Koordinācijas ierīces: konstrukcijas mērķis un princips

2024 Autors: Henry Conors | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-02-12 10:38

Amatieru praksē nav bieži iespējams atrast antenas, kurās ieejas pretestība ir vienāda ar padevēja viļņu pretestību, kā arī raidītāja izejas pretestību. Lielākajā daļā gadījumu šādu atbilstību nav iespējams noteikt, tāpēc jāizmanto specializētas saskaņošanas ierīces. Antena, padevējs un arī raidītāja izeja ir iekļauta vienotā sistēmā, kurā enerģija tiek pārraidīta bez zaudējumiem.

Kā to izdarīt?

Lai veiktu šo diezgan sarežģīto uzdevumu, ir jāizmanto saskaņošanas ierīces divās galvenajās vietās - tas ir punkts, kur antena savienojas ar padevēju, kā arī punkts, kur padevējs savienojas ar raidītāja izeju. Mūsdienās visizplatītākās ir specializētas pārveidošanas ierīces, sākot no oscilējošām rezonanses shēmām līdz koaksiālajiem transformatoriem, kas izgatavotas atsevišķu vajadzīgā garuma koaksiālā kabeļa gabalu veidā. Visi šie saskaņotāji tiek izmantoti, lai saskaņotu pretestības, galu galā samazinot kopējos pārvades līnijas zudumus un, vēl svarīgāk, samazinot ārpusjoslas emisijas.

Pretestība un tās īpašības

Lielākajā daļā gadījumu standarta izejas pretestība mūsdienu platjoslas raidītājos ir 500 m. Ir vērts atzīmēt, ka daudzi koaksiālie kabeļi, ko izmanto kā padevēju, atšķiras arī ar viļņu pretestības standarta vērtību 50 vai 750 m līmenī. Ja tomēr ņemam vērā antenas, kurām var izmantot saskaņošanas ierīces, tad atkarībā no konstrukcijas un veida ieejas pretestībai tajās ir diezgan plašs vērtību diapazons, sākot no dažiem omiem līdz simtiem un pat vairāk.

Ir zināms, ka viena elementa antenās ieejas pretestība pie rezonanses frekvences ir praktiski aktīva, savukārt, jo vairāk raidītāja frekvence vienā vai otrā virzienā atšķiras no rezonanses, jo vairāk ir reaktīvā komponente. induktīvā vai kapacitatīvā daba parādīsies pašās ieejas pretestības ierīcēs. Tajā pašā laikā daudzelementu antenām ir ieejas pretestība pie rezonanses frekvences, kas ir sarežģīta tādēļ, ka dažādi pasīvie elementi veicina reaktīvā komponenta veidošanos.

Ja ieejas pretestība ir aktīva, to var saskaņot ar pretestību, izmantojot specializētu antenas saskaņošanas ierīci. Jāpiebilst, ka zaudējumi šeit ir praktiski niecīgi. Tomēr uzreiz pēc tam, kad ieejas pretestībā sāk veidoties reaktīvs komponents, saskaņošanas procedūra kļūs arvien plašākasarežģīta, un arvien sarežģītāka antenu saskaņošana būs jāizmanto ar iespēju kompensēt nevēlamu reaktivitāti, un tai jāatrodas tieši padeves punktā. Ja reaktivitāte netiek kompensēta, tas negatīvi ietekmēs SWR padevējā, kā arī ievērojami palielinās kopējos zudumus.

Vai man tas jādara?

Mēģinājums pilnībā kompensēt reaktivitāti padevēja apakšējā galā ir neveiksmīgs, jo to ierobežo pašas ierīces īpašības. Jebkādas raidītāja frekvences izmaiņas šaurajās amatieru joslu daļās galu galā neizraisīs nozīmīgas reaktīvās sastāvdaļas parādīšanos, kā rezultātā bieži vien tas nav jākompensē. Ir arī vērts atzīmēt, ka pareizā daudzelementu antenu konstrukcija neparedz arī lielu pieejamās ieejas pretestības reaktīvo komponentu, kas neprasa tās kompensāciju.

Ēterā nereti var atrast dažādus strīdus par antenas (“garā vada” vai cita veida) saskaņošanas ierīces lomu un mērķi raidītāja saskaņošanas procesā. Daži uz to liek diezgan lielas cerības, bet citi to vienkārši uzskata par parastu rotaļlietu. Tāpēc jums ir pareizi jāsaprot, kā antenas skaņotājs patiešām var palīdzēt praksē un kur tā lietošana būs lieka.

Kas tas ir?

