Pregunta:
¿Por qué necesito sintonizar una antena?
berry120
2013-10-23 01:23:27 UTC
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Escuché que cuando se instala una antena, es necesario sintonizarla para reducir la potencia reflectante en la radio. ¿Es esto siempre necesario y, de ser así, cómo puedo ajustarlo?

Bueno, técnicamente no se puede sintonizar una antena eléctricamente solo mecánicamente (acortarla o alargarla). Los "sintonizadores" de antena son realmente adaptadores de impedancia para hacer que la radio sea más feliz con lo que "ve" como la carga de la antena.
Eso es cierto, Peter, pero la sintonización mecánica de una antena mejorará la relación de ROE en la frecuencia deseada, asumiendo que está apagada para empezar (es decir, resonante en algún lugar distinto al deseado).
@Bill Resonance y 1: 1 SWR son dos cosas muy diferentes. Mira mi respuesta.
@Michael Sí, eso es cierto; es por eso que un analizador de antena es una buena herramienta para ajustar mecánicamente una antena a la resonancia, asumiendo que da R + J. Supongo que es demasiado complejo para un comentario breve, dados todos los tipos de antenas, etc. Las cargas ficticias son siempre 1: 1, por ejemplo.
@Bill Dudo que una resistencia de 470 ohmios tenga una ROE de 1: 1 contra un cable coaxial de 50 ohmios :) Aunque definitivamente cumpliría con los criterios de * resonancia * de no tener componente reactivo ...
Preguntas similares: https://ham.stackexchange.com/questions/9044/what-is-an-antenna-tuner-why-bother-with-resonant-antennas-in-the-first-place y https: // ham .stackexchange.com / questions / 8963 / antenna-tuner-design
Tres respuestas:
#1
+13
a CVn
2013-10-23 01:46:45 UTC
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Hay dos partes diferentes para la sintonización de la antena: adaptación de impedancia de la línea de transmisión y resonancia 0000-.

La antena está en resonancia cuando presenta una carga puramente resistiva al transmisor. Es decir, el componente reactivo de la carga es 0: no existe inductancia ni capacitancia en la carga.

Sin embargo, resonancia no dice nada sobre el valor del componente resistivo de la carga . Por lo general, también desea reducir la falta de coincidencia de impedancia, porque una falta de coincidencia de impedancia hace que la potencia se refleje en el punto de la falta de coincidencia. La mayoría de los equipos de radioaficionados están construidos para esperar una carga resistiva de impedancia de 50 ohmios, que es la impedancia característica de la mayoría de los cables coaxiales utilizados en aplicaciones de radio.

Un sintonizador de antena o ATU no en realidad, sintonice la antena; proporciona una red coincidente. Por un lado, el transmisor ve unos 50 ohmios agradables, ordenados y puramente resistivos. En el otro lado hay una antena difícil de manejar, cuya impedancia a la frecuencia dada puede ser cualquier cosa, desde puramente resistiva a 50 ohmios hasta una extraña combinación de resistencia extraña e inductancia o capacitancia.

Esto es se hace introduciendo capacitancia o inductancia en la línea de alimentación, para cancelar la parte correspondiente de la impedancia de carga. Para una instalación de antena fija en una sola frecuencia, incluso puede determinar los valores de los componentes apropiados y utilizar componentes de valor fijo para crear una red de coincidencia de este tipo, pero eso se presta mal a las aplicaciones en las que se desea mover frecuencias, antenas, etc. en. De hecho, ese es el enfoque adoptado por muchas antenas eléctricamente cortas y tiene el costo de reducir el ancho de banda de la antena (porque la red de adaptación fija solo puede compensar, con una ROE aceptable, dentro de un rango limitado de frecuencias).

La ROE o relación de onda estacionaria está relacionada con la (des) coincidencia de impedancia. Esto significa que su antena perfectamente resonante que presenta 150 ohmios agradables, limpios y puramente resistivos (sacando un número de la nada aquí) en el punto de alimentación y a una frecuencia dada le dará una ROE de 3: 1 contra un cable coaxial de 50 ohmios. , a pesar de estar en resonancia.

Además, incluso con una ATU, es importante recordar que la potencia reflejada debe ir a alguna parte, y en este caso, al menos parte de ella es disiparse como calor en lugar de irradiarse como RF. Si bien no es probable que cause mucho daño con un poco de potencia reflejada de un transceptor de 100 W de venta libre, esto puede ser una consideración seria si está usando un transmisor de alta potencia y / o un amplificador grande.

