• Dane propagacyjno-pogodowe
  • Mapa

SPOSOBY WYMIERZANIA KABLI O DŁUGOŚCIACH 1/4 LUB 1/2 FALI.

Posty będą dodawane po akceptacji. Nie pytamy tu o radia itp.

SPOSOBY WYMIERZANIA KABLI O DŁUGOŚCIACH 1/4 LUB 1/2 FALI.

Postprzez tarnus » 2015-03-29, 12:32

Przy budowie własnych anten często spotykamy się z koniecznością docięcia odcinka kabla na ściśle określoną długość 1/4 lub 1/2.
Kilka zastosowań:
1. Wykonanie odcinka półfalowego służącego do pomiarów analizatorami.
2. Odcinki półfalowe do fazowania anten.
3. Wykonanie baluna DK7ZB z dwóch równoległych odcinków ćwierćfalowych.

Metod wyznaczania długości jest wiele.
Ja tylko wymienię trzy najbardziej znane:


Metoda 1.
Znając współczynnik skrócenia kabla wyliczamy odpowiednią długość ze wzoru 300 / f * v

Przykład:
Potrzebujemy do dopasowania DK7ZB dwa odcinki kabla 1/4 fali dla częstotliwości 27.550.
Posiadamy kabel H155 którego współczynnik skrócenia wynosi 0,81.
Wykonujemy obliczenie 300 / 27,55 * 0,81. Otrzymany wynik 8,82m dzielimy przez cztery gdyż potrzebujemy odcinek ćwierćfalowy. Wynik ostateczny = 2,205m.
Uwaga. Należy odcinać dodając po około 1-1,5cm z obu stron, aby uwzględnić rozplecenie kabla do przylutowania itp. gdyż końcówki rozplecione nie mają już takich właściwości jak kabel.

Jest to szybka metoda ale czasami nie wystarczająca. Czasem współczynnik skrócenia kabla różni się od podawanego przez producenta albo go nie znamy wcale. Dodam, że gdy zachodzi potrzeba uwzględnienia długości kabla z zarobionymi wtyczkami/gniazdami albo nawet z całą podstawą anteny to ta metoda nie jest dokładna.

Metoda 2.
Posiadając jakikolwiek reflektometr, nawet nie wyskalowany poprawnie, gdyż chodzi tylko o znalezienie minimum w dołku, lub ostatecznie wskaźnik SWR wbudowany w radiotelefonie.
Potrzebujemy do tego trójnik (BNC, UC1, itp) sztuczne obciążenie 50ohm o mocy przynajmniej takiej jak minimalna moc radiotelefonu, dowolnej długości dwa odcinki kabli 50ohm z odpowiednimi wtykami do podłączenia w całość według poniższego zdjęcia.
Obrazek

Przykład: Potrzebujemy sprawdzić odcinek 1/4 fali na 27.550. Zakładamy zworę na niepodłączony koniec kabla. Zwora ma być najkrótszą jak to możliwe. Drugi koniec kabla podłączamy do trójnika. Resztę podłączamy do reflektometra lub radia według powyższego zdjęcia. Na mocy minimalnej szukamy wstępnie dołka gdzie wysteuje najniższy SWR. Im bliżej jesteśmy dołka SWR, tym większe rozmycie wartości, gdyż odcinek kabla pracuje dość szerokopasmowo. Dlatego też, dla dokładniejszego ustalenia miejsca dołka zwiększamy czułość reflektometru na możliwie najwyższą i kontynuujemy szukanie minimum w dołku. Po ustaleniu minimum odczytujemy częstotliwość z radia dla której zbadany odcinek kabla pracuje jako odcinek ćwierćfalowy.

Metoda 3.
Najdokładniejsza metoda za pomocą analizatora VNA, dowolnego trójnika oraz sztucznego obciążenia (może być małej mocy).

Przykład:
Łączymy całość jak na poniższym zdjęciu i podłączamy do analizatora.
Obrazek

Na poniższym zdjęciu widać jak badany odcinek zachowuje się przy rozwarciu podczas pomiaru a więc jako 1/2 fali. Jest to częstotliwość 25,320MHz którą wskazuje marker M2.
Linia zielona to wartość SWR, natomiast czerwona to wartość rezystancji.
Odczytany SWR w miejscu wskazywanym przez marker M2 wynosi 1.03 a rezystancja 48.5ohm.
Obrazek

Natomiast na kolejnym zdjęciu pokazany jest stan tego samego odcinka przewodu, ale zwartego. Jest to sytuacja dla szukanej długości 1/4 fali. Marker M1 Wskazuje minimum SWR=1.02 na częstotliwości 12,59MHz oraz rezystancję 48.8
Obrazek



