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:

  • До чего же мы похожи :-)

    Вот пролетал FunCube-1. Слышно хорошо, но большей частью SSB. Телеграф требует напряжения при изучении. Не все дошли до конца :-)  Но тем не менее даже на спутниковых транспондерах можно реализовывать принцип CW Forever  :-) Правда связей за такой же период можно провести в пять раз меньше :-(  SSBисты даже мешают. Зато каких связей! Вот кто меня позвал на AO-73 (FunCube-1) ! Ну точная моя копия :-)   AUDIO: QSO  UY2RA - PB0AHX  

     

     

     
  • Ищем в стоге сена :-)

    arecibo   Не для кого уже не секрет, что секрет успеха радиста в антеннах :-)   От них зависят две очень важные составляющие радиосвязи : соотношение сигнал/шум, при 1 мы просто не разберём что говорит наш корреспондент (если только это не DIGI специальная модуляция, способная за счёт многократного считывания сигнала восстанавливать пропущенные участки) и селективные свойства (чаще по направлению, чем по частоте).  C увеличением числа элементов лепесток становится уже и уже, а при сложении антенн в стэки лепесток становится настолько узким, что появляются проблемы с позиционированием (направлением) антенны в нужное положение. Те, кто хотя бы раз работал в контесте с поворотными направленными антеннами при низкой активнсоти не дадут соврать : исплюешся от злости "размахивая" антенной в разные стороны для каждого корреспондента (множителя). но тем не менее усиление таких антенн возрастает до величин позволяющих принимать бесконечно мало отличающиеся от ноля уровни радиосигналов. 

    Подробнее...  
  • Всё для того чтобы украсть

    Исследователи из университета имени Бен-Гуриона в Израиле рассказали о новом способе хакерской атаки. Она получила название LED-it-GO и позволяет использовать мигание светодиода для кражи данных. 
    Технически хакеры могут управлять миганием светодиодного индикатора работы жесткого диска типа HDD. Они создали вредоносное программное обеспечение, которое осуществляет операции чтения и записи. При обращении к диску светодиод загорается, когда же операции чтения и записи не выполняются, он неактивен.  Передавать можно простые комбинации, закодированные нулями и единицами. С помощью вредоносного программного обеспечения можно перехватывать нажатия клавиш, а также пароли и другую конфиденциальную информацию. Небольшие объемы важных данных передавать с помощью светодиода достаточно легко. Нужно закодировать информацию набором нулей и единиц. Затем требуется определенным образом включать и выключать светодиод жесткого диска, совершая операции чтения и записи.  
     Голубые светодиоды подходят для кражи данных лучше, чем красные и зеленые. Частота их мигания достигает 6 тыс. раз в секунду. Данные может принимать практически любая камера – в смартфоне, на дроне и пр. Вот как это работает – камера на дроне считывает мигания через окно офисного здания:
    Исследователи протестировали экшн-камеры GoPro, цифровые зеркальные камеры, камеры смартфонов, веб-камеры HD-качества, камеры систем видеонаблюдения и Google Glass. Оказалось, что GoPro Hero5 способна принимать данные на скорости 120 бит/с, и это наилучший показатель.

    Подробнее...  
  • Новая жизнь плакетки

    Уже давно задумывался над тем почему я не собираю карточки на какую-нибудь деревянную доску.  Понятно, что престижно, трудно и каждая из них - брэнд.   Но время идёт и вот россияне, в частности компания "Most Wanted DX" предложила серию плакеток достаточно серъёзного калибра и принципиально нового дизайна, который сильно отличается по своим эстетическим качествам от досок известных брэндов прежде всего цветной литографией на серебре.

    Подробнее...  
  • Реально широкополосная :-)

    Тренируя ухо на своём "панорамном" SDR страдаю от необходимости раз в полчаса переключать антенну :-(  не секрет, что обычные RTL "свистки" высокой чувствительностью не отличаются, и, если мы хотим услышать что-нибудь хорошо, то антенна нужна хорошая, многоэлементная.  А они, к сожалению, все узкополосные. Не получается хорошо в широком диапазоне частот.  Это огорчает, но это наука.  А теперь, когда мы догадались подключить к своему SDR радио МШУ, то появляется возможность подключить к своему приёмнику реально широкополосную антенну. Это возможно только теоретически, но вариант практического приближения к этой утопии всё-таки существует.
    so50
    Речь идёт о модификации всенародно известной УКВ антенны типа "Метла".

    Подробнее...  
  • И на старуху....

    prop circle

    И на старуху бывает проруха. Это я про прогноз прохождения от VOAP на сегодня. Отстаёт примерно на 3-4 часа. Вот что должно было быть сегодня с центром в Славутиче.  Но не сложилось. Десятка открылась только к двум часам дня и то еле-еле. Максимум на час, полтора, потом всё, тишина. С фифтином ближе, практически с 12 часов и примерно до  17 было хорошо слышно Азию и не очень хорошо Штаты, потом умер и фифтин.  На двадцатке, если есть антенны, то практически слышно всё и всегда. Но сегодня она открылась тоже ближе к вечеру. Но судя по графику (и по ушам) она будет открыта допоздна. Радует только то, что наука ошибается редко и ненамного :-)

     

     
  • За что я люблю HAM радио?

    Для изучающих телеграф. Когда всё примете - поймёте.

    9j2bo

    А вот сейчас получил истинный сатисфакшен :-) На CQ позвал медленный-премедленный англичанин. Наверняка начинающий телеграфист. Я был джентльменом - без единого признака неудовольствия сбросил скорость до 15 знаков (!) в минуту и провёл типовое QSO. Почти издевательство над Морзе :-) Но я перед этим "настриг" DX территорий, пусть и ни одной новой, при моих отработанных (в который раз 303 :-), поэтому не испытывал даже внутреннего напряжения. И каково же было моё удовольствие узнать что я и правда джентельмен:-)  - Питер отдельно поблагодарил меня за QRS.  Если Вы хотите помочь радиолюбительству - давайте CQ на частотах QRS - 1.850, 3.700, 7.124/7.050, 10.125, 14.050, 21.150/21.125, 24.8915, 28.160

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.