Vispirms pareizi jāsaprot, ka skaņotājs ir augstfrekvences pretestības transformators, ar kuru nepieciešamības gadījumā būs iespējams kompensēt induktīvo vai kapacitatīvo reaktivitāti. Apsveriet ļoti vienkāršu piemēru:

Sadalīts vibrators, kuram pie rezonanses frekvences aktīvā ieejas pretestība ir 700 m, un tajā pašā laikā tiek izmantots koaksiālais kabelis ar raidītāju, kura ieejas pretestība ir aptuveni 500 m. Izejā ir uzstādīti skaņotāji no raidītāja, un šajā situācijā tas tiks piemērots jebkurai antenai (ieskaitot "garu kabeli") saskaņošanas ierīcēm starp raidītāju un padevēju, bez grūtībām tikt galā ar tā galveno uzdevumu.

Ja tālāk raidītājs tiek noregulēts uz frekvenci, kas atšķiras no antenas rezonanses frekvences, tad šajā gadījumā ierīces ieejas pretestībā var parādīties reaktivitāte, kas pēc tam gandrīz uzreiz sāk parādīties apakšējā daļā. padeves gals. Šajā gadījumā jebkuras sērijas atbilstības ierīce "P" arī spēs to kompensēt, un raidītājs atkal saņems konsekvenci ar padevēju.

Kāda būs izeja, kur padevējs pievienosies antenai?

Ja izmantojat uztvērēju tikai pie raidītāja izejas, tad šajā gadījumā nebūs iespējams nodrošināt pilnīgu kompensāciju, un ierīcē sāks rasties dažādi zudumi, jo būs nepilnīga atbilstība. Šajā situācijā jums būs jāizmantoviens savienots starp antenu un padevēju, kas pilnībā izlabos situāciju un nodrošinās reaktivitātes kompensāciju. Šajā piemērā padevējs darbojas kā saskaņota patvaļīga garuma pārvades līnija.

Cits piemērs

Cilpas antena, kuras aktīvā ieejas pretestība ir aptuveni 1100 m, ir jāsaskaņo ar 50 omu pārvades līniju. Raidītāja izeja šajā gadījumā ir 500 m.

Šeit būs jāizmanto raiduztvērējam vai antenai atbilstoša ierīce, kas tiks uzstādīta padeves savienojuma vietā ar antenu. Lielākajā daļā gadījumu daudzi cienītāji dod priekšroku dažāda veida RF transformatoriem, kas aprīkoti ar ferīta serdeņiem, taču patiesībā ērtāks risinājums ir ceturtdaļas viļņu koaksiālais transformators, ko var izgatavot no standarta 75 omu kabeļa.

Kā to ieviest?

Izmantotā kabeļa sekcijas garums jāaprēķina, izmantojot formulu A/40,66, kur A ir viļņa garums un 0,66 ir ātruma koeficients, ko izmanto lielākajai daļai mūsdienu koaksiālo kabeļu. HF antenas saskaņošanas ierīces šajā gadījumā tiks savienotas starp 50 omu padevēju un antenas ieeju, un, ja tās ir velmētas 15 līdz 20 cm diametrā, tad šajā gadījumā tas darbosies arī kā balansētājs. ierīci. Padevējs tiks pilnībā automātiski saskaņots ar raidītāju, kā arīto pretestības vienādība, un šādā situācijā būs iespējams pilnībā atteikties no standarta antenas uztvērēja pakalpojumiem.

Cita iespēja

Šādam piemēram mēs varam apsvērt citu optimālu saskaņošanas metodi - izmantojot pusviļņa vai pusviļņa koaksiālo kabeli, principā ar jebkuru viļņu pretestību. Tas ir iekļauts starp uztvērēju, kas atrodas netālu no raidītāja, un antenu. Šajā gadījumā antenas ieejas pretestība, kuras vērtība ir 110 omi, tiek pārnesta uz kabeļa apakšējo galu, pēc tam, izmantojot antenas saskaņošanas ierīci, tā tiek pārveidota par 500 m pretestību. gadījumā tiek nodrošināta pilnīga raidītāja saskaņošana ar antenu, un padevējs tiek izmantots kā atkārtotājs.

Smagākās situācijās, kad antenas ieejas pretestība nav piemērota padevēja raksturīgajai pretestībai, kas, savukārt, neatbilst raidītāja izejas pretestībai, ir nepieciešamas divas HF antenas saskaņošanas ierīces. Šajā gadījumā viens tiek izmantots augšpusē, lai saskaņotu padevēju ar antenu, bet otrs tiek izmantots, lai savienotu padevēju ar raidītāju apakšā. Tajā pašā laikā nav iespējams ar savām rokām izveidot atbilstošu ierīci, ko var izmantot vienu pašu, lai saskaņotu visu ķēdi.

