Сложение сигналов на УКВ

 FREE & OPEN UKRAINIAN   HAM   RADIO  BANNERS NET

 
QRZ.RU Callbook:
  
IK3QAR QSL Manager
 
QRZ.COM callsign lookup:
   

С подачи и с помощью Аркадия Грабарника UT9UR

 Я уже писал про сложение сигналов антенн в КВ диапазоне. Там всё получается с лёгкостью, если, конечно, известен коэффициент укорочения кабеля из которого делаются трансформаторы. Да и диаграммы направленности КВ антенн определены с точностью  плюс минус километр. И совсем другое дело УКВ.  Кабели обладают неоднородностью диэлектрика, размеры для этих диапазонов на грани критического. Диаграммы направленности требуют гораздо более точного анализа. Да и потери в кабелях на этих частотах значительные. Есть, конечно, и плюсы: например из-за значительно меньших размеров  можно "подвигать" конструктив под требуемые электрические параметры. Желающих  узнать об этом больше отправляю к материалам о низкотемпературных антеннах (28 ом), антеннам с длинным бумом и прочим теоретическим и практическим наворотам, а мы  рассмотрим именно соединение антенн.  Для моделирования четвертьволновых трансформаторов на УКВ часто применяется программа AppCAD. Она предназначена для расчета 1\4 волновых трансформаторов на требуемую рабочую частоту при заданном волновом сопротивлении. Они нужны при соединении антенн в группу и могут иметь любое сопротивление. На практике чаще всего набор сопротивлений (антенн) не так уж и широк.

     Сначала нужно определиться с самой схемой соединения антен: двух, четырех и т.д. Для примера возьмем две 50-Омные антенны. Ниже два варианта исполнения для кабельных трансформаторов. Первый - когда четвертьволновые трансформаторы разнесены в пространстве и представляют собой часть длины линии соединения антенны и средней точки. Во втором случае четвертьволновые трансформаторы можно соединить паралельно либо с помощью пайки либо на разъёмах и они представляют собой часть длины снижения.  

   Соединяем их 50-ти омными кабелями одинаковой длины (длина определяется по оплетке!). Само-собой, наши две антенны должны иметь на рабочей частоте КСВ не более 1,3 и уже симметрированы. В точке соединения получаем сопротивление равное 25-ти Омам.

  Наша задача преобразовать это сопротивление в 50 Ом и отправить сигнал в фидер. Для этого нужно врезать 1\4 лямбды (длины волны) вставку из кабеля ОПРЕДЕЛЁННОГО, т.е. РАСЧИТАННОГО, волнового сопротивления. Но проблема в том, что кабелей с каким хочешь ВС не бывает. Вот и приходиться самим делать коаксиальную линию, которая бы имела нужное ВС. Итак, нам известно ВС фидера=50 Ом. Суммарное сопротивление наших двух антенн. Формула для расчета волнового сопротивления 1\4 волнового трансформатора простая: корень квадратный из произведения сопротивлений, в нашем примере это 25*50= 1250, затем корень из 1250=35,4 Ома. Такого кабеля нет, но его можно сделать из двух параллельно соединенных кабелей 75 ом (примерно,75\2=37,5 ), или рассчитать диаметры трубок (и длину) для самодельного трансформатора.
    Итак, волновое сопротивление для трансформации 25 ом в 50 Ом мы знаем, это 35,4 Ома, а длина 1\4 длиы волны (для 144Мгц это будет 0,52 м) но не забудем, что физически длина будет зависить от материала диэлектрика, т.е. нужно умножить на коэффициент укорочения. Для кабеля с полиэтиленовой изоляцией равен 0,66. Тогда 0,52 х 0,66=0,34м. Eсли этот трансформатор будет из кабеля. А если из трубок, то изолятор воздух (а не вакуум все ж!) и коэф. укорочения=0,98 и в этом случае длина будет 0,52х 0,98=0,51м.  По описанным выше причинам это самый удобный способ - с одним жестким коаксиальным трансформатором сопротивлением 33 Ома. Прямоуголный профиль в качестве внешней части коаксиала выбран с точки зрения удобства как его крепежа к раме, так и крепления разъёмов. Здесь надо учесть, что заглушки на торцах должны быть из изоляционного  материала, иначе паразитная емкость изменит длину линии. Крепление разъемов к трубе должно иметь хороший электрический контакт, чтобы иметь запас по допустимой мощности.

