Tuner d\'antenne

Un tuner d'antenne de , le transmatch, ou l'unité d'accord d'antenne (ATU) assortit un émetteur récepteur avec une impédance fixe (en général 50 ohms de pour les émetteurs récepteurs modernes) à une impédance de charge (ligne d'alimentation et antenne ) qui est inconnue, au complexe ou autrement ne s'assortit pas. Cette disparité est habituellement causée en utilisant un non- l'antenne résonnante de (une qui n'est pas la longueur électrique correcte par rapport à la longueur d'onde du signal). Une unité d'accord d'antenne permet l'utilisation d'une antenne pour une large gamme des fréquences. Une antenne accordée n'est jamais aussi bonne qu'une antenne naturellement résonnante due aux pertes induites additionnelles sur la ligne d'alimentation due au SWR (réflexions multiples), et les pertes dans l'unité d'accord d'antenne elle-même.

À proprement parler la « unité d'accord d'antenne » est seulement une unité d'assortiment d'antenne, car il ne peut pas changer la fréquence de résonance de l'antenne.

Noter cela des réseaux assortis que semblables sont employés dans d'autres types d'équipement, tels que les amplificateurs linéaires pour transformer des impédances. Voir l'impédance de jeter un pont sur pour quelques détails.

Le principe de base « de la bande large » conçoit

Pour les systèmes qui doivent actionner au-dessus un grand choix de la fréquence tel qu'une opération d'amplificateur de puissance sur la gamme de 1 mégahertz à 30 mégahertz dans quelques conceptions à semi-conducteur une série de blessure large de transformateurs de bande sur des noyaux du ferrite peut être employée. Cette conception a l'avantage de ne pas exiger l'accord quand la fréquence d'opération est changée. Ce type de conception peut également être employé pour assortir une antenne à une ligne de transmission , il a l'avantage de ne pas exiger l'accord mais il a l'inconvénient de ne pas être capable de l'ajustement précis. Ces réseaux peuvent être employés pour développer la gamme utile d'une unité d'accord d'antenne conventionnelle de bande étroite.

Dans la conception à semi-conducteur d'ampère de puissance de rf ces réseaux sont utiles parce que les transistors MOSFET et les transistors bipolaires du sont conçus pour fonctionner avec de basses charges de résistance. Le les amplificateurs que Valved de rf sont très différents parce que la résistance de charge avec laquelle une valve est conçue pour fonctionner est normalement beaucoup plus grande, par conséquent pour la puissance conçoit les conceptions de circuit sont souvent très différent.

Au-dessous de est montré par exemple un auto-transformateur ce qui a trois enroulements identiques sur un noyau de ferrite. Si le côté droit est relié à une charge résistive de 10 ohms, alors à chacune des bornes de main gauche une source d'impédance différente peut être attachée.

Le principe de base de la « bande étroite » conçoit

Des dispositifs basés sur les deux compolents et lignes de transmission mis en bloc peuvent être achetés ou construits. L'exemple le plus simple d'une ligne de transmission système basé est le transformateur constitué par une longueur d'onde quarte de ligne de transmission mal adaptée. Par exemple si une longueur d'onde quarte de câble coaxial de liaison de 75 Ω est liée à une charge de 50 Ω puis le SWR dans les 75 Ω la longueur d'onde que quarte de la ligne peut être calculée pour être 75 Ω/50 Ω = 1.5, le quarterwavelength de la ligne transforme cette impédance mal adaptée à 112.5 Ω (75 Ω Ω de X 1. Pour plus de détails veuillez voient le Smith dresser une carte .

Le circuit de base a exigé quand des capactiances et les inducteurs mis en bloc sont utilisés est montrés ci-dessous.

Ce réseau de base peut agir en tant que transformateur de l'impédance . Si le rendement a une impédance R_load et jX_load se composants, alors que l'entrée doit être attachée à une source qui a une impédance de R_source et de jX_source.

Puis

X_L = {(R_source+jX_source) (-)}^0.5

X_C = (R_load+jX_load) {) (de R_source+jX_source/(−} ^0.5

Dans cet exemple le circuit X_p et X_s peut être permuté. Toute l'unité d'accord d'antenne fait le tour au-dessous du service pour créer ce réseau qui existe entre les systèmes avec différentes impédances.

Par exemple si la source a une impédance résistive de 50 ohms tandis que la charge a une impédance résistive de 1000 ohms alors.

