Согласующие устройства кв антенна длинный провод. Согласующие устройства: назначение и принцип построения. Можно ли работать на нескольких диапазонах с одной антенной

В радиосвязи, антеннам отводится центральное место, для обеспечения лучшего ее, радиосвязи, действия антеннам следует уделять самое пристальное внимание. В сущности, именно антенна и осуществляет сам процесс радиопередачи. Действительно, передающая антенна, питаясь током высокой частоты от передатчика, производит преобразование этого тока в радиоволны и излучает их в нужном направлении. Приемная же антенна, осуществляет обратное преобразование – радиоволны в ток высокой частоты, а уже радиоприемник выполняет дальнейшие преобразования принятого сигнала.

У радиолюбителей, где всегда хочется побольше мощности, для связи с возможно более дальними интересными корреспондентами, бытует максима – лучший усилитель (КВ), это антенна.

К этому клубу по интересам, пока принадлежу несколько опосредовано. Радиолюбительского позывного нет, но интересно же! Работать на передачу нельзя, а вот послушать, составить представление, это, пожалуйста. Собственно, такое занятие называется радионаблюдение. При этом, вполне можно обменяться с радиолюбителем которого вы услышали в эфире, карточками-квитанциями, установленного образца, на сленге радиолюбителей QSL. Приветствуют подтверждения приема и многие радиовещательные КВ станции, иногда поощряя такую деятельность мелкими сувенирами с логотипами радиостанции – им важно знать условия приема их радиопередач в разных точках мира.

Радиоприемник наблюдателя может быть довольно простым, по крайней мере, на первых порах. Антенна же, сооружение не в пример более громоздкое и дорогостоящее и чем ниже частота, тем более громоздкое и дорогостоящее – все привязано к длине волны.

Громоздкость антенных конструкций, во многом вызвана и тем, что на малой высоте подвеса, антенны, особенно для низкочастотных диапазонов – 160, 80,40м, работают плохо. Так что громоздкость им обеспечивают как раз мачты с оттяжками, ну и длины в десятки, иногда сотни метров. Словом, не особенно миниатюрные штуки. Хорошо бы иметь для них отдельное поле рядом с домом. Ну, это как повезет.

Итак, несимметричный диполь.

Выше, чертеж-схема нескольких вариантов. Упомянутая там MMAНа – программа для моделирования антенн.

Условия на местности оказались таковы, что удобно умещался вариант из двух частей 55 и 29м. На нем и остановился.
Несколько слов о диаграмме направленности.

Антенна имеет 4 лепестка, «прижатых» к полотну. Чем выше частота - тем более они «прижимаются» к антенне. Но правда и усиление имеют больше. Так что на этом принципе

можно строить вполне направленные антенны, имеющие правда, в отличии от «правильных», не особенно высокое усиление. Так что размещать эту антенну нужно учитывая ее ДН.

Антенна на всех диапазонах указанных на схеме, имеет КСВ (коэффициент стоячей волны, параметр для антенны весьма важный) в пределах разумного для КВ.

Для согласования несимметричного диполя - он же Windom – нужен ШПТДЛ (широкополосный трансформатор на длинных линиях). За сим страшным названием скрывается относительно несложная конструкция.

Выглядит примерно так.

Итак, что было сделано.
Первым делом определился со стратегическими вопросами .

Убедился в наличии основных материалов, в основном конечно, подходящего провода для полотна антенны в должном количестве.
Определился с местом подвеса и «мачтами». Рекомендуемая высота подвеса – 10м. Мою деревянную мачту, стоящую на крыше дровника, по весне свернуло сходящим смерзшимся снегом - не дождалась, как не жаль, пришлось убирать. Решено было пока зацепить одну сторону за конёк крыши, высота при этом будет составлять около 7м. Маловато конечно, зато дешево и сердито. Вторую сторону удобно было подвесить на стоящей напротив дома липе. Высота там получалась 13…14м.

Что использовалось.

Инструменты.

Паяльник, понятно, с принадлежностями. Мощностью, ватт, этак на сорок. Инструмент для радиомонтажа и мелкий слесарный. Что ни будь сверлильное. Очень пригодилась мощная электрическая дрель с длинным сверлом-буром по дереву – коаксиальный кабель снижения пропустить сквозь стену. Конечно удлинитель к ней. Пользовался термоклеем. Предстоят работы на высоте – стоит позаботиться о подходящих крепких лестницах. Очень помогает чувствовать себя увереннее, вдали от земли, страховочный пояс – как у монтеров на столбах. Карабкаться наверх, конечно не очень удобно, зато можно работать уже «там», двумя руками и без особых опасений.

Материалы.

Самое главное – материал для полотна. Применил «полевку» - полевой телефонный провод.
Коаксиальный кабель для снижения, сколько нужно.
Немного радиодеталей, конденсатор и резисторы по схеме. Две одинаковые ферритовые трубочки от ВЧ фильтров на кабелях. Коуши и крепеж для тонкого провода. Маленький блок (ролик) с ухом-креплением. Подходящую пластиковую коробочку для трансформатора. Керамические изоляторы для антенны. Капроновую веревку подходящей толщины.

Что было сделано.

Первым делом отмерил (семь раз) куски проводов для полотна. С некоторым запасом. Отрезал (один раз).

Взялся за изготовление трансформатора в коробочке.
Подобрал ферритовые трубки для магнитопровода. Он изготовлен из двух одинаковых ферритовых трубочек от фильтров на кабелях мониторов. Сейчас старые мониторы на ЭЛТ просто выбрасывают и найти «хвосты» от них не особенно сложно. Можно поспрашивать у знакомых, наверняка у кого ни будь да пылится на чердаках или в гараже . Удача, если есть знакомые системные администраторы. В конце концов, в наше время, когда везде стоят импульсные блоки питания и борьба за электромагнитную совместимость ведется нешуточная, фильтры на кабелях могут быть много где, более того, такие ферритовые изделия вульгарно продаются в магазинах электронных компонентов.

Подобранные одинаковые трубочки сложены на манер бинокля и скреплены несколькими слоями липкой ленты. Намотка выполнена из монтажного провода максимально возможного сечения, такого, чтобы вся обмотка поместилась в окнах магнитопровода. С первого раза не получилось и пришлось действовать методом проб и ошибок, благо, витков совсем немного. В моем случае, под рукой не нашлось подходящего сечения и пришлось мотать двумя проводами одновременно, следя в процессе, чтобы они не перехлёстывались.

Для получения вторичной обмотки - делаем два витка двумя сложенными вместе проводами, потом вытащить каждый конец вторичной обмотки назад (в обратную сторону трубки), получим три витка со средней точкой.

Из кусочка довольно толстого текстолита, сделан центральный изолятор. Существуют специальные керамические именно для антенн, лучше конечно применять их. Поскольку все слоистые пластики пористы и как следствие весьма гигроскопичны, чтобы параметры антенны не «плавали», следует хорошенько пропитать изолятор лаком. Применил масляный глифталевый, яхтный.

Концы проводов очищены от изоляции, несколько раз пропущены через отверстия и хорошенько пропаяны с хлористым цинком (флюс «Паяльная кислота»), чтобы пропаялись и стальные жилки. Места пайки очень тщательно промываются водой от остатков флюса. Видно, что концы проводов, предварительно продеты в отверстия коробочки, где будет сидеть трансформатор, иначе придется потом продевать в эти же дырочки все 55 и 29 метров.

Припаял к местам разделки соответствующие выводы трансформатора, укоротив эти выводы до минимума. Не забывать перед каждым действием, примерять к коробочке, чтобы потом все влезло.

Из кусочка текстолита от старой печатной платы, выпилил кружок на дно коробочки, в нем два ряда дырочек. Через эти дырочки, бандажом из толстых синтетических ниток крепится коаксиальный кабель снижения. Тот, который на фото, далеко не лучший в данном применении. Это телевизионный со вспененной изоляцией центральной жилы, сама жила «моно», для навинчивающихся телевизорных разъемов. Но была в наличии бухточка трофейного. Применил ее. Кружок и бандаж, хорошенько пропитан лаком и высушены. Конец кабеля предварительно разделан.

Припаяны остальные элементы, резистор набран из четырех. Все залито термоклеем, вероятно зря – тяжеловато получилось.

Готовый трансформатор в домике, с «выводами».

Между делом было изготовлено крепление к коньку – там на самом верху две доски. Длинные полосы из кровельной стали, петелька из нержавеющей 1.5мм. Концы колечек приварены. На полосах по ряду из шести отверстий для саморезов – распределить нагрузку.

Подготовлен блок.

Керамических антенных «орешков» не добыл, применил вульгарные ролики от старинной проводки, благо, в старых деревенских домах под снос еще встречаются. По три штуки на каждый край – чем лучше изолирована антенна от «земли», тем более слабые сигналы может принять.

Примененный полевой провод с вплетенными стальными жилками и хорошо выдерживает растягивание. Кроме того, предназначен для прокладывания под открытым небом, что к нашему случаю тоже вполне подходит. Радиолюбители довольно часто изготавливают из него полотна проволочных антенн и провод неплохо себя зарекомендовал. Накоплен некоторый опыт его специфичного применения, который в первую очередь говорит, что не стоит провод сильно изгибать – лопается на морозе изоляция, влага попадает на жилы и они начинают окисляться, в том месте, через некоторое время, провод и рвется.

По многочисленным просьбам радиолюбителей-путешественников и радиолюбителей-дачников, в этой статье, мы опять будем говорить про пешеходные радиоэкспедиции и продолжим изучать возможности проведения связей на КВ, при минимальном весе антенной системы и простой конструкции. Эти антенны испытывались с трансивером FT-817 и тюнером MFJ-902.

...про провод

Сначала определимся, какими свойствами должна обладать проволока из которой мы будем делать антенну. Первое материал, в нашем случае, для создания эффективного излучателя подходит медь. Причём не просто медный провод, а медный провод в изоляции. Диаметр этого провода доолжен быть в переделах 1.5 - 2.5мм, Более тонкий порвётся при сильном ветре, а толстый будет неоправданно тяжёлым. Обратите внимание, что провод должен быть не сильно мягким и не жёстким. Сейчас, можно без труда подобрать провод отвечающий этим условиям.

На фотографиях вы видите три удачных варианта провода в изоляции. Второй вопрос, на который нам предстоит ответить: "Какой длины должен быть провод?" Это зависит от КВ диапазона, но нам нужна антенна которая может работать с достаточной эффективностью на всех диапазонах. Определимся с приоритетами, радиоэкспедиции в первую очередь выбирают диапазоны 7МГц и 14МГц. Поэтому будем ориентироваться на них, чтобы получить хорошие параметры. Исходя из этого, можно сразу сказать что длина провода, должна быть не менее 9 и не более 21 метра. Почему так, понятно? Нам нужна антенна без противовесов, это значит её длина должна быть ½λ или 1λ. Более длинная, это лишний вес, более короткая - низкая эффективносить.