quarta trans

      Как и любой трансформатор, наш имеет потери. И на 144, а тем более выше, нужно их уменьшать. Путей не много, но они есть и это работает на практике:

-увеличение диаметров труб, иногда полировка и серебрение.
-применение кабеля (если  трансформатор из кабеля) с меньшими потерями.
-минимум коэффициента трансформации.

      Вот теперь, когда мы разобрались с теорией, можно переходить к практике. Для начала как выглядит трансформатор на трубках. В общем виде это труба меньшего диаметра вставленная на распорках изоляторах внутрь другой трубы. Причём это может быть и прямоугольный профиль. Но об этом ниже. Скачиваем и инсталлируем саму программу AppCad. Она не создаёт ярлыка на рабочем столе, её можно найти через Пуск-Программы- (и заодно отправить ярлык на рабочий стол :-) Программа имеет достаточно широкий функциональный перечень, но нас будет интересовать только пунктик - Passive Circuits (Пассивные цепи)  в левом столбике меню.  Для начала выберем Coax (круглый :-)

main

В появившемся окне расчёта для начала следует выставить единицы измерения - мм, см или дюймы, градусы-радианы и в каких единицах надо представлять частоту - ГГЦ, МГЦ или КГЦ. Далее следует заметить, что скрипт двухцелевой. Тоесть рассчитать можно или волновое сопротивление конструкции, для чего следует ввести размеры и нажать одну из двух (серых) кнопочек - Сalculate Z0 [F4].  В окнах результата появится рассчитанное волновое сопротивление, электрическая длина, длина волны в миллиметрах, одношение диаметров и проч. Либо, если нужно рассчитать размеры для определённого волнового сопротивления - рассчитывается диаметр внутреннего проводника коаксиальной линии - нажать кнопочку Cflculate D2 [F3] 

coax

Следует быть очень внимательным при установке единиц измерения.  Несколько проще с точки зрения механики выглядит коаксиальная линия прямоугольного сечения: в ней легче устанавливать распорки для внутреннего проводника и изолятор механического крепления всего трансформатора на антенной системе. Очевидно, что размеры будут отличаться. Таким образом мы получили возможность рассчитывать четвертьволновые трансформаторы нужного нам волнового сопротивления для диапазонов УКВ, где применение этих трансформаторов выполненных из отрезков коаксиального кабеля и затруднительно и неэффективно вследствии дополнительных потерь в диэлектрике.  

squar coax

     Трансформаторы, иногда их называют:  "сплиттеры", "сумматоры", "пауэр-дивайдеры" (power divider),  желательно проверить перед установкой. Кабельные, потому что  ВС кабелей бывает далеко от заявленного. Например, вместо  50 Ом -60 ом, а так же коэффициент укорочения может быть на 10% в стороне запросто. А трансформаторы, сделанные из трубок,  могут отличаться от расчетных из-за погрешностей размеров и  материала вставок для поддержки  внутренних трубок, наличия  технологических отверстий для запайки разъемов. Для 144 проверка совсем  простая,  так-как в качестве нагрузки можно применить обычный резистор нужного номинала с укороченными выводами. Итак, нагружая  один конец трансформатора на резистор и измеряем КСВ. В "трубочном" варианте, для корректирования ВС, можно вносить искусственный эксценриситет, т.е. смещать центральный проводник от центра.

