\Omega }} =229,4\,{\mathsf {\Omega }}

Если частота 28 МГц, т.к. $X_{\mathsf {C}}={\frac {1}{2\pi fC}}$

получать, $2\pi fX_ {\mathsf {C}}={\frac {1}{C}}$

Так, ${\frac {1}{2\pi fX_{\mathsf {C}}}}={\frac {1}{2\times 3.1416\times 28\cdot 10^{6}\,{\mathsf {Гц}}\times 217,94\,{\mathsf {\Omega }}}}=C=24,78\,{\mathsf {пФ}}~.$

И потому что $\,X_{\text{L}}=2\pi fL\,$

получать $\,L={\frac {X_{\mathsf {L}}}{2\pi f}}=1,239\, {\mathsf {\text{μH}}}~.$

Теория и практика L-сети

Принципиальные схемы двух согласующих сетей с одинаковым сопротивлением — Две сети в цепи; оба имеют одинаковое сопротивление

Параллельная сеть, состоящая из резистивного элемента (1000 Ом ) и реактивного элемента (- j 229,415 Ом ), будет иметь тот же импеданс и коэффициент мощности, что и последовательная сеть, состоящая из резистивного (50 Ом ) и реактивного элементов (- j 217,94). Ом ).

Принципиальные схемы трех согласующих цепей с одинаковым импедансом. — Три сети в цепи, все с одинаковым импедансом.

При добавлении последовательно еще одного элемента (который имеет реактивное сопротивление + j 217,94 Ом ) сопротивление составит 50 Ом (резистивное).

Типы сетей L и их использование

Схемы всех восьми конфигураций L-сети.

Все 8 возможных сетей L и их использование. Значения сопротивления параллельной или параллельной антенны (

R

) и индуктивного (

L

) или емкостного (

C

) реактивного сопротивления ^[м] относятся к антенне или концу ее питающей линии («нагрузка»), подключенному справа. Соответствующее радиоустройство («источник»), подключенное слева, предположительно имело сопротивление 50 Ом ^[n] без реактивного сопротивления. Сети с нечетными номерами в крайнем левом столбце называются «понижающими» сетями, поскольку они снижают кажущееся сопротивление антенны, наблюдаемое при радиосоединении. Сети с четными номерами в центральном столбце являются «повышающими», потому что они повышают кажущееся сопротивление антенны, видимое на радио.

Существует восемь различных конфигураций компонентов сети «L», которые показаны в левом и среднем столбцах диаграмм справа и отмечены цифрами 1–8 соответствующими цветами. Правый столбец представляет собой три версии одной и той же диаграммы Смита , на которых показано сопротивление антенны ( $R$ ), увеличивающееся вправо по горизонтальной оси, с обычным сопротивлением 50 Ом в центральной точке. Реактивное сопротивление антенны изменяется в вертикальном направлении: индуктивное сопротивление ( $X$ _L , условно положительное) увеличивается вверх от центральной линии большого круга, а емкостное реактивное сопротивление ( $X$ _C , условно отрицательное) увеличивается при движении вниз. Горизонтальная линия, проходящая через середину большого круга, не содержит реактивного сопротивления. ^[м]

Какую сеть L использовать

Если сопротивление нагрузки нанесено на диаграмму Смита , оно попадет в одну из четырех показанных областей: верхняя полулабрис (   закругленная головка топора), нижняя полулабрис , левый внутренний круг $\circ ⃝$ и $\circ ⃝$ и правый внутренний круг. -круг $◯⃘$ и $◯⃘$ . ^[17] Для комплексного импеданса, попадающего в любое место диаграммы, можно использовать либо две, либо четыре разных цепи L, поэтому пользователь может выбрать другие критерии, чтобы решить, какую из двух или четырех сетей использовать. Импедансы, попадающие в любой из двух внутренних кругов, $\circ ⃝$ (и $\circ ⃝$ ) или $◯⃘$ (и $◯⃘$ ), могут быть согласованы двумя разными L-цепями (верхними и низкими частотами), и каждый из полупроводников labryses и , позволяет четыре. $\color {Orange}{\boldsymbol {\overset {\frown }{\curlyvee }}}$ $\color {Барвинок}{\boldsymbol {\underset {\smile }{\curlywedge }}}$ $\color {Orange}{\boldsymbol {\overset {\frown }{\curlyvee }}}$ $\color {Барвинок}{\boldsymbol {\underset {\smile }{\curlywedge }}}$

Каждая область имеет цветовую маркировку, а также отмечена соответствующими номерами, чтобы указать, какие сети можно использовать для согласования импеданса в этой области. Например, импеданс, попадающий в правый внутренний круг ( зеленый , $◯⃘$ , или желтый , $◯⃘$ , помеченный как «R > 50» ), может быть согласован с использованием цепей 1 или 3. ^[n]^[m]

Конфигурации «повышение» и «понижение»

Два столбца сетей называются «понижение» (слева) и «повышение» (в центре). Смысл метафорического «шага» всегда направлен от антенны к радио; на всех диаграммах в этой статье это направление справа налево. ^[о]

Все сети в форме $─┬$ , расположенные в левом столбце и отмеченные нечетными цифрами, являются «понижающими» сетями: значение последовательного сопротивления, поступающего от антенны и идущего на соединение справа, преобразуется в более низкую параллельную резистивную часть, идущую в радиосоединение слева.
Все цепи в форме $┬─$ в среднем столбце, отмеченные четными цифрами, являются «повышающими»: параллельное или «шунтирующее» сопротивление, идущее на соединение со стороны антенны справа, преобразуется в более высокий ряд. сопротивление, выходящее на радиосоединение слева.

Хотя в большинстве электронных устройств сравнение последовательного сопротивления с параллельным сопротивлением обычно является ошибкой, в данном конкретном случае это оказывается правильным.

Поскольку у радио нет реактивного сопротивления (и нет токовой проводимости), его последовательные и параллельные сопротивления одинаковы. Таким образом, для этих правил ориентации сети «L» сторона радио всегда имеет сопротивление 50 Ом , независимо от того, подключена ли она к последовательной или параллельной стороне сети. Если приведенное выше описание или приведенное ниже правило требуют использования последовательного или параллельного сопротивления на стороне радиомодуля, оно составляет 50 Ом, в зависимости от того, какое из них. Однако на стороне антенны они обычно разные: если импеданс антенны содержит какое-либо реактивное сопротивление (или, что то же самое, ее проводимость имеет какую-либо резистивную проводимость ), то параллельное сопротивление будет выше , чем последовательное сопротивление; для выбора ориентации важно учитывать правильное значение сопротивления со стороны антенны. (Параллельная форма сопротивления всегда представляет собой большее число, чем последовательная форма. Для преобразования между ними можно использовать формулы в следующем разделе.)

Несмотря на то, что сравнение параллельных и последовательных значений обычно является ошибкой, сравните сопротивление 50 Ом радиоприемника с последовательным или параллельным сопротивлением антенны, в зависимости от того, в зависимости от того, что противоположно направлению стороны цепи L, которая должна быть подключена к антенне. Существует несколько разных способов запомнить, как определить, какую ориентацию сети L использовать. Вот некоторые из них. Выберите одно из правил или найдите другое, которое покажется вам наиболее простым в использовании:

Сторона, к которой прикрепляется «шунтирующий» элемент ( $┬$ , компонент, который подключается к земле), имеет более высокое параллельное сопротивление по сравнению с последовательным сопротивлением того, что подключено к противоположному участку сети.
Если последовательное сопротивление антенны превышает 50 Ом радиоприемника , его следует подключить к параллельному элементу ( радио $─$ $┬$ $ant$ $.$ , вертикальная ножка, торчащая вниз к земле); если параллельное сопротивление антенны ниже 50 Ом радиоприемника, его следует подключить к последовательному элементу ( радио $┬$ $─$ ant . , заостренная, горизонтальная сторона, без заземления).
Для ориентации сети сопротивление, сравниваемое на стороне последовательного элемента , всегда является параллельным сопротивлением – противоположностью последовательного элемента сети, к которому он подключается. Сопротивление, сравниваемое на стороне параллельного элемента сети, является последовательным сопротивлением – аналогично противоположного типа.
В обоих случаях параллельный (или «шунтирующий» ) элемент (вертикальный элемент, называемый «обратной стороной» в описаниях схем тюнера ниже) находится на стороне с более высоким последовательным сопротивлением. Последовательный элемент (горизонтальный конец или конец с «заостренным концом») подключается к параллельному сопротивлению, числовое значение которого выше, чем последовательное сопротивление на противоположной стороне.
Если представить, что форма буквы «L» похожа на палец ( $☜ ─ ┬$ и $☞$ $┬$ $─$ ), то палец указывает «вниз», от высокого ряда к низкому параллельному сопротивлению: От последовательного к параллельному сопротивлению и от высокого к низкому. ценить. (Повторите: сеть «указывает» на параллельное сопротивление, значение которого равно меньшему числу, по сравнению со стороной, от которой оно направлено, которая имеет последовательное сопротивление, значение которого равно большему числу.) 
Кулак руки больше пальца: сторона «кулака» подключается к более высокому последовательному сопротивлению; сторона «пальца» подключается к меньшему параллельному сопротивлению.

Ограничения измерительного прибора

Обычно используемые измерители КСВ не показывают комплексный импеданс, поэтому они не очень полезны для определения того, какая из цепей L может использоваться для необходимого согласования. Антенные анализаторы , однако, могут отдельно отображать резистивную и реактивную части импеданса антенны и подходят для выбора ориентации L-цепи. Наиболее удобные из этих анализаторов способны переключаться между последовательным и параллельным представлением, а также отображать комплексное сопротивление антенны на дисплее диаграммы Смита, которое затем можно сравнить с сетевыми схемами и соответствующими диаграммами Смита, показанными выше. .

Если прибор показывает комплексный последовательный импеданс, но не шунтирующий (параллельный) эквивалент, ^то^для преобразования в параллельные значения. ^[p] Формулы для расчета последовательного или параллельного (шунтирующего) импеданса в обязательном случае, когда ни одно из сопротивлений ( $R$ ) не равно нулю, обычном случае, когда ни одно из реактивных сопротивлений ( $X$ ) не равно нулю, следующие:

Q_{\mathsf {s}}\equiv {\frac {\ X_{\mathsf {series}} \ {R_ {\mathsf {series}}}} = {\frac {R_ {\mathsf {параллельно) }}}{\ X_{\mathsf {параллельно}}\ }}\ ;

R_{\mathsf {parallel}}=R_{\mathsf {series}}\cdot \left(\ 1+Q_{\mathsf {s}}^{2}\ \right)\ ,\qquad ~~ ~\;R_{\mathsf {series}}={\frac {R_{\mathsf {parallel}}}{\ \left(\ 1+Q_{\mathsf {s}}^{2}\ \right)\ }}\ ;

X_{\mathsf {parallel}}=X_{\mathsf {series}}\cdot {\frac {\left(\ 1+Q_{\mathsf {s}}^{2}\ \right)\ } {Q_{\mathsf {s}}^{2}}},\qquad X_{\mathsf {series}}=X_{\mathsf {parallel}}\cdot {\frac {Q_{\mathsf {s}}^ {2}}{\ \left(\ 1+Q_{\mathsf {s}}^{2}\ \right)\ }}~.

Если какой-либо из них или не равен нулю, то оба относятся к одному и тому же типу реактивного сопротивления: либо оба емкостные, либо оба индуктивные. Если иметь это в виду, можно обойтись без соглашений о знаках; однако стандартное соглашение состоит в том, чтобы сделать емкостные реактивные сопротивления отрицательными, и в этом случае значение также будет отрицательным, но поскольку оно возведено в квадрат, знак не повлияет на эти формулы. $\ X_ {\mathsf {series}}\$ $\ X_ {\mathsf {параллельно}} \$ $\ Q_ {\mathsf {s}}\$

В особом случае, когда последовательное реактивное сопротивление тогда. Средний ряд формул сопротивления остается верным: они показывают, что последовательное и параллельное сопротивления становятся одинаковыми. Однако, когда формула левой нижней строки для параллельного реактивного сопротивления из последовательного реактивного сопротивления не работает (становится сингулярной - ошибка деления на ноль). Ответ можно найти другим способом, признав, что тенденция становится меньше (ближе к нулю): параллельное реактивное сопротивление становится настолько большим, что блокирует весь ток, как если бы оно не было подключено (номинально бесконечное полное сопротивление – то же самое, что и разомкнутое сопротивление). цепь /нет связи); формула последовательного реактивного сопротивления по-прежнему работает, и последовательное реактивное сопротивление исчезает, оставляя только резистивную часть импеданса. По сути, нулевой импеданс аналогичен простому проводящему проводу (нулевой импеданс при отсутствии какого-либо сопротивления – то же самое, что соединение при коротком замыкании ). $\ X_ {\mathsf {series}}=0\,$ $\ Q_{\mathsf {s}}=0~.$ $\ Q_{\mathsf {s}}=0\,$ $\ Q_ {\mathsf {s}}$

Нереалистичный случай, когда любое сопротивление равно нулю, не представляет даже академического интереса: любая антенна с нулевым общим сопротивлением нефункциональна (см. Сопротивление излучения ).