Celowo pokazałem oba zrzuty ekranu z analizatora w tak dużym zakresie częstotliwości aby pokazać zależności jakie występują między dwoma sytuacjami.
Zwróćcie uwagę na fakt, że w obu przypadkach, czyli zwarciu i rozwarciu, widoczny jest stan rozwarcia lub zwarcia na częstotliwości dla której odcinek działa półfalowo.
Stan zwarcia, na częstotliwości 25,32MHz czerwona linia wskazuje minium rezystancji, tutaj 2.1ohm, czyli niemal zwarcie.
Stan rozwarcia, na częstotliwości 25,32MHz jest to już 48,4ohm, czyli niemal tylko rezystancja sztucznego obciążenia.
Dzieje się tak dlatego, gdyż odcinek półfalowy na częstotliwości przy której działa jako 1/2 nie wnosi niczego. Jest po prostu neutralny, nie widać go.
Jest to wyjasnienie, dlaczeg mierząc analizatorami, gdy potrzebujemy zmierzyć poprawnie wartości Rs, Xs, fazę itd. stosuje się odcinek półfalowy.
Jako dowód podaję dwa kolejne zrzuty ekranu. Bez sztucznego obciążenia oraz ze sztucznym obciążeniem 75ohm.
Obrazek
Obrazek

Bez sztucznego obciążenia w miejscu półfalowym odczytać można wysoką rezystancję 1400ohm. Jest to rezystancja wynikająca z kilku parametrów kabla, jak choćby pojemność własna.
Ze sztucznym obciążeniem 75ohm odczytujemy 71,3ohm.
Wszelkie odchyłki od 75 ohm wynikają z dokładności przyrządu oraz sumowania się impedancji własnej kabla z rezystancją sztucznego obciążenia a także jakości złącz itp.
Można to potwierdzić wyliczając równoległe połączenie rezystancji 1400ohm oraz 75ohm, zbliżając się w ten sposób bliżej poprawnego wyniku:
1/(1/1400+1/75 )=71,19ohm

Na koniec wracając do tematu, dokładniejsze pomiary w zawężonych zakresach częstotliwości.
Obrazek
Obrazek
Ostatnio edytowano 2015-03-29, 13:00 przez tarnus, łącznie edytowano 1 raz
tarnus
Avatar użytkownika
 
Posty: 1660
Dołączył(a): 2009-07-24, 14:38
Lokalizacja: Mobilek
Podziękował : 19
Podziękowań: 56

Sposoby wymierzania kabli o długościach 1/4 lub 1/2 fali.

Postprzez AntekPabianice » 2015-03-29, 12:43

Super poradnik, tylko linki nie wszystkie działają
Ekipa KONEKTOR
MOJE RADIO...
"Nie wie, bo ma muszki w oczach - wyjaśniał Orr z przesadną cierpliwościa - Jak może zobaczyć, że ma muszki w oczach, skoro ma muszki w oczach?"
161CBF131/SQ7AIS
AntekPabianice
Avatar użytkownika
 
Posty: 6052
Dołączył(a): 2011-11-20, 20:42
Lokalizacja: JO91QP
Podziękował : 16
Podziękowań: 206
Znak/ranga: 161CBF131

Re: Sposoby wymierzania kabli o długościach 1/4 lub 1/2 fali

Postprzez tarnus » 2015-03-29, 12:45

Były jakieś problemy z serwisem fotoo.pl i nie pozwalał hotlinkować wszystkich zdjęć.
Teraz już OK.
Ostatnio edytowano 2015-03-29, 13:02 przez tarnus, łącznie edytowano 2 razy
tarnus
Avatar użytkownika
 
Posty: 1660
Dołączył(a): 2009-07-24, 14:38
Lokalizacja: Mobilek
Podziękował : 19
Podziękowań: 56

Sposoby wymierzania kabli o długościach 1/4 lub 1/2 fali.

Postprzez DROF » 2015-03-29, 12:47

O to to
GRZESIEK
DROF
 
Posty: 21
Dołączył(a): 2012-01-09, 11:12
Lokalizacja: szczecin
Podziękował : 0
Podziękowań: 1

SPOSOBY WYMIERZANIA KABLI O DŁUGOŚCIACH 1/4 LUB 1/2 FALI.

Postprzez cassiopeia » 2015-03-29, 12:54

może obrazki wrzuć na elektrode :?: tam problemów nie ma ;-)
NIEZNAJOMOŚĆ PRAWA SZKODZI

KALISKI KLUB MIŁOŚNIKÓW CB: KILO-LIMA

Sprzedam:
antena Sirtel Santiago 1200
mikrofon FD 1818 po tuningu
info na PW
cassiopeia
Avatar użytkownika
 
Posty: 5729
Dołączył(a): 2011-03-26, 23:06
Lokalizacja: Kalisz - najstarsze miasto w Polsce
Podziękował : 13
Podziękowań: 166
Znak/ranga: 161CBF081

SPOSOBY WYMIERZANIA KABLI O DŁUGOŚCIACH 1/4 LUB 1/2 FALI.