Если во время радиоэкспедиции, вы планируете работать в основном на 14 - 28Мгц - берите кусок провода длиной около 10 метров. С ним в сможете проводить ближние и дальние QSO на 14Мгц и вполне прилично работать на 18 - 28Мгц, а при необходимости перейти на 7Мгц, хотя эффективность здесь будет не высокой, но тем не менее это ¼λ на 7Мгц и работать она будет.

С куском проволоки длиной около 20 метров, вы можете эффективно работать на 14 и 7Мгц, а также на всех ВЧ-диапазонах до 29Мгц и проводить местные QSO на 3.6Мгц. Замечу, что если условия позволят подвесить один конец провода на высоте не менее 10 метров, то на 3.6Мгц вы сможете проводить и дальние связи.

...как вешать будем?
С проводом и его длиной опеределились, теперь нужно разобраться как вешать кусок провода в пространстве, чтобы максимально эффективно работать малой мощностью (а мы используем FT-817) на КВ диапазонах.

Классический вариант подвеса антенн такого типа, это наклонный лучь. Один конец цепляем за дерево, на максимально возможной высоте (обычно 3 - 6 метров). Этот вариант вы видите на картинке. В сторону наклона наблюдается совсем небольшая направленность. Чтобы повысить эффективность антенны, при длине провода 20 метров, можно использовать дополнительную мачту из удилища или палки, как показано на картинке.

На средней картинке справа, направление излучения будет иметь небольшой максимум в противоположную сторону от наклона луча. На нижней картинке слева, в диапазоне 14Мгц, мы получаем прижатый лепесток и небольшое усиление. На 7МГц, такой вариант работает как и полуволновой вибратор, только запитанный скраю, а не в центре.

Особенность всех этих антенн (на основе длинного провода), в том что излучают они одновременно как горизонтальную так и вертикальную поляризацию. При небольшой мощности передатчика (5Вт), это скорее минус, потому что излучение неравномерно делится между поляризациями и соответственно уменьшается в каждой из них.

Могут ли антенны типа лучь, соперничать с диполями и штырями? И да и нет, лучь проще и быстрее повесить, чем диполь. Эффективность лучей чуть ниже (при одинаковой высоте подвеса), только за счёт излучения двух поляризаций. В реальном эфире, при определённых условиях это может быть незаметно.

Важное приемущество лучей - многодиапазонность, без каких-либо переключениё и коммутаций. В заключении, несколько общих советов, которые помогут вам получить максимальную эффективность антенной системы:

Если вы идёте в известное место, где есть опора на которую можно поднять один конец провода, то мачту (удилище) можно не брать.

UA6HJQ
http://ua6hjq.qrz.ru/ant/kusok.htm

В экстренных случаях, можно проводить QSO даже на кусок провода длиной 10 или 20м, подвешенный всего 2 - 3 метра над землёй.

Не располагайте лучь вплотную к деревьям, используйте синтетическую бельевую веревку, чтобы удалить полотно антенны как можно дальше.

Во многих случаях полезно корпус MFJ-902 заземлить или использовать противовес (любой кусок провода длиной 5 - 20м). Если вокруг есть земля, используйте несколько колышков, вбитых в землю и соединенных проводом любой длины с корпусом тюнера.

В лесу, вешайте провод как inv.V, а тюнер подключайте с любой стороны.

В дождь и снег, MFJ-902 нужно защитить от влаги. Можно завести край антенны (к которому подключается тюнер) - прямо в палатку.

Трансивер и тюнер соединяют между собой 50-и омным кабелем, любой длины.

Пришла пора рассказать важную информацию: зачем сдирали обмотку кабеля при конструировании простейшего несимметричного вибратора для приема цифрового телевидения, когда показывали, как сделать самую простую антенну. Напомним, в этих целях кусок коаксиального кабеля выбранной длины зачищался от изоляции, снабжался f-разъемом и втыкался в приставку. Располагали горизонтально и, по возможности, перпендикулярно направлению прихода сигнала. Подобная несложная конструкция ловит сигнал в городах без труда. Но, обратите внимание, в рациях рекомендовали использовать оплетку, замыкая на жилу у основания при стыковке с платой. Уже рассказали, как сделать антенну собственными руками для любого случая, а теперь перейдем к тонкостям.

Диапазон частот

Для изготовления правильной антенны выясните диапазон частот. В дальнейшем задача сводится к поиску готовых конструкций. Вероятно, читатели не станут брать в библиотеке учебник по расчету антенн и высчитывать размеры. Есть возможность воспользоваться готовыми чертежами, требуется определить частоту канала в Гц и структуру сигнала (тип поляризации).

Информация, умалчиваемая в пособиях по изготовлению самодельных антенн

В обзоре изготовления антенны Харченко упомянули, что для каждой частоты используют фиксированный диаметр провода. Чем больше длина волны, тем материал толще. Понятно, что при определенных условиях достать проволоку нужного диаметра уже не получается, потому конструируют из пластин либо создают несколько контуров. Что касается простых вибраторов, упоминали, что повышение толщины медной жилы расширяет полосу принимаемых частот. На чем и основан принцип действия фрактальных биконусных антенн, изобретенных более века назад.

Получается, что толщина провода вносит коррективы. Для длинноволновых антенн и рекомендуется применять антенные канатики. Данный материал подобен одножильной полевки. Прочный и тонкий антенный канатик не искажает характеристик, в отличие от обычной проволоки, толщина которой может оказаться значительной. Как подобный момент учитывать при конструировании. Длина полуволнового вибратора меньше идеальной расчетной. Исключительно в рассматриваемом случае обеспечивается точное попадание частоты в резонанс. Чем толще проволока, тем дальше уход. Что касается канатиков и тонкой проволоки, то в их случае длина составляет 97% расчетной. Теперь становится понятно, почему при ловле цифрового мультиплекса снимали оплетку.

Для радиостанций оставляли экран, в основном, для хороших эксплуатационных качеств. Внешняя изоляция кабелей прочная, и антенна для рации долговечна. Правда, длину следует брать меньше расчетной. Проще определить нужные размеры опытным путем, отрезая немного от кабеля и измеряя дальность приема. А теперь приведем таблицу, где даны длины полуволновых вибраторов и толщины проволоки. Цифры сведены в таблицу. По столбцам идут номера каналов, по строкам длины полуволновых вибраторов в зависимости от двух толщин медной проволоки, 1,5 мм и 4 мм.

Видно, что разница составляет 1 см до нескольких миллиметров и падает с ростом частоты. Это не удивительно, скорее поправка связана с уменьшающейся длиной волны. Поясним, что дело касается телевидения, укажем частоты для приведенных каналов.

Это несущие изображения, близкие к левой границе полосы канала. Звук располагается симметрично сверху. Соответственно, не окажется ошибкой настроить полуволновой вибратор на это значение. Тогда для серединной частоты антенна окажется чуть коротковата, что и требуется. Выше приведена точная таблица, ею руководствуемся для создания приемной системы телевещания. Что делать, если провод отличается по диаметру от указанного. Сообразно чуть изменить длину самодельной антенны. Кстати, не забывайте, что для телевидения полуволновой вибратор расположен горизонтально, а для радиоприемников – вертикально, этим учитывается поляризация сигнала. В первом случае антенна перпендикулярна направлению на станцию вещания.

Согласование и симметрирование самодельных антенн

Тем, кто привык пользоваться покупными антеннами, потребуется выучить два вопроса:

1. Симметрирование самодельных антенн.
2. Согласование антенн с кабелем (фидером).

Начнем со второго, так как он очевиднее. В каждой линии волна двигается, отражаясь от стенок. Задан угол переотражения. Собственно, и длина волны в линии меняется, что не так важно в рассматриваемом случае. Сопротивление меди не играет великой роли, ведь волна бежит в диэлектрике, хотя и активная составляющая накладывает ограничения. Энергия отражается экраном и не выходит за пределы линии.

Разумеется, чем выше проводимость металла, тем потери окажутся меньше. Идеальный коаксиальный кабель с золотым напылением. Кстати, прочий тип линий – волноводы – подобным качеством обладает. Потому стоят дорого (а в паспорте указана процентная доля драгоценных металлов, подлежащих сдачи государству при утилизации).

Когда волна бежит внутри линии, то отражается от препятствий. Проще проиллюстрировать на примере оборудования для исследования высоковольтных линий. Специальный фургон с аппаратурой в кабель посылает электрический сигнал звуковой частоты. Тот отражается от любой муфты, но, так как у ремонтников имеется карта, подобные неоднородности не интересуют. Но обрыв заметен на фоне регулярных источников отражения. Из примера понятно, как важна однородность линии. Согласование преследует цели исключения помех движению сигнала. Как правило, речь идет о такой неоднородности, как неодинаковые волновые сопротивления участков линии.

Наглядный, но слабый пример: представить канал с текущей по нему водой. Русло сужается, образуется круговорот. Но волне в линии все равно «сужается» или «расширяется» канал, все равно частично поворачивает назад. Причем процесс повторяется многократно: волна, как маятник, бегает туда и сюда, постепенно затухая. Подобные процессы снижают качество приема. Не так просто добиться согласования. Антенны наделены волновым сопротивлением, в точности, как у линии.

При излучении волна испытывает на себе сопротивление. Соответственно, теряется часть мощности. Это сопротивление называют волновым.

Отличие от активного, что волновое сопротивление зависит от длины волны (частоты сигнала). Измеряют при помощи генератора и высокочастотного вольтметра, как обычное. Это сопротивление равно для радио 50 Ом, а для телевещания – 75 Ом. Сообразно кабелю. На практике далеко не всегда получается. Для этого собирают согласующие устройства, к примеру, четвертьволновые трансформаторы. Передают энергию почти без потерь, точная настройка антенны ведется по КСВ метру. В случае полуволновых вибраторов допустимо укорачивать плечи и смотреть, изменились ли к лучшему параметры.

Телевидение приняло за стандарт кабель 75 Ом. И волновое сопротивление полуволнового вибратора составляет 75 Ом. Согласование в данном случае не требуется. Но симметрирующее устройство собрать нужно. И покажем, как это сделать. Ниже приведен рисунок простейшего приспособления для этих целей. Сам он взят с сайта http://lib.qrz.ru/node/1033, где появился, как полагаем, благодаря одной из многочисленных книг на тему конструирования антенн. Приводим ниже таблицу с указанием длин а и б, а провод является отрезком коаксиального кабеля.

Разумеется, выдуманы и прочие разновидности антенн, некоторые годятся и в качестве комнатных. Полуволновой вибратор хорош простотой. Подобная самодельная антенна принимает цифровой мультиплекс, изготавливается из подручного материала. Длинные вибраторы ставят на растяжки и вешают между домами (прием телевещания). Часть конструкций достигают в высоту жилого многоквартирного дома. Неудивительно, что радиолюбители подобные ставят редко.

В эпоху СССР гражданам удавалось связаться с США. Длинные волны огибали земную поверхность и с трудом улавливались пеленгаторами спецслужб. Не скажем, использовались подобные методики диссидентами, но любители баловались, закрывая глаза на разрешенные для бытовой связи диапазоны.

