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:

  • К теме CW сокращений

       На днях получил в личку письмо с просьбой прокомментировать применение телеграфных сокращений и слэнговых выражений. B частности был задан вопрос почему иногда радиолюбители между позывными используют передачу сигнала "=". Прямого ответа на этот вопрос нет, потому что азбука Морзе (на самом деле Вейля) претерпевает изменения по сей день. Подтверждением этому как раз и есть неправильное трактование знака "равно". Эпизоды, описанные в вопросе, являются  свободной интерпретацией знака "равно" как знака логического разделения. Кто забыл, вспомните как часто мы слышим один или несколько "- . . . -" в то время как наш корреспондент собирается с мыслями. Это неправильно, но мы интуитивно понимаем смысл этого.  В принципе употреблять не общепринятые сокращения невежливо. Представьте себе разговор двух людей из разных стран, говорящих на одном из международных языков, и вдруг один из них переходит на "феню". Не факт, что жаргонные слова совпадают по смыслу в разных странах, таким образом возникает коллизия и пропадает понимание. Вообще-то, код Морзе является неравномерным. С самого начала он вообще содержал знаки трёх длительностей. Точка, в три раза длиннее тире и "двойное тире".  Кодировать можно было на два порядка больше символов и значений, но было крайне неудобно, трудно в изучении и понимании и более того, приводило к многочисленным ошибкам из-за  трактования (и передачи) тире и двойного тире.

    Подробнее...  
  • EP6T. Заметки зовущего

    Только что update Club Log EP6T. Вот таблица сотни самых "жадных" украинцев.  Поищите знакомых;-)

    Снова не досчитался в логе QSO  на  28 RTTY. Думаю в логе у него осталась связь с UY2LA.
    Вчера они меня сильно  

    Подробнее...  
  • Десятка с утра

    Сегодня с утра замечательное прохождение на КВ. Особенно на десятке.  причём, если энергетика хорошая, то слышно еще и LP: эхо примерно такого же уровня что и прямой сигнал. Буквально за полчаса, и с QRP, собрал S01WS, VK9XSP, 5R8M.

    Застопрился на ZK3E и совсем никак не удалось QSO с XX9R. В принципе Макао у меня на десятке подтвержденная территоиия, но всё-таки .... при таком прохождкнии уши надо держать на КВ, но и на УКВ интересно. Не успеваешь аудиовходы переключать. Это побочный эффект любви к приёмным устройствам :-) Но и плюс есть. Как-то оно само в копилку набирается. Вот только что догнал в RTTY VK9XSP...  Держите технику наготове и воздасться вам...

    А вот диапазон трохи попозже :-)

     
  • Таки правда :-)

    Вот снова убедился. Торжество науки :-) Среди сотни cтрок DX cluster стал выделять только то что попадает в расчитанные зоны возможных связей. Так вот прямо сейчас QSO c Суринамом, PZ1DV, а за ним следом Фолкленды VP8RAF/100 :-)

    pz1dv

     
  • Oreos Space Craft

    oreos        Определение CubeSat для Oreos-SpaceCraft не подходит. Он не укладывается по стандартам, чуть более чем 3 кубика 10х10. Да и вес 5,5 кг. Он был разработан специалистами НАСА и является первым малым космическим аппаратом для одновременного выполнения двух независимых научных экспериментов. Это также первый научный спутник агентства, который не имеет какой-либо двигательной установки. Наноспутники типа O/OREOS позволяют проводить разнообразные эксперименты в условиях космоса и при этом обходятся гораздо дешевле, чем любые другие космические аппараты. Научная программа аппарата состоит из двух экспериментов. В ходе одного будет изучаться рост, активность и здоровье микроорганизмов, находящихся в космической среде, в частности воздействие на них радиации и невесомости. Второй эксперимент будет

    Подробнее...  
  • Борьба за качество приёма 3

    Как мы уже писали, следующим шагом на пути повышения качества приёма будет изменение питания самих приёмников. До сего дня они все были запитаны от USB порта компьютера.  Понятно, что назначение этих портов - совсем не служить источником высококачественного напряжения питания для очень чувствительных к качеству напряжения SDR приёмников. Это во-первых. А во-вторых,  для включения двух, трёх или более свистков желательно порт не нагружать, а воспользоваться внешним источником питания. Внешний источник должен быть построен по принципу описанному  тут и подключаться так же экранированным проводом в разрез провода питания +5 вольт от компьютера  к устройствам подключаемым к USB. Для этого провод разрезается, вернее вскрывается пластиковая оболочка и экранирующая фольга, к которой сразу припаивается минусовой провод от источника питания. А красный провод разрезается, та его сторона, которая идёт от компьютера, глушиться (изолируется), а к проводу, идущему к нагрузке, подключается плюсовой провод от внешнего источника питания. Выглядит это примерно так: Следует быть очень осторожным при этих операциях. Перед подключением к компьютеру внимательно и несколько раз перепроверьте правильность соединения всех проводов тестером, затем, не подключая ни компьютера, ни SDR приёмников, проверьте напряжения. На гнезде для подключения SDR 5 вольт должно быть, а на гнезде которое подключается к компьютеру его быть не должно. И только