Дополнительные критерии выбора

В сетях 1–4, показанных в двух верхних рядах, используются один индуктор и один конденсатор; пара с последовательным индуктором ( 1 $┬─$ и 2 $─┬$ ) является низкочастотной; следующие два, с последовательным конденсатором ( 3 $┬─$ и 4 $─┬$ ), являются высокочастотными. Обычно при использовании передатчика предпочитают использовать фильтр нижних частот, чтобы ослабить возможные гармоники выше согласованной частоты. Конфигурация верхних частот, показанная во втором ряду ( 3 и 4 ) , может быть выбрана, если требуемые значения компонентов более удобны, или если радиостанция уже содержит хороший внутренний фильтр нижних частот, или если необходимо ослабление низких частот. желательно. ^[р]

В некоторых случаях может быть желательно, чтобы сеть либо проходила через постоянные токи, используемые для подачи питания на устройства на антеннах, такие как релейные переключатели, либо блокировала попадание постоянного тока, используемого этими устройствами, на передатчик. Таким образом, последовательный (горизонтальный) компонент должен представлять собой либо катушку индуктивности ( $L$ ) для пропускания постоянного тока, либо конденсатор ( $C$ ) для блокировки постоянного тока. Кроме того, может быть полезно, чтобы фазовый сдвиг в сети был опережающим или задержанным (см. ниже).

В автоматических и ручных сетях «L» часто используется либо сеть 1 , либо сеть 2 . ^[s] Многие коммерческие тюнеры включают в себя простой однополюсный переключатель , который подключает вертикальную (шунтирующую, $C$ ) составляющую либо к левой, либо к правой стороне горизонтальной (последовательной, $L$ ) составляющей, делая обе сети 1 $┬─$ и 2 $─┬$ доступными с тот же трансматч ^[20] (см. схему вверху справа). Как показано зеленым и красным участками верхней диаграммы Смита, эти две сети могут вместе справиться со всеми возможными нагрузками. ^[q] Аналогичным образом, желтая и синяя части средней диаграммы Смита показывают, что одна из сетей 3 или 4 (схема, внизу справа) может соответствовать любой нагрузке. ^[д]

Пример небольшого цикла: Нагрузки, такие как небольшая передающая петля, могут иметь высокую индуктивность. Импеданс будет хорошо укладываться в область диаграммы Смита, где доминирует индуктивное сопротивление ( верхняя полулабриса окрашена оранжевым цветом , помечена как « доминирующая $L$ »). В дополнение к сетям 1 и 4 они могут использовать полностью конденсаторные сети с малыми потерями 5 или 6 . ^[т] $\color {Orange}{\boldsymbol {\overset {\frown }{\curlyvee }}}$

Короткий пример кнута: Короткие вертикальные антенны, например, используемые для ВЧ- передвижных станций, имеют преобладающее емкостное реактивное сопротивление ( нижние полулабрисы с фиолетовой заливкой, помечены как « доминант $C$ »), в дополнение к сетям 2 и 3 их можно легко согласовать с сетями, состоящими только из индукторов 7. или 8 , что аналогично (но не идентично) подключению двух отводов к одной заземленной катушке у основания штыря. $\color {Барвинок}{\boldsymbol {\underset {\smile }{\curlywedge }}}$

Q и фазовый сдвиг

В отличие от более сложных сетей, описанных ниже, сеть «L» не допускает независимого выбора рабочего $Q$ или фазового сдвига. Высокая $добротность$ подразумевает меньшие потери, но также узкую рабочую полосу пропускания. $Q$ сети L фиксирован на уровне среднего геометрического входного и выходного импеданса, следовательно, он больше, когда согласуемые импедансы сильно различаются.

Фазовый сдвиг можно сделать опережающим или запаздывающим, выбрав альтернативную сеть, но, как и $Q$ , для сетей «L» его значение фиксируется соотношением импедансов, и есть вероятность, что ни одна из двух или четырех возможных сетей не обеспечит и то, и другое. желаемый фазовый сдвиг и правильное сопротивление совпадают с одинаковыми настройками. Однако передача с одной антенны не требует сдвига фазы: фазовый сдвиг важен только в том случае, если необходимо питать две или более нагрузки, например, решетки мачтовых антенн, используемые многими мощными AM- станциями. ^[7]^{(с. 1211)}

Трёхкомпонентные несбалансированные тюнеры

В отличие от двухэлементных L-цепей, все схемы, описанные ниже, имеют три или более компонентов и, следовательно, имеют гораздо больше вариантов индуктивности и емкости, которые обеспечивают согласование импедансов, включая, к сожалению, некоторые неправильные варианты. ^[12] Две основные цели хорошего матча:

минимизировать потери в цепи согласования, и
максимизировать полосу пропускания – например, самый широкий диапазон частот, которые достаточно хорошо согласованы.

Чтобы получить хорошие совпадения и избежать плохих, с каждой комбинацией антенны и согласующей цепи радист должен экспериментировать, тестировать и принимать решения, чтобы выбрать среди множества регулировок, которые соответствуют одинаковым импедансам ( см. правило максимальной емкости ниже ).

Все конструкции с тремя и более элементами также допускают несколько независимый выбор степени сдвига фазы согласующим устройством. ^[22] Поскольку фазовое согласование — это сложная тема, в основном используемая для широковещательных массивов с несколькими башнями , для краткости она здесь опущена. Хорошее описание изменения фазы с помощью согласующих сетей приведено в Справочнике по проектированию антенн ^[6] и Справочнике по проектированию NAB . ^[7]

Все соответствующие сети в этом разделе можно понимать как комбинации двух L-сетей. Описания каждой сети ниже разбивают сеть на составляющие ее сети «L» из диаграммы в предыдущем разделе; хотя эту проектную информацию может быть «желательно знать», ее не «необходимо знать», и эта часть описания сети сопоставления строк может быть пропущена.

Высокочастотная сеть «T»

Передача высокочастотной Т-сети теперь является обычным явлением для коротковолновых передающих систем.

Эта конфигурация в настоящее время популярна, поскольку на коротковолновых частотах она способна согласовывать большой диапазон импеданса с конденсаторами общедоступных размеров. Однако это фильтр верхних частот , который не будет подавлять паразитное излучение выше частоты среза почти так же хорошо ^[12] , как другие конструкции (см. разделы «Т» и «π» низкочастотных сетей ниже). Благодаря низким потерям и простоте эту схему используют многие самодельные и коммерческие ATU с ручной настройкой. ^[12] Катушка настройки обычно также является регулируемой (не показана).

Показанная здесь сеть «T» может быть проанализирована как понижающая высокочастотная сеть «L» на входной стороне, переходящая в повышающую высокочастотную сеть «L» на выходной стороне ( $─┬$ $┬─$ ). Как и во всех Т-образных сетях, структура внутреннего импеданса низкая $─┬$ высокая $┬─$ низкая : импеданс в центре по крайней мере равен большему из входного и выходного импеданса, следовательно, напряжение внутри сети не менее Высокое значение равно наибольшему из напряжений на его соединениях с обеих сторон. Два расположенных рядом вертикальных (шунтирующих) индуктора в соединенной цепи объединяются в эквивалентный одиночный индуктор.

Низкочастотная Т-сеть

Эта конфигурация популярна для средневолновых передающих систем, поскольку для нее требуется шунтирующий конденсатор общедоступных размеров, тогда как для высокочастотной формы, если она используется на тех же частотах, потребуются конденсаторы исключительно большой емкости в ее последовательных секциях. Поскольку это фильтр нижних частот, эта сеть будет эффективно устранять паразитное гармоническое излучение выше настроенной частоты, по существу, так же, как и любая другая конструкция, а радиовещательные компании AM подлежат более строгому надзору и более крупным финансовым штрафам за помехи сигналам других коммерческих станций, чем любители, работающие на коротких волнах .

Кроме того, на средних частотах (СЧ) использование индукторов в качестве последовательных элементов удобно по нескольким причинам: левый и правый индукторы, которые могут быть примерно в 10 раз больше, чем те, которые используются в ВЧ- цепях, легко изготавливаются вручную из обычных доступны медные трубки, а в нижнем диапазоне СЧ неприятные резистивные потери в катушке на ВЧ уменьшаются примерно на 5–10 дБ . Использование индукторов для последовательных элементов также предпочтительнее для СЧ, поскольку возможные антенны имеют тенденцию быть короткими и, следовательно, иметь неприятное емкостное реактивное сопротивление ; необходимое противоположное реактивное сопротивление можно напрямую обеспечить, просто сделав катушку на стороне антенны очень большой.

Подобно сети верхних частот «T» в предыдущем разделе, эту сеть нижних частот также можно анализировать как понижающую сеть «L» на входной стороне, питающую повышающую сеть «L» на выходной стороне. ( $─┬ ┬─$ ). Схема импеданса снова низкая $─┬$ высокая $┬─$ низкая , с таким же высоким или более высоким импедансом/более высоким напряжением в центре сети, чем самое высокое из соединений с обеих сторон.

Два расположенных рядом конденсатора из двух цепей «L» объединяются в объединенную сеть в один конденсатор с одинаковой общей емкостью. Единственное реальное различие между описанной выше схемой верхних частот и этой схемой нижних частот заключается в том, что в этой сети расположение катушек индуктивности и конденсаторов в сети поменяно местами.

Пример использования низкочастотной Т-сети

Пример схемы сопоставления с Т-образной сетью нижних частот показан справа.

Нагрузка имеет сопротивление $Z$ _load = 200 Ом − $j$ 75 Ом , где 200 Ом (без $j$  ) представляет собой активную резистивную часть, а − $j$   75 Ом представляет собой емкостно-реактивную часть объединенного импеданса $Z$ _{нагрузки} . Концептуально, − $j$ 75 Ом можно устранить, добавив последовательный индуктор с реактивным сопротивлением + $j$   75 Ом . При этом чисто резистивное (реальное) сопротивление 200 Ом будет согласовано с сопротивлением 50 Ом.

Согласование сопротивлений осуществляется с помощью схемы, имитирующей четвертьволновой трансформатор импеданса сопротивлением 100 Ом , состоящий из двух катушек индуктивности с реактивным сопротивлением + $j$ 100 Ом и шунтирующего конденсатора с − $j$ 100 Ом.   В четвертьволновой трансформаторной схеме используются равные и противоположные реактивные сопротивления, каждое из которых представляет собой среднее геометрическое двух сопротивлений, которые необходимо согласовать:

\ {\sqrt {\ 50\ {\mathsf {\Omega }}\ \times \ 200\ {\mathsf {\Omega }}\;}}={\sqrt {\ 10\,000\ {\mathsf {\Omega }}^{2}\;}}=100\ {\mathsf {\Omega }}~.

Выходной дроссель четвертьволновой сети можно объединить с дросселем, используемым для компенсации реактивного сопротивления нагрузки, заменив пару одним дросселем с суммой двух индуктивностей. Конечная сеть будет иметь + $j$ 100 Ом для входного дросселя, − $j$ 100 Ом для конденсатора и + $j$ 175 Ом для выходного дросселя.

Это четвертьволновое решение вызовет фазовый сдвиг на 90 градусов. Если выходная фаза имеет значение, то вместо нее можно использовать одно из многих других возможных решений для емкости и двух индуктивностей. ^[22] В этом решении используется конфигурация нижних частот. Поменяв местами катушки индуктивности и конденсаторы и соответствующим образом отрегулировав их реактивные сопротивления, можно получить конфигурацию верхних частот.

