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:

  • Польза от спутников :-)

    Как много, всё-таки новостей и информации обрушивается на нашу незащищённую голову. Ну если она не защищена. Каской например. Шучу, конечно. Вот приятель дал игрушку, моя машина теперь оснащена GPS монитором.  Сидит жена дома и смотрит на мониторе куда её благоверный направился :-)  Ну по честному был поражён во-первых доступностью этой фишки, а во-вторых точностью.  Определяет положение по десятку спутников GPS/GLONAS и рисует на карту Google ну или какую хочешь. Если верить карте Яндекса, то ошибка метра два, не больше. Я то свой сад знаю.  Вот то, что она пишет сейчас. Ну сейчас то я уже дома сижу, датчик на подоконнике лежит :-) Ну просто поражён точностью науки.  А еще эта штука умеет рисовать маршрут движения, писать историю движения, километраж, превышение скорости, время и на какой период открывались двери, показания датчика топлива, температуру охлаждающей жидкости, высоту над уровнем моря, длительность стоянок, и еще кучу всего. Коробочка 4х4 сантиметра. Дешево. Мне по карману. Вот тут www.sunlas.com
    Объект: Егоркина Волга
    Состояние: online, стоит
    Время позиции: 01.07.2014 23:56:47
    Время отчёта: 01.07.2014 23:56:50
    Спутники: 8
    Широта: 51.52025
    Долгота: 30.747517

    Подробнее...  
  • Как много умных людей

    effectdoplera   Не устаёшь поражаться обилию умных и образованных людей. Иногда даже появляется комплекс неполноценности. Я то думал что доподлинно знаю что такое эффект Допплера. Ан, оказывается, не знал. Вот картинка-цитата сайта doplayer.ru, кто мне не поверит - сходите гляньте сами.

    " Эффект Допплера проявится внутри помещения за счет отражений звуковых волн, поэтому рекомендуется слушать музыку в DoPlayer внутри закрытого помещения". Вот так вот :-)

       

     
  • А сколько их всего?

        Речь о спутниках. Я уже задавался таким вопросом. И, конечно же знаю, что ответа не знает никто. Дело в том, что примерно половину спутников не то что не афишируют, скрывают. По понятным причинам. Но всё же хотелось бы знать хотя бы про половину. И вот, оказывается, есть такая организация. Union of concerning Scientist. Они готовят множество ежеквартальных материалов по ядерной (безо)пасности и спутникам. Данные открытые, ими можно легко воспользоваться, скачав приготовленные для нас данные уже в формате обычного Excel. Или даже текстовом формате. Согласно их авторитетному мнению на орбите сейчас 1168 спутников. Прикидываете, если бы вы захотели просто послушать, какой многоголосый хор вы бы услышали :-) 

       Но нам, радиолюбителям, проще. спутников использующих радиолюбительские диапазоны и диапазон для экспериментальной связи - 433 мгц, гораздо меньше. И они, часто, бывают или выключены, или переведены практически в режим радиомолчания: только команда запрос-ответ.  Поэтому список спутников, которые можно послушать (или поработать через их транспондеры) составляет всего днесколько десятков строк :-)

    Подробнее...  
  • Video Vibroplex

    Прикольное видео о работе Vibroplex. Обычно, когда показывают видео, особенно сжатое, не видно как получаются точки :-) Здесь этого нет, всё хорошо видно. Плюс смена грузиков. В общем для сюжета про передачу на  виброплексе видео достойное. Кто вообще никогда не видел виброплекса - получит удовольствие. Даже мне понравилось. :-)  А вообще - это целая наука. Кто скажет "не надо", у нас электронные есть, пусть вспомнит, что телеграф - военный вид связи, работающий всегда, есть, нет. электричество, свет или интернет - точки на механическом полуавтоматическом ключе всё равно  получаются...

