Расчёт 1/4 коаксиальных трансформаторов

 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:

  • QSL карточка по уму :-)

    До 15 апреля еще можно будет слышать Бодо, DF8DX, который в перерывах между сеансами дайвинга нажимает на "крылышки" паддля с Палау - T88QX. Вроде уже и не очень восстребованная территория, но обратила на себя внимание карточка. Казалось бы что можно выдумать лучше чем фото тех самых островов? Ан нет, пытливому уму мало.... :-) По уму скроена. приятно. :-) 

     
  • Один разъём звука в ноутбуке


        Может еще кто-нибудь не знает :-) В современных ноутбуках один разъём для ушей и микрофона. Для наших радиолюбительских дел это очень неудобно. День убил на то чтобы подключить звук из нового Lenovo к WSJT10 и только сейчас дошло что в микрофонном подключении в нём перевёрнуты земля и сигнал :-(  А уже все настройки звука в ноутбуке перебрал. Поседел за день :-) И нашёл то с подачи внука. Тот всё спрашивает у Ютуба. И я так сделал. Так вот как надо, может еще кто не сообразил почему не работает. ВО-первых и не пытайтесь что-то скомбинировать со старыми штекерами - у них первая часть НЕ разбита на две половинки и поэтому микрофон и земля замкнуты. Нема звука. А в новых штекерах инвертируйте сигнал и землю в микрофонном подключении. Мораль сей басни такова, что внуков слушаться пора :-)

    P.S.  Очень хороший вариант - купить переходник для такого случая - один 4-пиновый разъём разведён на два отдельных для микрофона и наушников. 

    1 2

     
  • Как принять телеметрию PolyItan

    Поскольку этот сайт для русскоязычной части мирового радиолюбительского сообщества, ниже сокращённый перевод инструкции Назара Бендасюка на русский. Желающие читать на родном языке, могут скачать файл инструкции в формате Word на украинском

    "Для того чтобы принять телеметрию с украинского спутника PolyItan1 нам  потребуются:

    1. Аппаратно - трансивер и антенна способные принимать на частоте 437675 (желательно с компенсацией эффекта Допплера)

    2. Программно - программа TelemetryDecoder, программа MixW3.1.1h  и какой-то вариант менеджера виртуальных портов: либо N8VBvCOM (VirtualCom). либо VirtualSerialportsEmulator

    Как подать звуковой сигнал с гнезда ACC трансивера (или наушников) на вход звуковой платы компьютера можно посмотреть  здесь: "Сопряжение уровней AFSK". После того, как вы убедитесь, что сигнал звуковой частоты поступает на вход компьютера, можно переходить к настройкам программной части. Для начала необходимо установить одну из программ управления виртуальными портами. Это необходимо для передачи данных от одной программе к другой с помощью стандартного для всех программ протокола RS232 (Посмотреть подробнее). Разница между ними в том, что VSPEmulator нужно конфигурировать при каждом запуске и нельзя закрывать окно - он выгружается. Напротив, N8VBvCOM, будучи отконфигурированным, становится резидентно, его окно может быть закрыто и не будет мешаться на рабочем столе. И его не надо конфигурировать каждый раз.

    Подробнее...  
  • Украинская транслитерация

    Спасибо Аркадию, UT9UR  Цитата:
    "Новость,  на  мой взгляд, достойная для твоего сайта.  Комментаторы  говорят,как  я понял, что не совершенны правила, но теперь будет однообразно. Если не сталкивался, то поверь -это  большая проблема:  права, укр. паспорт, посадка в самолет, получение  визы  (это само по себе такой стресс) и т.д. Есть таблица и уж кто-кто, а радиолюбитель должен правильно писать свои данные латиницей.

    Вот ссылка http://zakon4.rada.gov.ua/laws/show/55-2010-п" Смотреть таблицу >>>

    Подробнее...  
  • Прохождение

    1003 Тот, кто доверяет  прогнозам на неделе будет огорчён: Solar Flux 66 и SSN 0. Это означает хорошее распространение поверхностных волн и первого отражения и плохое для радиоволн пробившихся через слой D и не отразившихся от слоя F. На практике это означает  замечательное (выше среднего) распространение на НЧ диапазонах и нулевое на частотах выше 12 мгц.   Граничная частота, видимо связана с размерами Земли. Не задумывались почему ранние военные радиоприёмники делали на частоты до 12 мгц?

