Радиоантенны 
За последние годы антенные анализаторы (и другие подобные устройства) получили широкое распространение. Они предоставляют гораздо больше данных, чем просто КСВ, и есть несколько различных способов их использования для настройки антенны. Предположим, вы настраиваете простой диполь или антенну inverted vee.
Здесь есть только одна настройка — общая длина провода, хотя зачастую проще ориентироваться на длину стороны (при условии, что питание подаётся посередине).
Цель настройки антенны — максимально приблизить её к расчётному импедансу нагрузки передатчика, чтобы обеспечить максимальную мощность. Для этого существует удобный измерительный параметр, который сообщает нам именно то, что нужно: КСВ. (Конкретно, КСВ относительно расчётного импеданса нагрузки.) Таким образом, наилучшим параметром для использования является КСВ. (Если у вас нет продвинутого антенного анализатора, вы можете использовать аналогичный процесс с обычным КСВ-метром).
Home made КСВ-метр
Предположим, диполь рассчитан на 40 метров. Лучше начать с построения графика КСВ в диапазоне, включающем нужную частотную полосу, плюс достаточно запас по обе стороны, чтобы учесть ожидаемую погрешность начальной длины провода. (Помните, традиционная формула — это лишь приблизительная оценка: фактическая длина зависит от множества других факторов.)
Так что в данном случае, вероятно, надо построить график КСВ от 6 до 8 МГц. Именно здесь анализатор наиболее полезен: если бы использовался передатчик и измеритель КСВ, можно было бы измерить КСВ только в пределах любительской полосы. Это часто даёт представление о том, нужно ли антенну удлинять или укорачивать, но для достижения того же результата потребуется несколько дополнительных итераций.
Теперь посмотрите на результаты на дисплее. Вы должны увидеть, что КСВ высок по краям экрана и низок где-то ближе к середине. Затем вы регулируете длину провода (равномерно с каждого конца), чтобы переместить точку минимального КСВ на желаемую частоту: укорачивание антенны смещает кривую в сторону более высоких частот, а удлинение — в сторону более низких.
Обычно оставляют провода немного длиннее, чтобы внизу оставалось около полуметра или больше, которые можно будет укоротить по мере необходимости. Можно также загнуть концы провода, что позволит исправить ошибку, если вы укоротите его слишком сильно. Имейте в виду, что эти два способа приводят к разной длине провода, но это не проблема. Однако, если вы отрежете загнутый провод, антенна может оказаться слишком короткой.
Итак, предположим, что минимальное значение кривой КСВ приходится на частоту около 6,5 МГц. Нужно укоротить антенну примерно на 14 см (5,5 дюйма), чтобы сдвинуть резонанс на 100 кГц. Таким образом, если целевая частота — 7,100 МГц, то на каждом конце придётся укоротить примерно на 84 см (33 дюйма).
Не обязательно делать это сразу, особенно для inverted V с концами, близкими к земле. Это связано с тем, что высота концов над землёй является одним из факторов, влияющих на резонансную частоту, и при одинаковом креплении концов диполя к одной точке укорачивание провода изменит расстояние до земли. Поэтому, возможно, начнём с 40-50 см (15-20 дюймов) на каждом конце. (Простой способ отрезать одинаковую длину с каждого конца — измерить или оценить желаемую длину на одном конце, отрезать её и использовать этот отрезанный кусок для измерения того, сколько нужно отрезать с другого конца. Если, конечно, вы не загибаете концы.)
Затем повторите сканирование КСВ по частоте. По мере приближения антенны к желаемой частоте вы можете использовать более узкий диапазон настройки для получения лучшего разрешения. Несколько попыток, и вы должны добиться достаточной точности. Обратите внимание, что вам не нужно быть предельно точным: постарайтесь охватить как можно большую часть диапазона с КСВ ниже 1,5:1 или около того. Иногда построение графика КСВ по всему диапазону даёт настолько плоскую кривую, что трудно определить минимум. Не волнуйтесь — если КСВ низкий по всему диапазону, антенна не требует дальнейшей регулировки.
Что делать, если КСВ остаётся слишком высоким даже в самой низкой точке? Иногда такое случается, поскольку сопротивление точки питания зависит от высоты над землёй, угла наклона проводов в inverted V и других факторов, которые не удаётся исправить изменением длины провода. Изменение длины провода влияет на реактивное сопротивление в точке питания, но существенно не меняет активное сопротивление. В случае диполя или inverted V попробуйте изменить высоту центра и/или концов и посмотрите, поможет ли это.