Низкочастотная сеть '𝝅'

Низкочастотная '

π'

-сеть

Также можно использовать сеть ' π $'$ ( pi ) ; это электрическое сопряжение ^[u] низкочастотной Т-сети, показанной в предыдущем подразделе. Этот ATU обладает исключительно хорошим подавлением гармоник и был включен в выходной каскад ламповых «старинных» передатчиков и многих современных ламповых радиочастотных усилителей. Однако стандартная схема ' $π$ ' не пользуется популярностью для автономных многодиапазонных антенных тюнеров, поскольку переменные конденсаторы, необходимые для любительских диапазонов 160 м и 80/75 м, непомерно велики и дороги.

Показанная здесь сеть ' $π$ ' может быть математически описана как низкочастотная повышающая сеть 'L' на входной стороне, питающаяся низкочастотной понижающей сетью 'L' на выходной стороне ( $┬─ ─┬$ ). . Характеристика импеданса высокая $┬─$ низкая $─┬$ высокая , следовательно, внутреннее сопротивление должно быть как минимум таким же низким, как наименьшее из входных и выходных импедансов: низкий или низкий импеданс/высокий или более высокий ток в центре, внутри сети, как с любой стороны. Два параллельных индуктора в соединенной цепи заменяются одним индуктором с той же общей индуктивностью.

Модифицированная сеть Дрейка «𝝅»

Модифицированная версия схемы « $π$ » более практична, поскольку в ней используется фиксированный входной конденсатор (крайний левый), емкость которого может составлять несколько тысяч пикофарад, что позволяет уменьшить переменные конденсаторы (два справа). Переключатель диапазонов (не показан) устанавливает дроссель и левый входной конденсатор ( на схеме показаны как фиксированные компоненты ). ^[23] Эта схема широко использовалась в коммерческих линейных тюнерах, охватывающих 1,8–30 МГц, созданных до того, как стала популярной более простая Т-сеть, описанная выше. ^[24]

Во всех схемах антенного тюнера каждая из имеющихся регулировок влияет как на реактивную, так и на резистивную части согласования импедансов. Модифицированная сетевая схема Дрейка « $π$ » в этом отношении несколько необычна: для данной настройки переключателя диапазонов верхний правый последовательный конденсатор в основном регулирует реактивную часть согласования импеданса, а нижний правый шунтирующий конденсатор в основном влияет на резистивную часть. часть согласования импедансов. Это облегчает оценку того, как отрегулировать настройки двух переменных конденсаторов, когда оператор знает тип и расположение резонансной частоты антенны, ближайшей к рабочей частоте радиостанции.

Его также можно рассматривать как две L-цепи, соединенные спереди назад: повышающая цепь нижних частот конденсатора и индуктора слева, питающаяся повышающей цепью конденсатора-конденсатора справа ( $┬─ ┬─$ ). В норме импеданс высокий $,$ средний $,$ низкий . Пока шунтирующий конденсатор на радиочастоте слева не «привязан» к наименьшему значению, центр сети имеет импеданс между импедансами его входа и выхода, следовательно, умеренные напряжение и ток, которые оба лежат между антенной и радиосоединениями. При всех умеренных настройках «естественной» тенденцией этой сети является преобразование сопротивления вниз, от радио к антенне. Один из способов преобразования вверх — это настроить его параметры на странный крайний уровень, при этом левый конденсатор будет установлен на самую низкую емкость (высокое реактивное сопротивление) или близкую к ней, чтобы он почти исчез из сети. Остальные три компонента затем аппроксимируют виртуальную Т-образную сеть необычной формы: индуктор-конденсатор-конденсатор; виртуальный «T» может быть настроен, как указано выше, по шаблону «низкий-высокий-низкий» , при этом низкий уровень на стороне антенны выше, чем низкий уровень на стороне радио , и оба ниже или настолько же низки, как центральное сопротивление, что, в свою очередь, будет иметь напряжение, по крайней мере, такое же высокое, как большее из входных и выходных соединений.

SPC-тюнер

Принципиальная схема антенного тюнера SPC — Схема трансматч SPC. Хотя это и не показано, индуктор обычно регулируется. ^[25]^[26]

Последовательно -параллельный конденсатор или тюнер SPC использует полосовую схему , которая может действовать как антенный ответвитель и как преселектор . Поскольку это полосовая схема, тюнер SPC имеет гораздо лучшее подавление гармоник, чем высокочастотное Т-образное согласование, описанное выше, но использует настроечные конденсаторы аналогичной стоимости; его производительность лучше, чем у схемы «Ultimate», представленной ниже. Подавление гармоник SPC преодолевается только сетевыми тюнерами нижних частот «T» и « $π$ », описанными выше, и то только тогда, когда SPC настроен в пользу низких потерь, а не узкой полосы пропускания. ^[25]^[26]

При использовании тюнера SPC потери будут несколько выше, чем при использовании схемы «Т», поскольку заземленный конденсатор будет шунтировать некоторый реактивный ток на землю, который должен быть хотя бы частично нейтрализован еще большим током через дроссель, чтобы добавить обратное реактивное сопротивление. ^[27]^[26] Компромисс заключается в том, что эффективная индуктивность комбинации катушка-конденсатор выше, чем у одной катушки, что позволяет работать на более низких частотах, чем это было бы возможно в противном случае. ^[25]

Схема SPC эквивалентна параллельной паре L-цепей: цепь конденсатора верхних частот — понижающая катушка индуктивности на входной стороне, питающаяся цепью конденсатор — повышающая цепь конденсатора на выходной стороне ( $─┬$ ┬ ─ ). Комбинация вертикального (шунтирующего) дросселя и параллельного ему шунтирующего конденсатора представляет собой емкостную цепь , заземляющую расстроенные сигналы. При настройке на использование этого действия схема резервуара превращает SPC в полосовой фильтр , который устраняет гармоники так же эффективно, как и низкочастотные сети «T» и «π», хотя SPC требует тщательной настройки для достижения наилучших узкополосных результатов, тогда как SPC требует тщательной настройки для достижения наилучших результатов в узкой полосе частот. сети нижних частот эффективно блокируют гармоники при любых согласованных настройках.

Схема внутреннего импеданса такая же, как и в схемах $«$ Т»-соответствия, приведенных выше, с более высоким центральным импедансом (следовательно, с более высоким напряжением), чем у входного или выходного $соединения$ . Преобразование импеданса происходит за счет перехода от номинального низкого импеданса сигнала на стороне антенны к высокому в центре пересогласования, что означает либо большее повышение (следовательно, или «шаг вверх» от антенны к радио), либо меньшее повышение (следовательно, или «понижение»). "), чем падение от высокого уровня в центре до низкого уровня на стороне радио. $\ R_{\mathsf {ant\ side}}<50\ {\mathsf {\Omega }}\ ,$ $\ R_{\mathsf {ant\ side}}>50\ {\mathsf {\Omega }}\ ,$

Окончательный трансматч

Первоначально Ultimate Transmatch рекламировался как способ сделать компоненты более управляемыми на самых низких частотах, а также добиться некоторого ослабления гармоник. Версия сети трансматч McCoy Ultimate показана на иллюстрации справа. ^[28]^[26] Схема в настоящее время считается устаревшей; цели проектирования были лучше реализованы с помощью сети последовательно-параллельных конденсаторов (SPC) , показанной выше ^[26] , с использованием идентичных частей. ^[25]

Схема «Ultimate» имеет ту же общую топологию «перед-назад» ( $┬─ ┬─$ ), что и модифицированная Дрейком « $π$ » выше, но с высокочастотным компонентом «L» (вместо низкочастотного компонента). который размещается на стороне выхода вместо входа. К сожалению, при использовании сгруппированного конденсатора с одной регулировкой и с компонентом «L» сгруппированного конденсатора-конденсатора, расположенным на входной стороне, левый конденсатор не может ни существенно помочь согласовать импеданс, ни адекватно снизить выходные гармоники. ^[26] Как и модифицированный Дрейком ' $π$ ', его структура импеданса следующая: высокий $┬средний$ $┬$ низкий , и поэтому для умеренных настроек имеет « естественную» тенденцию трансформировать сопротивления вниз, при этом напряжения и токи внутри сети лежат в между разъемами на стороне радио и антенны. Неясно, насколько хорошо он может преобразовать радиосопротивление в более высокий импеданс антенны.

Балансные версии несбалансированных схем тюнера

В предыдущих разделах обсуждаются только сети, предназначенные для несимметричных линий; В этом и всех последующих разделах обсуждаются тюнеры в целом или тюнеры для симметричных линий.

Для симметричных (открытых) линий передачи требуется тюнер с двумя «горячими» выходными клеммами, а не с одной «горячей» клеммой и одной «холодной» (заземленной). Поскольку все современные передатчики имеют несбалансированный (коаксиальный) выход – почти всегда 50 Ом – наиболее эффективная система имеет тюнер, обеспечивающий преобразование симметрирующего сигнала (симметричное в несимметричное), а также согласование импеданса. ^[24]

Существует простой стандартный метод преобразования любой из несимметричных схем тюнера, описанных в предыдущем основном разделе, в симметричную версию той же схемы ( см. Балансная схема ). На диаграмме справа показаны несимметричные низкочастотные сети в верхнем ряду (сеть «L» в левом столбце, сеть «T» в правом столбце) над их эквивалентными сбалансированными версиями в нижнем ряду.

Коммерчески доступные «естественно сбалансированные» тюнеры представляют собой симметричные версии схем «L», «T» и « $π$ ». ^[24] Их недостатком является то, что компоненты, используемые для каждого из двух выходных каналов, должны быть тщательно подобраны и соединены парами, так что их регулировка вызывает одинаковое изменение настройки на обеих «горячих» сторонах схемы. Следовательно, большинство «естественно сбалансированных» тюнеров гораздо сложнее изготовить, и они более чем в два раза дороже, чем несбалансированные тюнеры.

Отводы симметричного напряжения на катушке несимметричной цепи

Даже при использовании однообмоточного трансформатора некоторые несбалансированные конструкции трансматча могут быть адаптированы для создания симметричного выхода без необходимости использования двух независимых обмоток: ^[24] Большинство согласующих сетей включают в себя катушку , и эта катушка может принимать или создавать симметричное напряжение на антенне. сторону, если точки отбора мощности антенны расположены симметрично выше и ниже электрически нейтральной точки катушки (поэтому катушка должна быть заземлена где-то около ее середины).

Эффект заключается в создании сбалансированных напряжений вместо желаемых сбалансированных токов. ^[в]

С этой техникой экспериментировали в первые годы 20 века, но, похоже, она больше не используется. ^{[ нужна цитация ]} В этой статье пока нет подобных схем.

Настроенные трансформаторы для согласования со сбалансированными линиями

Следующие симметричные сети использовались для согласования линий. Многие из них перечислены в старых изданиях Книги по антеннам ARRL ^[3]^[4] и Справочника ARRL по радио . ^[5] Все схемы линейного согласования в этом разделе представляют собой сети настроенного трансформаторного типа; ни одна из приведенных ниже конструкций не является симметричной версией какой-либо из несимметричных схем, описанных выше.

Исправлена ссылка с тапами

Фиксированная связь с ответвителями является самой простой схемой. Коэффициент будет почти $Q$ постоянным и определяется количеством относительных витков во входном звене. Согласование находится путем настройки конденсатора и выбора отводов на основной катушке, что можно сделать с помощью переключателя, обеспечивающего доступ к различным отводам, или путем физического перемещения зажимов от витка к витку. Если витки основной катушки изменяются для перехода на более высокую или более низкую частоту, витки звена также должны измениться. Стандартное расположение точек крепления отводов змеевика симметрично. Обе точки ответвления расположены на одинаковом расстоянии от центра катушки, и при перемещении соединений они перемещаются на одинаковое расстояние в противоположных направлениях: либо обе точки ответвления перемещаются от центра катушки, либо обе точки ответвления перемещаются. к центру катушки на такое же расстояние.

Шпилька-тюнер

Тюнер «Шпилька» (справа) по сути представляет собой ту же электрическую цепь, что и фиксированная линия связи с отводами (см. выше), но вместо спиральных индукторов используются «шпильки» (отводная линия передачи, закороченная на дальнем конце). ^[4]^{(стр. 24⸗12)} Перемещение точек отвода вдоль шпильки позволяет плавно регулировать преобразование импеданса, что затруднительно для соленоидной катушки.

Это полезно для очень коротких длин волн от 10 метров до 70 см (частоты от 30 до 430 МГц ), где катушка индуктивности имеет слишком мало витков, чтобы обеспечить точную настройку. Эти тюнеры обычно работают в диапазоне частот не более 2:1.

