11 Ноября 2021

---

Иногда бывает необходимо согласовать аппаратуру 75 Ом с линией передачи 50 Ом (или наоборот, что эквивалентно). Для этого можно воспользоваться отрезком коаксиального кабеля. Для простоты расчёта можно представить отрезок 75 Ом в виде резистора. В таком случае, КСВ (SWR - standing wave ratio) линии с одним переходом 50/75 Ом будет рассчитываться по формуле:

при Z_вх > Z_вых     КСВ = Z_вх / Z_вых
при Z_вх < Z_вых     КСВ = Z_вых / Z_вх

Таким образом подключение 75-омной линии передачи к 50-омной аппаратуре приведет к повышению КСВ в линии как минимум до 1.5. Такое повышение КСВ с точки зрения энергетических потерь не существенно, так как приводит к незначительной (не более 3%) потере мощности передаваемого сигнала.


Если же антенна имеет сопротивление 50 Ом и требуется соединить её с 50-омным источником с помощью 75-омного кабеля, в линии будет уже два перехода 50/75 Ом, что приведет к возрастанию потерь вдвое (~7,8%). По таблице приведённой выше прекрасно видно, что чем ниже КСВ в линии, тем сильнее падает КПД передачи с ростом затухания в кабеле (обратите внимание - большинство коаксиальных кабелей имеют достаточно высокое затухание, особенно на высоких частотах). Также это влечёт изменение режима выходного каскада передатчика, более того, высокие значения КСВ могут привести к выходу передатчика из строя. Поэтому целесообразно всегда стремиться к возможно более точному согласованию передатчика и антенно-фидерной системы.

Существует несколько сравнительно простых способов, позволяющих обеспечить согласование 75-омного кабеля с 50-омной Си-Би техникой. Наиболее удобно использовать четвертьволновый коаксиальный трансформатор сопротивлений. В качестве такого трансформатора следует использовать отрезок 60-омного коаксиального кабеля длиной 1.82 м (в качестве примера используется длина четвертьволнового отрезка в диапазоне 27 МГц для кабеля с коэффициентом укорочения 0.66), который включается между выходом трансивера и 75-омным кабелем:

60-омный кабель встречается нечасто, поэтому можно использовать комбинацию двух четвертьволновых трансформаторов, составленных из параллельно включенных отрезков 50- и 75-омных кабелей (рис.2). Трансформатор, составленный из двух параллельных отрезков 75-омного кабеля, имеет волновое сопротивление 37.5 Ом. Трансформатор, составленный из параллельных отрезков 75 и 50-омного кабеля, имеет волновое сопротивление 30 Ом.

Использование четвертьволновых трансформаторов обеспечивает согласование в полосе частот, составляющей 10% от средней частоты. Поэтому при использовании кабелей с известным коэффициентом укорочения (а для кабелей со сплошной полиэтиленовой изоляцией он составляет 0.66) дополнительной настройки не требуется.

Можно также воспользоваться свойством фидерной линии длиной, равной целому числу полуволн. Линия такой длины имеет входное сопротивление равное сопротивлению, подключенному к другому концу линии. Если к 75-омному кабелю такой длины подключена 50-омная антенна, то Си-Би трансивер будет работать на согласованную 50-омную нагрузку.

Для обеспечения работы фидерной линии в режиме полуволнового повторителя необходимо учитывать коэффициент укорочения длины волны в коаксиальном кабеле.

Для кабелей со сплошной полиэтиленовой изоляцией он составляет величину 0.65 … 0.66.

Длина волны в кабеле может быть рассчитана по формуле:

L = (k · 300) / f

где: L — длина волны [м];
f — частота [МГц];
k — коэффициент укорочения.

Необходимо отметить, что с увеличением количества полуволн, укладывающихся в длине кабеля, уменьшается полоса частот, в которой такой кабель работает в режиме полуволнового повторителя сопротивлений. Тем не менее, при длине кабеля до 40 … 50 метров, этот способ согласования можно использовать в Си-Би диапазоне.