       Практика подтверждает прогноз: за целый день сидения на ВЧ диапазонах практически ноль. Хотя в кластере регулярно TY7C, 3C0W, XR0YD, 9M0W, V26PD и прочая DX братия. ну и слышно их никак, и с усилителем и 3-мя элементами сработал только  9М0W.  С трудом. А вот так их слышно на 40 метрах :-) Как Жмеринку.

    Подробнее...  
  • Незаслуженно забытый

    sstv ok1hb Сегодня с утра первый раз в жизни был огорчён тем, что идёт контест (All Asia). Старею. А может, как говорят в народе, уже выпил свою бочку пива :-) Просто уже знаю, что высоких мест со своим сетапом не займу. За короткое время, если постучать для адреналина, придётся расчитыватся формированием, правкой и отправкой лога. Редкие территории, куда  и если кто-то выехал, конечно же попробуют трансформировать свой редкий позывной в высокий результат в тесте. Яркий пример TZ6BB: только что на 21049 цитирую: "PSe No Eu No Eu CQ AA TZ6BB". Остаёмся мы вдвоём: Я и немотивированный эфир :-( Вернее эфир и немотивированный я :-)

    Метнулся на УКВ. Репитер с местными сплетнями молчит. Спутники пролетают, шлют привет, кто громче, кто тише, но ничего нового со вчерашнего вечера. Новенький PolyItan радует громким звуком, но принять AX25 на 9600 не получается. И тут вспомнил я про незаслуженно забытую (по крайней мере мною и уже полгода) очень даже релаксирующую моду SSTV. Клацнул из памяти трансивера частоту SSTV (14230) и сразу стал радоваться :-) 

    Подробнее...  
  • Прогнозы прохождения

    Великая сила - общение. Имеется в виду гостевая книга. И сам чего-нибудь новое узнаешь, и тебе тему для сайта подкинут.  Откликаясь на последнюю просьбу в гостевой, привожу некоторые сведения из своей повседневной практики, может всем и каждый день это не нужно, но, как говорят, знания за плечами не носить...
    Человечество вообще предрасположено к потреблению продуктов фантазии ясновидцев и пророков. А если ясновидец хоть как-то везуч, или его предсказания имеют хоть какое-то практическое применение, то тем более - ценность предсказаний возрастает. Но не всегда предсказания – результат фантазии. Если пристегнуть к этому делу науку и статистику, вероятность предсказания возрастает. Иногда до величины достойной внимания даже скептиков.   Примерно то же самое мы имеем с предсказанием (точнее расчетом) прохождения (или вероятности проведения QSO) на коротких волнах. Не секрет, что даже в DX Cluster DX станции появляются не каждую минуту. Понятно, что  мы за трансивер присаживаемся большей частью тогда, когда выдается свободная минута (или час). И, конечно же, мы хотим провести это время максимально эффективно, добившись новых связей с дальними корреспондентами. Прогноз прохождения будет нам полезен даже если наша антенна не вращается: тогда мы выберем оптимальный отрезок времени для оптимального сейчас диапазона. А если антенна поворотная, то мы сможем определить еще и в какой части света искать этих дальних клрреспондентов.

    Подробнее...
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...
Неделю назад мне напомнили моё обещание раскрыть секрет сложения сигналов с антенн НЕ на коаксиальных трансформаторах. Конечно же я вспомнил про это...
В продолжение темы любви к сантехническим пластмассам...... Я вообще-то не любитель SSB, но когда у меня появился трансивер с нормальным трактом формирования SSB сигнала и эквалайзером,...
Пару постов назад я писал про замечательный точ-падль с подложкой чтобы рука не дёргала ключ при работе. Интерес к нему проявил и мой...
Недостатки самого простого точ-паддля выяснили (см. "Точ паддль и его проблема") Вместе с Сашей Прилук K2PAL продолжаем исследовать то что...
Силы космоса нам особо не благоприятствуют, но и не вредят. SFI=67 SSN=0 Это означает стабильно плохое и нестабильное прохождение на ВЧ...
kzaskbar

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

 

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.