X_L = {(50) (-)}^0.5 = (- 47500) ^{0.94 ohms}

X_C = {1000} {(50)/(-)}^0.5

X_C = 1000 x 0.2294 ohm

X_C = 229.4 ohms

Si la fréquence est de 28 mégahertz alors

En tant que X_C = 1 (2πfC)

puis 2πfXc = 1/C

Tellement 1 (2πfXc) = C = 24.78 pf

Tandis qu'en tant que X_L = 2πfL

puis μH 1.239 de L = de X_L/(2πf) =

Comment cela fonctionne

Un réseau parallèle se composant d'un élément résistif (1000 Ω) et d'un élément réactif (- j 229.415 Ω) aura le même facteur d'impédance et de puissance comme réseau de série se composant de l'élément résistif (50 Ω) et d'un élément réactif (- j 217. Au-dessous de être

En ajoutant un autre élément en série qui a une impédance réactive de +j 217.94, l'impédance est de 50 ohms (de résistif)

Types de « unité d'accord d'antenne »

Transmatch final

Circuit classique

Le transmatch final est un circuit plutôt bon avec un nom plutôt peu judicieux, ceci est parce qu'un meilleur transmatch appelé le circuit de SPC (condensateur en série-parallèle) a été conçu après lui. Dans toutes ces trois conceptions la borne de la terre est la borne où le plan de terre (avion au sol ) d'une antenne devrait être câblé tandis que la borne de FOURMI est où l'élément vertical d'une antenne de Marconi devrait être joint.

Comment cela fonctionne

Par exemple imaginer l'impédance de source de 200 ohms et d'une charge résistive de 1000 Ω qui est reliée par l'intermédiaire d'un condensateur (avec une impédance - de j 200 Ω à l'inducteur du transmatch. Par des mathématiques du vecteur il est possible de transformer ceci en réseau du parallèle se composant d'une résistance de 1040 Ω et d'un condensateur de l'accès 1.9231 x Ω de 10^-4 (Xc = 5200)

En calculs suivants tous les angles de phase sont exprimés en degrés plutôt qu'en radians . Commencer par la charge résistive (R_L) de 1000 Ω qui est en série avec X_c - j 200 Ω.

Z = (R_L² + X_C²) ^0.5 = 1020 Ω

Angle de phase (θ) = tan^-1 (X_C/R_L) = 11.8058 x 10^-4

Pour convertir en réseau parallèle

X_C = 1 {péché de Y (θ)}

R_L = 1 {Y cos (θ)} = 1040 Ω

Si pour un instant la partie réactive est ignorée, alors une transformation de 1040 à 200 Ω est nécessaire. Selon les équations au-dessus d'un inducteur de +j 507.32 Ω est nécessaire. Si l'effet du condensateur (du réseau parallèle) est tenu compte alors un inducteur de +j 462.23 Ω est nécessaire. Le système peut alors être transformé par les mathématiques en réseau de série de 199.9 Ω résistifs et de +j 409. Les mathématiques exigées pour cette étape sont très étroitement liées aux mathématiques ci-dessus.

Pour finir l'unité d'accord d'antenne un condensateur (- j 409.82) est nécessaire pour finir le réseau.

Réseau de pi

Ce réseau de pi peut être employé, il a la même fonction que le transmatch final.

SPC

Relier une unité d'accord d'antenne

Typiquement l'unité d'accord d'antenne est reliée entre l'antenne et l'émetteur de la radio ou le récepteur . Plus spécifiquement, l'unité d'accord d'antenne peut être reliée entre le feedline et l'antenne pour réduire au maximum la perte, ou entre le feedline et la radio pour la convenance. Cependant, SWR dans le feedline doit être considéré dans cette deuxième configuration.

C'est une idée fausse commune que le rapport d'onde stationnaire élevé (SWR) cause seule à perte. Une antenne avec un haut SWR (par exemple 4 : 1) une fois correctement configuré avec une unité d'accord d'antenne a pu avoir seulement la perte additionnelle de quelques pour cent comparée à une antenne parfaitement résonnante. L'unité d'accord d'antenne réoriente essentiellement le dos d'énergie réfléchie le long du chemin de feedline et d'antenne. Les pertes additionnelles viennent des pertes inhérentes dans le feedline et l'antenne lui-même. Les causes de SWR alimentent la ligne pertes à multiplier. Le bas feedline de perte aurait la perte minimale une fois accordé avec une unité d'accord d'antenne tandis qu'un " ; lossy" ; la combinaison de feedline/antenne du même SWR a pu avoir la perte significative.

Sans unité d'accord d'antenne, SWR d'une antenne mal adaptée pourrait causer des réflexions de puissance de nouveau dans l'émetteur, qui causera le chauffage dans l'émetteur et la perte de puissance significative.

Sources

Site Web du ARRL
Le livre d'antenne d'ARRL
Une introduction à la théorie d'antenne (BP198), H.C Wright, Bernard Babani, Londres, 1987.
Lignes et antennes de transmission de réflexions par M. Walter Maxwell, W2DU
Le manuel de communication par radio (5ème ed), RSGB, 1976, ISBN 0-900612-58-4.
¨The SWDXER¨ de SWDXER - avec des bouts de l'information générale de SWL et d'antenne par radio.

Voir également

de rallongement électrique
Enroulement de chargement de

Random links: