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:

  • 3D Sat World

       Сегодня обнаружил в интернете еще одно 3D изгаление :-)   Правда, довольно интересное. Теперь это трёхмерное пространство Земли и около неё летающих объектов. То есть теоретически 3D Галактика.  Требует установки Google планета Земля, но зато потом работает очень интересно. http://satellitedebris.net/whatsup/whatsup.htm Вы можете рассмотреть чего-нибудь на зуммируемом глобусе Земли, а можете посмотреть в режиме реального времени в реальном 3D формате где сейчас какой спутник, над какой территорией пролетает и (по курсору) почитать подробную информацию по объекту. Вот скрин шот. К сожалению не 3D :-( 

    А вот суммирующая таблица учтённых спутников. Думаю, что реально здесь совсем не все :-) Китай удивил: третье место.

    Подробнее...  
  • Прохождение плюс старание

    Диву даешся результату старания коротковолновиков поднять уровень заветных микровольт на разъёме антенны.  Когда у тебя три элемента, да у твоего корреспондента 7 сумма энергетических показателей (алгебраическая :-) проявляется в ивде оглушительно громкого сигнала на фоне тихого шелеста почти закрывшейся десятки (28 мгц) Вот фото Дауда, YB0IBM, аудио связи с которым ниже.   Конечно, не последнее дело прохождение. Оносегодня былозамечательнм. Да даже сейчас, а уже  восьмой час вечера, слышно, как вы, надеюсь, сами слышали не раз, отменно.

    Подробнее...  
  • CQ, IQ и спорт

        Прослушивая иногда записи своих QSO я обратил внимание на то, что мой неплохой ранее английский (оттачивал в трёх учебных заведениях и плюс специальные курсы в училище) стал совсем никакой. :-((   И подумал я: вот пишу  о пользе телеграфа, но умолчал о том, что вслед за примитивизмом (называют краткостью) разговора азбукой Морзе, наступает то же самое и в мыслях и в языке. Не только английском :-)  Одним словом долго работать в эфире азбукой Морзе нельзя.  Влияет на способность мыслить. Знаете, как у спортсменов.  Когда у штангиста спросили зачем ему голова, ведь главное сила мускулов, он нашёл что ответить. Он сказал: - я ею ем.  Не весь спорт, конечно, держится на тренировках, некоторые виды требуют ума и сообразительности. Например футбол,

    Подробнее...  
  • Самодельная квадрифилярная

    Продолжение. Начало в "Азы космического радио"
    Сделаем полшага назад. Я, специально для спутников, выбрал квадрифилярную антенну с её благоприятными свойствами как раз для спутниковой связи (наблюдений): диаграмма направленности – полусфера над вами, коэффициент усиления 4-5 дБ. Но, конструкция антенны, описанная ранее, на сегодняшний день нереальна. Во-первых, медные трубки с уголками, применённые ранее, сегодня найти в магазинах невозможно.  Во-вторых, если и найдём, то по стоимости они сделают нашу конструкцию соизмеримой с промышленной. :-(  Слава богу, в наличии канализационная труба 32 мм. Только купить её надо обязательно с заглушкой. Не забудьте проверить уплотнительную резинку.  В Славутиче это труба 2500 мм стоимостью (вместе с заглушкой) в 31 гривну  Далее в том же магазине стройматериалов ищем материал который заменит нам медные трубки. C учётом реалий сегодняшнего дня (ну и задачи, для которой антенну делаем) в конструкцию придется внести изменения. Во-первых, мы сделаем элементы из медного провода, который  извлечём из  двух или трёх проводного кабеля скрытой проводки. Конечно, желательно иметь диаметр поболее, чтобы наши элементы имели хорошую жёсткость, но я посчитал что медь  диаметром 1,5 мм  укреплённая собственным диэлектриком, меня устроит. Другого в магазине просто не было. 3 метра двухжильного - 6 гривен.

