ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КОАКСИАЛЬНОГО КАБЕЛЯ

Среди множества характеристик -коаксиального кабеля основной интерес для радиолюбителей представляет волновое сопротивление Z, коэффициент укорочения длины волны п и коэффициент затухания. Если марка коаксиального кабеля известна, эти и другие параметры можно узнать из справочных материалов, опубликованных, в частности, в КВ журнале [1-3].

Чтобы определить волновое сопротивление неизвестного коаксиального кабеля, в литературе приводятся различные зависимости, основанные только на значениях диаметров центрального проводника d и оплетки D (точнее - внешнего диаметра диэлектрика). Однако такие расчеты позволяют определить Z только для определенных типов коаксиальных кабелей, так как коэффициент зависимости Z от отношения D/d уже учитывает тот или иной материал диэлектрика. Так, например, для наиболее распространенного коаксиального кабеля с диэлектриком из полиэтилена в [4] предлагается три способа определения Z:

- вычислением по формуле

Z=91Cg(D/d); -с помощью графика зависимости Z от D/d;

- используя лишь простое правило без применения формулы и графика.

Однако па практике часто бывает, что для неизвестного коаксиального кабеля оказывается неизвестным и материал диэлектрика Кроме того, изоляция может быть сплошной, полувоздушной или другой конструкции, в этом случае уже нельзя использовать указанные выше зависимости, так как получаются ошибочные значения искомых характеристик.

Известно, что волновое сопротивление жесткой коаксиальной линии с воздушным диэлектриком определяется исключительно отношением диаметров D/d. При этом чем величина D/d меньше, тем больше погонная eiMKocTb между проводниками Cv э меньше. Достоинства такой линии - малые поте-

ри ав, большие допустимые мощности. Для такой линии справедливы выражения:

ZB=138Cg(D/d) [Ом],

CnorB = 24,l/fg(D/d) [пф/м],

aB = R/2ZB-bGBZB/2 [дБ/м], п = 1

где R - активное сопротивление проводников, G - проводимость воздуха.

Однако серьезные недостатки, такие как жесткость, сложность удержания внутреннего проводника точно в центре, значительная масса и другие привели к замене воздуха диэлектрическим наполнителем. Коаксиальные кабели стали гибкими и удобными для прокладки. Замена воздуха твердым диэлектриком привела к тому, что при неизменных величинах D и d уменьшилось Z, увеличились потери а, снизилась допустимая передаваемая мощность и сократилась длина волны. Причем эти изменспия том значительнее, чем больше относительная диэлектрическая постоянная материала диэлектрика е. Для коаксиальных кабелей в этом случае справедливы следующие выражения:

Z=Z3/V = 138fg(D/d)/V, a = R/2Z-bGZ/2 > [дВ/м],

e = ZBVz = C /Cno Sl, n=lV<l.

Используя приведенные зависимости и развивая идею, изложенную в [5], была создана методика, позволяющая определять Z, п и а неизвестного коаксиального кабеля с любой изоляцией из ноизвеспюго диэлектрика с приемлемой для радиолюбителей погрешностью (не более 10 %).

Данная методика представляется совокупностью следующих шагов.

1. Определение коэффициента укорочения п длины волны в кабеле:

n = 4,9Vc (fg(D/d). (1)

2 Вычисление вольювого сопротивления кабеля Z:

Z=138n(fg(D/d) [Ом].

3. Нахождение коэффициента затухания сигнала в кабеле а. Ввиду значительных трудностей в измерении величин R и G в любительских условиях для оценки а осуществлен переход к качественной зависимости:

а = f/Tn,

где T = 0,5(D-d) - толщина диэлектрика (в мм).

Таким образом, чтобы определить характеристики неизвестного коаксиального кабеля, необходимо знать его d, D и Сп; . Измерение диаметров трудностей не представляет (допустима погрешность 10 %). Сложнее с измерением С, значение которого находится в пределах 25... 100 пФ/м. Чтобы найти С , можно воспользоваться любым доступным радиолюбителю способом. Например, нуж1ю взять отрезок коаксиального кабеля, длина ( которого не превышает 0,05 X (X - длина волны, соответствующая выбранной частоте измерения). Один его конец подключить к измерителю емкостей, а второй оставить разомкнутым. Отношение полученного значения С к длине ( кабеля и есть С; .