Postprzez tarnus » 2015-03-29, 13:59

Dodam jeszcze, że sposobów wyznaczania kabla na analizatorze jest kilka i to bez użycia trójnika i sztucznego obciążenia. Tu jednak pokazałem rozwinięcie sposobu jak z reflektometrem.
tarnus
Avatar użytkownika
 
Posty: 1660
Dołączył(a): 2009-07-24, 14:38
Lokalizacja: Mobilek
Podziękował : 19
Podziękowań: 56

SPOSOBY WYMIERZANIA KABLI O DŁUGOŚCIACH 1/4 LUB 1/2 FALI.

Postprzez cassiopeia » 2015-03-29, 16:18

mam analizator ale nie posiadam trójnika. dorzuć inne metody również jeśli możesz ;-)
NIEZNAJOMOŚĆ PRAWA SZKODZI

KALISKI KLUB MIŁOŚNIKÓW CB: KILO-LIMA

Sprzedam:
antena Sirtel Santiago 1200
mikrofon FD 1818 po tuningu
info na PW
cassiopeia
Avatar użytkownika
 
Posty: 5729
Dołączył(a): 2011-03-26, 23:06
Lokalizacja: Kalisz - najstarsze miasto w Polsce
Podziękował : 13
Podziękowań: 166
Znak/ranga: 161CBF081

Re: SPOSOBY WYMIERZANIA KABLI O DŁUGOŚCIACH 1/4 LUB 1/2 FALI

Postprzez Almighty » 2015-04-14, 18:22

cassiopeia napisał(a):mam analizator ale nie posiadam trójnika. dorzuć inne metody również jeśli możesz ;-)


To przy okazji robótek domowych ja coś zaproponuję:

Zadanie: przygotować pomiarowy przewód koncentryczny 75Ω (sic!) o długości elektrycznej 3x λ/2 dla częstotliwości 27.00MHz

Dane: prędkość światła w powietrzu c = 299.792458 tys km/s, rolka przewodu 75Ω YWDX 100% Ek Cu 0.59/37 Elektrokabel Turek

Rozwiazanie:

1) Obliczamy ile wynosi długość elektryczna 3λ/2 dla częstotliwości 27.00MHz -> 299.792458/27.00 x 3/2 = 16.66m

2) Szacujemy współczynnik skrócenia i długość przewodu, na podstawie materiału dielektryka (polietylen) k ≈ 0.66, czyli 0.66 * 16.66 = 11m

3) Odcinamy ze szpuli 11m + 40cm zapasu = 11.4 m przewodu koncentrycznego

4) Zarabiamy jedną końcówkę UC1 i podłączamy do analizatora, drugi koniec zostawiamy równo obcięty

5) Szukamy najwyższej wartości impedancji (górki) w okolicy 27.0MHz , czyli analizator musi pokazywać coś jak: Z = 999 (nieskończoność) + j 0 Ω / Obwód Otwarty (z właściwość linii półfalowej)

6) Jednocześnie w okolicy 27/2 = 13.5MHz szukamy najniższej wartości impedancji (dołka) , czyli analizator musi pokazywać coś jak: Z = 1 (blisko zera) j 0 Ω / Obwód Zwarty (z właściwości linii ćwierćfalowej)

W moim przypadku dołek i górka pojawiły się w okolicy 13.1MHz oraz 26.2MHz - więc delikatnie - centymetr po centymetrze przycinam przewód i sprawdzamy non-stop impedancję przy obu częstotliwościach. Lepiej 3x sprawdzić niż przyciąć jeden raz za dużo... :mrgreen:

W moim przypadku kończę przycinać przewód z najwyższymi wartościami impedancji Z = 999 + j 0 Ω / migające na przemian z komunikatem "Obwód Otwarty" (nieskończona impedancja), dla zakresu 26.950 - 27.090 MHz. Najniższa wartość czyli dołek, Z = 4 + j 2 Ω (niżej nie dało się zejść) otrzymałem dla zakresu 13.450 - 13.550 MHz

Szybkie zmierzenie miarką przewodu - od czubeczka wtyku UC1 do samego koniuszka przewodu wyszło 11.27m - czyli zmierzony współczynnik skrócenia wynosi k = 11.27 / 16.66 = 0.68

Zarobienie drugiej końcówki nie zmienia długości elektrycznej przewodu (wartości mogą się minimalnie zmienić), obranie z izolacji ostatnich dwóch centymetrów (pod konektory widełkowe) również nie zmienia długości elektrycznej. Tym sposobem można domierzyć dowolną długość przewodu koncentrycznego, będącą wielokrotnością λ/4 albo λ/2 - impedancja falowa przewodu nie ma znaczenia.

pzdr.
Slavonic Beam / Slavonic Dipole / V-Slavonic 225 / Magic Stick

http://www.szczecin-radio.pl
Almighty
Avatar użytkownika
 
Posty: 1361
Dołączył(a): 2013-11-02, 19:19
Lokalizacja: Szczecin
Podziękował : 6
Podziękowań: 44
Znak/ranga: Szczecin Radio


Powrót do ABC cb radia.--Podstawy , czyli co kazdy powinien wiedzieć.

Kto przegląda forum

Użytkownicy przeglądający ten dział: Brak zidentyfikowanych użytkowników i 1 gość

cron