    Подробнее...  
  • Прохождение на неделю

    mart  Цифры на этой неделе как и на прошлой, не впечатляют. Но отличия есть. Во-первых, будет лучше прохождение на НЧ диапазонах. Самое лучшее будет в диапазоне 5 мгц, который нам не разрешён. Там прохождение стабильное на протяжении  практически суток и очень даже возможно дальнее прохождение. Соответственно, на 7 мгц прохождение будет хорошим, но не отличным. Начиная с 10 мгц

    Подробнее...  
  • Университетские спутинки. Первые 11 стартуют

    Вот собственно график. Ранее я писал, что запуски будут производится с борта ISS. Следующие 17 сатов запуск между 23 и 26 мая. Графика еще нет. Время в UTC. Отслеживать запуски можно прямо в реальном времени, понятно, что направление антенн на ISS. Спутники будут активироваться сразу, поэтому телеграфные маяки и AX25 пакеты можно слушать сразу. Коды (позывные) спутников можно срисовать тут https://upload.qb50.eu/listCubeSat/https://upload.qb50.eu/listCubeSat/   Это список спутников на сайте программы QB50.EU   Там же (для каждого спутника) и частоты с модами.  Направление развертывания для CubeSats, направленное точно на 45 градусов от направления движения МКС. 
    Например наш украинский Polyitan2  UA01 имеет рабочий позывной (в пределах программы)  ON01UA  и передавать ФЧ25 пакеты 9К6 BPSK на частоте 436600 кгц детали тутhttps://upload.qb50.eu/detail/UA01/

    Подробнее...  
  • А транспондер выключен:-(

    Смотрел телеметрию с FunCube-1. Хотелось узнать почему выключен транспондер. Вот телеметрию-то слышно отменно. Вот сегодняшнее текстовое сообщение с борта:

    13.04.2016 9:25:31, 630978, FM7, Greetings to the Chertsey Radio Club MX0MXO - best regards from James M0JFP 
    13.04.2016 9:24:51, 630978, FM2, If you are planning a demo at a school, college or club etc and would like a message displayed here, email Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Pls give us at least a weeks notice!
    13.04.2016 9:24:45, 630978, FM1, Greetings to the pupils and teachers at Reculver Primary School from FUNcube-1, 600km up in space. April 14th 2016
    13.04.2016 9:23:20, 630977, FM6, The CVARA Secret Message -"IF YOU SEE THIS YOU WIN A PRIZE- CONGRATULATIONS!"

    Подробнее...
Лёд тронулся! SFI = 68, а SSN = 22! Намного лучше, хотя на 100% динамики улучшения нет. Но, как...
Я уже давно деревенский житель. И ни разу не пожалел, что оставил мегаполис. Но вот с общением в деревне всё не так весело. Все...
Получил замечание что уже воскресенье, а привычного прогноза прохождения на неделю нет :-) Исправляюсь.160 метров. Уверенно хорошие концентрические зоны на расстояния до 2000 км, но...
Устал от рыб. Сел попищать в телеграфе. Пустыня :-( Только QRP станции зовут, в надежде что на безрыбье их слабые сигналы будут приняты. Слышу,...
Я уже не раз признавался в любви к сантехническим трубам :-) И писал про довольно сложный конструктивно, но очень эффективный Buddipole, работающий (с трапами) от...
Позвонил приятель и сказал, что на сайте Радон публикуется несколько искажённых статей с сайта hammania.net . С моего сайта.
Кто скажет, что у него никогда не было проблем с антенной на 40 метров, заведомо говорит неправду. Я и сейчас эту...
Пару лет назад мне попадалась идея (схема) G4ILO с формированием приёма-передачи цифровыми модами на внешней звуковой карте. Ничего принципиально нового, формировать фронт...
Сергей UA0ADX Хочу поделиться опытом подключения СДР приемника к УКВ трансиверу, конкретно к IC-9100 и по аналогии к любому другому. Работая...
Всё чаще и пристальнее приматриваюсь к QRP. Последней каплей на краю чаши возрастающего интереса стали мои же материалы о партизанских радистах (и не только...
Или QRP несимметричный диполь запитаный "с конца". Или еще "жалкая антенна для несчастного городского жителя" :-) А теперь серьёзно.
Я не скрываю того что я - романтик. и с лёгкостью поменяю DX QSO на пару-тройку телеграфных связей просто. И если с любовью,...
Получил вопрос в личку как к компьютерному специалисту в радиолюбительстве. Почему в контестах логи "вываливаются" часто с потерей связей? Переадресовал вопрос сначала к Гоше-радисту,...
Спасибо приятелю, подарил новую пачку QST. Сижу, читаю. Правда и старые есть, и некоторых новых номеров тоже нет :-), но поскольку не читал, мне всё...
При всей кажущейся крамольности этого заявления, в описаном ниже случае это так :-). Мысли вслух Джоеля Халласа, W1ZR в моём вольном пересказе. Прочитано в QST#11/2014...

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

Сайт черниговских радиолюбителей

HAM Sound Player


HAM Screen Saver

SLogin

Вход с логином соцсети в:

Или логин этого сайта

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

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.