Использование симметрирующих устройств в любительской связи.
При использовании симметричной антенны (рис.1а) с коаксиальным кабелем высокочастотный ток, который питает антенну, протекает по внутренней жиле коаксиального кабеля и внутренней стороне оболочки. В этом идеальном случае, при условии равенства волнового сопротивления кабеля сопротивлению антенны, КБВ равен единице и отсутствует рассимметрия.
Физически, КБВ можно определить и как коэффициент отношения мощности излученной волны в эфир и мощности подводимой передатчиком к антенне (рис.2). КСВ есть величина, обратная КБВ.
КСВ = 1 / КБВ.
Рассиметрирование антенны может произойти при неперпендикулярности положения кабеля к антенне (рис.1б). В этом случае на внешнюю оболочку кабеля наведется часть излученной антенной мощности, которая подведена к ней. Так как наведенное напряжение на фидере и затем проникающее в антенну отличается по фазе от подводимого от передатчика напряжения к этой антенне, то при суммировании этих напряжений и получается то, что мы называем стоячей волной (рис.1в). Но стоячая волна имеет четко “привязанные” к своей частоте пики и впадины. В случае возникновения КСВ из-за рассиметрирования может случится, что под действием ветра, положение кабеля в пространстве будет меняться, следовательно, будет меняться и величина фазы напряжения, наведенного на оболочку кабеля. В этом случае будет изменяться КСВ под действием ветра. Физически это будет выражено в изменении излучаемой мощности.
Чтобы этого не происходило, используют около антенны ВЧ дроссель (рис.3). Обычно он представляет собой несколько витков питающего антенну коаксиального кабеля, продетых через ферритовое кольцо (рис.3а) или 5-15 витков коаксиала, намотанных на пластиковом (пластиковые бутылки из-под шампуня и т.д.) каркасе или бескаркасная (рис.3б).
В этом случае дроссель представляет большое сопротивление для токов, протекающих по внешней оболочке кабеля, и не влияет на токи, протекающие внутри кабеля. Следствие этого – отсутствие проникновения наведенных токов на оболочку кабеля в антенну и, следовательно, уменьшение или даже полное прекращение рассимметрирования.
Улучшается в этом случае и прием, т.к. токи, наведенные во внешней оболочке кабеля какими-либо нежелательными источниками сигнала, уже не попадают в антенну, и оттуда на вход приемника, а заземляются на корпус.
Устройства на рис.3 называются симметрирующими устройствами. Использование их, особенно с дипольными антеннами, крайне желательно.
Даже если фидер идет строго перпендикулярно к дипольной антенне, на него может быть наведен солидный уровень от излучаемой антенной мощности, который может быть вызван переизлучением ее какими-либо посторонними предметами (металлические мачты, линии телефона и радио), расположенными около нее.
Даже если симметричная антенна расположена идеально, все равно при использовании несимметричного кабеля по внешней стороне экрана будет протекать некоторый ток, обусловленный использованием несимметричного кабеля с симметричной антенной. При этом происходит искажение диаграммы направленности, более сильное для многоэлементных антенн, имеющих острую диаграмму направленности, и, следовательно, мощное направленное излучение, а значит, возможен более мощный, чем при использовании дипольных антенн, уровень переизлученной и наведенной на коаксиальный кабель мощности. Симмметрирующее устройство для таких антенн необходимо для их нормальной работы.
Описанное здесь симметрирующее устройство самое простое и доступное для радиолюбителей, но оно не исключает и использование более сложных и эффективных устройств в необходимых случаях.
И.Н.Григоров (RK3ZK).