P.S.  Ремарка UT9UR:

" Хочу добавить, что просто так резистор (безиндукционный, конечно) не даст нужного КСВ при использовании в качестве нагрузки. Резистор нужно запаивать, как продолжение центрального проводника кабеля и внутри "родной" оплетки. Если же просто припаять к разъему, то КСВ на 145 Мгц получается 1,5 . На разъем можно попробовать SMD резистор и в любом случае нужны измерения. Желательно до того,как резать кабель, компенсируя таким образом не верный коэф. укорочения"

You have no rights to post comments Недостаточно прав для комментирования

А еще можно почитать вот это:

  • Чудесная спираль

        Мысль о том, чтобы выдержать электрическую длину вибратора равной четверти волны (GP или или одно плечо диполя), но "свернуть"  её по спирали в меньший геометрический размер, не нова.   Её влияние можно заметить и в спиральных антеннах УКВ и в Helical антеннах на КВ и т.д.
         Чисто геометрически размеры считаются легко.  Для этого должны быть известны две исходные величины: длина проводника и диаметр оправки (каркаса) на которой всё и будет размещено.  Есть вариант, когда оправка представляет собой только физическую опору на которой витки крепятся принудительно с помощью неглубокого прореза и фиксатора (лески или эпоксидной смолы). В этом случае механическая прочность конструкции намного меньше и предполагается достаточный для удержания собственного веса диаметр провода.

    Подробнее...  
  • Антенны абвера

       Сейчас я готовлю материал для очень интересного поста "Stells HAM radio" и нашел в интернете информацию про "стелющиеся" антенны, т.е. лежащие на земле, и подземные. Там было сказано, что эти типы антенн применялись  агентами Абвера на территории Украины во время второй мировой войны. И что эти "схронки", т.е. закопаные в землю антенны и небольшие бункеры с радиостанциями (предположительно) до сих пор находят местные жители.  Не знаю как насчет схронок, но мы с женой почти всё время болтаемся по нашим лесным дорогам то на мотоциклах, то на машине и  часто встречаем отголоски (посмотреть фото)  или реконструкцию тех времен. Прикиньте, едете в соседнюю деревню на рыбалку и вдруг встречаете такое...
    naci

    Подробнее...  
  • Фрактальные антенны

    Ответы на вопросы из форума, гостевой и почты.

     Мир не без добрых людей :-)    
    Валерий UR3CAH: "Добрый день, Егор. Я думаю данная статья (а именно раздел "Фрактальные антенны: лучше меньше, да лучше")  соответствует тематики Вашего сайта и будет Вам интересна :) А правда ли это? 73!"
    Да, конечно интересна. Мы в какой-то степени уже касались этой темы при обсуждении геометрии гексабимов. Там тоже была дилема с "уложением" электрической длины в геометрические размеры :-). Так что спасибо, Валерий, большое за присланный материал.
    "Фрактальные антенны: лучше меньше, да лучше
    За последние полвека жизнь стремительно стала меняться. Большинство из нас принимает достижения современных технологий как должное. Ко всему, что делает жизнь более комфортной, привыкаешь очень быстро. Редко кто задается вопросами «Откуда это взялось?» и «Как оно работает?». Микроволновая печь разогревает завтрак — ну и прекрасно, смартфон дает возможность поговорить с другим человеком — отлично. Это кажется нам очевидной возможностью.
            Но жизнь могла бы быть совершенно иной, если бы человек не искал объяснения происходящим событиям. Взять, например, сотовые телефоны. Помните выдвижные антенны на первых моделях? Они мешали, увеличивали размеры устройства, в конце концов, часто ломались. Полагаем, они навсегда канули в Лету, и отчасти виной тому… фракталы.

