КСХ метр

КСХ (Коефіцієнт стоячої хвилі) - SWR (Standing wave ratio) - в радіотехніці і телекомунікації відношення амплітуди максимумів до амплітуди мінімумів в стоячій хвилі - міра узгодження імпедансу навантажень з характерним опором лінії передачі або хвилеводу. Опір імпедансу призводить до появи стоячих хвиль уздовж лінії передачі, а КСХ визначається як відношення амплітуди часткової стоячій хвилі в пучности (максимум) до амплітуди на вузлі (мінімум) уздовж лінії. Характеризує ступінь узгодження антени і фідера (коаксіального НВЧ кабелю ), також говорять про узгодження виходу і фідера. На практиці завжди частина переданої енергії відбивається і повертається в передавач. Відображена енергія погіршує роботу передавача і може його пошкодити.

Зазвичай КСХ сприймається з точки зору максимальної і мінімальної змінної напруги вздовж лінії передачі, що називається відношенням стоячої хвилі напруги або КСХП. Наприклад, значення КСХВ 1.2: 1 означає напругу змінного струму через стоячих хвиль уздовж лінії передачі, що досягає пікового значення в 1,2 рази більше, ніж мінімального змінної напруги вздовж цієї лінії. КСХ можна також визначити як відношення максимальної амплітуди до мінімальної амплітуді струмів лінії електропередачі, напруженості електричного поля або напруженості магнітного поля. Нехтуючи втратою лінії передачі, ці відносини ідентичні. В ідеалі КСХ = 1 - це означає, що відбита хвиля відсутня. Значення до 1,5 вважаються прийнятними.

При появі відбитої хвилі КСХ зростає в прямій залежності від ступеня неузгодженості тракту і навантаження. На практиці частіше використовується коефіцієнт стоячої хвилі по напрузі (КСХН). Цей параметр обов'язково обмовляється в технічних вимогах на передавальний пристрій. Крім того, існують ГОСТи на гранично допустимий рівень КСХ. КСХ є зворотною величиною до коефіцієнта біжучої хвилі (КБХ). При поганому узгодженні в кабелі виникають стоячі хвилі, які погіршують роботу передавача в результаті:

- знижується ККД фідера, і, отже, загальний ККД передавача; зменшується реальна чутливість приймача;

- знижується максимальна потужність, яку можна підвести до антенно-фідерного пристрою;

- утруднюється узгодження передавача і приймача з антенно-фідерних пристроєм.

Однак зробити висновок про те, що наявний антенно-фідерний пристрій буде працювати помітно краще, якщо знизити КСХ до 1 можна тільки після порівняння його характеристик при наявному КСХ і КСХ = 1.

Для вимірювання коефіцієнта стоячої хвилі використовуються спеціальні вимірювальні прилади, які називаються КСХ метр. Оскільки КСХ є мірою імпедансу навантаження щодо характерного імпедансу використовуваної лінії передачі (яка разом визначає коефіцієнт відображення), даний вимірювач КСХ може інтерпретувати тільки імпеданс, який він бачить в термінах КСХ, якщо він має бути розроблений для цього специфічного імпедансу. На практиці більшість ліній передачі, які використовуються, є коаксіальні кабелі з опором 50 або 75 Ом, тому більшість КСХ відповідають одному з них.

Взято з https://nettech.ua/news/ksv-koeffitsient-stojachey-volni-swr-standing-wave-ratio

Практичне виконання КСХ метра

Вимірювач КСХ, принципова електрична схема якого наведена на рис. 1 дозволяє контролювати режим роботи фідера під час передачі яка проходить через нього потужності від 10 до 200 Вт. Втрати енергії у ньому не перевищують 1%. тобто зовсім не впливають на роботу радіостанції. Важливою перевагою описуваного вимірювача КСХ є його однакова чутливість на всіх короткохвильових діапазонах.

Рисунок 1

Первинна обмотка високочастотного трансформатора Т1 являє собою мідний провід діаметром 1...1,5 мм, що з'єднує вхідний і вихідний роз'єм вимірювача XI і X2 і пропущений через тороїдальний феритовий сердечник, на якому намотана вторинна обмотка. У трансформаторі використано осердя марки 50ВЧ2 зовнішнім діаметром 12 мм, внутрішнім діаметром 6 мм і висотою 4 мм. Вторинна обмотка, навантажена на низькоомні резистори R2, R3, виконана проводом МГТФ 0,07 м² і містить 20 витків, рівномірно розподілених по сердечнику. Щоб сердечник не бовтався на дроті первинної обмотки, на цей провід щільно одягнена фторопластова втулка, зовнішній діаметр якої підібраний за внутрішнім діаметром трансформатора. Як підстроювальні конденсатори С1 і С2 можна використовувати конденсатори з повітряним діелектриком ТКПВМ-4. Необхідно враховувати, що до цих конденсаторів додано повну напругу, діючу на виході передавача. Діоди VD1 і VD2 можна, крім Д18. застосувати будь-які інші високочастотні германієві діоди.

Вимірювач може бути відрегульований для роботи з коаксіальним кабелем із хвильовим опором 50 або 75 Ом. Для цього замість антени підключають досить потужний безіндукційний резистор опором відповідно 50 або 75 Ом. На роз'єм Х2 подають необхідну потужність будь-якому з короткохвильових діапазонів (наприклад, на діапазоні 20 м). Перемикач встановлюють спочатку у положення вимірювання прямої хвилі (показано на схемі) і переконуються, що за допомогою резистора R5 стрілку приладу PA-1 можна встановити на 100 поділів. Переводимо перемикач S1 у положення виміру відбитої хвилі і за допомогою конденсатора С2 добиваємося нульових показань РА-1. Якщо результати, що описуються, досягти неможливо, слід поміняти місцями виводи вторинної обмотки Т1, і необхідний результат стрілки РА-1 при перемиканні S1 буде досягнуто.
Тепер міняємо місцями підключення еквівалента антени та трансівера до роз'ємів Х1 та X2 і аналогічно досягаємо нульових показань РА-1 за допомогою зміни ємності С1.
Перевіримо, щоб при роботі на узгоджене навантаження стрілка приладу відхилялася на 100 поділів при вимірі прямої хвилі і залишалася на нулі при вимірі відбитої хвилі на всіх інших діапазонах.
Вимірювання КСВ відрегульованим приладом проводиться таким чином: встановивши перемикач S1 в положення "Пр.", регулюванням чутливості встановлюють стрілку приладу РА-1 на 100 мкА. Переключивши S1 в положення "Відб.", знімають показники PA1 - А. мкА КСХ=100+А/100-А.

Я.С. Лаповок, Я строю КВ радиостанцию 1992р.