Koordinacijske naprave: namen in princip izdelave

2024 Avtor: Henry Conors | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-02-12 12:31

V amaterski praksi ni pogosto mogoče najti antene, pri katerih je vhodna impedanca enaka valovni impedanci napajalnika, pa tudi izhodni impedanci oddajnika. V veliki večini primerov takšne korespondence ni mogoče zaznati, zato je treba uporabiti specializirane naprave za ujemanje. Antena, napajalnik in tudi izhod oddajnika so vključeni v en sam sistem, v katerem se energija prenaša brez izgube.

Kako to storiti?

Za izvedbo te precej zapletene naloge morate uporabiti ujemajoče se naprave na dveh glavnih mestih – to je točka, kjer se antena poveže z napajalnikom, in tudi točka, kjer se napajalnik poveže z izhodom oddajnika. Danes so najbolj razširjene specializirane transformatorske naprave, od oscilatornih resonančnih vezij do koaksialnih transformatorjev, izdelane v obliki ločenih kosov koaksialnega kabla zahtevane dolžine. Vsi ti ujemalniki se uporabljajo za usklajevanje impedanc, s čimer se na koncu zmanjša skupna izguba daljnovoda in, kar je še pomembneje, zmanjšajo izvenpasovne emisije.

Odpor in njegove značilnosti

V večini primerov je standardna izhodna impedanca v sodobnih širokopasovnih oddajnikih 500 m. Omeniti velja, da se številni koaksialni kabli, ki se uporabljajo kot napajalnik, razlikujejo tudi po standardni vrednosti valovne impedance na ravni 50 ali 750 m Če pa upoštevamo antene, za katere je mogoče uporabiti ujemajoče se naprave, potem ima vhodna impedanca v njih, odvisno od zasnove in tipa, precej širok razpon vrednosti, od nekaj ohmov do sto in celo več.

Znano je, da je pri enoelementnih antenah vhodna impedanca pri resonančni frekvenci praktično aktivna, medtem ko bolj ko se frekvenca oddajnika v eno ali drugo smer razlikuje od resonančne, bolj je reaktivna komponenta Induktivna ali kapacitivna narava se bo pojavila v samih napravah z vhodno impedanco. Hkrati imajo večelementne antene vhodno impedanco na resonančni frekvenci, ki je kompleksna zaradi dejstva, da različni pasivni elementi prispevajo k tvorbi reaktivne komponente.

Če je vhodna impedanca aktivna, jo je mogoče uskladiti z impedanco s pomočjo specializirane naprave za usklajevanje antene. Treba je opozoriti, da so izgube tukaj praktično zanemarljive. Vendar pa bo takoj po tem, ko se v vhodnem uporu začne tvoriti reaktivna komponenta, postopek ujemanja vedno boljuporabljati bo treba kompleksno in vedno bolj zapleteno usklajevanje anten z možnostjo kompenzacije neželene reaktivnosti in mora biti locirano neposredno na napajalni točki. Če reaktivnost ni kompenzirana, bo to negativno vplivalo na SWR v napajalniku in tudi znatno povečalo skupne izgube.

Ali naj to storim?

Poskus popolne kompenzacije reaktivnosti na spodnjem koncu podajalnika je neuspešen, saj je omejen z lastnostmi same naprave. Kakršne koli spremembe frekvence oddajnika znotraj ozkih odsekov amaterskih pasov na koncu ne bodo privedle do pojava pomembne reaktivne komponente, zaradi česar je pogosto ni treba kompenzirati. Omeniti velja tudi, da pravilna zasnova večelementnih anten tudi ne predvideva velike reaktivne komponente razpoložljive vhodne impedance, ki ne zahteva njene kompenzacije.

V etru lahko pogosto zasledite različne spore o vlogi in namenu ujemajoče se naprave za anteno (»dolga žica« ali druga vrsta) v procesu ujemanja oddajnika z njo. Nekateri od nje vlagajo precej velike upe, drugi pa jo imajo preprosto za navadno igračo. Zato morate pravilno razumeti, kako lahko antenski sprejemnik resnično pomaga v praksi in kje bo njegova uporaba odveč.

Kaj je to?