Теперь читатели знают, как сделать антенну самостоятельно.

vashtehnik.ru

Согласование кабеля 75 Ом с 50 Ом на УКВ

Иногда при отсутствии кабеля с нужным волновым сопротивлением возникает необходимость применить коаксиальный кабель имеющийся под рукой. Вместо кабеля 50 Ом можно с успехом использовать кабель 75 Ом. Как согласовать выход трансивера и фидерную линию? Это несложно!

Варианты согласующих устройств для диапазона 144 МГц

Вид на монтаж согласующего устройства

Внешний вид законченного блока.

В первом варианте как правило, для настройки хватает растяжения/сжатия катушки. (При применении постоянных конденсаторов емкостью 22 pF.)

Данные катушки: 4 витка. Диаметр провода 1 mm . Диаметр оправки катушки 5 mm. или

2 витка. Диаметр провода 2 mm . Диаметр оправки катушки 10 mm.

Настройка- по минимуму КСВ.

При перестройке по диапазону возможно придется подстраивать согласующее устройство поэтому вторая схема наиболее предпочтительна так как в ней есть переменные конденсаторы.

www.ruqrz.com

10.4. Согласующие и симметрирующие устройства

Поиск по сайту

Под согласованием понимают обеспечение равенства волнового сопротивления фидера входным сопротивлениям антенны и телевизора. Особое значение для повышения качества изображения имеет согласование фидера со входом телевизора.

У современных телевизоров вход несимметричный, 75-омный, поэтому при использовании в качестве фидера коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом согласование на входе телевизора обеспечивается автоматически. Что касается точности согласования фидера с антенной, то оно играет роль преимущественно при приеме слабых сигналов.

Симметрирование - это подключение симметричной антенны (имеется в виду «электрическая» симметрия) к несимметричному фидеру (коаксиальный кабель), при котором исключаются протекание токов по внешнему проводнику (оплетке) фидера и его антенный эффект. Антенный эффект может возникнуть в любом фидере при неправильном подключении его к антенне, что приводит к искажению диаграммы направленности антенны и приему помех.

Если фидерная линия возбуждается под действием электромагнитного поля, при приеме сигналов от близко расположенного передатчика на вход телевизора будут поступать два сигнала - от антенны и фидера. Более слабый сигнал, принятый фидерной линией, достигнет входа первым. В результате на экране могут появиться менее контрастные изображения, сдвинутые влево от основного. Если сдвиг между основным и повторным изображениями невелик, основное изображение получается нечетким, а его контуры - утолщенными. В условиях дальнего приема антенный эффект приводит к уменьшению соотношения сигнал/шум на входе телевизионного приемника.

Симметрирующее устройство должно выполнять роль перехода, который позволяет соединить симметричные относительно земли антенны с несимметричным фидером. Согласующее устройство должно преобразовать входное сопротивление антенны до уровня волнового сопротивления фидера, благодаря чему обеспечивается максимальный сигнал на входе телевизора.

Симметрирующий мостик (рис. 10.11) представляет собой две металлические трубки (1), которые прикрепляются к концам активного вибратора (2) антенны путем сварки, болтовыми соединениями и другими способами в точках А и Б, и закороченные на расстоянии четверти длины волны в свободном пространстве металлической перемычкой (3) произвольной ширины. Важно обеспечить надежный контакт с трубками мостика, особенно если предусмотрена возможность небольшого передвижения перемычки. Путем незначительного изменения длины М мостика с помощью короткозамыкающей перемычки можно добиться наибольшей контрастности изображения на экране телевизора, особенно при слабом принимаемом сигнале.

Расстояние между трубками мостика не критично, в основном оно определяется разрывом между концами вибратора антенны. На метровых волнах оно может быть 50...100 мм, на дециметровых - 10...30 мм. Диаметр трубок мостика любой, но он должен быть одинаковым для обеих трубок. Обычно его выбирают таким же, как и диаметр трубок вибратора антенны. Практически на метровых волнах диаметр равняется 10...20 мм, а на дециметровых - 5...10 мм.

Фидер (4) (кабель марки РК с волновым сопротивлением 75 Ом) протягивают внутри одной из трубок - левой или правой. Если кабель протягивают через правую трубку, то и оплетку кабеля припаивают к точке Б, а центральный проводник - к точке А и наоборот. Если кабель невозможно протянуть в трубке, то его прикрепляют к ней в нескольких местах. Если кабель прокладывают к точкам А и Б, нельзя снимать защитную оболочку, так как не будет обеспечено симметрирование антенны.

Симметрируюший короткозамкнутый шлейф (рис. 10.12) представляет собой четвертьволновый мостик на отрезках коаксиального кабеля. Роль трубок мостика играют оплетки кабелей. Оплетку фидера и центральный проводник припаивают к вибратору антенны аналогично мостику. Нижний конец шлейфа (2) соединяют с оплеткой фидера (4) с помощью жесткой металлической перемычки (3), которая одновременно фиксирует расстояние между кабелями. Для перемычки можно использовать оплетку шлейфа. Оплетки кабелей (1) и (2) припаивают друг к другу легкоплавким припоем во избежание оплавления изоляции. Отрезок шлейфа выполняют из кабеля, который идет для изготовления фидера.

Оба конца центрального провода кабеля можно срезать заподлицо и оставить разомкнутыми или спаять с оплетками, так как он не участвует в работе шлейфа. Для обеспечения параллельности кабелей необходимо установить между ними изоляционные распорки (5). Вместо них можно закрепить кабели параллельно друг другу на изоляционной пластине.

Размеры описанных выше устройств для метровых волн приведены в табл. 10.5, а для дециметровых - в табл. 10.6. В верхних каналах диапазона ДМВ длины волн относительно короткие, поэтому трудно установить шлейф длиной 10...15 см. В таких случаях длину шлейфа (мостика) можно увеличить в нечетное количество раз. Принцип работы этих устройств такой же.

Мостик и шлейф имеют одинаковые параметры и диапазонные свойства. Механически более прочен и надежен четвертьволновый мостик, но изготовить его несколько сложнее, чем шлейф.

Оба симметрирующих устройства используют в антеннах, входное сопротивление которых близко к 75 Ом (например, линейный полуволновый вибратор, рамочные антенны, многоэлементные антенны типа «Волновой канал», широкополосные и др.). Мостик и шлейф широко применяются при подключении коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом к синфазным антеннам, когда сумма входных сопротивлений отдельных антенн близка к 75 Ом.

В этих случаях симметрирующие устройства типа мостика и шлейфа обеспечивают согласование входного сопротивления антенны с волновым сопротивлением 75-омного фидера, так как они являются устройствами трансформаторного типа с коэффициентом трансформации, равным единице.

Согласующие четвертьволновые трансформаторы часто применяются в сложных многоэтажных антеннах, а также если нужно трансформировать активное сопротивление нагрузки.

При отсутствии гибких коаксиальных кабелей с необходимым волновым сопротивлением необходимое волновое сопротивление можно получить, включив параллельно несколько одинаковых по длине отрезков кабелей. Например, три параллельно включенных отрезка кабелей с волновым сопротивлением 75 Ом (или два с 50 Ом) образуют линию с волновым сопротивлением 25 Ом.

Полуволновая согласуюше-симметрирующая петля используется для подключения несимметричного фидера к антенне, входное сопротивление которой больше волнового сопротивления фидера (например, к петлевому вибратору антенн типа «Волновой канал»).

Симметрирование петлевого вибратора с помощью отрезка кабеля, длина которого составляет половину длины волны в кабеле, достигается сдвигом фазы сигнала на 180°. Поэтому напряжения на входных зажимах А и Б петлевого вибратора относительно точки нулевого потенциала 0 имеют противоположные фазы, что обеспечивает симметрию токов в левой и правой частях вибратора (рис. 10.13). На внешнюю поверхность оплетки кабеля токи не затекают, так как оплетка изолирована от вибратора.

Согласование с помощью полуволновой петли. При равных диаметрах трубок петлевого вибратора, настроенного в резонанс с принимаемым сигналом, его входное сопротивление составляет 292 Ом. Следовательно, сопротивление каждой половины петлевого вибратора между любым из входных зажимов (А или Б) и точкой нулевого потенциала 0 составляет 146 Ом (292: 2). Известно, что входное сопротивление кабеля, длина которого равна половине длины волны (в кабеле), равно сопротивлению, на которое он нагружен. Следовательно,полуволновая петля передает без изменений сопротивление из точки А в точку Б, которое в каждой из них составляет 146 Ом. В точке Б происходит сложение двух активных параллельно включенных сопротивлений. Общее сопротивление на конце кабеля составляет 73 Ом, что обеспечивает хорошее согласование фидера с петлевым вибратором. Оплетки кабелей фидера и петли необходимо спаять друг с другом.

В табл. 10.5, 10.6 приведена геометрическая длина полуволновой согласующе-симметрируюшей петли частотных каналов MB и ДМВ диапазонов с учетом укорочения длины волны в кабеле.

riostat.ru

Настройка и согласование антенн

Вы можете скачать всю статью в формате WinWord

В практике работы любительских, коммерческих и военных радиостанций пожалуй осталась одна область покрытая мраком таинственности и неопределенности- это сама антенна. То есть один или два провода присоединенных к выходам передатчика и ни с чем не соединенными противоположными концами или замкнутыми в виде петли. За долгие годы работы и наблюдений в эфире чего только не приходилось слышать по поводу их настройки. Начиная от лазания по крыше и отрезания лишних кусков или их загибания до применения различных согласующих устройств рекомендованных в литературе с настройкой по КСВ-метру. Весь диапазон возможных вариантов заполнен бесчисленным количеством конструктивных решений. В известных справочниках по антеннам приводятся лишь рекомендации для копирования. Причем, как показывает практика, оно очень часто не приводит к положительным результатам, что как раз и является следствием начальной неясности всего опубликованного и потому заполняемого чисто опытными частными пробами. Именно это и побудило автора взяться за изучение антенного вопроса, используя все правила проведения научного исследования. Представляется, что результаты его найдут широкое применение и предотвратят излишние мучения и трату сил многих энтузиастов эфира.

Правильно ли мы рассчитываем П- контур.