    Подробнее...  
  • EN5R Редьковка

    Один из аспектов аварии на Чернобыльской АЭС связан с эвакуацией населения. С загрязнённых территория было эвакуировано 116000 человек из 188 населённых пунктов. Только из Припяти с помощью 1200 автобусов и трёх специальных железнодорожных поездов было эвакуированно около 45000 человек. Колонна автобусов растянулась на 20 километров. Мы не вправе забывать об этом.
    Сегодня, 30 лет спустя, в этой радиоэкспедиции работают двое бывших жителей Припяти UT7RW Виталий Попов и Ирина Касминина UY2RY. Село Редьковка, несмотря на то что находится за пределами тридцатикилометровой зоны вокруг Чернобыля, выселена из-за чрезмерного уровня радиоактивного заражения. 
    One of the aspects of the fccident at the Cherbobyl Nuclear Power Plant (CNPP) is related to the evacuation of the population from the contaminated territory.  In total 116000 people had been evacuated from 188 populated areas. Partyculary, threr were about 45000 people who were evacuated just from the city of Pripyat using 1200 buses and 3 special railways trains. The length of the column of buses was about 20 kilometers. e should never forget about it.  Today into this activity take part two ex-citizens of Pripyat Vitaly UT7RW and Irina UY2RY The Village Redikovka that is found outside the тридцатикилометровой of the zone around Chernobyl, is evicted because of overweening level of the radioactive contamination. Some fotos below экспедиции в Редьковку 5 лет назад.

    Подробнее...
Продолжая разговор про технику и глаза хочу помянуть незлым тихим словом эхолот - устройство продлевающее мой взгляд под воду. Его использование "выпрямляет" мои...
Я уже несколько раз спрашивал народ, нужен ли нам маяк. Мнения были разные, я рискнул и сделал CW маяк на все...
Привет читающий народ. Насобиралось несколько готовых ардуиноподобных прожектов. Стал думать как собрать что б на столах не валялось. Купил несколько корпусов, но LED дисплеи...
Приветствую читающий народ. Столкнулся с проблемой. У меня постоянно включены общедоступные WEB приёмники по адресу uy2ra.ddns.net порт 50101 login guest...
Век живи, век учись, и только на старости лет научишся отпрамвлять отчёт за УКВ контест :-( Короче про подготовку...
Сегодня в ожидании Бейкера сижу у трансивера, кручу антенны и соображаю куда бы поехать на УКВ полевой день. Конечно же по карте ищу точку к...
Ломал голову как совместить приятное с приятным: чтобы на рыбалке смотреть на поплавок, а слушать двадцатку. Первое, что пришло в голову -...
TNX Александру Прилук K2PAL (ex AG2T) Уже лет сто ломают копья приверженцы и противники тех или других антенн. Уже целый стог сломанных копий. Дело...
СидЯ на работе нашёл пару минут чтобы посмотреть чего читает народ на моих сайтах. Как и ожидалось, то что описывает интересности в радиолюбительском эфире.
Прослушал приглашение с борта Fox1D приятным женским голосом и удивился тому, что бакен прошёл на 59, а себя не слышу. Ну и России...
Состояние с солнечной активностью никак не радует: изменений почти нет. Если солар флюкс еще как-то меняется, то число вспышек на стабильном минимуме -...
На пятый день праздников руки наконец дошли до радио :-). Но выяснилось что сегодня, для того, чтобы спаять платку расширения,...
Вы находитесь в районе, где есть значительный шум QRM / QRN (QRM: неприродный шум и QRN: встречающийся в природе шум), делающий невозможным получение слабых сигналов?
Я уже поминал тихим словом этот самый риторический вопрос, за что многие готовы были дать мне по сопатке :-) Сегодня повод еще раз спросить. Типа зачем...
Антон, OK7AJ Цифровая морская радиопередача и тюнер RTL-SDR Я часто спрашиваю себя, как привлечь молодых людей и расширить ряды будущих молодых радиолюбителей? Начнем с...

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.