    Подробнее...  
  • Гармоническая НЧ антенна

    multdipole

           Эта конструкция представляет собой модификацию красивой идеи многодиапазонного диполя Ротхаммеля из его бестселлера "Антенны".  Всё бы было хорошо, если бы не распределение токов и напряжений в этих (в этом) диполе и суммарный вес. Никто не станет спорить с тем, что вес будет немалый? И что пучности напряжений создаются как раз на концах диполей (концевой эффект) ? 
     А раз так, то их взаимное влияние настолько сильное, что  настройка в резонанс этих диполей процесс настолько трудоёмкий и неблагодарный, что появилось желание как то концы диполей развести в пространстве:-) Плюс ко всему, уж коли есть возможность сэкономить материал (вес) путем объединения проводников, могущих составлять один провод в один провод, то почему бы этого не сделать?:-)
    Rotthammel modДиапазоны 15 и 10 метров исключены по причине того, что на этих диапазонах куда лучше работают квадраты или Яги. Диапазон 20 метров можно легко заменить на диапазон 30 метров и таким образом получить достаточно широкополосный диполь на НЧ диапазоны. Но чтобы не нарушать основную идею, на диапазоне 20 метров работают отрезок в 3,50 и отрезхок в 1,55 метра, просто висящий вниз, что в сумме составит как раз 5,05 - длину одного плеча обычного диполя на 14 мгц. Выбор дополнительного проводника для диапазона 20 метров короче необходимого объясняется тем, что его конец просто свисает вниз и при большей длине при ветре будет раскачиваться сильнее и расстраивать диапазонную антенну.  На 40 метрах работают два участка по 10,10 метра, а на 80-ти метрах участки 10,10 и 13,10 метра. Кто бы стал сомневаться, что Гоша радист длины посчитает не на середины телеграфных участков? :-) Жирными чёрными точками 

    Rotthammel mod1

    обозначены места пайки.  Необходимо уделить должное внимание механической прочности этих узлов, так как одной пайки будет недостаточно.  Провода предварительно нужно скрутить или зажать болтами. Таким образом на всех диапазонах диполь имеет от половины до третьей части общего провода, что значительно экономит вес устройства. Если вы обратили внимание, то все три концевых части расположены под углом 90 градусов между собой, что обеспечивает максимально возможную развязку. К недостатку идеи следует отнести необходимость двух "лишних" точек подвеса проводников 40-метрового диапазона. А к дополнительным плюсам - экономия помимо веса и материала проводника еще и N-ного количества орешковых (или других) изоляторов. 

      xx5Можно провести еще одно усовершенствование.  Лично я считаю что самый большой недостаток диполей - это их направленные свойства, вернее "восьмёрка" которая практически "вырезает" из диаграммы направленности два направления соосных полотну диполя.  А что делать, если желаемый корреспондент как раз там? :-)  Я уже описывал такое решение применительно к антенне инвертед Ви.  Если полотна одного диапазона разместить под углом в 90 градусов (не как обычно - 180), то диаграмма направленности измениться: провалы "восьмёрки" станут гораздо меньше, а вся диаграмма станет напоминать толстую сардельку на каждом из диапазонов. До овала, конечно, не дотягивает, но с некоторой натяжкой этот вариант уже можно назвать антенной с круговой диаграммой направленности. Для практической работы это её новое свойство будет таким же важным, как и её хорошие резонансные свойства. Для такой антенны весьма желательно применение хотя бы простейшего балуна.

    А вот здесь описано применение этого же решения для ВЧ пятидиапазонной антенны от Diamond.

     

     
  • Первый раз Invader :-)

    Invader CO-77 satellite

      Сегодня первый раз послушал CO-77 Invader. Тот который JQ1ZKK. Слышно очень громко. Причём слышно и CW и пакетный транспондер. Оно и неудивительно при его  почти ватте мощности.  Хотелось послушать Voice Talker, но в этот раз не сложилось :-(  Так что приглашаю послушать и поделиться фонограммой Digitalker, F3E.

    Подробнее...  
  • Старая добрая механика

    В гостевой книге получил вопрос:

    "Здравствуйте, Егор. Вот уже пару лет посматриваю ваш сайт. Моё увлечение рядом с вашим радиолюбительством. Больше попаять. Вот обратил внимание на то что много описаний простых решений проблем. Хочу спросить. В моём городе FM радио нет. Ближайшие радиостанции в областных центрах. Начал с обычной вертикальной :-) Слабый сигнал. Для уверенного приёма музыки сделал простую направленную антенну на 108 мгц, (две рамки) но её приходится иногда выходить во двор поворачивать на три больших города. Потому што радиостанции разные. Можно ли как-то сделать чтобы и так и так работало хорошо?"  Конец цитаты.

