Довідник, розділ 10. Фідер, КСХ і узгодження
Кабель від трансивера до антени — це не дріт. Дріт має опір, який можна виміряти тестером; кабель має хвильовий опір, якого тестер не бачить взагалі.
П'ятдесят омів у коаксіалі — це не опір його жили. Це відношення напруги до струму в хвилі, що біжить уздовж нього, і воно задане геометрією: діаметрами жили й оплітки та ізоляцією між ними. Виміряти його тестером неможливо — прилад покаже одиниці омів у жилі й нескінченність між жилою й опліткою, і жодне з цих чисел не буде п'ятдесятьма.
Що відбувається в лінії насправді
Поки навантаження дорівнює хвильовому опору, хвиля доходить до антени й уся туди йде. Щойно опір інший — частина відбивається назад і складається з тією, що біжить уперед. Уздовж кабелю з'являються горби й западини напруги, які стоять на місці. Звідси й назва: стояча хвиля.
КСХ — це відношення горба до западини, і більше нічого. При 50 омах лінія рівна, КСХ дорівнює одиниці. При 150 омах напруга гуляє втричі — КСХ 3.
⚠️ Що означає «повернулося назад». Навантаження на кресленні суто активне, лінія — без втрат, а число, підписане як «назад», — це потужність, якої антена не прийняла за перший прохід. У лінії без втрат вона повертається до передавача й частково йде в ефір знову, тож справжня втрата менша за це число. Реальна шкода — нижче.
Реальний кабель втратами ще й «покращує» КСХ на вході, і саме тому вимірювати його треба біля антени, а не біля трансивера: там він завжди виглядає кращим, ніж є.
Скільки КСХ насправді забирає
Тут новачки лякаються дарма. Втрати на самому відбитті невеликі:
| КСХ | Відбито потужності | Це в децибелах | Це в балах шкали S |
|---|---|---|---|
| 1,5 | 4 % | −0,18 дБ | 0,03 бала |
| 2,0 | 11 % | −0,51 дБ | 0,09 бала |
| 3,0 | 25 % | −1,25 дБ | 0,21 бала |
Останній стовпчик і є та колонка, заради якої таблиця тут стоїть. Один бал шкали S — це шість децибелів. Отже, навіть КСХ 3,0 коштує п'ятої частини поділки — стрілка в кореспондента не ворухнеться, і на слух ви цього не почуєте ніколи.
КСХ 1,5 не треба лікувати. Взагалі. Зусилля, витрачені на те, щоб зробити з нього 1,2, краще вкласти в півметра висоти підвісу.
Справжні дві проблеми інші, і жодна з них не про рівень сигналу. Перша: сучасний трансивер сам знижує потужність, коли бачить КСХ вище двох, — оберігає вихідні транзистори. Друга: відбита хвиля йде назад по кабелю й втрачається в ньому вдруге, тож поганий кабель при поганому КСХ з'їдає значно більше, ніж здається з таблиці.
Прилад у шеку показує краще, ніж є
Пастка, на яку ловляться всі, і вона арифметична.
КСХ-метр стоїть біля трансивера, а відбиття народжується біля антени. Відбита хвиля, поки дійде назад до приладу, проходить увесь кабель ще раз — і слабшає в ньому рівно так само, як слабшала пряма. Прилад бачить її вже ослабленою й чесно рахує з того, що бачить.
Порахуємо на реальному кабелі. Тридцять метрів RG-58 на двадцятці — це близько двох децибелів в один бік, отже чотири на шлях туди й назад:
| КСХ біля антени | Прилад у шеку покаже |
|---|---|
| 2,0 | 1,54 |
| 3,0 | 1,94 |
Тобто антена, у якої насправді трійка, виглядає в шеку як цілком пристойна двійка. Чим довший і гірший кабель, тим красивіше бреше прилад — а в межі, на дуже довгому кабелі, будь-яка антена показує майже одиницю, бо назад не повертається нічого.
Звідси два практичні висновки. Ідеальна одиниця на приладі — привід перевірити не антену, а кабель і сам прилад. І якщо є нагода, КСХ міряють біля антени, а не в кімнаті.
Чому тюнер не лікує погану антену
Тюнер — це узгоджувальний пристрій, і він робить рівно одне: показує трансиверові п'ятдесят омів на своєму вході.
Він стоїть у шеку, а відбиття відбувається біля антени. Усе, що між тюнером і антеною, як гуляло, так і гуляє: стояча хвиля в кабелі лишається, втрати в ньому лишаються. Трансивер тепер щасливий і дає повну потужність — просто частина її гріє кабель.
Тому правильний порядок такий: спочатку антена, потім кабель, і лише потім тюнер — і то для того, щоб працювати на сусідньому діапазоні, а не щоб полагодити основний.
Втрати: те, про що згадують останнім
Втрати в кабелі ростуть із частотою. Той самий RG-58, який на 7 МГц майже нічого не забирає, на 145 МГц з'їдає помітну частку — і забирає її двічі, на передачу й на прийом.
Практичне правило: на КХ можна майже будь-що, на УКХ — не можна. Тридцять метрів тонкого кабелю до антени на 430 МГц перетворять сто ват на кілька десятків, і жоден підсилювач цього не виправить.
Роз'єми: який де стоїть
Питання «яким кабелем і яким роз'ємом» виникає раніше за питання про КСХ, а відповіді на нього ніде немає.
| Роз'єм | Де стоїть | Що варто знати |
|---|---|---|
| PL-259 / SO-239 | КХ-трансивери, більшість аматорської техніки | Не має власного хвильового опору 50 Ом. На КХ це не заважає, вище 200 МГц — уже так |
| N | УКХ і все, що на вулиці | Витримує вологу й високу частоту. Якщо антена на щоглі — має бути він |
| BNC | вимірювальні прилади, портативки | Байонет, під'єднується чвертю оберту. Зручний, але не для вулиці |
| SMA | ручні рації, SDR-приймачі | Дрібний, різьбовий. Буває звичайний і reverse — переплутати легко, і вони не з'єднуються |
Головне правило: менше перехідників. Кожен — це трохи втрат, трохи неузгодженості й одне додаткове місце, куди зайде вода.
Далі — розділ 11, трансивер: що з цих ручок справді варто крутити.