Некоторые другие типы антенн предоставляют дополнительные возможности регулировки, которые можно использовать для улучшения КСВ в минимальной точке кривой. Например, для полноволновой рамочной антенны изменение соотношения высоты к ширине может изменять сопротивление точки питания в полезном диапазоне, чтобы учесть активное сопротивление в точке питания на определённой высоте над землёй.
А как насчёт всех этих других цифр на дисплее?
Итак, если КСВ — наилучший способ настройки антенны, зачем тогда на дисплее отображаются все эти другие цифры? Они пригодятся для других видов измерений или иногда для поиска неисправностей. Давайте рассмотрим значения, которые часто предоставляются на различных анализаторах.
R и X
R и X — это активная и реактивная составляющие комплексного импеданса, который измеряет устройство. Импеданс равен R + jX, где «j» — мнимая единица, равная квадратному корню из -1 (или «i» в математике, но инженеры используют «j», чтобы избежать путаницы с «i», обозначающим ток). Оба значения измеряются в омах, но их нельзя просто сложить, чтобы получить одно число, поскольку импеданс является комплексной величиной. Когда X = 0 в точке питания антенны, это называется «резонансом». Если при этом R = 50, то получается идеальное согласование с коаксиальным кабелем на 50 Ом (ну, почти идеальное. Характеристический импеданс реального коаксиального кабеля не совсем равен 50 + j0 Ом).
Часто можно встретить рекомендации настроить антенну так, чтобы получить X = 0. Это звучит неплохо, но может ввести в заблуждение, если вы не проводите измерения непосредственно в точке питания антенны. Причина в том, что если КСВ не равен 1:1, импеданс (как R, так и X) преобразуется вдоль коаксиального кабеля. Поэтому настройка, дающая X = 0 для одной длины кабеля, не будет такой же для другой длины. (Существуют способы обойти это.) Даже когда антенна находится в резонансе (X = 0 в точке питания), на некотором расстоянии от неё по кабелю она может показывать положительную или отрицательную реактивность. В этом случае нам действительно нужно измерение, которое покажет, насколько измеренный импеданс отличается от 50 + j0 Ом: это измерение мы называем «КСВ».
C и L
C и L — это значения ёмкости или индуктивности, которые обладают таким же реактивным сопротивлением, как и измеряемый импеданс. Это удобно, если вы хотите измерить неизвестную катушку или конденсатор (особенно настройку переменного конденсатора, чтобы заменить его постоянным после того, как вы найдёте правильную настройку). За исключением этого конкретного применения, можно вместо этого использовал значение X.
Например, если вы хотите рассчитать размер катушки базовой нагрузки, необходимой для резонанса короткой вертикальной антенны, вы можете измерить импеданс (прямо в точке питания, а не через случайную длину кабеля). В этом случае, если X = -300 Ом, то вам нужна катушка с реактивным сопротивлением +300 Ом на рабочей частоте, чтобы настроить её на резонанс. Анализатор обычно вместо этого выдаст вам значение конденсатора с реактивным сопротивлением -300 Ом. В этом случае гораздо проще использовать X, чем C или L.
|Z|, или иногда просто Z, как единичное значение
Если бы существовал способ убрать это с дисплея, то их в первую очередь. ИГНОРИРУЙТЕ ЭТО.
Это величина импеданса, а не сам импеданс, и редко бывает полезной в радиочастотной работе. Проблема в том, что слишком многие люди полагают, что |Z| = 50 Ом означает КСВ 1:1, но на практике это может быть и бесконечный КСВ, или любое значение между ними. Это приносит больше проблем, чем пользы многим радиолюбителям.
RL
Обратные потери — это показатель, который профессиональные инженеры обычно используют вместо КСВ. Это как измерять температуру по Фаренгейту или по Цельсию: цифры разные, но они точно соответствуют друг другу. Обратные потери обеспечивают более высокую точность при работе с низкими значениями КСВ, а КСВ обеспечивает более высокую точность при работе с высокими значениями. Обратные потери в 0 дБ соответствуют бесконечному КСВ. Чем ниже КСВ, тем больше обратные потери (которые должны быть положительными, хотя многие люди, в том числе некоторые производители, часто допускают эту ошибку).
Phase
Технически |Z| (модуль импеданса) и фазовый угол представляют импеданс в полярной системе координат, а R и X — в прямоугольной. В антенной технике могут быть редкие случаи, когда конкретную задачу проще решить в полярных координатах, но это редкость, тем более что в центре находится начало координат, а не характеристическое сопротивление фидерной линии.
Обычно используется КСВ для настройки антенн, а R и X — для различных других расчётов, например для расчёта согласующих цепей. Остальные параметры по большей части игнорируются.
practicalantennas