Где-то в 70-десятые годы в журнале Радио появилась статья об удобстве применения П-контуров в выходных каскадах см. Рис 1. До этого в выходных каскадах использовался параллельный контур с одним конденсатором и катушкой, к которой, через конденсатор с большой емкостью, присоединялась антенна к некоторым средним виткам (это определялось практически). Рис1 Схема П-контура. R- сопротивление нагрузки (антенны),с1, с2- переменные емкости настройки и связи, L- катушка индуктивности. Те, кто использовал П-контур сразу же убедились, что настраиваться на антенну с ним значительно проще, чем это было ранее с параллельным контуром. Из рекомендованного расчета следовало, что он дает возможность согласовать сопротивление излучения антенны (оно же - нагрузка для контура) с эквивалентным сопротивлением выходного каскада. Расчет параметров каскада рекомендовалось проводить по следующим зависимостям: Определяется среднее значение нагрузки 2. Задается значение добротности Q, 3. Вычисляются реактивные сопротивления конденсаторов 4. Определяется реактивное сопротивление катушки индуктивности и далее по формулам и находятся величины емкостей и индуктивности. Например, если задаться значениями, и,то в результате можно получить, и. Неожиданность здесь состоит в том, что если испытать контур с этими параметрами, то сопротивление на входе в него будет вовсе не 3000 ом, как это закладывалось, а 3800 ом за счет появления емкостного реактивного сопротивления в 2450 ом. Причем обнаружить это с помощью КСВ-метра невозможно ибо отраженная волна идет от самого контура а не после него, где устанавливается КСВ-метр. Не правда ли неожиданный вывод? Ведь в справочниках об этом ничего не говорится. Должен заметить, что расчетная задача для этого случае не представляет собой какую-либо новость. Вся теория уже давно разработана и дает возможность точно рассчитать любые цепи. Автор специально составил компьютерную программу рассчитывающую эквивалентные схемы через функции комплексного переменного, где абсолютно точно выявляется этот эффект. Он предсказуем и, по-видимому, известен специалистам. Кстати, наличие дополнительного реактивного сопротивления на практике ликвидируется особым порядком настройки П- контура, когда емкость конденсатора связи постепенно уменьшают при беспрерывной подстройке резонанса конденсатором настройки. В этом случае можно подобрать такое значение емкостей и индуктивности, что входное реактивное сопротивление пропадет. Все это принуждает к более глубокому изучению того, что происходит в П- контуре. Кстати многие уже знакомы с эффектом, когда настроенный по КСВ- метру контур увеличивает мощность при небольшой расстройке. То есть минимум КСВ не дает максимум мощности. Это явление одного и того же порядка, что и появление дополнительного реактивного сопротивления.

Так в чем же дело?

С точки зрения азов радиотехники идея П- контура, связана с комбинацией двух Г-образных звеньев представленных на рис 2 Рис 2. Схемы Г-образных звеньев. Zn- реакт. сопротивления. Если соединить z31 и z32, то это и будет П- контур. Относительно точки соединения эти фильтра представляют собой последовательные контуры с общим напряжением в точке соединения. Напряжение в точки подключения антенны и выходного каскада, ввиду резонанса напряжения, должно быть выше, чем в средней точке. Рассмотрим более подробно вывод необходимых расчетных соотношений.

Расчет П-контура.

Рис. 1 Схема преобразования П-контура к двум последовательным контурам. Поскольку через фильтры проходит одинаковая мощность то добротность фильтров определяется выражениями: и. Общая добротность П- контура - . Отсюда следует, что сопротивление в точке соединения- . Здесь - активное сопротивление последовательного контура в точке соединения двух индуктивностей z31, z32. Пользуясь правилами символического метода расчета сопротивлений вычислим проводимость параллельно соединенных цепей активной нагрузки и конденсатора связи для правого последовательного контура на рис Причем активная нагрузка является сопротивление излучения антенны. Здесь учитывается, что реактивное емкостное сопротивление отрицательно. (1) После преобразований получим выражение (2) При резонансе реактивный, последний член в (2), компенсируется индуктивностью z32. Активная часть представляет собой сопротивление в точке разрыва индуктивности, (3) а индуктивность равна Из (3) следует выражение для расчета z2 (4) Как видно обязательно. Далее вычислим эквивалентное сопротивление левой части П-контура Здесь учитывается, что реактивное индуктивное сопротивление положительно. или умножив и разделив числитель и знаменатель на сопряженное число знаменателю получим. (5) В резонансе последний член равен нулю, что означает равенство нулю его числителя. (6) Совместно с первым членом выражения (5) для реактивных составляющих получаются два уравнения с двумя неизвестными. Для их определения выразим Подставляя это выражение в (6), после преобразований получим (7) Теперь подставим эти комбинации, а также в первый член правой части (5). Отсюда (8) С учетом этого выражения получаются окончательные выражения (9), (10) Как видно здесь обязательно Величина индуктивности определяется суммой необходимой для резонанса правой части контура и левой части (11) Здесь можно дополнительно рассмотреть два предельных случая. Если, то это означает, что входная емкость равна нулю. Иначе она отсутствует. Тогда из (3) . Это означает, что рассматривается последовательный контур, в котором действуют преобразованные зависимости (9) и(10). и Если, то это значит, что конденсатор настройки П- контура отсутствует. Тогда из (10) следует, что, а из (9) - . Это означает, что рассматривается Г-образный последовательный контур, для которого справедливы соотношения

Расчет Т-контура.

В случае Т-контура добротность определяется из соотношения

Отсюда Обозначим сопротивление в точке соединения двух последовательных контуров через r, а сопротивление нагрузки в правой части через R. В этом случае правая часть представляет собой последовательный контур, для которого После умножение числителя и знаменателя на число сопряженное знаменателю получим (12) При резонансе последний член должен быть равным нулю, что означает равенство нулю числителя (13) Выразим Подставляя это выражение в (13) получим (14) и (15) Подставляя теперь, аналогично расчету П-контура, эти значения в первый член правой части (12) получим или (16) С учетом этого значения, (14) и (15) примут вид (17), (18) Здесь подтверждается известное соотношение Конденсатор левой часть фильтра, при резонансе, нагружен параллельно активным сопротивлением r. Для этой пары справедливо выражение (2), в котором необходимо провести замену обозначений (19) Последний член правой части полностью компенсируется индуктивностью z31, а первый член равен эквивалентному сопротивлению источника (20) Отсюда можно определить сопротивление конденсатора настройки (21) Величина индуктивности из (19) равна (22) Емкости рассчитанные по (11) и (14) должны складываться по правилам параллельного включения емкостей. Величина суммарной емкости, по правилам параллельного соединения емкостей, представляет собой сумму емкостей двух контуров, поскольку они соединяются в одной точке.