Качающееся звено с кранами

Качающееся звено с отводами модифицирует фиксированное звено с отводами , устанавливая первичную обмотку на подвижную («качающуюся») платформу, которую можно приближать к трансформатору или удалять от него. Качающееся звено представляет собой разновидность переменного трансформатора, который изменяет взаимную индуктивность катушек, покачивая первичную катушку внутрь и наружу зазора между половинками вторичной катушки.

Более полное зацепление первичной обмотки внутри вторичной обмотки также позволяет выполнить точную регулировку с меньшим количеством отводов катушки (по сути, аналогичная и менее сложная модификация схемы, упомянутая ниже, заключается в включении конденсатора последовательно с первичной обмоткой). Переменная индуктивность делает эти тюнеры более гибкими, чем базовая схема, но за это приходится платить сложностью, как с точки зрения конструкции, так и с точки зрения возможности выполнения большего количества возможных регулировок. Обычно точки подключения вторичной обмотки располагаются симметрично вокруг ее центра.

Трансформатор с двойной настройкой

Согласующие сети с использованием трансформатора с двойной настройкой.

Схема трансформатора с двойной настройкой и фиксированной связью, с отводной вторичной обмоткой, последовательными входными и параллельными выходными конденсаторами. ^[ш]^[х]
Схема трансформатора с двойной настройкой и фиксированной связью, с обоими выходными конденсаторами, включенными последовательно, подходит для выходного сигнала с низким импедансом. ^[ш]

На диаграммах справа показаны две альтернативные конфигурации электрически схожих цепей: последовательный колпачок с отводами (слева) соединяет антенну параллельно с катушкой трансформатора и конденсатором C2 через отводы, а последовательный колпачок для линий с низким Z (справа) присоединяет антенну. последовательно с катушкой и конденсатором С2.

Использование C1 для настройки или расстройки первичной обмотки на настройку вторичной обмотки с помощью C2 имеет примерно тот же эффект, что и перемещение двух обмоток ближе или дальше друг от друга, аналогично качающемуся звену ( описанному в предыдущем подразделе).

Серийный колпачок с кранами: (слева) добавляет последовательный конденсатор на вход фиксированной связи с отводами . Входной конденсатор обеспечивает точную настройку с меньшим количеством нажатий на основную катушку. Как описано выше, подключенные точки отводов на катушке расположены симметрично вокруг центра катушки.
Серийный колпачок для линий с низким Z: (справа) показано альтернативное подключение последовательной конденсаторной цепи, в котором отсутствуют отводы на катушке, но он полезен только для линий питания с низким импедансом на концах. Конденсаторы с маркировкой C2a и C2b должны быть электрически отключены и изолированы от земли, а также соединены через изолированное соединение.

Фиксированная связь с дифференциальными конденсаторами

Схема фиксированной связи с дифференциальными конденсаторами (справа) использовалась в хорошо зарекомендовавших себя тюнерах Johnson Matchbox (JMB).

Четыре секции выходного конденсатора (C2a,b,c,d) представляют собой «сборный» конденсатор с двойным дифференциалом: оси ротора четырех секций механически соединены, а их пластины выровнены, так что верхняя и нижняя секции конденсатора ( C2a и C2d) увеличивают емкость, две средние секции (C2b и C2c) уменьшают емкость, и наоборот (обратите внимание, что стрелки на C2 на диаграмме показаны как в совпадающем, так и в противоположном направлении). Это обеспечивает плавное изменение нагрузки, что электрически эквивалентно перемещению отводов вторичной обмотки. В спичечном коробке Джонсона использовался переключатель диапазонов (не показан) для изменения количества витков вторичной обмотки трансформатора для каждого из пяти диапазонов частот, доступных радиолюбителям в 1940-х годах. ^[29]

Конструкция JMB подверглась критике, поскольку два конденсатора средней секции C2b и C2c не являются строго необходимыми для обеспечения соответствия; ^[30]^[31] однако средние секции удобно ограничивают изменения конденсатора C2 (который в основном регулирует согласование уровня импеданса) от нарушения настройки конденсатора C1 (который в основном регулирует согласованную частоту).

Двойная настройка звена с дифференциальными конденсаторами

Более поздние разработки, расширяющие ограниченный радиус действия уважаемого спичечного коробка Джонсона (JMB) для работы со многими более современными коротковолновыми любительскими диапазонами, либо добавляют переключаемые отводы к индуктору линии (входа), либо могут включать конденсатор последовательно с обмоткой входной катушки. ^[29]^[31]^[32]^[33] Обе эти дополнительные регулировки показаны на схеме (справа). Как и в случае с трансформатором с двойной настройкой и согласующими схемами с качающимся звеном, описанными выше, оба эти способа позволяют выполнить точную настройку без вмешательства в полосовой переключатель JMB и его сложные паяные соединения с вторичной катушкой (не показаны), которые изменяют количество витков, используемых на выходной стороне трансформатора.

Использование C1 для настройки или расстройки первичной обмотки трансформатора в соответствии с настройками C2 + C3 на вторичной стороне дает примерно тот же эффект, что и перемещение двух сторон трансформатора ближе или дальше друг от друга, тем самым имитируя качающееся звено. Регулировка количества отводов на первичной катушке регулирует добротность сети , расширяя или сужая ее согласованный диапазон частот, и позволяет компенсировать изменение добротности, $возникающее$ в результате изменения переключателем диапазона количества подключенных вторичных витков; это также придает смысл обычно неиспользуемым дополнительным первичным обмоткам, которые изначально были частью отдельного питания с релейным переключением для старых приемников с сопротивлением 600 Ом, которые все еще использовались в 1940-х годах.

Включая переключатель диапазонов (не показан), эта схема имеет пять отдельных доступных органов управления, что усложняет настройку ее настроек.

Z совпадение

Подход, использованный в конструкции Z-match, заключается во включении в преобразователь обычного двухобмоточного трансформатора , чтобы иметь возможность выдавать симметричный выходной сигнал из согласующей схемы. Отдельные входная и выходная обмотки изолируют землю на входной стороне от выходной стороны (заземленной или незаземленной), что позволяет подключать как симметричные, так и несимметричные нагрузки на выходной стороне, независимо от подключения входной стороны. Выходной сигнал, поступающий от вторичной обмотки трансформатора, обеспечивает сбалансированность выходных токов и позволяет выходным напряжениям плавать относительно земли.

Z-match — это ATU, широко используемый для маломощной любительской радиосвязи, который обычно используется как в качестве несимметричного, так и в качестве балансного тюнера. ^[34]^[35] Согласование Z представляет собой удвоенную версию схемы резонансного трансформатора с тремя настроечными конденсаторами. ^[й]

Два конденсатора с отдельными подключениями к первичной катушке трансформатора объединены и фактически образуют две отдельные цепи резонансного трансформатора, которые одновременно настраивают две разные резонансные частоты. Двойной резонанс позволяет одинарной цепи катушки охватывать более широкий диапазон частот без необходимости переключения индуктивности: каждая настройка предлагает две разные частоты в отдельных полосах частот, полное сопротивление которых одновременно согласовано. Поскольку выходная сторона представляет собой вторичную обмотку трансформатора (опционально заземленную), ее можно использовать для питания как симметричных, так и несимметричных линий передачи без каких-либо изменений в схеме.

Выходная мощность конструкции Z-match ограничена сердечником выходного трансформатора. Сердечник из порошкового железа или феррита диаметром около 1,6 дюйма должен выдерживать мощность 100 Вт . Тюнер, рассчитанный на использование с низким энергопотреблением ( «QRP» - обычно 5 Вт или меньше), может использовать ядро меньшего размера. ^[35]

Балансное согласование несбалансированного тюнера и балуна

Другой подход к питанию симметричных линий заключается в использовании несимметричного тюнера с симметрирующим устройством либо на входной (передатчик), либо на выходной (антенна) стороне тюнера. Чаще всего используется популярная высокочастотная Т-схема, описанная выше, либо с симметрирующим устройством по току 1:1 на входной стороне несимметричного тюнера, либо с симметрирующим устройством (обычно 4:1) на выходной стороне. Этим можно управлять, но сделать это эффективно и безопасно непросто.

Балун между антенной и АТУ

Любой балун, размещенный на выходной (антенной) стороне тюнера, должен быть рассчитан на выдерживание высокого напряжения и тока из-за широкого диапазона импедансов, с которыми он должен работать. ^[36]

Для широкого диапазона частот и импедансов может оказаться невозможным создать надежный симметрирующий преобразователь с достаточной эффективностью. Для узкого диапазона частот использование шлейфов или секций линии передачи для преобразования импеданса (как описано выше) вполне может быть более осуществимым и, безусловно, будет более эффективным.

Балун между передатчиком и ATU

Требования, предъявляемые к балуну, скромнее, если балун поставить на входе тюнера – между тюнером и передатчиком. Размещенный на этом конце, он всегда работает с постоянным сопротивлением 50 Ом от передатчика с одной стороны и имеет согласующую цепь для защиты от резких колебаний сопротивления питающей линии с другой стороны: все к лучшему. К сожалению, балансировка входа передатчика создает проблемы с «горячей землей», которые необходимо устранять.

Если несимметричный тюнер питается по симметричной линии от симметрирующего устройства, а не напрямую от передатчика, то его обычное антенное соединение — центральный провод выходного коаксиального кабеля — подает сигнал, как обычно, на одну сторону антенны. Однако сторона заземления того же выходного соединения теперь становится источником равного и противоположного тока на другой стороне антенны; Единственным неудовлетворительным последствием является то, что вся заземленная часть тюнера становится «горячей» от радиочастотной энергии , включая металлическое шасси тюнера, металлические ручки управления и металлические установочные винты изолированных ручек, до которых дотрагивается оператор.

«Горячая земля» внутри АТО

«Истинное» напряжение внешнего заземления антенны и передатчика должно находиться посередине между двумя «горячими» линиями, один из которых является внутренним заземлением. Внутри ATU «ложный» уровень земли согласующей цепи в равной степени отличается от «истинного» напряжения. «Уровень земли либо на антенне, либо на передатчике, как и исходный «горячий» провод, но с противоположной полярностью. Либо обычный «горячий» выходной провод, либо согласующая схема «горячая земля» дадут вам точно такой же электрический ток, если вы к нему прикоснетесь.

Схема тюнера должна « плавать » выше или ниже уровня внешнего заземления, чтобы земля цепи ATU (или общая сторона ), которая ранее была прикреплена к заземляющему проводу выходного кабеля, могла питать второй провод под напряжением: Плавающее заземление схемы должно обеспечивать разница напряжений достаточна для пропускания тока через выходную клемму и делает второй выход «горячим». ^[4]^{(с 24⸗13)}

Высокие напряжения являются нормальными для любой эффективной («высокой $добротности$ ») схемы согласования импеданса, устраняющей большое рассогласование. Если несовместимые заземления не будут тщательно разделены, высокие напряжения, присутствующие между этим внутренним плавающим заземлением («ложное» заземление) и «истинными» заземлениями внешнего передатчика и антенны, могут привести к искрению, коронному разряду, емкостным токам заземления и электрическим токам. шок. ^[з]

Тщательно разделяя несовместимые основания.

Чтобы уменьшить потери мощности и защитить оператора и оборудование, шасси тюнера должно быть двухслойным: внешнее шасси и внутреннее шасси. Внешнее шасси должно охватывать и отделять схему настройки и ее плавающее заземление снаружи, оставаясь при этом на уровне внешнего «истинного» заземления. Внутри защитного внешнего шасси внутреннее шасси может поддерживать собственный несовместимый плавающий уровень земли, надежно изолированный.

Внутреннее шасси можно превратить в не что иное, как монтажную платформу внутри внешнего шасси, приподнятую на изоляторах, чтобы сохранить безопасное расстояние между «плавающим заземлением» и внешним шасси, подключенным к «настоящим» линиям электрического заземления. Металлическое монтажное шасси внутренней схемы настройки и, в частности, металлические стержни, соединенные с регулировочными ручками на внешнем шасси, должны храниться отдельно от поверхности, к которой прикасается оператор, и от прямого электрического контакта с заземлением передатчика на его соединительном кабеле («правда». " земля).