Y, un factor importante para recordar: la potencia adicional que proviene de una antena mal adaptada se desvía de la radio. Esta desviación tiene que ir a alguna parte: en el sintonizador entra en algún componente que lo disipa en forma de calor. Mientras que un sintonizador puede presentar una antena MUY mala como buena para la radio, todo lo malo va a alguna parte. Esto puede resultar en MUCHO calor y posiblemente fuego, por lo que es mejor intentar comenzar con la mejor antena posible al frente. "Puedes poner a punto un resorte de cama, pero podrías prender fuego a las sábanas".
Peter, lo que estás diciendo es un mito común. La quema del transmisor por desajuste ocurre porque el transmisor sobrecarga las finales al permitir que ingrese demasiada corriente debido a la falta de resonancia, no debido a la potencia reflejada. La única vez que se producen incendios por radiofrecuencia pura es cuando se forma un arco debido al potencial de alto voltaje. Ver [SWR y finales] (http://www.hamuniverse.com/wc7iswr.html)
Michael, esta es una muy buena respuesta. ¿No es también cierto que la carga resistiva a veces se ajusta moviendo el punto de alimentación fuera del centro? ¿Puede editar para abordar esto si lo sabe?
@Bill Gracias. No sé con certeza qué efecto tendría mover el punto de alimentación fuera del centro (intuitivamente, * parecería * que también introduciría un componente reactivo a la carga, que tendría que ser compensado por algo más), pero yo Sospecho que una pregunta sobre dipolos alimentados fuera del centro aclararía un par de cosas al respecto.
@PeterKB1AVL En el sintonizador, parte de la potencia reflejada se disipa en forma de calor, pero * la mayor parte * se refleja en la antena, donde una parte se reflejará en el sintonizador. Un paquete de energía puede reflejarse entre el sintonizador y la antena muchas veces y, a menos que su sintonizador o línea de alimentación sea realmente malo, la mayor parte se irradia finalmente y solo una parte se pierde en forma de calor.
@MichaelKjörling un dipolo alimentado descentrado (pero aún resonante) tiene una impedancia de punto de alimentación aumentada, pero aún puramente resistiva. ¿Alguna vez ha visto esos gráficos de distribución de corriente frente a voltaje? Puede pegar el punto de alimentación en cualquier lugar de la antena, y la impedancia del punto de alimentación será el voltaje dividido por la corriente en ese punto. Más bajo en el medio, más alto en los extremos, para una antena de media onda.
@PhilFrost No estoy seguro de a qué te refieres exactamente con tu comentario. ¿Hay alguna parte en particular de mi respuesta aquí que cree que es inexacta o que necesita una aclaración? ¿O quizás se trata de [el comentario anterior sobre los dipolos OCF] (http://ham.stackexchange.com/questions/55/why-do-i-need-to-tune-an-antenna/76?noredirect=1# comment61_76) en cuyo caso probablemente debería incorporarse en su respuesta a [la pregunta del efecto sobre la impedancia de alimentar un dipolo fuera del centro] (http://ham.stackexchange.com/q/95/29) que Bill preguntó unos minutos más tarde.
@MichaelKjörling Se dirigió al comentario. Me olvidé de esa pregunta, pero es bueno que tengamos un enlace ahora.
#2
+5
Paul
2013-10-23 01:42:21 UTC
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Su transmisor tiene algo llamado "impedancia de salida" y espera cargarse con esta impedancia. El estándar es de 50 ohmios. No necesita buscar la impedancia de salida, fue estandarizada y cualquier cosa hecha en los últimos 50 años esperará 50 ohmios.

Los 50 ohmios que espera el transmisor se miden a frecuencias de RF. Muchas antenas parecen cortocircuitos (un bucle) o circuitos abiertos (dos cables independientes, como un dipolo) en CC, pero cambian en las frecuencias de radio.

Los transceptores modernos a menudo incluyen un medidor de ROE. La ROE, o relación de ondas estacionarias, debe ser 1 cuando no hay reflexión. Muchos transceptores tolerarán una ROE de hasta 2.0, pero cuanto más cerca esté este número de 1.0, mejor.

También puede comprar un analizador de antena como instrumento independiente para medir la impedancia y la ROE.

Una antena dipolo (dos cables, cada 1/4 de longitud de onda, viajando en direcciones opuestas) tiene entre 50 y 70 ohmios para su frecuencia central y, a menudo, se puede usar como está. Pero aún debe verificarlo con un medidor SWR o el medidor SWR en su radio.

Las antenas que no presentan 50 ohmios requieren de un circuito que transforme la impedancia de la antena, cualquiera que sea, a los 50 ohmios esperados por la salida del transmisor. Este circuito a veces se puede hacer agregando partes con formas divertidas a la antena, no solo partes con formas divertidas, sin embargo, esto es un asunto de ingeniería seria. Otras veces la transformación se resuelve mediante una caja denominada "sintonizador de antena", que permanece permanentemente en su lugar. Puede encontrar sintonizadores de antena manuales antiguos y sintonizadores automáticos para HF. Para VHF en adelante, la antena generalmente tiene un componente ajustable como un control deslizante.

Creo recordar que una ROE de 3: 1 significa que la mitad de la potencia se refleja en el transmisor. Un instrumento de aguja cruzada o un analizador de antena le dará (más o menos) cifras precisas para la potencia reflejada y directa, así como la ROE resultante.
#3
+2
Bill - K5WL
2013-10-23 01:34:07 UTC
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Cada lugar en el que instale una antena será ligeramente diferente. Por ejemplo, habrá diferentes características del suelo, diferentes estructuras y plantas cercanas, diferentes alturas sobre el suelo, diferentes números de radiales instalados, etc. Cada uno de estos factores afecta el rendimiento de la antena, por lo que los ajustes finales deben realizarse en el lugar de instalación. Para obtener el mejor rendimiento es necesario.

La mejor herramienta para esto es un analizador de antena, pero puede arreglárselas con el medidor SWR en un transmisor. La parte importante de este proceso es tener la antena en su ubicación operativa final cuando se sintoniza, lo que puede implicar subirla y bajarla varias veces.

Supongo que una mejor respuesta habría incluido todo tipo de excepciones para autotuners, longwire u otras antenas especializadas, etc., etc., y / o entrar en una explicación detallada del proceso de sintonización, pero pensé que esto respondía a la pregunta original, es decir , por qué es necesaria la sintonización.


Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
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