Варианты двухзвенных согласующих устройств. 1) Устройство согласующее активную нагрузку и активное эквивалентное совпротивление выходного контура. Если необходимо повысить фильтрующие способности этого устройства, то между конденсатором и индуктивностью включается последовательный контур настроенный на эту же частоту.. Тогда получается автотрансформаторный вход передатчика. Реактивное сопротивление конденсатора здесь равно сумме сопротивлений согласующего устройства и кондесатора дополнительного последовательного контура. Если пна подключаемых концах антенны имеется какое-то реактивное сопротивление, то оно может быть нейтрализовано изменением емкости С согласующего устройства. Таким образом это устройство может согласовывать нагрузки, если она меньше эквивалентного сопротивления выходного каскада. Для варианта Для этого устройства целесообразно провести новый расчет Представим это выражение в виде Далее, при последовательном подключении реактивного сопротивление от катушки L1 получим Наконец, введя обозначения и подсоединяя паралелльно катушку XL2 получим Условие резонанаса сводится к равенству нулю мнимого второго члена, что возможно при Отсюда Отсюда следуют два предельных случая, при котором XL2=0 и XL1=0 . После подстановки сюда a и b получим Это очень примечательное выражение, ибо оно дает возможность вычислить сопротивление индуктивности по известному сопротивлению нагрузки и емкостному реактивному соппротивлению параллельного контура. Отсюда видно, что подключение нагрузки к параллельному контуру изменяет частоту резонанса. Расчет по новому выражению для П-контура, для приведенных выше условий, дает значения: с1=60,11 пкф, с2=232пкф, L=9,31мкгн. Как видно, различие в значениях, особенно с2, с ранее приведенным, весьма большое. Именно по этим данным такая настройка и проводится практически. То есть этот расчет показывает, что правильно рассчитанный П-контур действительно хорошо фильтрует сигнал и согласует входное сопротивление антенны в случае отсутствия в нем реактивной составляющей. Но он удобен только в случае лампового выходного каскада с высоким эквивалентным сопротивлением. Для выходного каскада на транзисторах, с низким выходным сопротивлением, расчетные значения конденсаторов оказываются очень большими и трудно выполнимыми практически. Поэтому здесь целесообразно использовать второй вариант комбинации двух Г- образных звеньев, когда они меняются местами и соединяются своими точками с высоким напряжением, а точки с низким напряжением соединяются с антенной и выходным каскадом с низким эквивалентным сопротивлением,. Впрочем, можно несколько изменить Т- контур заменив индуктивности на емкости и наоборот. Тогда будет новый вариант. Можно ли работать на нескольких диапазонах с одной антенной? Судя по рассмотренным выше особенностям П-контура, его применение как согласующего устройства для работы с одной антенной на разных диапазонах, возможно, для ламповых выходных каскадов, если дополнительно компенсировать реактивные сопротивления в самой антенне. Оно ограничено только возможным диапазоном изменения переменных конденсаторов и переменных индуктивностей с переключателями на различное число витков. Допустим очень трудно регулировать очень малые емкости или создавать большие индуктивности. Если антенна питается через коаксиальный кабель, то в принципе это ничего не меняет, ибо надо только рассчитать какой ток он может выдержать в узлах. Для транзисторных выходных каскадов более подходит, описанный выше Т- контур. Однако все зависит еще и от фактических входных параметров антенны на разных диапазонах. Вообще желание иметь одну антенну на все диапазоны вполне осуществимое дело. Надо только хорошо разбираться как это сделать. Трудно ли определить сопротивление излучения и реактивную составляющую антенны на разных диапазонах? Эти параметры также являются весьма завуалированными в различных описаниях, ибо отсутствуют простые способы их определения. Автор практически опробовал несколько вариантов таких устройств и подобрал наиболее удачную схему. Для ее реализации нет необходимости строить специальное сооружение в корпусе ибо в таком виде оно даже может исказить результаты. На первых порах достаточно иметь ГИР (Например, промышленный ГИР1) , микроамперметр на 50 мка с выпрямляющим мостом, два переменных конденсатора 15-500 пкф, две катушки индуктивности в 30 мкгн., с напаянными выводами для захвата крокодильчиками через 2-3 витка, размещенных на корпусах диаметром 60 мм с шагом укладки намотки в 3-1,5мм -для удобства напайки жестких отводов. Можно также использовать катушки со скользящими контактами. Кроме этого надо иметь набор проводов длиной по 10-15 см с крокодильчиками на концах для проведения временных соединений. Затраты на изготовление и приобретение всего названного с лихвой окупятся эмоциональностью лицезрения действия многих полезных функций создаваемого прибора. Полная схема его показана на рис 3: Рис 3. Схема прибора. . Микроамперметр присоединяется параллельно к клеммам 1 совместно с клеммами ВЧ напряжения от ГИРа. Если используется источник ВЧ напряжения с низким выходным сопротивлением, то подключение проводится через резистор. Падение напряжения на нем как раз и фиксируется в резонансе. Установив нужную частоту источника, постепенно увеличивается напряжение ВЧ и проверяется наличие отклонения стрелки прибора.. Теперь можно приступить к первому этапу работы- тарировке емкости конденсаторов по углу поворота и индуктивности по числу витков. Сначала надо добиться резонанса вращением конденсатора С1 в сторону максимума показания прибора. После этого следует увеличить ВЧ напряжение до максимальной точки шкалы. Подключая параллельно контуру различные постоянные конденсаторы и восстанавливая резонанс находится несколько контрольных точек, по которым определяется зависимость емкости конденсатора от угла поворота. Затем по показаниям емкости тарируется катушка индуктивности. Эти данные заносятся в таблицу и интерполируются на целые деления угла поворота через 10 градусов. Аналогичная процедура проводится и с парой С2 , После этого можно приступить к измерениям. Для несведущих напомним, что любая антенна ведет себя двояко. С одной стороны ее можно представить как последовательный контур, соединяющий индуктивность и емкость, и некоторое активное сопротивление называемое сопротивлением излучения. Если к концам 2 на рис 3 подключить активное сопротивление то вместе с L2 и C2 как раз и будет образован последовательный контур. С другой стороны та же самая антенна может работать как параллельный контур по типу L1, C1 с концами 1 замкнутыми сопротивлением излучения. Эти сопротивления, для одной и той же антенны, отличается на порядок. Почему именно так работает антенна никому неизвестно, хотя и есть обоснованные предположения. Но что это именно так, можно убедиться из последующих измерений. Чтобы определить сопротивление излучения при параллельном подключении антенны используется только L1 и C1. Включив ГИР необходимо подать переменное напряжение на одном из рабочих диапазонов добившись резонанса по максимуму отклонения стрелки микроамперметра. Затем необходимо определить емкость конденсатора по углу поворота. После этого к концам катушки L1 подключаются выводы антенны (Для антенны типа длинный провод одним концом является заземление.). После подключения показания прибора снизятся. Это произойдет ввиду наличия в антенне реактивного и активного сопротивления. Вращая ручку конденсатора следует вновь добиться резонанса по максимуму показаний и определить емкость конденсатора. Необходимо также записать новое показание прибора. Если емкость конденсатора увеличилась, то это значит, что антенна обладает дополнительным индуктивным сопротивлением Xa, которое подключаясь параллельно к индуктивному сопротивлению L1 уменьшая его значение. Для определения индуктивного сопротивления антенны, именно в этом случае, необходимо вычислить емкостное сопротивление конденсатора, которое было до подключения антенны и после подключения Xc, Xca, и провести вычисления по формулам X=Xc-Xca Xa=X*Xc/(Xc-X) . Далее по Xa следует вычислить величину индуктивности за зажимах антенны. Подключая затем вместо антенны переменное сопротивление и устанавливая резонанс необходимо добиться того же показания прибора, которое было при подключенной антенне. Это как раз и будет сопротивлением излучения. Если емкость при подключении антенны, в резонансе, уменьшится, то это значит, что антенна обладает дополнительным емкостным сопротивление. Величина изменения емкости конденсатора как раз и будет равна входной емкости антенны. . Работа по определению сопротивления излучению при последовательном резонансе проводится после подключения антенны к разъему 2. При этом устанавливается максимум показаний при вращении конденсатора 1 и минимум показаний при вращении конденсатора 2. Это достигается последовательно несколькими настройками. После этого записываются показания двух конденсаторов и прибора. Далее вместо антенны подключается переменное сопротивление и, повторяя всю процедуру устанавливая резонанс двумя конденсаторами и величину сопротивления так, чтобы добиться прежнего показания прибора. После этого вновь записывают показания двух конденсаторов и тестером измеряют величину переменного сопротивления. Она и будет равна сопротивлению излучения. Величина емкости С1 должна автоматически быть той же, что и при подключении антенны. По значению отклонения С2 с антенной и с активным сопротивлением можно найти величину реактивного сопротивления антенны. Если емкость с антенной была меньше, чем с активным сопротивлением, то это значит, что антенна имеет дополнительное индуктивное входное сопротивление, которое в приборе компенсируется уменьшением емкости. Это уменьшение и будет численно равно индуктивному сопротивлению. Если, наоборот, емкость с антенной больше, что означает уменьшение емкостного сопротивления, то следовательно антенна имеет дополнительное емкостное сопротивление- как раз то, на которое уменьшилось сопротивление конденсатора. Точка подключения к контуру L1, C1 определяется удобством измерений. В качестве примера ниже приведены результаты таких измерение для антенны типа LW длинный провод с заземлением имеющей собственную резонансную частоту в 5,94 мгц. Сопротивление в омах Частота в мгц. Параллельное соединение Последовательное соединение 28 21 14 7 3,5 1,84 Активное 75 Реактивное -210 Активное 61 Реактивное -210 Активное 1600 Реактивное -25 Активное 100 Реактивное -25 Активное 3800 Реактивное 0 Активное 43 Реактивное -500 Активное 2300 Реактивное 170 Активное 44 Реактивное 700 Активное 25 Реактивное -130 Активное 22 Реактивное -510 Активное 1900 Реактивное -690 Активное 25 Реактивное -750 Как видно, результаты, что называется не предсказуемы. Точность измерений здесь находится в пределах 10-20 процентов. Менее точно измеряются параметры на более высоких диапазонах. Что же дальше? После определения сопротивления излучения и реактивного сопротивления на всех диапазонах антенна была подключена к П- контуру передатчика с возможностью регулировки мощности в пределах 1-20 ватт и минимальным эквивалентным сопротивлением выходного каскада на лампе ГУ-50 равным 7500 ом. В результате оказалось, что на 28 мгц антенна работала в последовательном резонансе с добротностью порядка 11, что можно подсчитать разделив 7500 на сопротивление излучения в 75 ом и извлекая квадратный корень из по полученного значения. На 21 мгц антенна работала в параллельном резонансе. На 14 мгц удалось добиться согласования регулировкой конденсаторов контура, но антенна работала в параллельном резонансе- то есть конденсатор связи пришлось уменьшить почти до предела. Естественно большое сопротивление нагрузки привело к уменьшению добротности до 1,4. При этом естественно фильтрация гармоник практически отсутствовала (для нормальной работы добротность должна быть не ниже 8). На 7 мгц антенна также работала в параллельном подключении с плохими фильтрующими свойствами. На частотах 3,5 и 1,84 мгц добиться хотя бы удовлетворительной работы не удалось. Далее были предприняты попытки применить дополнительные согласующие устройства. На частоте 28 мгц оказалось удобным подключить в разрыв антенны последовательный контур настроенный на эту же частоту переменным конденсатором из того же набора, что и в измерениях. Установка последовательного контура здесь играет двойную роль. Он, с одной стороны, компенсирует излишнее реактивное сопротивление антенны, и действует как фильтр-пробка для гармоник. Путем последующей подстройки контура на 28 мгц удалось несколько улучшить согласование, то есть анодный ток увеличился. На 21 мгц таким добавлением также несколько улучшилось согласование. На частоте 14 мгц добиться перехода в последовательный резонанс не удалось. Но за счет установки последовательного контура значительно увеличилась добротность и емкость конденсатора связи стала больше. То есть произошло смещение в сторону последовательного резонанса и добротность стала равной примерно 8. Отдаваемая мощность увеличилась примерно на 20 процентов.. Это же самое произошло и на частоте 7 мгц., где мощность увеличилась на 25-30 процентов. На частоте 3,5 мгц., с помощью последовательного контура удалось полностью компенсировать реактивное сопротивление и антенна хорошо работала в последовательном резонансе отдавая полную мощность при высокой добротности- около 20-ти. На частоте 1,84 мгц оказалось целесообразным подключить антенну к параллельному контуру и того же набора, что и при измерениях. Затем на 1/5 витков катушки был подключен выход передатчика, что снизило сопротивление нагрузки до 760 ом Далее настройкой П-контура и конденсатора параллельного контура весьма своеобразным способом удалось добиться полного согласования и отдачи мощности так, что этот диапазон стал доступным несмотря на 13-метровую антенну. Из параметров антенны должно быть ясным почему именно на этом диапазоне пришлось применить параллельный контур- ведь сопротивление излучения в параллельном резонансе, для этого диапазона, очень велико. Таким образом в данном конкретном случае удалось согласовать имеющуюся антенну для работы на всех диапазонах без каких-либо действий над самой антенной, а лишь только путем установки дополнительного последовательного контура.. Только в диапазоне 1,84 мгц был установлен дополнительный параллельный контур. Думаю, что таким же образом можно исследовать любую антенну и добиться удовлетворительной или даже хорошей ее работы не загрязняя эфир побочными излучениями. Характерной особенностью работы настроенной антенны является полное совпадения максимума мощности с максимумом тока и напряжением в антенне и максимумом анодного тока, а также максимума напряженности поля. Таким образом однозначно решается вопрос о способе определении точки полной настройки антенны- ее можно определять только по максимальному анодному току. КСВ-метр оказался лишним. Кстати он определяет только отношение мощности отраженной или возвращаемой мощности, ввиду несогласованности, к подводимой, но не раскрывает причину почему это происходит. При полном согласовании полностью пропадают признаки какого-либо самовозбуждения или наличия ВЧ на ключе, педали управления и наушниках. Более того практически исчезают помехи телевидению там, где ранее, как казалось, они были неизбежны. Приведенный пример послужит помощью тем, кто уже имеет передатчик с П- контуром. Для тех же, кто имеет импортную аппаратуру с фиксированным выходным эквивалентным сопротивлением, например в 50 ом, то здесь несколько сложней добиться именно такого входного сопротивления от антенны. Очевидно придется сделать специальное согласующее устройство использующее свойства Г- образного звена последовательного контура... Беспокоиться о фильтрации гармоник здесь не придется ибо на выходе, как правило, сигнал уже хорошо отфильтрован. Надо только избавиться от реактивной составляющей за счет дополнительного значения последовательного включения емкости или индуктивности. Для тех, кто занимается конструированием передающей аппаратуры на транзисторах придется решать задачу согласования при очень маленьком эквивалентным сопротивлении выходного каскада. Как отмечено выше это удобней сделать Т-контуром. Например, антенна, с приведенными выше параметрами, согласовывалась с транзисторным выходом трансивера мощностью 2 ватта, с эквивалентным выходным сопротивлением в 35 ом, на трех диапазонах 14, 7 и 3,5 мгц. В первом случае, ввиду отсутствия реактивной составляющей антенны, использовался Т-контур, в котором катушка индуктивности подключалась одним концом к массе, а ко второму концу подключался корпус двухсекционного переменного конденсатора, неподвижные и изолированные секции которого образовывали две ветви. К одной из них подключалась антенна, а ко второй -выход передатчика. Затем подбором витков и настройкой в резонанс по максимуму коллекторного тока устанавливалось полное согласование. Впрочем на этом же диапазоне хорошо работал просто последовательный контур, у которого катушка индуктивности подключалась к массе, а конденсатор- к выходу трансивера. Антенна присоединялась к части витков катушки индуктивности так, чтобы при резонансе ток был максимально допустимым. Кстати, этот вариант очень простой и удобный. Надо только соблюдать условия достаточности фильтрации сигнала устанавливая значения емкости и индуктивности соответствующие большой добротности. Добротность рассчитывается как корень квадратный из частного от деления сопротивления в точке соединения этих элементов на эквивалентное сопротивление выходного каскада. На диапазоне 7 мгц использовался только последовательный контур подключенный как описано выше. Поскольку на этом диапазоне антенна имеет дополнительное индуктивное сопротивление, то, при подключении ее к части витков индуктивности контура, уменьшает индуктивность той части катушки, к которой она присоединяется. Это уменьшение компенсируется подстройкой конденсатора. На диапазоне 3,5 мгц также использовался последовательный контур. При этом катушка индуктивности подключалась к массе, а антенна- к конденсатору. Выход от передатчика подключался к части витков катушки индуктивности. Поскольку на этом диапазоне антенна имеет емкостное сопротивление, то оно компенсируется увеличенной индуктивностью контура. Таким образом и в этом случае удается добиться хорошего согласования. Заключение За долгую и славную эпоху существования радиолюбительского движения энтузиасты эфира внесли большой вклад в теорию и практику проведения связей и конструирования аппаратуры. Думаю, что появление этой статьи побудит новую волну многочисленных исследователей по раскрытию еще неизвестных закономерностей в области антенн. Мы просто должны преодолеть то, что нам еще неизвестно или в чем мы сомневаемся. Несмотря на появление специальных импортных Матч-боксов, в том числе и встроенных в трансивер, с автоматической подстройкой под любую антенну, которые как бы уже все решают, в основе их, все еще, просто механическая копировка известных решений без осмысленного применения. Основываясь на изложенных здесь принципах и при использовании компьютерных программ, можно быстро рассчитать любое устройство и, затем, с меньшими затратами провести опытную проверку с минимальной доработкой. Это дает также возможность внести изменения в существующие конструкции, где по разным причинам оказались скрытыми неучтенные возможности или погрешности в расчетах.