Najprej morate pravilno razumeti, da je sprejemnik visokofrekvenčni uporni transformator, s katerim bo po potrebi mogoče kompenzirati induktivno ali kapacitivno reaktivnost. Razmislite o izjemno preprostem primeru:

Split vibrator, ki ima na resonančni frekvenci aktivno vhodno impedanco 700 m, hkrati pa uporablja koaksialni kabel z oddajnikom z vhodno impedanco okoli 500 m. Na izhodu so nameščeni sprejemniki oddajnika, in v tej situaciji bo za katero koli anteno (vključno z "dolgim kablom") usklajene naprave med oddajnikom in napajalnikom, brez kakršnih koli težav pri obvladovanju svoje glavne naloge.

Če je oddajnik nadalje nastavljen na frekvenco, ki se razlikuje od resonančne frekvence antene, se v tem primeru lahko pojavi reaktivnost v vhodnem uporu naprave, ki se nato skoraj takoj začne pojavljati na spodnji konec podajalnika. V tem primeru ga bo lahko kompenzirala tudi naprava za ujemanje "P" katere koli serije, oddajnik pa bo spet prejel skladnost s podajalnikom.

Kakšen bo izhod, kjer se napajalnik poveže z anteno?

Če uporabljate sprejemnik izključno na izhodu oddajnika, potem v tem primeru ne bo mogoče zagotoviti popolne kompenzacije in v napravi se bodo začele pojavljati različne izgube, saj bo prišlo do nepopolnega ujemanja. V tej situaciji boste morali uporabitiena povezana med anteno in napajalnikom, ki bo popolnoma popravila situacijo in zagotovila kompenzacijo reaktivnosti. V tem primeru napajalnik deluje kot usklajen prenosni vod poljubne dolžine.

Še en primer

Zančna antena, ki ima aktivni vhodni upor približno 1100 m, mora biti usklajena s 50 ohmskim prenosnim vodom. Izhod oddajnika je v tem primeru 500 m.

Tukaj boste morali uporabiti ustrezno napravo za oddajnik ali anteno, ki bo nameščena na mestu, kjer se napajalnik poveže z anteno. V veliki večini primerov mnogi ljubitelji raje uporabljajo različne vrste RF transformatorjev, opremljenih s feritnimi jedri, dejansko pa je četrtvalovni koaksialni transformator, ki ga lahko izdelamo iz standardnega 75 ohmskega kabla, bolj priročna rešitev.

Kako to implementirati?

Dolžino uporabljenega odseka kabla je treba izračunati po formuli A/40,66, kjer je A valovna dolžina in 0,66 faktor hitrosti, ki se uporablja za veliko večino sodobnih koaksialnih kablov. Naprave za usklajevanje HF antene bodo v tem primeru povezane med 50-ohmskim napajalnikom in antenskim vhodom, in če jih zvijemo v ležišče s premerom od 15 do 20 cm, bo v tem primeru delovalo tudi kot uravnoteženje. napravo. Napajalnik bo popolnoma samodejno usklajen z oddajnikom, kot tudienakost njihovih uporov in v takšni situaciji bo mogoče popolnoma zavrniti storitve standardnega antenskega sprejemnika.

Druga možnost

Za tak primer lahko razmislimo o drugem optimalnem načinu ujemanja - z uporabo večkratnika pol vala ali polvalnega koaksialnega kabla načeloma s poljubno valovno impedanco. Vključen je med sprejemnik, ki se nahaja v bližini oddajnika in anteno. V tem primeru se vhodna impedanca antene, ki ima vrednost 110 ohmov, prenese na spodnji konec kabla, nato pa se s pomočjo antenske naprave za ujemanje pretvori v upor 500 m. primeru je zagotovljeno popolno ujemanje oddajnika z anteno, napajalnik pa se uporablja kot repetitor.

V težjih situacijah, ko je vhodna impedanca antene neprimerna za karakteristično impedanco napajalnika, ki pa ne ustreza izhodni impedanci oddajnika, sta potrebni dve napravi za ujemanje HF anten. V tem primeru se ena uporablja na vrhu za uskladitev napajalnika z anteno, medtem ko se druga uporablja za uskladitev napajalnika z oddajnikom na dnu. Hkrati pa ni možnosti, da bi z lastnimi rokami izdelali ujemajočo se napravo, ki bi jo lahko uporabili samo za ujemanje celotnega vezja.