    Когда-то я уже отвечал на похожий вопрос. И ключевая фраза там была: "Вы удивитесь разнице при переходе на внешнюю антенну" :-) Правда там был вопрос по приёму спутников. Ну неважно. Просто то решение, которое я тогда предложил, работает хорошо и практически ничего не стоит :-) Но чудес в природе не бывает. Либо просто и недостаточно хорошо, но со всех сторон, либо просто и хорошо, но с одной стороны.  В случае с Леонидом можно рассмотреть вопрос о том, что может быть эффективнее будет решить вопрос вращения, чем проблему коэффициента усиления антенны. Дабы не отправлять по ссылке, просто копирую кусочек старого материала. Он короткий: ......в принципе достаточно двух элементов колинеарной или столько же Яги или квадратов. Желательно, конечно,

    Подробнее...  
  • No QRM:magneticLoop

    4nal

              Статистика просмотра постов показывает, что вопрос о качестве приёма (на НЧ диапазонах особенно) очень актуален не только для городских жителей, но и радиолюбителей небольших населённых пунктов. Ситуацию с отдельным домиком в лесу или в чистом поле рассматривать не будем :-)  Если кто-нибудь скажет мне что не слышит раз в неделю в эфире жалобы на то что приём на 80-ке невозможен, так как уровень фона (помех) 59, пусть первый бросит в меня камень.       Возвращаясь к вопросу о борьбе с помехами следует признать, что устройства построенные по принципу сложения в противофазе и равных по амплитуде  сигналов с двух антенн (одна рабочая, вторая для получения противофазного сигнала) типа MFJ Noise Cancelling Signal Enhancer во-первых дороги, во-вторых, требуют длительных и точных настроек. Не говоря уже про то, что вторая антенна всё равно нужна.  То есть русским языком говоря это для работы с DXпедициями когда есть время покрутить ручки, подобрать фазу, амплитуду, добиться если не качественного, то хотя бы нормального приёма. Не уверен, что выражу всеобщее мнение, но скажу, что основной проблемой будет наиболее важный и громоздкий элемент - вторая антенна. Вот ею бы покрутить, пофазировать, поскладывать... :-) 

    Подробнее...
Всемирно известная картинка которую особенно любят смотреть те, кто в эфире бывает редко :-) Но она базируется на физических величинах и ей примерно...
Или деревенский RigExpert. У меня на УКВ работает Kenwood TS2000. И понадобилось мне устройство CAT и управления для него, но мой Уником Дуал должен был...
Продолжают поступать вопросы по эхолинку. Собрал их в кучу и отвечаю. Те кто всё про это знает могут отдохнуть :) Посмотреть...
Кто интересуется насколько можно верить прогнозу, сам смотрит прогноз. Но не прохождения, а солар флюкс и число вспышек. Как то выходит...
Все мы свидетели того что на Украину пришла переменчивая погода с грозами, дождями и ветрами. Всё это осложняет прогноз прохождения с одной...
Продолжени. Начало смотри - "Как сделать КСВ метр" Подытожим наши изыски. Самые простые индикаторы КСВ на проводках под оплётку коаксиала или полосковые...
Продолжая тему "Измеритель мощности" и "Конструкция послевыходного дня" я, сам того не ожидая, поднял фантомный вопрос - КСВ метр и измеритель мощности. И...
Или конструкция выходного дня. Правда :-) С того момента как у меня заработал первый скетч на Ардуино я вынашивал мысль сделать красивый КСВ метр и...
Физические величины определяющие качество прохождения наряду с данными статистики нас особо не радуют: solar flux и количество солнечных вспышек на минимуме. Слои E и F2...
Скорость решения задачи напрямую зависит от правильной постановки вопроса. В нашем городе есть разные радиолюбители. На днях был в гостях у одного...
Когда человек в зрелом возрасте то он теряет интерес не только к дамам репродуктивного периода. Он так же теряет зрение, желание выпить,...
Для того, чтобы оценить преимущества пенсионера, сначала надо вернуться на работу ..... Приготовил себе 1000 и одно задание, накупил плат, деталей и инструмента, но...
Всем доброго дня и мои поздравления с наступившими Новым Годом и Рождеством! В январском номере журнала CQ amateur-radio опубликованы результаты CQWW VHF контеста 2018 года.
Вчера Гугл прислал немного зелёных за то что вы, мои уважаемые читатели, иногда нажимаете рекламные баннеры на моём сайте. Я слежу за тем, чтобы...
Вот и пролетел еще один год. Внучка выросла настолько что уже понимает что означает охрана природы: её новогодняя работа на конкурс природозащитников не содержит...
kzaskbar