Антенные согласующие устройства. Тюнеры

АСУ. Антенные тюнеры. Схемы. Обзоры фирменных тюнеров

В радиолюбительской практике не так часто можно встретить антенны, в которых входное сопротивление является равным волновому сопротивлению фидера, а также выходному сопротивлению передатчика.

В преимущественном большинстве случаев обнаружить такое соответствие не удается, поэтому приходиться использовать специализированные антенные согласующие устройства. Антенна, фидер и выход передатчика (трансивера) входят в единую систему, в которой энергия передаётся без каких-либо потерь.

Нужен ли вам антенный тюнер?

От Алексея RN6LLV:

В данном видео я расскажу начинающим радиолюбителям об антенных тюнерах.

Для чего нужен антенный тюнер, как его грамотно использовать совместно с антенной, и какие типичные заблуждения о применении тюнера бытуют у радиолюбителей.

Речь идёт о готовом изделии - тюнере (произведённом фирмой), если есть желание построить собственный, сэкономить или поэкспериментировать - то можно видео пропустить и см. далее (ниже).

Совсем внизу - обзоры фирменных тюнеров.

Антенный тюнер, антенный тюнер купить, цифровой тюнер +с антенной, автоматический антенный тюнер, антенный тюнер mfj, кв антенные тюнера, антенный тюнер +своими руками, антенный тюнер кв диапазона, схема антенного тюнера, а нтенный тюнер LDG, ксв метр

Вседиапазонное согласующее устройство (с раздельными катушками)

Переменные конденсаторы и галетный переключатель от Р-104 (блок БСН).

При отсутствии указанных конденсаторов, можно применить 2-секционные, от вещательных радиоприемников, включив секции последовательно и изолировав корпус и ось конденсатора от шасси.

Также можно применить обычный галетный переключатель, заменив ось вращения на диэлектрическую (стеклотекстолит).

Данные контурных катушек тюнера и комплектующих:

L-1 2,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.

L-2 4,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.

L-3 3,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.

L-4 4,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.

L-5 3,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.

L-6 4,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.

L-7 5,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.

L-8 8,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.

L-9 14,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.

L-10 14,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.

Источник: http://ra1ohx.ru/publ/skhemy_radioljubitelju/soglasujushhie_ustrojstva_antennye_tjunery/vsediapazonnoe_su_s_razdelnymi_katushkami/19-1-0-652

Простое согласование антенны LW - "длинный провод"

Нужно было срочно запустить 80 и 40 м в чужом доме, выхода на крышу нет, да и времени на установку антенны нет.

Бросил с балкона третьего этажа на дерево полёвку чуть более 30 м. Взял кусок пластиковой трубы диаметром примерно 5 см, намотал порядка 80 витков провода диаметром 1 мм. Снизу сделал отводы через каждые 5 витков, а сверху через 10 витков. Собрал на балконе вот такое простейшее согласующее устройство.

На стенку повесил индикатор напряжённости поля. Включил диапазон 80 м в режиме QRP, сверху катушки подобрал отвод и конденсатором настроил свою "антенну " в резонанс по максиму показаний индикатора, потом внизу подобрал отвод по минимуму КВС.

Времени не было, а посему галетники не ставил. и по виткам "бегал " при помощи крокодильчиков. И вот на такой суррогат мне отвечала вся европейская часть России, особенно на 40 м. На мою полёвку даже никто не обратил внимания. Это конечно не настоящая антенна, но информация будет полезна.

RW4CJH info - qrz.ru

Согласующее устройство для антенн НЧ диапазонов

Радиолюбители, проживающие в многоэтажных домах, нередко применяют на НЧ диапазонах рамочные антенны.

Такие антенны не требуют высоких мачт (их можно натянуть между домами на сравнительно большой высоте), хорошего заземления, для их питания можно применить кабель, да и помехам они меньше подвержены.

На практике удобен вариант рамки в виде треугольника, так как для ее подвески требуется минимальное число точек крепления.

Как правило, большинство коротковолновиков стремятся использовать такие антенны в качестве много диапазонных, однако в этом случае крайне сложно обеспечить приемлемое согласование антенны с фидером на всех рабочих диапазонах.

В течение более чем 10 лет я использую антенну типа "Дельта" на всех диапазонах от 3.5 до 28 МГц. Ее особенности - это расположение в пространстве и использование согласующего устройства.

Две вершины антенны закреплены на уровне крыш пятиэтажных домов, третья (разомкнутая) - на балконе 3-го этажа, оба ее провода введены в квартиру и подключены к согласующему устройству, которое соединено с передатчиком кабелем произвольной длины.

При этом периметр рамки антенны около 84 метров.

Принципиальная схема согласующего устройства приведена на рисунке справа.

Согласующее устройство состоит из широкополосного симметрирующего трансформатора Т1 и П-контура, образованного катушкой L1 с отводами и подключаемыми к ней конденсаторами.

Один из вариантов выполнения трансформатора Т1 приведен на рис. слева.

Детали. Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце диаметром не менее 30 мм с магнитной проницаемостью 50- 200 (некритично). Обмотка выполняется одновременно двумя проводами ПЭВ-2 диаметром 0,8 - 1,0 мм, число витков 15 - 20.

Катушка П-контура диметром 40...45 мм и длиной 70 мм выполнена из голого или эмалированного медного провода диаметром 2-2.5 мм. Число витков 13, отводы от 2; 2,5; 3; 6 витков, считая от левого по схеме вывода L1. Подстроенные конденсаторы типа КПК-1 собраны на шпильках в пакеты по 6 шт. и имеют емкость 8 - 30 пФ.

Настройка. Для настройки согласующего устройства необходимо в разрыв кабеля включить КСВ метр. На каждом диапазоне согласующее устройство настраивается по минимуму КСВ с помощью подстроенных конденсаторов и при необходимости подбором положения отвода.

Советую перед настройкой согласующего устройства отсоединить от него кабель и настроить выходной каскад передатчика, подключив к нему эквивалент нагрузки. После этого можно восстановить соединение кабеля с согласующим устройством и выполнить окончательную настройку антенны. Диапазон 80 метров целесообразно разбить на два поддиапазона (CW и SSB). При настройке легко добиться КСВ близкого к 1 на всех диапазонах.

Данную систему можно использовать также на WARC диапазонах (надо только подобрать отводы) и на 160 м, соответственно увеличив число витков катушки и периметр антенны.

Необходимо отметить, что все сказанное выше справедливо только при непосредственном подключении антенны к согласующему устройству. Конечно, данная конструкция не заменит "волновой канал" или "двойной квадрат" на 14 - 28 МГц, но она хорошо настраивается на всех диапазонах и снимает многие проблемы у тех, кто вынужден использовать одну многодиапазонную антенну.

Вместо переключаемых конденсаторов можно применить КПЕ, но тогда придется каждый раз настраивать антенну при переходе на другой диапазон. Но, если дома такой вариант неудобен, то в полевых или походных условиях он вполне оправдан. Уменьшенные варианты "дельты" для 7 и 14 МГц я неоднократно применял при работе в "поле". При этом две вершины крепились на деревьях, а питающая подключалась к согласующему устройству, лежащему непосредственно на земле.

В заключение могу сказать, что используя для работы в эфире только трансивер с выходной мощностью около 120 Вт без каких-либо усилителей мощности, с описанной антенной на диапазонах 3,5; 7 и 14 МГц никогда не испытывал затруднений, при этом работаю, как правило, на общий вызов.

С. Смирнов, (EW7SF)

Конструкция простого антенного тюнера

Конструкция антенного тюнера от RZ3GI

Предлагаю простой вариант антенного тюнера, собранного по Т-образной схеме.

Опробованы совместно с FT-897D и антенной IV на 80, 40 m.

Строится на всех КВ диапазонах.

Катушка L1 намотана на оправке 40 мм с шагом 2 мм и имеет 35 витков, провод диаметром 1,2 - 1,5 мм, отводы (считая от "земли") - 12, 15, 18, 21, 24, 27, 29, 31, 33, 35 витков.

Катушка L2 имеет 3 витка на оправке 25 мм, длина намотки 25 мм.

Конденсаторы С1, С2 с Сmax = 160 пф (от бывшей УКВ станции).

КСВ метр применяется встроенный (в FT - 897D)

Антенна Inverted Vee на 80 и 40 метров - строится на всех диапазонах.

Юрий Зиборов RZ3GI.

Фото тюнера:

«Z-match» антенный тюнер

Под названием «Z-match» известно превеликое множество конструкций и схем, я бы даже сказал больше конструкций чем схем.

Основа схемного решения от которого я отталкивался широко распространена в интернете и offline литературе, всё выглядит примерно так (см. справа):

И вот, рассматривая множество различных схем, фотографий и заметок размещенных в сети, родилась у меня идея собрать и для себя антенный тюнер.

Под рукой оказался мой аппаратный журнал (да, да, я приверженец старой школы - олдскул, как выражается молодёжь) и на его страничке родилась схема нового, для моей радиостанции прибора.

Пришлось изъять страничку из журнала «для приобщения к делу»:

Заметно, что имеют быть значительные отличия от первоисточника. Я не стал применять индуктивную связь с антенной с её симметричностью, для меня достаточно автотрансформаторной схемы т.к. питать антенны симметричной линией не планируется. Для удобства настройки и контроля за антенно-фидерными сооружениями я добавил в общую схему КСВ-метр и Ваттметр.

Покончив с расчетами элементов схемы можно приступить к макетированию:

Кроме корпуса приходится изготавливать и некоторые радиоэлементы, одной из немногих радиодеталей которую радиолюбитель может сделать сам это катушка индуктивности:

А вот, что получилось в результате, внутри и снаружи:

Еще не нанесены шкалы и обозначения, лицевая панель безлика и не информативна, но главное РАБОТАЕТ!! И это хорошо…

R3MAV. info - r3mav.ru

Согласующее устройство по аналогии Alinco EDX-1

Эта схема антенного согласующего устройства заимствована мной с фирменного Alinco EDX-1 HF ANTENNA TUNER, который работал с моим DX-70.

