Радиоантенны 
Коэффициент стоячей волны (КСВ) — важная концепция и ключевое понятие, отражающее уровень согласованности между трансивером и антенной системой. Следует отметить, что идеальным показателем согласования считается КСВ 1,0, в то время как более высокие значения свидетельствуют о наличии рассогласования.
Мы часто используем низкий КСВ как показатель правильной настройки антенны и её исправной работы. Иногда можно услышать от радиолюбителей что-то вроде: «Я знаю, что моя антенна резонансная, потому что КСВ близок к 1». Или они могут сказать: «Резонансная антенна всегда имеет КСВ 1» или «Моя антенна хорошо излучает, потому что у неё КСВ 1». Все эти утверждения несколько вводят в заблуждение, поэтому давайте разберёмся.
КСВ — это показатель согласования импедансов, показывающий, насколько хорошо антенна или антенная система согласованы с передатчиком. Наши радиолюбительские передатчики обычно имеют выходное сопротивление 50 Ом, поэтому антенна с сопротивлением 50 Ом обеспечивает хорошее согласование и КСВ 1. Мы также обычно используем линии передачи с сопротивлением 50 Ом для поддержания постоянного импеданса во всей системе. КСВ не показывает (напрямую) эффективность работы антенны, он лишь указывает на её импеданс.
Терминология
Существует множество определений резонанса, зависящих от конкретной области применения. С точки зрения физики, хорошей аналогией является качели, как описано здесь. Описываемое поведение заключается в том, что система может демонстрировать очень сильную реакцию при воздействии на неё с частотой, близкой к определённой, известной как резонансная частота. Мы часто наблюдаем такое поведение в антенных системах, когда они дают более сильный выходной сигнал на определённой частоте.
Большинство антенн демонстрируют низкий КСВ в узком диапазоне частот
Резонанс для антенны определяется как чисто резистивное сопротивление. Это означает, что напряжение и ток находятся в фазе в точке питания антенны.
Коэффициент эффективности антенны определяется как отношение мощности, фактически излучаемой (во всех направлениях), к мощности, поглощаемой клеммами антенны. Другими словами, эффективность — это то, какая часть мощности, подаваемой на антенну, фактически излучается, что и является целью антенны. Некоторые антенны лучше других справляются с излучением радиочастотной энергии.
Несколько примеров
Начнём с простого примера: эквивалентная нагрузка. Эквивалентная нагрузка — это, по сути, резистор, заменяющий антенну, позволяющий тестировать передатчики без фактического излучения сигнала. В любительской радиосвязи эквивалентной нагрузкой будет резистор 50 Ом, что соответствует тому факту, что большинство любительских радиосистем работают при сопротивлении 50 Ом. Хорошая эквивалентная нагрузка обеспечивает отличное согласование импеданса на всех интересующих частотах и не является резонансной.
Эквивалентные нагрузки используются для проверки передатчиков без излучения сигнала
Говорим, что она не резонансная, потому что нагрузка выглядит как 50 Ом на всех частотах (в пределах заданного диапазона). (Можно, конечно, утверждать, что эквивалентная нагрузка резонансна везде, потому что она резистивна на всех частотах.
Но у неё нет пикового отклика, обычно связанного с резонансом.) Её КПД антенны равен нулю, потому что она не излучает никакой мощности. Таким образом, у нас есть отличный пример низкого КСВ, но без резонанса и без излучаемой мощности.
Теперь рассмотрим классический полуволновой диполь с центральным питанием в свободном пространстве. На резонансной частоте импеданс антенны составляет 73 Ом, что является чисто резистивным сопротивлением.
Полуволновой диполь — распространённая КВ-антенна в любительской радиосвязи
КСВ можно рассчитать, взяв отношение импеданса к 50 Ом, что даст КСВ = 73/50 = 1,5. (Кстати, для импедансов менее 50 Ом КСВ рассчитывается по формуле КСВ = 50/R.)
Дипольные антенны, как правило, работают хорошо, поэтому эффективность антенны будет высокой и зависит от фактической конструкции антенны. Следует отметить, что КСВ на резонансе не равен 1, он немного выше. Однако КСВ 1,5 представляет собой хорошее согласование и обычно считается вполне приемлемым.
Теперь давайте рассмотрим антенну, сопротивление которой на резонансной частоте далеко не равно 50 Ом, — полуволновую сложенную дипольную антенну. Импеданс этой антенны на резонансной частоте составляет около 280 Ом. Если мы подключим эту антенну к передатчику с сопротивлением 50 Ом, КСВ составит 280/50 = 5,6. Таким образом, это пример резонансной антенны с высоким КСВ.
На резонансной частоте эта антенна будет эффективно излучать, но будет представлять собой сложную задачу для передатчика с сопротивлением 50 Ом. Согласование импедансов будет плохим, и нам будет трудно передавать мощность от передатчика к антенне. Хотя мы можем смириться с таким высоким КСВ, более практичным подходом является добавление согласующей цепи для получения импеданса 50 Ом.
Многие из используемых нами антенн спроектированы таким образом, чтобы их сопротивление на резонансной частоте было близко к 50 Ом (КСВ = 1). В данном случае КСВ является хорошим индикатором резонанса антенны, поэтому большинство радиолюбителей связывают низкий КСВ с резонансом.
Низкий КСВ ничего не говорит о том, насколько хорошо работает антенна (эффективность антенны). Эквивалентная нагрузка имеет отличный КСВ, но не излучает. Некоторые антенны тоже так себя ведут.
KØNR
