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:

  • Orbitron vs Gpredict

    zzzzЯ обнаглел :-) Сегодня использовал сигналы диджипитера МКС (RS0ISS) как космический ГCC :-)  А чё? Удобно. Отсутствует элемент случайности как на транспондерах других спутников - этот всегда в эфире. Есть возможность "дёрнуть" лишний раз - ткнуть посылку координат APRS :-) Ну и главное, откуда вопрос возник, я сегодня пробовал другой сатттракер - GPREDICT, интересная штука, чем-то даже удобнее Orbitronа. У них возникла небольшая разница во времени, минут 10 примерно. Ну решил проверить кто точнее. Новый тракер оказался на половину воробьиного крылышка точнее, и некоторые функции мне понравились больше. Например более быстрый доступ к данным частот радиоустройств спутников. Кстати, программа может управлять и трансивером и поворотным устройством, например Yaesu, что есть несомненное удобство.

    Подробнее...  
  • Идёт ARI контест и дождь

    Расстроившись из-за "пролёта" с XR1 префиксом (см. тут) пошёл самоутверждаться на спутниковые орбиты. Поохотиться за новостями околоземных орбит.  Хорошо, что современные NASAподобные службы свободно распространяют информацию о публичных спутниках. Два моих саттракера  наперебой предлагают заглянуть в очень интересный мир наблюдения за малыми космическими объектами. Вот начало таблицы параметров студенческого кубесата QB50P1. Можно посмотреть "Таблица полностью

    Подробнее...  
  • SO50:без бинокля никак

    mkc optСегодня на удивление плохо слышно SaudiSat50. Всё в шумах, хотя можно понять, что там, на спутнике, народа хватает.  То ли прохождение так сегодня настроено, то ли антенны отвалились :-)   У нас холодно как на северном полюсе: ночью вообще всего 2 градуса.  Хотя приближается сезон рыбалки. В доме радиолюбителя увидев удочки не всегда можно быть уверенным что это к рыбе :-)  Это может быть к антеннам :-)

    Подробнее...  
  • Прохождение 20-> июня

    Уже без комментариев в надежде что это читают и смотрят те кто ходит сюда регулярно
    https://3.bp.blogspot.com/-sgBxzMeU8L4/WUrBwn-Rl8I/AAAAAAAAZ-c/qYeu-OmwC4EBdCGfb9xmLzh4aAA73qH6wCLcBGAs/s1600/june20_30.jpg

     
  • Любитель маленького

    "Прошвырнулся", как говорят в Одессе, по диапазонам.  Везде плохо с прохождением, а потому скучно. Если бы не многочисленные WFF экспедиции, вообще бы GUHOR. Кстати, наши тоже есть. Вчера EM9WFF/P (вблизи Мариуполя). Прохождения никакого, в SSB даже с усилителем он меня не слышал. Но, на моё счастье, не перевелись еще на земле украинкой радисты :-) В телеграфе ответил. Правда MIX QSO, ну да мне хватило. Связь всё-таки состоялась. А сегодня в силу бедного эфира стал на 14 мгц  CW CQ.  Всяко разная Европа, почти все громко, даже QRP с 4 ваттами вполне прилично. Но за пределами Евразии - ничего не слышно (Япония не в счёт:-)   А вот связь с Владимиром OK1IVU порадовала. Люблю людей с характерными привычками и сетапами :-)  Владимиор любит всё маленькое. И КВ траснивер маленький, и УКВ, а мне особенно понравился микроноут под логгер. Просто очаровашка :-) И почти незаметный маленький-премаленький паддль :-)

    ok1ivu

     
  • Почему я не член ЛРУ

     Приступая к изложению своей позиции надеюсь на то что в глазах черниговскогорадиолюбительского сообщества не являюсь конфликтантом по сути. Только реакция на события :-( Не секрет, что я неоднократно анонсировал свою позицию в отношении QSL обмена: Лига, узурпировавшая функции национального QSL бюро, пользуясь этим и в противоречии с антимонопольным законодательством вымогает за обслуживание в бюро деньги никак не адекватные реальным затратам. Для тех, кто не считал, аргументирую.

        ЧЛЕН лиги платит 100 гривен как членский взнос на QSL бюро, на содержание помещения Лиги, на зарплату сотрудникам и на представительство Лиги в IARU. То есть плата за QSL сервис составляет только четвёртую часть из 100 гривен. Как максимум половину, 50 гривен. Решение, теперь уже вступившее в силу, об оплате за использование QSL не членами в сумме 250 гривен есть с первого взгляда очевидным вымогательством, если рассматривать с точки зрения материальной, и шантажом с целью принудить всё равно заплатить членский взнос в Лигу с точки зрения политической. То есть всё равно материальной. То, что наше отделение голосовало против, если верить на слово, картины никак не меняет.  Я НЕ желаю быть членом ТАКОЙ организации и поэтому не заплатил взнос и сегодня официально НЕ являюсь членом UARL. Вместе с тем продолжаю принимать участие в общественной жизни радиолюбителей области. Помимо затрат времени на подготовку сообщений для круглого стола, (я по прежнему веду сайт, записываю круглые столы области и выкладываю их на сайт), я материально этот сайт содержу.

    Подробнее...  
  • II WW 75 лет назад

    Чернигов 75 лет назад. Октябрь 1941 года. Первые месяцы окупации Чернигова. После первых действий окупационных властей в сентябре-октябре 1941 года начинается массовое участие в движении сопротивления гражданского населения и становление сопротивления немцам в г. Чернигове и партизанского движения на Черниговщине.C 23 до 30 октября из г. Славутич и Чернигов будет работать станция с мемориальным позывным EN5R.


    А вот наше кино про октябрь Чернигова и севера области  (и теперешнего Славутича, 6 минута видео) образца 1941 года.

        Вот ссылка на материал краеведческого музея Славутича о партизанах и карательных экспедициях немцев в селе Червона Гута (сейчас практически предместье Славутича) . На карте времён второй мировой войны (взята с одноименного сайта http://freemap.com.ua/karty-ukrainy/karty-vtoroj-mirovoj-vojny/karty-vtoroj-mirovoj-vojny-chernigovskoj-oblasti  оборзначено место крупного боя на речке Борзна партизан и карателей.
    В этом месте найдено много гильз от ППШ и немецких винтовок. На фото Ирина UY2RY с находкой. Фотогаллерея (и копия этого материала) на бесплатном сайте "Свободный микрофон". 

    Подробнее...
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...
Работая вчера на спутниках, пару орбит, заметил, что что-то слабенько слышу. Сходил посмотрел, не свалились ли с траверс антенны. Вроде всё ОК. Обновил TLE Орбитрону.
Погода особо не изменилась, изменилась плотность солнечного ветра. Отражая его магнитное поле Земли напрягается и на сегодня устало:-) SSN равно 11.
Сейчас сам себя поймал на этой мысли и аж рассмеялся. Раньше как было. Просыпается радиолюбитель, попил кофе, садится за Р-250 и давай крутить ручку верньера...
Как - то некожиданно пришёл Ukrainian DX Contest. Не было времени даже повыёживаться на форумах о том поддерживаю или нет:-). UX0FF продолжает настаивать.

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

 

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.