Детали:

С1 и С2 300 пф. Конденсаторы с воздушным диэлектриком. Шаг пластин 3 мм. Ротор 20 пластин. Статор 19. Но можно применить сдвоенные КПЕ с пластиковым диэлектриком от старых транзисторных приёмников или с воздушным диэлектриком 2х12-495 пф. (как на снимке)

Вы спросите: «А не прошьёт?». Дело в том, что коаксиальный кабель припаян непосредственно к статору, а это 50 Ом, и где должна проскочить искра при таком низком сопротивлении?

Достаточно от конденсатора протянуть "голым" проводом линию длиной 7-10 см, как он сгорит синим пламенем. Для снятия статики конденсаторы можно зашунтировать резистором 15 кОм 2 W. (цитата из "Усилители мощности конструкции UA3AIC").

L1 - 20 витков посеребренного провода Д=2.0 мм, бескаркасная Д=20 мм. Отводы, считая от верхнего по схеме конца:

L2 25 витков, ПЭЛ 1.0, намотана на двух, сложенных вместе ферритовых кольцах, размером Д наруж.=32 мм, Д вн.=20 мм.

Толщина одного кольца = 6 мм.

(Для 3.5 МГц).

L3 28 витков, а всё остальной как у L2 (Для 1.8 МГц).

Но, к сожалению, в то время я не смог найти подходящих колец и поступил так: Выточил из оргстекла кольца и на них намотал провода до заполнения. Соединил их последовательно – это получился эквивалент L2.

На оправке диаметром 18 мм (можно использовать пластиковую гильзу от охотничьего ружья 12 калибра) виток к витку намотал 36 витков – это получился аналог L3.

На снимке все видно. И КСВ-метр тоже. КСВ метр из описания Тарасова А. UT2FW «КВ-УКВ» № 5 за 2003 год.

Согласующее устройство для антенн дельта, квадрат, трапеция

Среди радиолюбителей большую популярность имеет петлевая антенна периметром 84 м. В основном его настраивают на 80М диапазон и с небольшим компромиссом его можно использовать на всех радиолюбительских диапазонах. Такой компромисс можно принять если работаем ламповым усилителем мощности, но если имеем более современный трансивер, там дело уже не пойдет. Нужен согласующее устройство, который устанавливает КСВ на каждом диапазоне, соответствующий нормальной работе трансивера. HA5AG рассказывал мне за простое согласующее устройство и прислал мне краткое его описание (смотри рисунок). Устройство разработано для петлевых антенн практически любой формы (дельта, квадрат, трапеция, и.т.д.)

Краткое описание:

У автора согласующее устройство было опробовано на антенне, форма которого почти квадрат, установленная на высоте 13 м в горизонтальном положении. Входное сопротивление этой QUAD антенны на 80 м –ом диапазоне 85 Ом, а на гармониках 150 – 180 Ом. Волновое сопротивление питающего кабеля 50 Ом. Задача стояла согласовать этот кабель с входным сопротивлением антенны 85 – 180 Ом. Для согласования был применен трансформатор Tr1 и катушка L1.

В диапазоне 80 м с помощью реле Р1 замыкаем накоротко катушку n3. В цепи кабеля остается включенным катушка n2, которая со своей индуктивностью ставит входное сопротивление антенны на 50 Ом. На остальных диапазонах Р1 отключен. В цепи кабеля включены катушки n2+n3 (6 витков) и антенна согласует 180 Ом на 50 Ом.

L1 – удлиняющая катушка. Он найдет свое применение на диапазоне 30 м. Дело в том, что третья гармоника 80 м –го диапазона не совпадает с разрешенным диапазоном частоты 30 м –го диапазона. (3 х 3600 Кгц = 10800 Кгц). Трансформатор T1 согласует антенну на 10500 Кгц, но это еще мало, нужно включить и катушку L1 и в таком включении антенна уже будет резонировать на частоте 10100 Кгц. Для этого с помощью К1 включаем реле Р2, который при этом открывает свои нормально замкнутые контакты. L1 еще может послужить и в диапазоне 80 м, когда желаем работать в телеграфном участке. На 80 м–ом диапазоне полоса резонанса антенны около 120 Кгц. Для сдвига частоты резонанса можно включить L1. Включенная катушка L1 заметно снижает КСВ и на 24 Мгц частоте, а также на 10 м диапазоне.

Согласующее устройство выполняет три функции:

1. Обеспечивает симметричное питание антенны, так как полотна антенны изолирована по ВЧ от «земли» через катушки трансформатора Tr1 и L1.

2. Согласует импеданс, описанным высшее способом.

3. С помощью катушек n2 и n3 трансформатора Tr1 ставит резонанс антенны в соответствующие, разрешенные полосы частоты по диапазонам. Об этом немного подробнее: Если антенна изначально настроена на частоту 3600 кгц (без включения согласующего устройства), то на 40 м диапазоне будет резонировать на 7200 Кгц, на 20 м на 14400 Кгц, а на 10 м уже на 28800 Кгц. Это значит – антенну нужно удлинять в каждом диапазоне, и при этом чем высшее частота диапазона тем больше требует удлинения. Вот, как раз такое совпадение используется для согласования антенны. Катушки трансформатора n2 и n3, T1 c определенной индуктивностью, тем больше удлиняет антенну, чем высшее частота диапазона. Таким способом на 40 м катушки удлиняют в очень маленькой степени, а на 10 м диапазоне уже в значительной степени. Правильно настроенную антенну согласующее устройство ставит в резонанс на каждом диапазоне в районе первой 100 Кгц частоты.

Положение выключателей К1 и К2 по диапазонам указаны в таблице (справа):

Если входное сопротивление антенны на 80 м диапазоне устанавливается не в пределах 80 – 90 Ом а в пределах 100 – 120 Ом, то количество витков катушку n2 трансформатора T1 нужно увеличить на 3, а если сопротивление еще больше так на 4. Параметры остальных катушек остаются без изменений.

Перевод: UT1DA источник - (http://ut1da.narod.ru) HA5AG

КСВ-метр с согласующим устройством

На рис. справа приведена принципиальная схема прибора, включающего в себя КСВ-метр, с помощью которого можно настроить Си-Би антенну, и согласующее устройство, позволяющее привести сопротивление настроенной антенны к Ra = 50 Ом.

Элементы КСВ-метра: Т1 - трансформатор антенного тока, намотанный на ферритовом кольце М50ВЧ2-24 12х5х4 мм. Его обмотка I - продетый в кольцо проводник с антенным током, обмотка II - 20 витков провода в пластиковой изоляции, ее наматывают равномерно по всему кольцу. Конденсаторы С1 и С2 - типа КПК-МН, SA1 - любой тумблер, РА1 - микроамперметр на 100 мкА, например, М4248.

Элементы согласующего устройства: катушка L1 - 12 витков ПЭВ-2 0,8, внутренний диаметр - 6, длина - 18 мм. Конденсатор С7 - типа КПК-МН, С8 -любой керамический или слюдяной, рабочее напряжение не менее 50 В (для передатчиков мощностью не более 10 вт). Переключатель SA2 - ПГ2-5-12П1НВ.

Для настройки КСВ-метра его выход отключают от согласующего контура (в т. А) и соединяют с 50-омным резистором (два параллельно включенных резистора МЛТ-2 100 Ом), а ко входу подключают Си-Би радиостанцию, работающую на передачу. В режиме измерения прямой волны - в указанном на рис. 12.39 положении SA1 - прибор должен показать 70...100 мкА. (Это для передатчика мощностью 4 Вт. Если он мощнее, то "100" на шкале РА1 выставляют иначе: подбором резистора, шунтирующего РА1 при закороченном резисторе R5.)

Переключив SA1 в другое положение (контроль отраженной волны), регулировкой С2 добиваются нулевых показаний РА1.

Затем вход и выход КСВ-метра меняют местами (КСВ-метр симметричен) и эту процедуру повторяют, устанавливая в "нулевое" положение С1.

На этом настройку КСВ-метра заканчивают, его выход подключают к седьмому витку катушки L1.

КСВ антенного тракта определяют по формуле: КСВ=(А1+А2)/(А1-А2), где А1 - показания РА1 в режиме измерения прямой волны, а А2 - обратной. Хотя вернее было бы говорить здесь не о КСВ, как таковом, а о величине и характере антенного импеданса, приведенного к антенному разъему станции, о его отличии от активного Ra = 50 Ом.

Антенный тракт будет настроен, если изменениями длины вибратора, противовесов, иногда - длины фидера, индуктивности удлиняющей катушки (если она есть) и др. будет получен минимально возможный КСВ.

Некоторая неточность настройки антенны может быть компенсирована расстройкой контура L1C7C8. Это можно сделать конденсатором С7 или изменением индуктивности контура - например, введением в L1 небольшого карбонильного сердечника.

Как показывает опыт настройки и согласования Си-Би антенн самых разных конфигураций и размеров (0,1...3L), под контролем и с помощью этого прибора нетрудно получить КСВ = 1... 1,2 в любом участке этого диапазона.

Радио, 1996, 11

Простой антенный тюнер

Для согласования трансивера с различными антеннами можно с успехом применить простейший ручной тюнер, схема которого показана на рисунке. Он перекрывает диапазон частот от 1,8 до 29 мГц.Кроме того, этот тюнер может работать как простейший коммутатор антенн, имеющий еще и эквивалент нагрузки. Мощность, подводимая к тюнеру, зависит от от зазора между пластинами применяемого конденсатора переменной емкости С1 – чем он больше, тем лучше. С зазором 1,5-2 мм тюнер выдерживал мощность до 200 Вт (может и больше – для дальнейших экспериментов мощности моего TRX не хватило). На входе тюнера для измерения КСВ можно включить один из КСВ-метров, хотя при совместной работе тюнера с импортными трансиверами это не обязательно - все они имеют встроенную функцию измерения КСВ (SVR). Два (или больше) ВЧ разъема типа PL259 позволяют подключить антенну, выбранную с помощью галетного переключателя S2 «Коммутатор антенн» для работы с трансивером. Этот же переключатель имеет положение «Эквивалент», при котором трансивер может быть подключен к эквиваленту нагрузки сопротивлением 50 Ом. С помощью релейной коммутации можно включить режим «Обход» и антенна или эквивалент (в зависимости от положения коммутатора антенн S2) будут напрямую подсоединены к трансиверу.