Изолирование органов управления обычно осуществляется путем замены по крайней мере части металлических шатунов между ручками на внешней поверхности и регулируемыми деталями на внутренней платформе изолированным стержнем, изготовленным либо из прочной керамики, либо из пластика, выдерживающего высокие температуры. Кроме того, металлические внутренняя и внешняя части должны быть расположены на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы предотвратить утечку тока через емкостную связь при высоком внутреннем напряжении. Наконец, все эти устройства должны быть закреплены с большей, чем обычно, осторожностью, чтобы гарантировать, что толчки, давление или тепловое расширение не могут создать контакт между внутренним и внешним заземлением.

Краткое содержание

Использование несбалансированной схемы для балансного тюнера накладывает серьезные ограничения на конструкцию тюнера и предъявляет высокие требования к мастерству изготовителя. Преимущество такой конструкции заключается в том, что ее внутренняя, по своей сути несбалансированная согласующая схема всегда требует только одного компонента, тогда как для балансной версии той же схемы часто требуется два. Следовательно, для двух «горячих» концов схемы (схем) не требуются идентичные пары компонентов, чтобы обеспечить баланс относительно земли внутри ATU, а его выходной ток по своей природе сбалансирован, даже если его внутренняя цепь несимметрична по отношению к к интерьеру «ложная»/«горячая»/плавающая земля.

Потери антенной системы

КПД и КСВ

Если за пределами ATU в значительно длинном сегменте питающей линии по-прежнему сохраняется высокий коэффициент стоячей волны (КСВ) , любые потери в этой части фидерной линии обычно увеличиваются из-за отражения передаваемых волн туда и обратно при изменении импеданса на тюнере. выходной сигнал и изменение импеданса в точке питания антенны, что усугубляет обычные резистивные потери в линии передачи за счет многократного прохождения через нее. Даже при наличии согласующего устройства на обоих концах линии питания — ближнего ATU, согласующего передатчик с линией питания, и удаленного ATU, согласующего линию питания с антенной — потери в схеме двух ATU все равно будут немного снижать мощность, подаваемую на антенну.

Наиболее эффективное использование мощности передатчика — это использование резонансной антенны со встроенным согласованием с импедансом питающей линии (посредством согласования на фидере антенны с помощью гамма-согласования, Y-согласования, шлейфового согласования или аналогичного устройства или трансформатор, подключенный к точке питания), подключенный по кабелю питания, полное сопротивление которого такое же, как и у точки питания антенны, и питается от передатчика, имеющего такое же полное сопротивление питания. В каждой реальной линии питания по-прежнему присутствуют небольшие потери, даже если все импедансы совпадают , но согласование минимизирует эти потери.
Почти одинаково эффективно подавать сигнал на удаленный антенный тюнер, подключенный непосредственно к антенне, через фидерную линию, согласованную как с передатчиком, так и с каналом ATU. Единственные дополнительные потери происходят в схеме тюнера, которые можно поддерживать небольшими, если тюнер настроен на «хорошее» согласование (см. ниже), а степень несоответствия тщательно проверяется на антенне или рядом с ней ( не на передатчике).
Обычно неэффективно эксплуатировать антенну вдали от одной из ее резонансных частот и пытаться компенсировать это с помощью ATU рядом с передатчиком, вдали от антенны; вся фидерная линия от ATU до антенны по-прежнему не согласована, что увеличивает нормальные потери в фидерной линии, особенно если это линия с низким импедансом, например, стандартный коаксиальный кабель с сопротивлением 50 Ом .
Наименее эффективный способ передачи — подать сигнал на нерезонансную антенну через несогласованную фидерную линию с потерями, без какого -либо согласования импеданса .

Размещение АТУ

ATU можно вставить в любом месте линии, соединяющей радиопередатчик или приемник с антенной. ^[37] Точка питания антенны обычно находится высоко в воздухе или далеко, ^[aa] , и длинная линия питания должна передавать сигнал на большое расстояние между передатчиком и антенной. Тюнер можно разместить в любом месте фидерной линии – на выходе передатчика, на входе антенны или где-нибудь между ними – и при желании две или более согласующих сети можно разместить в разных местах между антенной и передатчиком (обычно рядом или на противоположных концах фидерной линии) и отрегулированы так, чтобы они совместно создавали согласование импедансов по всей антенной системе.

Согласование антенны лучше всего выполнять как можно ближе к точке подключения антенны, чтобы увеличить полосу пропускания и минимизировать потери в линии передачи за счет снижения пиков напряжения и тока. В идеале схема настройки, состоящая из четвертьволновых шлейфов, могла бы быть встроена в корпус самой антенны, обеспечивая хотя бы приблизительное согласование на фидере антенны. Кроме того, когда передаваемая информация имеет частотные компоненты, длина волны которых составляет значительную часть электрической длины линии передачи, произойдет искажение передаваемой информации, если на линии присутствуют стоячие волны. Аналогичное воздействие оказывается на аналоговое ТВ и FM-стереовещание; для этих режимов согласование на антенне или в непосредственной близости от нее является обязательным.

Когда это возможно, автоматический тюнер или тюнер с дистанционным управлением в защищенном от атмосферных воздействий футляре рядом с антенной удобен и обеспечивает эффективную систему. С помощью такого тюнера можно согласовать самые разные антенны в широком диапазоне частот ^[38] (включая скрытые антенны). ^[39]^[40]

Высокоомная линия питания

Старомодная «лестничная линия» с высоким сопротивлением или «открытая проводная линия»; обычно 500~600 Ом .
Обычный двойной провод 300 Ом или (двухжильный) ленточный кабель с высоким сопротивлением. Обратите внимание, что пластик между проводами разрезается только с двух концов.

Коаксиальный кабель с низким сопротивлением 75 Ом типа RG-59 : ( A ) Внешняя пластиковая оболочка, ( B ) Плетеный медный экран, ( C ) Внутренний диэлектрический изолятор, ( D ) Медная жила

Когда ATU должен быть расположен рядом с радиостанцией для удобной настройки, любой значительный КСВ приведет к увеличению потерь в фидерной линии, если только сама точка питания антенны не расположена на радиостанции и не подключается напрямую к задней части тюнера. По этой причине при использовании выносной антенны с ATU, установленным на передатчике, большим преимуществом является линия питания с низкими потерями и высоким импедансом (например, открытая линия).

Вплоть до 1950-х годов симметричные линии передачи сопротивлением не менее 300 Ом были более или менее стандартными для всех коротковолновых передатчиков и антенн, включая любительское оборудование. Большинство коротковолновых вещательных компаний продолжают использовать фидерные линии с высоким импедансом, ^[7]^{(гл. 7.2)}^[b] даже после того, как автоматическое согласование импеданса стало широко доступным.

Линии с высоким импедансом, такие как большинство параллельных линий, передают мощность в основном в виде высокого напряжения, а не большого тока, и только ток определяет мощность, теряемую на сопротивление линии. Таким образом, при том же количестве ватт, подаваемых на антенну, обычно очень небольшая мощность теряется в линии с высоким импедансом даже при высоких уровнях КСВ по сравнению с потерями для того же КСВ в линии с низким импедансом, например, в обычном коаксиальном кабеле . По этой причине радисты, использующие фидерную линию с высоким импедансом, могут более небрежно относиться к тому, на каком участке линии им приходится согласовывать импедансы.

Короткая длина коаксиальной линии с низкими потерями приемлема, но при использовании более длинных коаксиальных линий большие потери, усугубляемые КСВ, становятся очень высокими. ^[13]^{(стр. 7⸗4)} Важно помнить, что когда ATU расположен рядом с передатчиком и далеко от антенны, даже если ATU согласовывает передатчик с линией, в линии за пределами ATU никаких изменений не происходит. Токи обратного хода, отраженные от антенны, отражаются назад от ATU и поэтому невидимы на стороне передатчика ATU. Отдельные волновые фронты обычно отражаются между антенной и ATU несколько раз; результатом множественных отражений являются сложные потери, более высокое напряжение и/или более высокие токи в линии и в ATU, а также сужение полосы пропускания. Ни один из этих неприятных последствий не может быть устранен с помощью ATU, находящегося рядом с передатчиком.

Потери в антенных тюнерах

Любой способ согласования импеданса приводит к некоторой потере мощности. Оно будет варьироваться от нескольких процентов для трансформатора с ферритовым сердечником до 50% и более для сложного ATU, который был наивно настроен на «плохое» согласование или работает вблизи пределов своего диапазона настройки. ^[12]^[13]^{(п 4⸗3)}

Среди схем узкополосного тюнера схема «L» имеет наименьшие потери ^[21] отчасти потому, что в ней наименьшее количество компонентов, но главным образом потому, что она может совпадать только при одной настройке, и эта настройка обязательно имеет наименьшее возможное значение $добротности$ для заданное преобразование импеданса. ^[ab] Фактически, любая сеть «L» не дает своему оператору возможности выбрать «плохое» совпадение: единственные настройки сети «L», которые создают совпадение, настолько хороши, насколько это возможно с выбранной сетью.

Сеть «L», в которой используются только конденсаторы, будет иметь наименьшие потери, но эта сеть работает только там, где импеданс нагрузки очень индуктивен, что делает ее хорошим выбором для небольшой рамочной антенны. Индуктивный импеданс также возникает при использовании антенн с прямым проводом на частотах выше их первого резонанса и ниже второго, когда антенна слишком длинная - например, монополь длиннее четверти волны и короче полуволны на рабочей частоте. Можно намеренно настроить размер антенны так, чтобы она была индуктивной на всех своих расчетных частотах (аналогично небольшой петле ), с намерением использовать для ее настройки только конденсаторы, чтобы иметь минимальные потери настройки, не заботясь о настройках. Для этого необходимо сделать прямую антенну слишком длинной для ее самой низкой рабочей частоты, но, к сожалению, типичная проблема, возникающая в нижних КВ-диапазонах , заключается в том, что антенны слишком коротки для используемой частоты; их согласующие цепи требуют индуктивности.

В сети верхних частот типа «Т» потери в тюнере могут варьироваться от нескольких процентов – если он настроен на минимальные потери – до более 50%, если тюнер настроен на «плохое соответствие» вместо хорошего. ^[12]^[5]

Правила поиска оптимальных совпадений

Существует несколько простых правил , позволяющих найти оптимальную точку совпадения и избежать «плохой» точки совпадения. В основном они предназначены для настройки с использованием только КСВ-метра и минимизации коэффициента стоячей волны , что не дает прямого указания на то, насколько «хорошим» или «плохим» может быть найденное совпадение. Все они основаны на том факте, что трехэлементная сеть может имитировать сеть «L», а соответствие, достигаемое с помощью сети «L», представляет собой наименьшие потери для этой конфигурации сети ^[21] (высокочастотный и низкочастотный режимы). Сети «L» могут иметь разные потери при согласовании с одной и той же антенной). Однако обратите внимание, что потери в длинных кабелях и наземной системе антенны часто превосходят даже потери тюнера «плохого согласования», и в этом случае потери при пересогласовании становятся несущественными.

Каждое из этих правил основано на использовании трехэлементной сети для имитации двухэлементной сети L. Ознакомьтесь с правилами выбора повышающих и понижающих сетей L, приведенными выше, чтобы определить, какая сторона сети не нужна. Если это последовательный элемент, для него устанавливается минимальное реактивное сопротивление (минимальная или нулевая индуктивность/максимальная емкость); если это параллельный элемент, то устанавливается максимальное реактивное сопротивление (максимальная индуктивность/минимальная емкость).

Правило максимальной емкости верхних частот «T» :

Как правило , только для обычного Т-образного согласования верхних частот использование максимально возможной емкости (и минимально возможной индуктивности) для каждой настройки тюнера приведет к наименьшим потерям по сравнению с простой настройкой на любое совпадение, без учета настройки. ^[12]^[5] В общем, это связано с тем, что увеличение емкости приводит к уменьшению реактивного сопротивления . Обычным следствием высокой емкости (низкого реактивного сопротивления) является то, что от индуктора требуется меньшее уравновешивающее реактивное сопротивление ^[12] , что означает протекание тока через меньшее количество витков провода на катушке индуктора, а потери почти в каждом ATU в основном связаны с сопротивлением. в проводе дросселя (потери от грязных контактов конденсатора наступают в далекую секунду). ^[5]

В схеме верхних частот «Т» установка левого или правого конденсатора на максимум приводит к тому, что у него почти отсутствует реактивное сопротивление, и оно почти исчезает из схемы, оставляя оставшийся конденсатор и катушку индуктивности приближаться к сети «L». Единственное возможное согласование импеданса для (почти) L-сети, состоящей из двух оставшихся компонентов, будет (приблизительно) оптимальным, то есть будет иметь минимально возможный ток через дроссель и, следовательно, минимальные потери внутри сети.