Pojav reaktivnosti bo situacijo še bolj zapletel. V tem primeru se bodo naprave za ujemanje VF bistveno izboljšaleujemanje oddajnika z napajalnikom, s čimer se bistveno poenostavi delo končne stopnje, vendar od njih ne smete pričakovati več. Zaradi dejstva, da bo napajalnik neusklajen z anteno, se bodo pojavile izgube, zato bo učinkovitost same naprave podcenjena. Aktiviran merilnik SWR, nameščen med sprejemnikom in oddajnikom, bo zagotovil, da je SWR=1 fiksen, tega učinka pa ni mogoče doseči med podajalnikom in sprejemnikom, ker je neusklajenost.

Sklep

Prednost sprejemnika je v tem, da vam omogoča vzdrževanje optimalnega načina oddajnika v procesu dela na nedosledni obremenitvi. Toda hkrati ni mogoče zagotoviti izboljšanja učinkovitosti katere koli antene (vključno z "dolgo žico") - ujemajoče se naprave so nemočne, če se ne ujema z napajalnikom.

P-vezje, ki se uporablja v izhodni stopnji oddajnika, se lahko uporablja tudi kot antenski sprejemnik, vendar le, če pride do obratovalne spremembe v induktivnosti in vsaki kapacitivnosti. V veliki večini primerov so tako ročni kot avtomatski sprejemniki resonančni konturni nastavljivi napravi, ne glede na to, ali so sestavljeni v tovarni ali pa se je nekdo odločil, da bo z lastnimi rokami izdelal ustrezno napravo za anteno. Pri ročnih so dva ali trije regulacijski elementi, sami pa v obratovanju ne delujejo, medtem ko so avtomatski dragi, za delo pri resnih zmogljivostih pa je lahko njihov strošek izjemno visok.

Širokopasovna naprava za ujemanje

Ta sprejemnik izpolnjuje veliko večino različic, pri katerih je treba zagotoviti ujemanje antene z oddajnikom. Takšna oprema je precej učinkovita pri delu z antenami, ki se uporabljajo na harmonikah, če je napajalnik polvalovni repetitor. V tej situaciji se vhodna impedanca antene razlikuje v različnih pasovih, vendar sprejemnik omogoča enostavno ujemanje z oddajnikom. Predlagana naprava lahko brez težav deluje pri moči oddajnika do 1,5 kW v frekvenčnem pasu od 1,5 do 30 MHz. Takšno napravo lahko naredite celo z lastnimi rokami.

Glavni elementi sprejemnika so RF avtotransformator na feritnem obroču iz odbojnega sistema TV UNT-35, pa tudi stikalo, zasnovano za 17 položajev. Možna je uporaba stožčastih obročev modelov UNT-47/59 ali katerega koli drugega. V navitju je 12 zavojev, ki sta navita v dve žici, medtem ko je začetek ene kombiniran s koncem druge. Na diagramu in v tabeli je oštevilčenje zavojev skozi, sama žica pa je napeta in zaprta v fluoroplastično izolacijo. Za izolacijo je premer žice 2,5 mm, ki zagotavlja pipe od vsakega zavoja, začenši od osmega, če štejemo od ozemljenega konca.

Autotransformator je nameščen čim bližje stikalu, medtem ko morajo imeti vezni vodniki med njimi minimalnodolžina. Možno je uporabiti stikalo z 11 položaji, če je zasnova transformatorja z ne tako velikim številom pip shranjena, na primer od 10 do 20 obratov, vendar se bo v takšni situaciji zmanjšal tudi interval transformacije upora.

Če poznate natančno vrednost vhodne impedance antene, lahko s takšnim transformatorjem povežete anteno s 50 ali 750 m napajalnikom, pri čemer uporabite le najbolj potrebne pipe. V takšni situaciji se postavi v posebno vlago odporno škatlo, po kateri se napolni s parafinom in postavi neposredno na napajalno točko antene. Sama naprava za ujemanje je lahko izvedena kot samostojno zasnovo ali vključena v posebno antensko preklopno enoto neke radijske postaje.

Za jasnost nalepka, nameščena na ročaju stikala, prikazuje vrednost upora, ki ustreza temu položaju. Za zagotovitev popolne kompenzacije reaktivne induktivne komponente je možno naknadno priključiti spremenljiv kondenzator.

Spodnja tabela jasno prikazuje, kako je upor odvisen od števila zavojev, ki ste jih naredili. V tem primeru je bil izračun izveden na podlagi razmerja uporov, ki je v kvadratni odvisnosti od skupnega števila opravljenih zavojev.