|
||||||
Расчет длины фазирующих кабелей для ФАР.
Хотелось бы поделиться своим мнением по поводу расчета длин фазирующих кабелей для фазированных антенных решеток (ФАР). Задача это не такая простая, какой кажется на первый взгляд. Методика , основанная на простом вычислении физической длины кабеля не учитывает одного очень важного момента из теории длинных линий. Дело в том , что при запитке элементов ФАР с различными фазами, входной импеданс элементов ФАР будет также различен и отличен от Z кабеля 50 или 75 Ом. В результате этого в разных кабелях возникнет разные по значению КСВ, т.е. отраженные волны, которые при взаимодействии с прямой волной изменят фазу в кабеле, а следовательно кабель расчетной длины (например 0.25 лямбды х 0.66 т.е. 90 эл. градусов) работать правильно не будет. Мы можем соединять два или более кабелей в общую точку питания к передатчику только в случае полного совпадения фаз и амплитуд во всех кабелях в их общей точке соединения. Эта методика правильна только тогда, когда Z элементов ФАР точно равно Z кабеля , а этого не случится никогда, т.к. требуется запитка элементов с разностью фаз. Простой пример: два GP на расстоянии 0.25.
Для кардиоидной диаграммы требуется запитка с разностью фаз 0 и 90. Казалось бы по теории нужен кабель (линия задержки) длиной 0.25 лямбды или 90 градусов. Запитаем наши GP через четвертьволновые отрезки кабеля ввиду низкого Z антенны , а между ними подключим кабель задержки. Но при такой длине кабеля наша антенна работать не будет ввиду вышеперечисленных причин. Действительная же длина кабеля в этом случае будет приблизительно 71 градус. Математика расчетов достаточно сложна и требует громоздких вычислений с комплексными числами. Эти моменты очень подробно описаны ON4UN в его книге ,, Low band DX -ing ,, Очень полезная и информативная книга . Кстати им же написана программа, вычисляющая необходимую длину кабеля для ФАР. Это один из возможных путей решения проблемы. Есть и другой путь. Я использовал демо версию программы EZNEC 3. Это очень простая и хорошая программа для моделирования антенн. Она отличается от полной версии только лимитом сегментов (20) в антенне. С помощью этой программы можно довольно точно моделировать 2 -3 эл ФАР, Yagi и т.д. Задавая различные длины кабелей задержки , можно подобрать нужную длину для заданной диаграммы. Также немаловажно и то , что программа может вычислить работу антенны и все нужные параметры в случае если ,к примеру, ваша антенна установлена на крыше, с любым заданным радиусом а ниже идет основная земля. Программа показывает ,например, что на частоте 3.5 Мгц крыша радиусом всего в 1 м искажает диаграмму антенны. Программу можно скачать с www.eznec.com а ее объем 8.5 Мгб. Программа содержит очень подробный хелп, но на английском. Очень рекомендую попробовать эту программу в работе.
Всем успеха и наилучшие 73.
Alex (VA3TTT), Toronto, Canada.