Правило минимальной индуктивности нижних частот «T» :

Аналогичные рассуждения применимы и к Т-образному согласованию нижних частот: установка минимального значения левого или правого индуктора приведет к тому, что он (почти) исчезнет из схемы, а оставшийся индуктор и конденсатор будут образовывать L-соответствие, чье единственная настройка соответствия — минимальные потери.

Правило минимальной емкости нижних частот «𝝅» :

Для совпадения ' $π$ ' применяется другое правило – казалось бы, противоположное правило минимальной емкости – но причина его та же: установите для ненужного левого или правого конденсатора минимальное значение емкости (максимальное реактивное сопротивление), а для другого конденсатора – максимальное значение. значение (минимальное реактивное сопротивление); индуктор установлен на очень низкий или умеренно низкий уровень. Минимизированный конденсатор с максимально возможным реактивным сопротивлением будет препятствовать протеканию через него тока, и поэтому конденсатор с низким уровнем заряда (почти) выпадет из согласующей сети (почти станет разорванной цепью $\approx$ нет соединения). Настройка осуществляется оставшимся конденсатором; он и центральный индуктор (почти) образуют L-образное совпадение, единственное совпадение которого является оптимальным (минимальная индуктивность/минимальные потери). Поиск начинается с установки согласующего конденсатора на максимум (минимальное реактивное сопротивление) и поэтому имеет тенденцию постепенно уменьшаться, при этом дроссель поднимается или опускается для согласования; поэтому первая встречающаяся согласующая индуктивность будет иметь тенденцию быть наименьшей индуктивностью / наименьшими возможными потерями.

Оператор предостережения :

Радисту необходимо здраво понимать пределы целесообразности оптимизации согласующей сети: согласующие потери обычно невелики, и если потери в фидерной линии за пределами фидерного соединителя высоки, достижение минимальных потерь при пересогласовании будет неважным – «только одна капля в ведре». Потери в кабеле за пределами какой-либо согласующей сети всегда остаются неизменными, независимо от того, хорошие или плохие настройки соответствия. Единственное решение проблемы потерь в кабеле — разместить тюнер непосредственно рядом с точкой питания антенны и проложить все длинные сегменты кабеля между тюнером и передатчиком:

передатчик → кабель → тюнер → антенна .

В тех случаях, когда тюнер действительно необходим, более распространенным является

передатчик → тюнер → кабель → антенна

Конфигурация будет иметь высокие потери, которые не могут быть уменьшены с помощью тюнера: высокие потери в кабеле делают стремление к повышению эффективности тюнера по большей части бесполезным занятием.

Распознавание «плохих» совпадений

Каждая соответствующая сеть с тремя реактивными компонентами при фиксированных настройках для первых двух компонентов почти всегда имеет две различные настройки (или вообще не имеет настроек!) для третьего компонента, обе из которых достигают совпадения. ^[ac] Обычно одна настройка приводит к более высоким потерям, чем другая, а иногда разница достаточно велика, чтобы быть важной; обычно, но не обязательно, настройка, требующая наибольшей индуктивности, - это «плохое» соответствие (самые высокие потери), и именно этого пытается избежать приведенное выше «правило максимальной емкости». Однако иногда настройка более низкой индуктивности может создать только внутренний резонанс , который приводит к циркуляции большего тока через резонирующую катушку. Резонансной циркуляции через катушку может быть достаточно, чтобы вызвать более высокие потери при более низкой индуктивности. В этом случае приведенное выше эмпирическое правило не дает хорошего руководства.

Безошибочный гид

Безошибочное руководство – «попробовать и увидеть, измерить и записать» . Для любой комбинации антенны и трансматча, как только путем сканирования возможных настроек найдена таблица как оптимальных настроек, так и настроек их «злого двойника» infimum (наихудших), совпадающих с ними, эту таблицу можно использовать в качестве руководства для быстрого поиска хороших настроек. настройка между частотами с заведомо хорошими настройками соответствия: оптимальные настройки для новой частоты будут лежать между настройками для двух оптимальных совпадений, ранее найденных на соседней более высокой и соседней нижней частоте в одном и том же диапазоне, за очень редкими исключениями, когда настройки "Прыгать". ^{[объявление]} Аналогично, наихудшие из возможных согласованных настроек будут находиться между соответствующими минимальными настройками частот брекетинга, которые указывают на «зону избегания» — настройки, которые не следует использовать. Следовательно, операторы единиц сопоставления могут распознать, что они случайно нашли «плохое» совпадение вместо «хорошего» совпадения, когда его настройки попадают между минимальными настройками для более высокой и нижней частот брекетинга.

Таблицу предыдущих оптимальных настроек можно использовать в качестве близких отправных точек для поиска новой частоты, заключенной в скобки. Если записи расположены достаточно близко по частоте, таблица даст начало, достаточно близкое к тому, чтобы новая оптимальная настройка могла быть достигнута просто путем поиска наименьшего показания на КСВ-метре , даже если КСВ-метр не может показывать только потери в согласовании. сеть.

Измерение потерь

Для части «измерения» , которая в первую очередь создает или расширяет таблицу оптимальных настроек, КСВ-метр не подойдет, поскольку он не показывает напрямую потери и не может указывать только потери в трансматче. Однако, сделав несколько изменений в схеме подключения, потери в согласующей сети можно легко найти с помощью антенного анализатора или импедансного моста . ^[41]

Низкотехнологичный подход к измерению потерь ATU состоит в том, чтобы отключить передатчик вскоре после передачи и положить руку непосредственно на катушку (после первого разряда катушки на шасси спичечного коробка). Если кажется, что к нему слишком жарко, чтобы прикоснуться к нему, или слишком тепло, чтобы его можно было удобно держать, значит, потери в катушке высоки и настройка «плохая»; если катушка кажется прохладной или слегка теплой, значит, значительных потерь нет либо из-за «хорошего» соответствия, либо из-за того, что предыдущая мощность передачи была слишком низкой, чтобы заметно нагреть катушку. ^[з]

Типичные проблемы

Одна из причин ^[12]^[13] высоких потерь в схемах настройки возникает, когда настройки создают путь внутреннего резонанса между компонентами, который полностью лежит внутри самой согласующей цепи, не проходя через антенну: несколько внутренних проходов через Настроечная катушка усугубит ее обычные потери, точно так же, как это может произойти при многократном проходе через несогласованную линию питания. Когда сконфигурированный путь не направляет большую часть тока через антенну, то эта часть тока, протекающая только в катушке, а не в антенне, будет передавать мощность только в виде тепла, а не радиоволн. Подобные ситуации возможны, когда для повышения напряжения для получения гораздо более высокого выходного импеданса используется почти резонансная комбинация конденсатора и катушки индуктивности.

В какой-то момент, близкий к максимально возможным настройкам для любого из установленных компонентов, возможные настройки соответствия для системы будут сокращены, и лучшее совпадение может быть исключено первым (требуется невероятно высокое или низкое значение ^[q] ) . Если настройка параметров компонента с наименьшими потерями невозможна с установленными компонентами, а потери для достижимых настроек значительно выше, то, несмотря на то, что по-прежнему удается найти соответствие импеданса, единственное соответствие, которое может обеспечить ATU. предоставить - это "плохо". Простой признак того, что соответствующая сеть достигла или находится рядом с точкой, где ее настройки выпадают, - это когда в доступной конфигурации одна из ручек настроек «привязана» или почти так, и происходит отклонение от привязанной или экстремальной настройки. только ухудшает соответствие – то есть любую альтернативу привязанному совпадению или близкому совпадению нельзя улучшить путем небольшой корректировки настроек других компонентов.

Жертвовать эффективностью в обмен на подавление гармоник

Если желательна дополнительная фильтрация, дроссель в любой из трехэлементных схем может быть намеренно установлен на немного большие значения, чем минимально необходимые, повышая $добротность$ схемы и таким образом обеспечивая, по крайней мере, частичный эффект полосы пропускания в верхних и нижних частотах. низкочастотные сети.

Обычные гармоники всегда выше рабочей частоты, и все схемы согласования нижних частот блокируют более высокие частоты при любых согласованных настройках, включая настройку с наименьшими потерями; Сети нижних частот « $π$ », низкочастотные «T» и низкочастотные «L» всегда хорошо ослабляют гармоники.

Высокочастотный фильтр «L» и оптимально сконфигурированные высокочастотные сети «Т» не будут блокировать гармоники, однако фильтр верхних частот «Т» можно отрегулировать так, чтобы он имел небольшой эффект полосового пропускания, если его индуктивность установлена выше минимального значения: дополнительное затухание на частотах гармоник может быть значительно увеличено лишь при небольшом проценте дополнительных потерь на настроенной частоте. ^[42]^[12] Достижимый коэффициент подавления «Т» соответствия 99% (20 дБ ) ^[42] может быть достаточным снижением гармоник, если небольшие дополнительные потери приемлемы.

Хотя они всегда блокируют гармоники, сети нижних частот « $π$ » и низкочастотные «Т» также можно отрегулировать с учетом избыточной индуктивности / более высокого $добротности$ , аналогично высокочастотным «Т», для достижения частичной полосы пропускания, возможно, для уменьшения помех. исходящие ниже рабочей частоты.

Тюнер SPC представляет собой полосовую схему, поэтому он всегда блокирует внеполосные сигналы, как сверху, так и снизу, но его можно сделать так, чтобы он имел особенно узкую полосу пропускания, если его настроить на аналогично более высокую, чем необходимо, индуктивность. возможно, чтобы «успокоить» близлежащие помехи на шумном диапазоне. При любой настройке согласования тюнер SPC всегда будет иметь гораздо лучшее подавление гармоник, чем высокочастотный «T», даже тот, который настроен на более высокую $добротность$ / умеренное подавление высоких частот. ^[42]

Коэффициент стоячей волны

Распространено заблуждение, что высокий коэффициент стоячей волны (КСВ) сам по себе приводит к потерям или что антенна должна быть резонансной для хорошей передачи; ни то, ни другое не верно. ^[10]^[11]^[3]

Хорошо отрегулированное ATU, питающее антенну через линию с низкими потерями, может иметь лишь небольшой процент дополнительных потерь по сравнению с внутренне согласованной антенной, даже с высоким КСВ (например, 4:1). ^[3] ATU, расположенный рядом с передатчиком, просто повторно отражает энергию, отраженную от антенны («обратный ток»), обратно в антенну («обратное отражение») по фидерной линии с низкими потерями; часть отраженных и ретро-отраженных волн, пережившая потери, в конечном итоге излучается наружу. ^[10]

Высокие потери вызваны сопротивлением в питающей линии, близостью почвы под антенной и металлом в антенне, особенно там, где ток протекает через корродированные части. Многократные отражения из-за высокого КСВ приводят к усугублению всех этих потерь. Однако общая сумма потерь при нескольких проходах сильно зависит от величины сопротивления потерь за один проход относительно сопротивления излучения антенны . Использование хорошей системы заземления и фидерной линии с низкими потерями и высоким импедансом приводит к очень небольшим потерям даже при многократных отражениях, поскольку даже низкое сопротивление излучения в антенне может превзойти сопротивления линии и заземления, если они очень малы. Однако если комбинированная линия питания и система заземления имеют «потери», как, например, коаксиальная линия ^[b] или просто заземляющий стержень , то такой же высокий КСВ может привести к потере значительной части выходной мощности передатчика, нагревая коаксиальный кабель и нагревая его. земля. Для сравнения, параллельные провода с высоким импедансом обычно имеют чрезвычайно низкие потери, даже при высоком КСВ. По этой причине радиооператоры, использующие линию с высоким импедансом и обширной системой заземления, могут быть более спокойны при использовании согласующих устройств и их размещении на линии питания.

Без ATU КСВ от несогласованных антенны и фидерной линии может представлять неправильную нагрузку для передатчика, вызывая искажения и потерю мощности или эффективности из-за нагрева и/или сгорания компонентов выходного каскада. Современные полупроводниковые передатчики предназначены для автоматической защиты за счет снижения мощности при возникновении обратного тока. Следовательно, все современные полупроводниковые силовые каскады спроектированы так, чтобы выдавать слабые сигналы только тогда, когда КСВ поднимается выше некоторого предельного уровня, часто устанавливаемого на уровне 1,5:1. ^[c] Именно $снижение мощности$ $выходного каскада$ $является основной$ $причиной слабой$ $передачи$ при высоком КСВ, а не меньшие потери из-за повышенного нагрева частей антенной системы.

