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:

  • CQ WW RTTY: как работают лодыри

    keyboard us    Никто не знает почему сегодня с утра я решил поработать в CQ WW RTTY. Я и сам не знаю.  Раньше сказал бы просто пришло в голову, но сегодня точно знаю: просто так не бывает ничего. Помнится еще совсем недавно я оттопыривал нижняю губу, когда кто-то из моих приятелей говорил что "поработал в контесте  часок-другой".  Настоящие спортсмены бьются до конца. Чуть не сказал насмерть :-)       Да, когда был помоложе, так и поступал. Либо пока не засыпал в поисках очередного множителя, либо пока со стула не вставал из-за застойных явлений в области таза :-). Но прошло время, прошлые сожаления о своих неудачи и чужих успехах (и даже белая зависть :-) прошли, осталась мудрость зрелого возраста, которая говорит: получи хоть это удовольствие, пока оно тебе доступно :-) Короче погулял в саду, выгулял собаку, попил кофе второй раз, почесал репу

    Подробнее...  
  • E-Bay обмен

    На днях Ебэй с удовольствием поменял моих 50 президентов на только что испечённые пирожки от SDR.COM Прошло 5 дней и вот я готов реализовать систему три онлайн приёмника на двух IP адресах. Выглядит симпатично post shipping Конечно тут же воткнул в ноутбук и проверил каждый в отдельности. Впечатления хорошие. Навскидку слегка волнует потребление от USB порта: металлический корпус греется заметно больше чем 36,6 :-(  А их два. А как себя чувстствует USB host ноутбука?

    Подробнее...  
  • IARU Champ

    f4egg

         Опытные преподаватели, перед тем, как рассказать скучнейший материал, стараются разбудить студентов весёлым материалом, имеющим однако, отношение к теме. Я тоже так делал. И сегодня поступлю так же. Дело в том, что я этот контест решил только слушать. Может старым стал соревноваться с молодыми и амбициозными, может как в народе говорят "объелся" :-), не знаю. Одним словом, сидят на завалинке два деда и один другому говорит:

    - Иван, ты помнишь, нам в первую мировую таблетки давали, чтоб мы по девкам не бегали?

    -Ну да, Петро, помню. А что?

    - Так, кажись, действовать начало....

    Подробнее...  
  • Эффективный Batternoot

    ik5xct

    Начну издалека, с 1991 года. 4J1FS, Малый Высоцкий остров, если помните. Когда ехать в Африку далеко, дорого и страшно, используем связи и авторитет и вот, пожалуйста, отдельная територия по DXCC под Ленинградом. Точнее под Выборгом. Ну это так, к слову. Было весело. Ну а меня, не пользующегося особым авторитетом :-), взяли на RTTY позицию. И антенна у меня была, тогда последнее слово дизайнеров многодиапазонных GP, - фирменный Баттернут. Я долго цокал языком ощупывая его толстенные катушки :-) Как в том анекдоте, если помните про выхлопную трубу и "самец" :-)  Но с земли он работает только при наличии всех подключенных противовесом числом не помню точно, но более двадцати. А потом я трое суток чертыхался пробираясь к туалету и обратно через это круглое минное поле. Не было случая, чтобы я не зацепился хоть за один из них: они ж длинные. Надо сказать, что потом (но лучше поздно, чем никогда) в ущерб, конечно, эффективности, просто воткнул его в дно в трёх метрах от берега (Балтийского моря). Солёная вода - отличный проводник, а кабель на поплавках из пенопласта :-) Такое долгое вступление для того, чтобы было понятно почему тут эта картинка. 
     Вчера вдвоём с Ирой полдня найтовали лодку на багажник, проверял мотор, воблеры, мешок для рыбы, а сегодня с утра гроза, дождь и ветер :-)  Ну это другие бы заплакали. А мы нет. Ира  уселась решать свои кроссворды, а я на CQ DX :-) Но по плохой погоде DXы тоже были плохие: на CQ зовёт

    Подробнее...  
  • Маркет риф

    Сейчас (и снова) активен Маркет риф - OJ0V.   Ну много писали, и я в том числе, фотографий - море. Слышно почти всегда на 9 баллов - там преобразователь 220 из аккумуляторов стоит 5-ти киловаттный. И как минимум всегда двухэлементный трайбендер, по-моему еще с сороковых годов :-) Его назад везти дороже чем купить новый. Ну да ладно.  Я на прошлой неделе пытался провести ES QSo на двойке с OJ0B, не вышло, правда. Кстати, на QRZ.COM именно на этом позывном фотографий больше всего.  Кто еще не работал - сработайте обязательно, очень прикольная территория. По сути тоже самое что BS7H только в Европе: большой камень посредине моря :-)  Но вот я нашёл совершенно оригинальную фотографию - мемориальная бирка умиляет:

    market reef
    Хочу обратить ваше внимание на то, что Швеция и Финляндия используют этот DX префикс по очереди. Совместно, если хотите, и не рвут одеяло на себя. Как некоторые украинские радиолюбители кресло председателя :-) Впрочем, наверное, не только украинские.

     
  • Со светлым праздником Пасхи!

    pasha

    От нашего стола Вашему!    Ира UY2RY + Егор UY2RA

     
  • Поиск источников QRM

    qrm        О том, как попытаться подавить помеху я уже писал (Эффективное подавление помех в Главном меню).  А вот как определить источник помехи рассказал в своей  статье опытный коротковолновик  Вадим Дубовик - UT3RZ.  С его любезного разрешения я  процитирую его здесь.  Получится полная инструкция по преобразованию вашего домашнего эфира в девственно чистый :-)
      Цитата:  
    " Думаю, все радиолюбители у себя дома отчетливо различают вдруг возникшие помехи, так мешающие приёму слабых сигналов ДХ станций. И неважно где он проживает, в большом городе или в маленькой деревушке, рано или поздно каждый радиолюбитель встретится с подобной проблемой, так как некачественная в отношении электромагнитной совместимости техника всё больше входит в наши дома и подключают её к своеобразным огромным излучающим "антеннам" - к сети 220 вольт.   Эта проблема еще более усугубляется, если приёмник работает с антенной, имеющей какое-либо усиление. Прикиньте: со стороны Японии у вас дом, в котором живёт "сверчок". Похоже Япония теперь улыбается другим....  
    Подробнее...
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,...
Получил вопрос в личку как к компьютерному специалисту в радиолюбительстве. Почему в контестах логи "вываливаются" часто с потерей связей? Переадресовал вопрос сначала к Гоше-радисту,...
Спасибо приятелю, подарил новую пачку QST. Сижу, читаю. Правда и старые есть, и некоторых новых номеров тоже нет :-), но поскольку не читал, мне всё...
При всей кажущейся крамольности этого заявления, в описаном ниже случае это так :-). Мысли вслух Джоеля Халласа, W1ZR в моём вольном пересказе. Прочитано в QST#11/2014...
Продолжая разговор про технику и глаза хочу помянуть незлым тихим словом эхолот - устройство продлевающее мой взгляд под воду. Его использование "выпрямляет" мои...

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.