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:

  • Изучаем CW дома. Радиожаргон


         Как вы уже успели заметить, скорость обмена информацией в телеграфной моде значительно медленнее чем, скажем, в SSB. В SSВ среднее слово (5 символов) произноситься за время меньше секунды, тогда как азбукой Морзе это займет раз в пять больше. Неудивительно, что радисты с момента возникновения радиосвязи (а тогда не было не только SSB, но и АМ), старались максимально сокращать текст, т.е. применять сокращения английских слов. Это привело к тому, что понимать разговор телеграфистов могли только избранные, т.е. сами радисты. Возник профессиональный слэнг, который и до сих пор  называется радиожаргон. И, если мы хотим стать своими в этом сообществе посвященных, нам прийдется запомнить эти жаргонные выражения  (или привыкнуть переводить на русский не слово, а его сокращенную аббревиатуру). Вот строка принятая на частоте 14027 азбукой Морзе:
    vy ga dr om tnx fr call es qso vy big sigs 599 plus hr tom in ny hw? bk  

    Подробнее...  
  • А вот так видно МКС-ISS

    Вот только что пролетала МКС, Или  ISS как её именуют по английски. Записан фрагмент приёма на саундмодем через Baofebg и контроллер MFJ-1270 Поэтому строки на экран выводятся дважды. Красным цветом моя передача (звука конечно не слышно). Как видите Баофенг - серьёзное радио :-)  Вот прямая ссылка на файл с хорошим качествомYouTube чего-то мои файлы коверкает :-( А ниже можно помотреть прямо здесь в МР4

     
  • Неубиенный RS232 :-)

        Посматривая по сторонам в поисках космических "интересностей" нашёл и посмотрел информацию по американскому SpinSat.  Он отправлен в багажнике Falcon9 на ISS где в японском модуле будет подготовлен к "запуску", а проще выбрасыванию в космос из форточки ISS в течении трёх месяцев при подходящей орбите. Дело в том, что этот КА идеальный объект для исследования микрореактивных двигателей пропорционально управляемых электроникой. Поэтому форма SpinSat - сфера.  У него по поверхности расположены 12 микрореактивных твёрдотопливных двигателей, которые за всё время эксперимента должны израсходовать 4,8 грамма топлива! Это при весе спутника в 57 кг! Поверхность тоже не случайно блестящая и строго наполовину чёрно-матовая: это отражатель и поглотитель для лазерных лучей с Земли. Таким образом

    Подробнее...  
  • Неубиенный дед АО-7

    Сегодня - пруха. Впервые лет за 5 услышал АО-7 в добром здравии настолько, что принял телеметрию на 145970  На рисунке видно что наконец ток заряда (он же ток потребления) достаточный чтобы спутник не вырубался  при работе через него радиолюбителей и включенном передетчике телеграфного канала телеметрии. Вот сейчас пожалел что не посмотрел RTTY. Но тем не менее, принимая морзянку в голове стояла картинка  облупленных метеоритами как пулями солнечных батарей, отломанный штырь передатчика 10 метров, потёки бывшей жидкости из аккумуляторов....   Всё таки 40 лет в космосе - не фунт изюма.  Очень рад, что старикан жив. И, кажется, хорошо жив. Фонограмма бакена телеметрии и картинка декодеоа ниже.

    ao7 telemetr

    И тут же за ним летел самый современный FM борт Fox-1D. Покричал и через него.  Звук, конечно, лучше. Но и вертится больше. Сами послушайте.

     
  • Таблетка от склероза

    sklerozИли Электронная пилюля. Прошло то время, когда мы помнили всё... :-(  На сегодняшний день сочетание забывчивости и грозовыx разрядов привели к значительным материальным потерям.  Проблема в том, что в сельской местности, где я живу, даже дома сделаны в лучшем случае из кирпича. В стенах  практически нет металлической арматуры. Т.е. электрического экрана нет. А коммуникационные линии к дому уложены часто даже не кабелем, а обычным двухжильным проводом. Так с электропроводкой, с телефоном (интернет и трансивер подключены к одному копмьютеру) и радиоточкой.   В таких условиях все эти провода превращаются в антенны-молниеуловители. А поскольку всё моё оборудование в конечном счёте привязано к этим проводам, да еще добавлены антенны, то моё хозяйство очень подверженно ударам стихии. В ноябре я надеялся, что грозы с летом уже ушли. Ан не тут то было. Одним словом два раза по 100 баксов  еще когда у меня был Icom746 PRO, 600  гривен за замену интерфейса UniCOm Dual и даже вылетевший в Icome soundport в ACC2. Просто выдернутый из антенного грезда разъём лег на провод с аудио кабелем от звуковухи на ACC2. И оказалось достаточно разряда с кончика разъёма на оплётку мимо звукового кабеля. Одним словом, даже если я не забывал выдернуть разъём антенны из трансивера, потери были. Поэтому я нашёл электронный способ лечения склероза. А может не нашёл, а вспомнил... :-)  

    Суть проста: параллельно цепи питания трансивера включается обмотка реле. Можно двух, трёх, четырёх,

    Подробнее...  
  • Уютная лужайка

    fw5jjОЧень уютная лужайка.  Если бы не позывной (FW5JJ) подумал бы что это где-то под Черниговом. Очень похоже на подъезды к Прилукам  :-) Антенна боевая, но  мой опыт подсказывает что в высоту нехватает метра полтора.  У меня на даче RR33 работал года два на высоте метров 7-8. Хотя судя по тому, что он услышал моих 100 ватт, на его поляне высоты достаточно :-)

     
  • Зондирование прохождения. Маяк-реверсмаяк

    Группа славутичских радиолюбителей (Андрей UR5RFF, UR5RBH Борис и UY2RA) запустили бета версию системы маяк-реверс маяк. Система зондирует прохождение для 12 частот на всех КВ диапазонах включая  WARC и двух УКВ (144 и 430). Трансивер Kenwood управляется пик процессором Ардуино и  на указанных ему частотах с указанной мощностью (в соответствии с разрешением) передаёт текст маяка, WW locator и нажатие с изменяющейся мощностью - 2 секунды 100, 2 сек 50, 2 сек 25 и 2 секунды 5 ватт. На УКВ это только 5/1/0.5/0.1 в соответствии с требованием разрешения. Текст маяка сформирован на основании требований регламента и содержит обычно передаваемую при радиолюбительских связях информацию - позывной, мощность сигнала, WW локатор и ссылку на сайт где эти данные мониторятся. Эти передачи длятся первую минуту каждого пятиминутного интервала. На созданном под этот проект сайте http://baken.hammania.net отражается текущее состояние маяка (текущая частота, активен ли и т.д) и рапорты для этого маяка в таблице и карта с точками приёма от скиммерсистемы ReversBeacon.  Среди выявленных недостатков - разнокалиберные антенны, которые не обеспечивают круговой диаграммы направленности, что вносит искажения в результаты. Но денег на многодиапазонный штырь пока нет :-(  Включили как есть.  Ниже видео со стороны маяка. Картинку прохождения можно посмотреть на указанном выше сайте.

SAT/SPACE MONITOR Вы можете участвовать в формировании новостей !

Не секрет, что мы в Славутиче начали установку эхолинк узла. Протестировали на Kenwood TS2000 с антеннами дотягивающимися до Чернигова. работает, всем...
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...
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.