Reaktivitātes parādīšanās situāciju padarīs vēl sarežģītāku. Šajā gadījumā HF saskaņošanas ierīces ievērojami uzlabosiesraidītāja saskaņošana ar padevēju, tādējādi nodrošinot būtisku beigu posma darba vienkāršošanu, taču no tiem nevajadzētu gaidīt vairāk. Sakarā ar to, ka padevējs nebūs saskaņots ar antenu, parādīsies zudumi, tāpēc pašas ierīces efektivitāte tiks novērtēta par zemu. Aktivizēts SWR mērītājs, kas uzstādīts starp uztvērēju un raidītāju, nodrošinās, ka SWR=1 ir fiksēts, un šo efektu nevar panākt starp padevēju un uztvērēju, jo pastāv neatbilstība.

Secinājums

Uztvērēja priekšrocība ir tāda, ka tas ļauj uzturēt optimālo raidītāja režīmu, strādājot pie nevienmērīgas slodzes. Bet tajā pašā laikā nevar nodrošināt jebkuras antenas (ieskaitot "garo vadu") efektivitātes uzlabošanos - saskaņošanas ierīces ir bezspēcīgas, ja tā nav saskaņota ar padevēju.

P-ķēde, kas tiek izmantota raidītāja izejas stadijā, var tikt izmantota arī kā antenas skaņotājs, bet tikai tad, ja notiek darbības izmaiņas induktivitātē un katrā kapacitātē. Lielākajā daļā gadījumu gan manuālie, gan automātiskie skaņotāji ir rezonanses kontūru noskaņojamas ierīces neatkarīgi no tā, vai tās ir saliktas rūpnīcā vai arī kāds ir nolēmis savām rokām izgatavot antenai atbilstošu ierīci. Manuālajos ir divi vai trīs regulējošie elementi, un tie paši nedarbojas, savukārt automātiskie ir dārgi, un, strādājot ar nopietnu jaudu, to izmaksas var būt ārkārtīgi augstas.

Platjoslas saskaņošanas ierīce

Šis uztvērējs apmierina lielāko daļu variantu, kuros nepieciešams nodrošināt antenas saskaņošanu ar raidītāju. Šāda iekārta ir diezgan efektīva darbā ar antenām, ko izmanto harmonikās, ja padevējs ir pusviļņu atkārtotājs. Šādā situācijā antenas ieejas pretestība dažādās joslās atšķiras, bet uztvērējs ļauj viegli saskaņot ar raidītāju. Piedāvātā ierīce var viegli darboties ar raidītāja jaudu līdz 1,5 kW frekvenču joslā no 1,5 līdz 30 MHz. Jūs pat varat izgatavot šādu ierīci ar savām rokām.

Galvenie uztvērēja elementi ir RF autotransformators uz ferīta gredzena no novirzīšanas sistēmas TV UNT-35, kā arī slēdzis, kas paredzēts 17 pozīcijām. Ir iespējams izmantot konusa gredzenus no modeļiem UNT-47/59 vai jebkura cita. Tinumā ir 12 pagriezieni, kas ir savīti divos vados, savukārt viena sākums ir apvienots ar otrā beigām. Diagrammā un tabulā pagriezienu numerācija ir cauri, savukārt pati stieple ir savīta un ietverta fluoroplastiskā izolācijā. Izolācijai stieples diametrs ir 2,5 mm, nodrošinot krānus no katra pagrieziena, sākot no astotā, ja skaitot no iezemētā gala.

Autotransformators ir uzstādīts pēc iespējas tuvāk slēdzim, savukārt savienojošajiem vadiem starp tiem jābūt vismazgarums. Ir iespējams izmantot slēdzi ar 11 pozīcijām, ja tiek saglabāta transformatora konstrukcija ar ne tik lielu krānu skaitu, piemēram, no 10 līdz 20 apgriezieniem, taču šādā situācijā samazināsies arī pretestības pārveidošanas intervāls..

Zinot precīzu antenas ieejas pretestības vērtību, varat izmantot šādu transformatoru, lai pieskaņotu antenu 50 vai 750 m padevējam, izmantojot tikai pašus nepieciešamākos krānus. Šādā situācijā to ievieto speciālā mitrumizturīgā kastē, pēc tam piepilda ar parafīnu un novieto tieši antenas padeves punktā. Pati saskaņošanas ierīci var veikt kā neatkarīgu dizainu vai iekļaut kādas radiostacijas īpašā antenas komutācijas blokā.

Skaidrības labad uz slēdža roktura piestiprinātā etiķete parāda pretestības vērtību, kas atbilst šai pozīcijai. Lai nodrošinātu pilnīgu reaktīvās induktīvās komponentes kompensāciju, ir iespējams pēc tam pievienot mainīgo kondensatoru.

Tālāk esošā tabula skaidri parāda, kā pretestība ir atkarīga no jūsu veikto apgriezienu skaita. Šajā gadījumā aprēķins tika veikts, pamatojoties uz pretestību attiecību, kas ir kvadrātiskā atkarība no kopējā veikto pagriezienu skaita.