     
  • Приколы профессионалов

    Замечали что иногда работу профессионала видно с первых движений руки (ключа :-). С первых секунд...    А вот еще

    Если кто не узнал - в ролике Кейт Урбан  
  • Как принять телеметрию PolyItan

    Поскольку этот сайт для русскоязычной части мирового радиолюбительского сообщества, ниже сокращённый перевод инструкции Назара Бендасюка на русский. Желающие читать на родном языке, могут скачать файл инструкции в формате Word на украинском

    "Для того чтобы принять телеметрию с украинского спутника PolyItan1 нам  потребуются:

    1. Аппаратно - трансивер и антенна способные принимать на частоте 437675 (желательно с компенсацией эффекта Допплера)

    2. Программно - программа TelemetryDecoder, программа MixW3.1.1h  и какой-то вариант менеджера виртуальных портов: либо N8VBvCOM (VirtualCom). либо VirtualSerialportsEmulator

    Как подать звуковой сигнал с гнезда ACC трансивера (или наушников) на вход звуковой платы компьютера можно посмотреть  здесь: "Сопряжение уровней AFSK". После того, как вы убедитесь, что сигнал звуковой частоты поступает на вход компьютера, можно переходить к настройкам программной части. Для начала необходимо установить одну из программ управления виртуальными портами. Это необходимо для передачи данных от одной программе к другой с помощью стандартного для всех программ протокола RS232 (Посмотреть подробнее). Разница между ними в том, что VSPEmulator нужно конфигурировать при каждом запуске и нельзя закрывать окно - он выгружается. Напротив, N8VBvCOM, будучи отконфигурированным, становится резидентно, его окно может быть закрыто и не будет мешаться на рабочем столе. И его не надо конфигурировать каждый раз.

    Подробнее...  
  • Прохождение на КВ

        Наблюдение за эфиром "ушами" и кластером даёт разную картину. Впрочем как и использование различных принципов прогнозирования прохождения (радиоволн).  Если смотреть в кластер, складывается впечатление что эфир  если не полон DX станциями, то по крайней мере работы на хватит час  их "вычёрпывания".   Иллюзия соэдаётся из-за неправильной или проигнорированной настройки фильтров DX кластера.  Многие (и я не исключение:-) игнорируют фильтры сознательно. И хотя в половине случаев DX, анонсированный из США, у меня слышен не будет, на всякий случай и послушаю :-) Мало ли, может у него направленная антенна, может в слое D образовалась дырка, а над ней как раз в нужном состоянии слой F?   В конце концов и от энергетики зависит. Помните, "против лома нет приёма"?  Конечно, если стэк из трех 6-ти элементных антенн и киловатт, то прохождение можно игнорировать вовсе.... :-)  Но в большинстве случаев с наукой спорить бесполезно. И даже различные подходы к прогнозирования условия распространения радиоволн дают приблизительно одинаковую картину: прохождение перевалило за  свой пик и плавно но монотонно ухудшается.
     Первыми жертвами становятся радиолюбители среднего звена увлечённости. Не фанаты. Как правило у них,

    Подробнее...
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.
Лёд тронулся! SFI = 68, а SSN = 22! Намного лучше, хотя на 100% динамики улучшения нет. Но, как...
Я уже давно деревенский житель. И ни разу не пожалел, что оставил мегаполис. Но вот с общением в деревне всё не так весело. Все...
Получил замечание что уже воскресенье, а привычного прогноза прохождения на неделю нет :-) Исправляюсь.160 метров. Уверенно хорошие концентрические зоны на расстояния до 2000 км, но...
Устал от рыб. Сел попищать в телеграфе. Пустыня :-( Только QRP станции зовут, в надежде что на безрыбье их слабые сигналы будут приняты. Слышу,...
Я уже не раз признавался в любви к сантехническим трубам :-) И писал про довольно сложный конструктивно, но очень эффективный Buddipole, работающий (с трапами) от...
Позвонил приятель и сказал, что на сайте Радон публикуется несколько искажённых статей с сайта hammania.net . С моего сайта.
Кто скажет, что у него никогда не было проблем с антенной на 40 метров, заведомо говорит неправду. Я и сейчас эту...
Пару лет назад мне попадалась идея (схема) G4ILO с формированием приёма-передачи цифровыми модами на внешней звуковой карте. Ничего принципиально нового, формировать фронт...
Сергей UA0ADX Хочу поделиться опытом подключения СДР приемника к УКВ трансиверу, конкретно к IC-9100 и по аналогии к любому другому. Работая...
Всё чаще и пристальнее приматриваюсь к QRP. Последней каплей на краю чаши возрастающего интереса стали мои же материалы о партизанских радистах (и не только...
Или QRP несимметричный диполь запитаный "с конца". Или еще "жалкая антенна для несчастного городского жителя" :-) А теперь серьёзно.
Я не скрываю того что я - романтик. и с лёгкостью поменяю DX QSO на пару-тройку телеграфных связей просто. И если с любовью,...

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.