Як визначити вкорочення коаксиального кабелю за допомогою. . . тестера

Наразi нарiд розбещений векторними антенними аналізаторами. У кращому випадку хоча б заглиблюється у методику роботи з номограмою комплексних опорів - Міцухаші-Вольперта-Смітта. А що робити, коли під руками немає спеціалізованих приладів? Ранiш ви ознайомились з тим як виміряти КСХ та АЧХ антени за допомогою SDR HackRF чи RTL SDR чи аналiзатора спектру TinySA. Також це можна зробити за допомогою ВЧ-вольтметра та ГСС, скориставшись властивостями чвертьхвильової або напівхвильової лінії. А ще звичайним LC-тестером чи осцилографом можна визначити вкорочення коаксиального кабелю при відомому імпедансi Zв [Ohm] коаксіального кабелю.

Методика

Достатньо виміряти погонну ємність Cп [pF] на метр довжини коаксиалу та потрiбний Velocity Factor:

VF = 10000 / (3*Zв*Сп)

Ось так просто. Якщо ваш тестер не вміє в пікофаради, просто взяти відрізок кабелю побільше, виміряти ємність та поділити на його довжину. Звичайно, якщо ваш кабель гуано, то по ньому гулятиме по довжині як імпеданс, так і ємність внаслідок нерівномірності товщини ізолятора, дефектів екрануючого оплетення.

Нема тестеру? Ось так можна визначити вкорочення за допомогою осцилографу та звичайної батарейки:



А ще тестером або мiкроамперметром можна визначити активну складову iмпеданса антени, якщо виготовити до них RF-мiст:



Звiдки формула вище?

Це не емпірична формула, вона виведена у такому вигляді для спрощення використання. Як відомо, швидкість поширення електромагнітної хвилі лінії у довгій лінії Ci залежить від її погонних параметрів:

1. Iндуктивності на одиницю довжини Lп
2. Ємності на одиницю довжини Cп

Звiдки швидкiсть поширення електромагнітної хвилі лінії:

Сi = 1/sqrt (Lп * Сп)

Коефіцієнт вкорочення хвилі в середовищi (дiелектрику):

Квк = с/Сi = c * sqrt (Lп*Сп)

За визначення хвильового імпедансу кабелю як:

Zв = sqrt (Lп / Сп)

Звідки погонна iндуктивнiсть:

Lп = Cп * Zв ^2

Вкорочення:

Квк = c * Zв * Cп

Якщо скоротити константи відомих величин швидкості світла у вакуумі та ємності, отримаємо величину 3/10000, а для кабелю Velocity Factor:

VF = 1 / Kвк

Кориснi матерiали

1. Визначення коефіцієнту вкорочення за допомогою NanoVNA у режимі TDR
2. Вимiрювання LC на векторнiку LiteVNA
3. Вимiрювання LC на векторнiку NanoVNA
4. Вимiрювання втрат методом S11 на VNA NanoVNA
5. Вимірювання втрат методом S11 та S21 на VNA NanoVNA
6. Запірна лямбда / 4 склянка. Виготовлення та вимірювання імпедансу
7. Гнучка коаксіальна лінія 83 Ohm для спіральних антен
8. Виготовлення напівжорсткого коаксіального кабелю імпедансом 70.7 Ohm для чвертьхвильового трансформатора
9. КСХ та АЧХ антени за допомогою HackRF чи RTL SDR