Подать телеграмму

Ведите короткий текст (до 256-ти символов.) телеграммы
Call (name)

 
            

HAMschool

HAM School
CW forever
Радиообмен для бойца
Украинская транслитерация
Детский RX TX KIT
Прогноз прохождения
Грозозащита радио
Метеорадары и грозы
Sat School
Спутники хочу :-)
SAT приёмные антенны
SAT QSO FM
SAT QSO CW - SSB
SDR, SAT и Orbitron
Oreos miniSat
Моргающий Niwaka
Space sound
УКВ тестеры
DX через спутник
Почему не слышно спутник
Как принимать FunCube1
Как принимать PolyItan1
Как принимать PSK QB50P1
Обзор программ SAT телеметрии
Практическое построение диаграммы направленности
Meteors School
Метеор QSO. Что это?
Предстартовый инструктаж
Как смотреть метеоры
Метеор сервис Virgo и Java
Изучаем CW
Изучаем CW дома 1
Изучаем CW дома 2
Изучаем CW дома 3
Изучаем CW дома. Q-код
Изучаем CW дома. Жаргон.
Тэн код. 10-код.
CW trening radios
Маэстро Morse Runner
Mouse-paddle
Видеоурок Vibroplex
ARRL: как урок в классе
Недостатки PC телеграфирования
Какая песня без баяна?
Интернет идёт к Морзе
Антенны КВ
Противовесы из рулетки
Эффективный диполь
Невидимые антенны
Волшебные проволочки
Антенны случайной длины
Калькулятор антенн
Простое согласующее
Просто про антенны
Какую антенну выбрать
Стэки КВ антенн
1 антенна на 3 трансивера
Модифицированные Inv V
Спайдер vs гексабим
Антенны УКВ
Даблполь 144
Квадрифиляр на 145
SAT квадрифиляр
UHF VHF без приборов
144 за полчаса
Колинеарная J антенна
Калькулятор J антенны
Рамочная KP4MD
"Ёлочка" 144/430
Невидимая на 144
Двойная Харченко
Широкополосная УКВ
Стэки на УКВ

Калькулятор расстояний и QTH
Калькуляторы перевода координат UTM DMS, координаты в QTH locator IARU и наоборот. Расчет азимута и расстояния по QTH локатору.


Online экзамен на категорию

exam

UY2RA/QSO/QSL/OQRS

 

HAM history QST PICTURES

Online SDR приёмник

 Тестовая версия WEB приёмника. Для прослушивания необходимо какой-нибудь SDR программой (или скачать SDR Console) подключиться к этому серверу по адресу uy2ra.ddns.net порт 50101 login guest password guest Приёмник на КВ с конвертором вверх и имеет гетеродин 50 мгц. Битрейт 1 мгбит или ниже. 73!
Как запустить такой приёмник у себя:

Запускаем WEB SDR сервер

Запускаем WEB SDR сервер 1

Запускаем WEB SDR сервер 2

Запускаем WEB SDR сервер 3

Запускаем WEB SDR сервер 4

Борьба за качество приёма SDR

Качество приёма SDR2

Качество приёма SDR3

Качество приёма SDR4

Сейчас работает версия 3. Не видна из программы версии 2.