В качестве С1 и С2 применяются стандартные КПЕ-2 своздушным диэлектриком 2х495 пФ от промышленных бытовых приемников. Их секции продернуты через одну пластину. В С1 задействованы две секции, соединенные параллельно. Он установлен на пластине из оргстекла толщиной 5 мм. В С2 – задействована одна секция. S1 – галетный ВЧ переключатель на 6 положений (2Н6П галеты из керамики, их контакты соединены параллельно). S2 - такой же, но на три положения (2Н3П, или на большее число положений в зависимости от количества антенных разъемов). Катушка L2 - намотана голым медным проводом d=1мм (лучше посеребренный), всего 31 виток, намотка с небольшим шагом, внешний диаметр 18 мм, отводы от 9 + 9 + 9 + 4 витка. Катушка L1 -тоже, но 10 витков. Катушки установлены взаимно-перпендикулярно. L2 можно припаять выводами к контактам галетного переключателя, изогнув катушку полукольцом. Монтаж тюнера проводится короткими толстыми (d=1,5-2 мм) отрезками голого медного провода. Реле типа ТКЕ52ПД от радиостанции Р-130М. Естественно, оптимальным вариантом является применение более высокочастотных реле, например, типа РЭН33. Напряжение для питания реле получено от простейшего выпрямителя, собранного на трансформаторе ТВК-110Л2 и диодном мосту КЦ402 (КЦ405) или им подобным. Коммутация реле осуществляется тумблером S3 "Обход" типа МТ-1, установленном на лицевой панели тюнера. Лампа La (не обязательна) служит индикатором включения. Может оказаться, что на низкочастотных диапазонах не хватает емкости С2. Тогда параллельно С2 можно с помощью реле Р3 и тумблера S4 подключать или его вторую секцию или дополнительные конденсаторы (подобрать 50 – 120 пФ - на схеме показано пунктиром).

По рекомендации, оси КПЕ соединены с ручками управления через отрезки дюритового бензошланга, служащие изоляторами. Для их фиксации использованы водопроводные хомутики d=6 мм. Тюнер был изготовлен в корпусе от набора «Электроника-Контур-80». Несколько бОльшие размеры корпуса, чем у тюнера, описанного в , оставляют достаточный простор для доработок и модификаций данной схемы. Например, ФНЧ на входе, согласующий симметрирующий трансформатор 1:4 на выходе, вмонтированный КСВ-метр и другие. Для эффективной работы тюнера не следует забывать о хорошем его заземлении.

Простой тюнер для настройки симметричной линии

На рисунке приведена схема простого тюнера для согласования симметричной линии. В качестве индикатора настройки используется светодиод.

Непосредственно к передатчику можно подключить только антенно-фидерное устройство, входное сопротивление которого обеспечивает его нормальную работу. Питание большинства антенн, применяемых в настоящее время радиолюбителями-коротковолновика-ми, осуществляется с помощью коаксиального кабеля с КСВ, близким к 1 (обычно не более 2). Имеющиеся в выходных каскадах ламповых усилителей мощности устройства связи с антенной обеспечивают возможность согласования с такими антенно-фидерными устройствами, т. е. передачу максимальной выходной мощности в антенну. Транзисторные усилители мощности могут не иметь органов регулировки согласования с антенной и требуют подключения к ним фидера с КСВ не более 1,1 ... 1,2. Поэтому между антенно-фидерным устройством с большим КСВ и любым передатчиком и между передатчиком, рассчитанным на работу с определенным согласованным фидером (на активную нагрузку 50 или 75 Ом), и любым антенно-фидерным устройством необходимо включить устройство согласования. Для контроля настройки устройства согласования между передатчиком и входом антенны включают измеритель КСВ, как это показано на рис. 3.11. При этом КСВ-метр должен работать при полной выходной мощности передатчика. Схема подключения устройства согласования рис. 3.11 отличается от обычно приводимых схем в учебниках по антенно-фидерным устройствам, где устройство согласования включается между антенной и фидером, обеспечивая минимальный КСВ, а следовательно, и потери в фидере. В практике радиолюбителей-коротковолновиков согласование антенны с фидером достигается включением его в точки питания антенны, сопротивление между которыми близко к волновому сопротивлению фидера или использованием простейших трансформаторов сопротивлений между антенной и фидером. А в некоторых типах KB радиолюбительских антенн применяются фидеры, рассогласованные с антенной, такие сооружения радиолюбители называют антеннами с питанием стоячей волной. При применении в этих антеннах фидерных линий с малыми потерями (например, воздушных двухпроводных симметричных линий) КПД антенно-фидерного устройства, как было показано выше, сохраняется достаточно высоким.

Согласующее устройство, трансформирующее входное сопротивление антенны в активное сопротивление, близкое к 75 Ом, оказывается полезным и при приеме. Оно обеспечивает оптимальное согласование входной цепи приемника (обычно рассчитанной на подключение коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 ... 75 Ом) и, следовательно, реализацию полной чувствительности приемника.

Используемые радиолюбителями согласующие устройства (в частности, и описанные ниже) полезны и для улучшения фильтрации побочных излучений передатчика и являются хорошим средством защиты от помех телевизионному приему.

На рис.3.12 приведена схема универсального согласующего устройства, предназначенного для работы с несимметричным антенно-фидерным устройством (антенна, питаемая коаксиальным кабелем, антенна типа «длинный провод» с заземлением и т.п.). Это устройство обеспечивает возможность согласования передатчика, рассчитанного на нагрузку 50 или 75 Ом, с антенной, имеющей активную составляющую входного сопротивления от 10 до 1000 Ом и индуктивную или емкостную реактивную составляющую входного сопротивления до 500 Ом. Диапазон рабочих частот 1,8 ... 30 МГц, подводимая мощность до 200 Вт. При необходимости работать с полной мощностью, разрешенной любительским KB радиостанциям, детали устройства (рис. 3.12) должны быть рассчитаны на работу при ВЧ напряжениях, достигающих 3000 В, - зазоры между пластинами С1 должны быть не менее 3 мм, расстояния между контактами переключателей не менее 10 мм. При работе с меньшими мощностями или при согласовании антенн, питаемых коаксиальными кабелями при КСВ не более 3, достаточно использовать С1 с зазором 0,5 мм (сдвоенный конденсатор переменной емкости от старых радиовещательных приемников) и обычные галетные керамические переключатели. Катушка L1 намотана на керамическом каркасе диаметром 50 мм медным проводом диаметром 1,5 мм. Считая от конца, соединенного с XS1, она содержит: два витка с шагом 5 мм, конца, соединенного с XS1, она содержит: два витка с шагом 5 мм, два витка с шагом 5 мм, три витка с шагом 3 мм, три витка с шагом 3 мм, пять витков с шагом 3 мм, пять витков с шагом 3 мм и пять секций по семь витков с шагом 2 мм.

Переключатель SA1 регулирует индуктивность катушки LI. Переключатель SA2 изменяет схему согласования: в показанном на рис. 3.12 положении SA2 конденсатор С1 подключен между выходом передатчика и корпусом, a L1 - между выходом передатчика и антенной.

При этом обеспечивается согласование антенн, имеющих низкое входное сопротивление.

В следующем (по схеме) положении SA2 конденсатор С1 подключается между антенной и корпусом, a L1 остается включенной между выходом передатчика и антенной. В таком положении SA2 обеспечивается согласование антенн, имеющих высокое входное сопротивление. В последнем (по схеме) положении SA2 элементы С1 и L1 включаются последовательно между выходом передатчика и антенной, что позволяет скомпенсировать реактивную составляющую входного сопротивления антенны без трансформации его активной составляющей.

Схему рис. 3.12 можно применить и для связи передатчика с несимметричным выходом (под коаксиальный кабель) с симметричной антенной. Для этого между XS2 и антенной необходимо включить симметрирующий трансформатор (рис. 3.13).

Соединитель XS1 подключается к антенному выходу согласующего устройства по схеме рис. 3.12, а к XS2 и XS3 подключаются провода симметричного кабеля, питающего антенну. Трансформатор Т1 можно выполнить на тороидальном ферритовом магнитопроводе с магнитной проницаемостью 70 ... 200, диаметром около 100 мм и сечением не менее 2 см2. Обмотка выполняется проводом во фторопластовой изоляции, сечение провода не менее 2 мм2 (можно использовать медный провод, пропущенный в фторопластовую трубку или медный провод с любой другой высокочастотной изоляцией, рассчитанной на напряжение до 3000 В). Обмотку выполняют двумя проводами, скрученными с шагом около 15 мм на одно перекрещивание проводов. Число витков 2x15, начало одного провода соединяют с концом другого, образуя заземляемый отвод трансформатора. Следует учитывать, что в зависимости от входного сопротивления антенны и материала сердечника число витков Т1 возможно придется подобрать. Кроме того, магнитопровод трансформатора может стать источником потерь и нелинейных искажений сигнала, приводящих к появлению побочных составляющих сигнала передатчика в антенне при их отсутствии на его выходе.

Более надежным для работы с симметричной антенной является согласующее устройство, собранное по схеме рис. 3.14. Как и устройство, показанное на рис. 3.12, оно рассчитано на подводимую мощность до 200 Вт в диапазоне 1,8 ... 30 МГц. Конденсатор С1 должен иметь зазор между пластинами не меньшее 0,5 мм, а С2 - не меньшее 2 мм. Катушка L1 намотана на керамическом каркасе диаметром 50 мм. От заземляемого отвода в обе стороны ведется намотка медным проводом диаметром 1,2 мм. Первые десять витков в обе стороны от отвода наматываются с шагом 4 мм, далее еще по 20 витков с шагом 3 мм. От каждого витка катушки делается отвод (его удобно выполнить в виде лепестка из медной фольги). Отводы располагаются равномерно по окружности катушки так, что к любому из них легко подключить выводы, соединяющие L1 с устройствами. На каждом диапазоне необходимо подобрать положение подключений соединителей XS2 и SS3 (связь с антенной) и индуктивность L1 закорачивающими перемычками. При этом число положений подключения фидера и число действующих витков с каждой стороны L1 от заземленного отвода должно быть одинаковым. Отвод, подключающий к L1 конденсатор С1 , регулирует связь согласующего устройства с передатчиком. Конденсатор С1 настраивает в резонанс цепь связи с передатчиком, а С2 - цепь связи с антенной. Выполнение регулировки согласующих устройств, сделанных по схемам рис. 3.12 и 3.14 дело трудоемкое. Большое число имеющихся в этих схемах органов настройки позволяет в кабеле, идущем к передатчику, добиться КСВ, близкого к 1. Так как при произвольном положении органов настройки согласующих устройств передатчик может оказаться резко рассогласованным с нагрузкой, регулировку согласования с антенной надо начинать при минимальной мощности передатчика.

Можно использовать на каждом диапазоне (или только на диапазонах, где КСВ в фидере антенны велико) отдельные согласующие устройства, выполненные на основе схем рис. 3.12 и 3.14.

Устройство, собранное по схеме рис. 3.14, позволяет добиться согласования передатчика с антенной при различных установках отводов регулировки связи передатчика и антенны При слабой связи с обоих сторон повышается фильтрующее действие согласующего устройства, но снижается его КПД в процессе эксплуатации радиостанции можно подобрать оптимальные связи в согласующем устройстве, при которых полностью отсутствует проявление побочных излучений при достаточно малых потерях в нем При работе с симметричной антенной целесообразно проверить, выполняется ли в действительности ее симметричное питание Для этого замеряются ВЧ напряжения на проводах фидера по отношению к корпусу передатчика. Их значения должны быть равны с точностью не хуже ±2%.