Если бы не проблема, созданная конфликтом конструкции между безопасностью цепи и передаваемой мощностью передачи, даже предельные потери от КСВ 2:1 в противном случае можно было бы терпеть, поскольку только 11 процентов передаваемой мощности отражалось бы, а 89 процентов передавалось бы через к антенне (потеря только1/ 2  дБ ). Таким образом, основная потеря мощности при высоком КСВ происходит из-за того, что выходной усилитель «снижает» свою мощность при воздействии обратного тока.

Передатчики и усилители на основе электронных ламп обычно имеют регулируемую выходную сеть (цепь «π»), которая может без проблем питать несогласованные нагрузки с КСВ, возможно, до 3:1. Для всех практических целей сеть «π» на выходном каскаде представляет собой встроенный трансматч. Кроме того, несмотря на механическую хрупкость, лампы электрически прочны, и пока напряжение в сети остается умеренным, они могут безнаказанно выдерживать очень высокий обратный ток. Таким образом, ламповые усилители выходного каскада выигрывают от «снижения» своей выходной мощности только в ответ на очень высокое обратное напряжение, а их схемы самозащиты (если таковые имеются) могут быть безопасно настроены так, чтобы выдерживать гораздо худший КСВ, чем у твердотельных усилителей.

Приложения для вещания

Передатчики AM-вещания

Одно из старейших применений антенных тюнеров - средневолновые и коротковолновые передатчики AM-вещания . Типичные передатчики диапазона AM используют вертикальные башенные антенны , обычно между 1 /5и 5 /8 длины волн высокие. ATU, расположенный в « хижине связи » у основания башни ^[43] , используется для согласования антенны с линией передачи от передатчика. Наиболее часто используемой схемой является низкочастотная Т-сеть. ^[6]

При использовании нескольких башен согласующей сети может также потребоваться обеспечить регулировку фазы для опережения или задержки тока к каждой башне относительно других; Если все сделано правильно, фазировка может направить объединенный сигнал в нужном направлении. ^[аэ]

Мощные коротковолновые передатчики

Мощные (50 кВт и выше) международные коротковолновые радиовещательные станции меняют частоты сезонно – даже ежедневно – чтобы адаптироваться к условиям ионосферного распространения , чтобы их сигналы могли наилучшим образом достигать целевой аудитории. ^[44] Частые изменения частоты передачи требуют частой регулировки согласования антенн, но современные радиовещательные передатчики обычно включают в себя встроенную схему автоматического согласования импеданса, которая может компенсировать небольшие изменения импеданса. Подобные схемы также становятся все более распространенными в любительских передатчиках.

Современные внутренние схемы ATU обычно могут самостоятельно настроиться на новую частоту или новое выходное сопротивление в течение 15 секунд для КСВ до 2:1 (по крайней мере). ^[7]^{(Гл. 7.2)} Согласующие цепи в передатчиках иногда включают в себя симметрирующий элемент, или на передатчике может быть установлен внешний, чтобы питать симметричную линию.

Наиболее часто используемыми коротковолновыми антеннами для международного вещания являются антенна HRS (занавесная решетка), которая покрывает диапазон частот 2:1, и логопериодическая антенна , которая может покрывать диапазон частот до 8:1. ^[45] В пределах расчетного диапазона КСВ антенны будет варьироваться, но в таких конструкциях КСВ обычно поддерживается на уровне ниже 1,7:1, что легко находится в пределах диапазона КСВ, который можно настроить с помощью встроенной системы автоматического согласования антенны во многих современных передатчиках. Таким образом, при питании правильно подобранных антенн современный передатчик сможет при необходимости подстраиваться под антенну на любой частоте.

Автоматические тюнеры

Автоматическая настройка антенны используется во флагманских мобильных телефонах, трансиверах любительской радиосвязи , а также в наземных мобильных, морских и тактических КВ-радиоприемниках.

Каждая система настройки антенны (AT), показанная на рисунке, имеет «антенный порт», который прямо или косвенно соединен с антенной, и другой порт, называемый «радиопортом» (или «пользовательским портом»), для передачи и/или прием радиосигналов через АТ и антенну. Каждый AT, показанный на рисунке, имеет один антенный порт (SAP) AT, но для радиопередачи MIMO может потребоваться AT с несколькими антенными портами (MAP).

Две возможные конфигурации передатчика, содержащего антенну, антенный тюнер с одним антенным портом (АТ), чувствительный блок (SU), блок управления (БУ) и блок передачи и обработки сигналов (TSPU).

В радиоприемопередатчике или передатчике можно использовать несколько схем управления для автоматической настройки антенного тюнера (АТ). Схемы управления основаны на одной из двух конфигураций (а) и (б), показанных на схеме. Для обеих конфигураций передатчик включает в себя:

антенна
антенный тюнер/согласующая сеть (AT)
чувствительный блок (СУ)
блок управления (БУ)
блок передатчика и обработки сигналов (ТСПУ)

TSPU включает в себя все части передачи, не показанные на схеме.

Порт TX TSPU подает тестовый сигнал. SU подает в TSPU один или несколько выходных сигналов, указывающих реакцию на тестовый сигнал, одну или несколько электрических переменных (таких как напряжение, ток, падающее или прямое напряжение и т. д.). Ответ воспринимается радиопортом в случае конфигурации (а) или антенным портом в случае конфигурации (б). Обратите внимание, что ни конфигурация (a), ни (b) не является идеальной, поскольку линия между антенной и AT ослабляет КСВ; реакция на тестовый сигнал наиболее точно проверяется в точке питания антенны или рядом с ней.

Бройде и Клавелье (2020) выделяют пять типов схем управления антенным тюнером, а именно: ^[46]

Тип 0 обозначает схемы управления АТ с разомкнутым контуром, в которых не используется какой-либо SU, при этом регулировка обычно основана только на предыдущих знаниях, запрограммированных для каждой рабочей частоты.
Схемы управления типа 1 и типа 2 используют конфигурацию (а)
- тип 2 использует управление с поиском экстремума
- тип 1 не стремится к крайностям
Схемы управления типа 3 и типа 4 используют конфигурацию (b)
- тип 4 использует управление с поиском экстремума
- тип 3 не стремится к крайностям

Схемы управления можно сравнить по следующим параметрам:

использование управления с обратной связью или без обратной связи (или обоих)
использованные измерения
способность смягчать воздействие электромагнитных характеристик окружающей среды
цель / цель
точность и скорость
зависимость от использования конкретной модели АТ или CU