Имея в качестве исходных значения d, D и Спор используя выражения (1, 2), вычисляют величины п и Z. Далее по справочной литературе, опираясь на зависимость (3), подбирают один из известных коаксиальных кабелей с аналогичными (или близкими) значениями d, D, п и принимают искомое а равным справочному значению удельного затухания известного кабеля на приведенной частоте.

Работоспособность предлагаемой методики продемонстрируем на следующем примере.

Задача. Определить характеристики неизвестного коаксиального кабеля.

Решение. Сначала измеряют штангенциркулем диаметр центрального проводника d, внешний диаметр диэлектрика (разделяющего центральный проводник от внешнего) D. Получаем d = 0,3 мм; D = 2,3 мм.

Затем измеряют емкость С отрезка кабеля длиной (и определяют погонную емкость Сп : С = 370 пФ; (f = 8,2 м; С , = 370/8,2 = 45 пФ/м.

После этого вычисляют величины п, Z, Т.

п = 4,9jcZ,Cg{iy / d) =

= 4,9V45Cg(2,3 / 0,3) = 0,78,

Z=138n(:g(D/d) =

= 138-0,78-lg (2,3/0,3) = 95,2= 100 Ом

T=(D-d)/2=(2,3-0,3)/2=l MM.

Теперь мы имеем значения Тип. Далее в справоч1юй литературе осуществляем поиск одного из известных коаксиальных кабелей с близкими значениями Т и п. В [2] найден РК75-2-21, имеющий Т = 0,9 мм и изоляцию из фторопласта (п = 0,75). Тогда а = 0,27 дБ/м при f = 2 ГГц и а=1,5 дБ/м при f = 3 ГГц. Другой кабель РК75-2-12, также имеющий Т =0,92 мм, но полиэтиленовую изоляцию, имеет а =1,9 дБ/м при f = 3 ГГц. Отсюда РК75-2-21 имеет коэффициент затухания в 1,9/1,5=1,27 раз меньший, чем РК-75-2-12. Из [6] находим а = 0,24 дБ/м при f = 100 МГц для РК75-2-12. Тогда РК75-2-21 имеет на f = 100 МГц а = = 0,24/1,27 = 0,19 дБ/м. Отсюда и исследуемый кабель имеет а = 0,19 дБ/м при f = 100 МГц.

Таким образом, для исследуемого коаксиального кабеля определены следующие характеристики- Z= 100 Ом; п = 0,78; а = 0,19 дБ/м на f=100 МГц.

А. Писарев (RV3AHP, ех UA3XHY)

г. Москва

ЛИТЕРАТУРА

1. Коаксиальные кабели. - КВ журнал, 1993, № 2-3.

2. Коаксиальные кабели. - КВ журнал,

1993, № 6.

3. Коаксиальные кабели. - КВ журнал,

1994, № 4.

4. Никитин В. А., Соколов Б. Б., Щербаков В. В. 100 и одна конструкция антенн: телевизионных, радиовещательных и Си-Би радиосвязи. - М.: Сим-вол-Р, 1996.

5. Справочная книга радиолюбителя-конструктора. Книга 2/ Под ред. Н. И. Чистякова. - М.: Радио и связь, 1993.

6 Бунин С. Г., Яйленко Л. П. Справочник радиолюбителя-коротковолновика. - 2-е изд. - К.: Техника, 1984.

МОРЗЯНКА -НА ОРИОНЕ-128

в журнале Радио № 4 за 1990 г. на с. 27 была опубликована статья А. Долгого Радио-86 принимает морзянку . Чтобы помещенную там программу можно было бы использовать для компьютера Орион-128 , в ней необходимо произвести изменения, касающиеся подпрограммы опроса положения ключа и вывода информации на дисплей, поскольку их организация в Орионе-128 отлична от того, как это сделано в Радио-86РК . Адреса изменяемых ячеек и кодьп 01В5 - CD, 01В6 - D3, 01В7 - 02, 02СЗ -ЗА, 02С4 - 02, 02С5 - F4, 02CF - С9.

Строки программ с адреса 02D0 должны выглядеть следующим образом-

Часть программы с адреса 0260 по адрес 02BF также необходимо изменить:

Контрольные суммы для блоков после внесенных изменений равны: 0000-OOFF - 7052 0100-0IFF - ССЕ4 0200-02DF - 39F6

Рекомендации по подключению источника сигнала к клавище УС остаются те же.

г.Воронеж

Н. Пищик