Смотрите также

Сноски

^ Хотя различные термины, перечисленные выше, обычно используются как взаимозаменяемые, термины «сеть » и «трансматч» явно являются наиболее точным описанием цели и функции. Некоторые названия, например «антенный тюнер», хотя и общеприняты, вводят в заблуждение. В учебниках всегда тщательно указывается, что «антенный тюнер» на самом деле не настраивает антенну, и использование этого названия некоторыми оспаривается.
^ abcdef
С начала 1960-х годов, а возможно, и раньше, почти все доступные коаксиальные кабели, подходящие для передачи уровней мощности, имеют сопротивление 48–52 Ом или 70–75 Ом . ^{[ нужна ссылка ]} (В телевизионных кабелях используется кабель сопротивлением 75 Ом, который иногда используется радиолюбителями.) С тех пор радиоприемники разрабатывались так, чтобы быть совместимыми с доступным кабелем сопротивлением 50 Ом, и в настоящее время он по существу универсален и используется во всем мире. . Единственным преимуществом разработки оборудования с сопротивлением соединения 50 Ом является стандартизация радиоприемников, линий питания и антенн; это просто удобно, а не идеально, и, как и многие стандарты, используется только по историческим причинам.
В 1940-х годах после Второй мировой войны излишки военного кабеля сопротивлением 50 Ом стали доступны по низкой цене, и радиолюбители начали его использовать. Коаксиальный кабель гораздо менее «требователен» к месту его размещения, чем неэкранированный кабель, и при питании сбалансированным током на него не влияют близлежащие металлические заборы, металлические крыши или сайдинг, а также шасси автомобиля, и его можно прокладывать через металлические трубы или закапывать в землю. земля. Несмотря на другие явные преимущества, которые будут обсуждаться далее, ранее распространенная неэкранированная линия подачи параллельных проводов уязвима к искажению ее импеданса, если она прокладывается рядом с любым таким большим куском металла.
Поскольку первоначально использовавшийся коаксиальный кабель был рассчитан на сопротивление 50 Ом (хороший компромисс для военного радиолокационного оборудования, для которого он был создан), этот импеданс стал де-факто стандартом для любительского радиооборудования. Обычно использование импеданса 50 Ом для любительской радиосвязи не дает никаких преимуществ, а также имеет ряд недостатков, обсуждаемых в разделе «Федеральная линия с высоким импедансом».
^ abcd
Кварцевый обогреватель , потребляющий мощность примерно такую же, как мощный усилитель .
Усилитель выходного каскада всегда является компонентом, который несет на себе основную тяжесть любого повреждения. Это часть радиостанции, где установлены схемы самозащиты (если таковые имеются) для снижения выходной мощности до безопасного уровня при возникновении угрожающего несоответствия.
Последним каскадом может быть мощный автономный ВЧ-усилитель , питаемый передатчиком (от нескольких сотен до более тысячи ватт ), или просто внутренний выходной каскад средней мощности, встроенный в передатчик (часто сто ватт). , редко больше, а иногда всего пять ватт или меньше ). Вероятно, повреждение усилителя может быть сравнимо, если не настолько серьезно, с буквально поджариванием схемы усилителя в электрической духовке, которая потребляет такое же среднее количество ватт и в течение того же времени, что и несогласованная передача. Следовательно, передатчик мощностью 5 Вт (мощность сравнима с одной старомодной елочной лампочкой накаливания), вероятно, лишь слегка нагреется и не пострадает; но широко несогласованный усилитель мощностью 1500 Вт, работающий на полной мощности, может стать настоящей катастрофой, поскольку он будет страдать от высоких температур, сравнимых с выходной мощностью большого электрического обогревателя помещения .
^ abc Передатчики со встроенными антеннами, которые охватывают только одну узкую полосу частот, такие как сотовые телефоны и рации , имеют внутреннюю, не настраиваемую пользователем схему ATU, постоянно настроенную на согласование радиостанции с установленной антенной.
^ ab Как антенны , так и открытые линии питания меняют сопротивление в зависимости от погоды, особенно если они покрыты пылью, ржавчиной, водой из льда или дождя, солью из морской пены или находятся во влажном воздухе. Изменение частоты передачи также меняет импеданс точки питания антенны, при этом изменения на некоторых частотах вызывают более широкое или более резкое изменение импеданса, чем на других.
Любое изменение импеданса антенны, скорее всего, будет дополнительно осложнено побочными эффектами радиотехнических устройств, встроенных в антенну или систему питания для сглаживания изменений импеданса на других частотах. Эти «ухищрения» включают некоторые методы «настройки» антенны и системы фидерных линий, такие как согласование секций или шлейфов на фидерной линии (обсуждается позже) или включение конденсаторов или индукторов (или дополнительных сегментов антенны с эквивалентным эффектом) на фидерную линию или в сама антенна.
^ Все технические источники включают исключение реактивного сопротивления точки питания как неотъемлемой части «настройки» антенны, но в разных книгах может упоминаться или не упоминаться повышение или понижение сопротивления точки питания в той же части текста, что и «настройка антенны»; однако в этом случае регулировка сопротивления точки питания всегда упоминается в другом месте. ^[3]^[4]^[5]^[6]^[7]^[8]
Даже после устранения реактивного сопротивления в точке питания антенны, если оставшееся сопротивление в точке питания не идентично характеристическому сопротивлению линии питания, несоответствие приведет к возникновению стоячих волн напряжения и тока в линии, противоречащих фазе. Это эквивалентно импедансу сигнала (отношению напряжения к току и фазе), колеблющемуся по длине линии и, следовательно, изменяющемуся реактивному сопротивлению везде, где фаза не равна нулю, несмотря на то, что она устранена в точке питания. ^[3]^[4]^[5]
^ Верхние ВЧ и более высокие частоты, естественно, бесшумны, однако тишина может быть испорчена близлежащими источниками шума; например: гроза за несколько десятков миль или плохо сделанные зарядные устройства для переносной электроники в своем и соседних домах.
^ ab Типичные коэффициенты преобразования импеданса составляют 1:1, 1:4, 1:9 и т. д. Коэффициент импеданса представляет собой квадрат коэффициента трансформации обмотки.
^ Когда необходимо соединить два кабеля или цепи с различным заземлением, но заземления остаются независимыми, вместо однообмоточного автотрансформатора необходимо использовать полный двухобмоточный трансформатор с желаемым коэффициентом трансформации.
^ Одни и те же обмотки можно соединить по-другому, чтобы получить симметрирующий резистор .
^ При работе по коаксиалу шлейф подключается с помощью Т-образного разъема.
^ Для длин от четверти до половины волны реактивное поведение короткой линии противоположно. ^[16]
В общем, изменение реактивного сопротивления шлейфа с изменением частоты несколько отличается от изменения соответствующих сосредоточенных компонентов катушек индуктивности и конденсаторов , особенно когда он используется на частотах, где его длина близка к целому числу, кратному четверти волны.
Чтобы избежать высокого напряжения на конце открытого шлейфа, иногда удобнее использовать закороченный шлейф длиной четверть-половину волны для получения желаемой емкости. И наоборот, поскольку для наилучшего согласования открытый шлейф легче подстроить между четвертью и половиной волны, можно выбрать такой же длинный открытый шлейф для создания индуктивного эффекта в ситуациях с низким энергопотреблением.
^ abc Обратите внимание, что все вертикальные шкалы диаграммы Смита представляют собой пересечения асимметричных дуг с сильно искаженной нелинейной мерой.
^ ab Эта диаграмма построена с сопротивлением 50 Ом в центре. Для соответствия другим значениям источника $R$ , например 75 Ом, значение «75» должно заменять «50» везде в диаграмме Смита.
^ Хотя формы $┬─$ и $─┬$ действительно напоминают ступеньки, ощущение ступенек «подъём вверх» и «спуск вниз» противоположно направлению изменения импеданса. Кажется, что использование ступенчатой формы скорее вызовет путаницу, чем принесет пользу.
^ Если нет информации о реактивной и резистивной частях импеданса, которые необходимо согласовать, сеть можно выбрать, произвольно предположив , что высокий импеданс может быть согласован с использованием сети 1 (которая эффективна для высокого шунтирующего или параллельного сопротивления) и низкий импеданс с использованием цепи 2 (которая эффективна при низком последовательном сопротивлении), но этот выбор предполагает, что причина несоответствия импедансов, вызывающего высокий КСВ , в основном связана со слишком высоким или слишком низким сопротивлением, а не со слишком большим реактивным сопротивлением (либо положительное или отрицательное).
Когда КСВ высок из-за большой реактивной части, например, при слишком короткой (и ненагруженной ) штыревой антенне , упрощенное предположение не сработает примерно в половине случаев – так же, как и случайная случайность – причем «провал» означает, что нет величина регулировки компонентов в предполагаемой сети приведет к согласованию импедансов; и когда ненадежное предположение случайно выбирает сеть, которую можно настроить, гадающий будет обманут, заставив поверить в то, что ошибочное правило эффективно.
^ abcdef Многие согласующие сети в принципе
могут согласовывать любой импеданс , но учтите, что любое встроенное преобразователь может согласовывать только те импедансы, для которых достаточны диапазоны индуктивности и емкости его установленных частей. ^[21]
^ Например, AM-станции мощностью несколько киловатт часто перегружают коротковолновые приемники в пределах нескольких миль от своей вышки , несмотря на то, что они работают на гораздо более низкой частоте. В этом случае ослабление низких частот будет дополнительным преимуществом, а сеть верхних частот будет предпочтительнее из-за ее побочного эффекта блокировки средних частот , если она настроена на согласование на коротковолновой частоте.
^ Выбор сети с последовательной индуктивностью / шунтирующим конденсатором «L» позволяет использовать автоматические тюнеры в сочетании с другими электрическими частями антенны, такими как релейные переключатели, которые требуют дополнительной подачи питания постоянного тока через ВЧ-линию. Это также соответствует старомодному предположению, что транссогласования будут ослаблять гармоники.
^ Многие недавние конструкции с небольшим контуром вместо этого питают основной контур косвенно, подключаясь через фидерный контур, примерно 1 /5размер основного цикла, вложенного внутрь большего, не связанного в противном случае цикла. Два магнитно связанных контура действуют как трансформатор импеданса 25:1. Если основной контур резонирует с помощью настроечного конденсатора, что делает его свободным от реактивного сопротивления, комбинация из двух контуров может обеспечить адекватно согласованный импеданс без необходимости использования L-цепи.
^ Электрическое сопряжение цепи - это аналогичная схема, в которой все параллельные реактивные элементы (конденсаторы и катушки индуктивности) заменены последовательными элементами противоположного типа (например, конденсаторы, соединенные параллельно, заменяются последовательно включенными индукторами), и аналогичным образом, последовательные реактивные части заменяются параллельными компонентами противоположного типа. Резисторы (если таковые имеются) остаются неизменными, а сопротивления побочных потерь в реактивных компонентах игнорируются.
^ ab Обычно нет смысла заставлять две стороны антенны уравновешивать напряжения. Почти всегда лучше позволить антенне «плавать» относительно заземления, ^[26] поскольку характеристики антенны, зависящие от баланса, всегда зависят от сбалансированного тока , а не от сбалансированного напряжения. Принуждение к балансировке напряжений может фактически привести к дисбалансу токов и, следовательно, к снижению производительности.
В случае этих схем согласования антенного фидера почти всегда плохая идея соединять землю стороны передатчика/усилителя с землей стороны антенны, если у вас есть удобная возможность разделить заземления.
^ abcdefgh Что касается дополнительных и обязательных подключений заземления:
Все цепи в этом подразделе имеют заземление (треугольник, направленный вниз) на стороне антенны (правая сторона). Заземление со стороны антенны справа заштриховано серым и пунктирными линиями, поскольку оно не является обязательным ; если он используется, он будет эффективно прижимать сбалансированное напряжение к земле на двух выходных клеммах (тогда как желаемый эффект — это сбалансированный ток , чего может не быть достигнуто). Принято считать, что дополнительные основания не должны быть подключены. ^[26]^[в]
Треугольник слева представляет собой обязательное заземление, полученное через заземление сигнальной линии, подключенной к передатчику. В целях безопасности его следует подключить к радиочастотному заземлению с резервированием, как показано на рисунке.
^ abcde
Удаление дополнительного заземления на симметричной (правой) стороне схемы требует установки двухсекционного переменного конденсатора так, чтобы он мог электрически «плавать», при этом его рама и настроечный вал изолированы от шасси и ручки настройки. При таком изолированном монтаже нет смысла использовать двухсекционный конденсатор, и его можно заменить менее дорогим односекционным конденсатором.
^ Обратите внимание, что металлические каркасы (если есть) каждого из конденсаторов в конструкции должны быть электрически изолированы от земли.
^ аб
Коронный разряд вокруг антенной катушки
Хотя «искрообразование» является плохим признаком, оно не связано с передачей высокой мощности через плохое совпадение. И наоборот, более высокие напряжения, возникающие при более высоком Q , типичном для хорошего соответствия, с большей вероятностью будут вызывать искрение, тогда как «плохое» совпадение будет иметь низкую $добротность$ , которая будет способствовать подавлению искр.
Если кто-то почувствует запах озона или увидит коронный разряд или искры где-либо внутри соответствующего сетевого шасси, или позже заметит следы ожогов на краях воздушного конденсатора, ситуация плохая, но плохие показания сами по себе не являются признаками высоких потерь , даже если это будет наверняка это побочный эффект. Искры или коронный разряд внутри ATU являются грозным предупреждением о том, что на частоте, на которой возникло коронное искрообразование, комбинация согласующего блока и антенной системы была перегружена слишком высокой мощностью .
^ Одним из примеров антенны «высоко в воздухе» может быть горизонтальная дипольная антенна ; другой - установленный на мачте монополь на земле .
Примером «дальней» антенны может служить наземная несимметричная антенна , расположенная в открытом поле с хорошим обзором до горизонта и расположенная вдали от бытовых радиопомех .
^ В сети L нагруженная $добротность$ не регулируется, а фиксируется посередине между импедансами источника и нагрузки. Поскольку большая часть потерь в практических тюнерах приходится на катушку, переход от схемы нижних частот к схеме верхних частот (или наоборот) может немного уменьшить потери.
^ Какие компоненты считать «первыми», «вторыми» или «третьими» — произвольно. Качественное поведение трех совпадающих компонентов сети одинаково, независимо от порядка их маркировки.
Не все возможные настройки любых компонентов пары позволяют остальным настройкам перекрывать все импедансы, представленные на выходном соединении ATU, ^[q], и правило «две разные настройки для третьего с учетом первых двух» справедливо только для случаев, когда совпадение на самом деле возможно: на грани отсутствия решения две отдельные настройки сольются в одну возможную настройку для обозначенного «третьего» компонента; помимо этих двух настроек для первых двух компонентов в этот момент будут решения по согласованию с нулевым импедансом для третьего.
Если есть четвертая настройка, скорее всего, будет целый ряд настроек для «третьей» и «четвертой», которые совпадают.
^ Типичный случай, когда совпадающие настройки сети «подскакивают», - это когда две соседние частоты находятся по обе стороны от четной гармоники монопольной антенны с торцевым питанием или диполя с центральным питанием , которые имеют очень низкое сопротивление / высокую $добротность$ .
Широкополосная антенна является еще одним примером: скачки настроек сети часто происходят во время изменений частоты в сложных многодиапазонных составных конструкциях, особенно в пропорционально более широких диапазонах, таких как 80 метров . Такие антенны обычно представляют собой комбинацию нескольких отдельных сегментов, каждый из которых предназначен для обслуживания одной полосы частот или поддиапазона и, возможно, некоторых из ее гармоник. Когда изменение частоты приводит к тому, что ранее почти резонансная часть антенны начинает терять резонанс – становится реактивной – она начинает отклонять мощность сигнала, подаваемого на антенну. В идеале какой-то другой сегмент антенны начнет резонировать вблизи новой частоты и заменит теперь уже реактивный элемент. Обычно новая резонирующая секция будет иметь высокое реактивное сопротивление на прежних частотах, что заставит ее отклонять мощность, подаваемую на антенну, и, следовательно, практически не влиять на инжектируемый сигнал. Предполагая, что он так устроен, когда он начнет резонировать, он потеряет реактивное сопротивление и начнет принимать мощность сигнала. Когда такое переключение произойдет, весьма вероятно, произойдет соответствующий скачок оптимальных (и малых) настроек на некоторой промежуточной частоте, где обе секции антенны активны. (Конечно, такое поведение кроссовера во многом зависит от конфигурации отдельной антенны и от ее взаимодействия с землей и окружающими металлическими объектами.)
Это всего лишь два примера. Вероятно, существует несколько других ситуаций, в которых параметры компонента для сопоставления резко изменяются.
^ По условиям лицензий на эксплуатацию AM-станции часто обязаны предотвращать передачу сигналов в направлениях, которые могут мешать вещанию других станций. Передающая станция также получает выгоду от того, что большая часть мощности сигнала станции (ее счет за электроэнергию является эксплуатационными расходами ) поступает в назначенную ей целевую зону, на которой основан ее доход от рекламы .
Настройка ATU в многобашенном массиве — сложный и трудоемкий процесс, требующий значительного опыта и современного измерительного оборудования.

дальнейшее чтение

Справочник по радиосвязи (5-е изд.). Бедфорд, Великобритания: Радиосообщество Великобритании . 1976. ISBN 0-900612-58-4.

Роде, Ульрих Л. (1974). «Die Anpassung von kurzen Stabantennen für KW-Sender» [Согласование коротких стержневых антенн для коротковолновых передатчиков]. Функшау (на немецком языке). № 7.

Роде, Ульрих Л. (13 сентября 1975 г.). «Подберите любую антенну в диапазоне от 1,5 до 30 МГц, используя всего два регулируемых элемента». Электронный дизайн . Том. 19.

Райт, ХК (1987). Введение в теорию антенн . Лондон, Великобритания: Бернард Бабани. БП198.

Внешние ссылки

«Сайт Американской радиорелейной лиги» (главная страница).
Как работают антенные тюнеры. lcfgroup – через YouTube.