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:

  • Ямбик паддль к COM порту

    usb comА пока готовимся изучать процесс передачи. Как уже упоминалось выше, скорее всего ямбик key у вас встроен в трансивер, поэтому и пробовать можно прямо на нём. Если же в трансивере нет Yambic или, что еще более печально, вообще нет трансивера, то прийдется использовать наш старый добрый учитель CWTYPE. Прежде чем мы начнем знакомиться с понятиями ямбик технологии, необходимо подготовить материальную базу. Ранее я уже ориентировал вас на приобретение ямбик манипулятора и, надеюсь, что вы уже на половине пути: приобрели хотя бы манипулятор, не уверен что приобрели и USB-COM устройство. Но это нам необходимо, устройство всегда можно применить для другой задачи. Итак мы имеем переходник USB-COM либо выполненный прямо на разъеме, либо со шнуром.  В мануале к программе есть схемы, которые необходимо исполнить либо применительно к паралельному порту, либо к последовательному. Проблемы скорее всего возникнут

    Подробнее...  
  • OnLine Калькулятор проволочных антенн

    Как-то вечером, желая посчитать войдёт ли в мой малогабаритный садик Inv V на 80 метров, не найдя калькулятора на обычном месте, на полке слева, набрал в поисковике "online calculator". И каково же было моё удивление, когда в строчке номер 38 я увидел "Онлайн калькулятор проволочных антенн"! Ну, я уже перевёл английский, там было слегка по другому :-) Но суть от этого не поменялась. Я, конечно же туда сходил,думаю многие на этом сайте уже были, но для меня это было открытие. Я, как соображающий как это делается, сразу "украл" это себе на локальную машину. Кстати, работоспособности этого калькулятора это ничем не угрожает, разве только станете плохо спать из-за угрызений совести по поводу нарушения авторских прав. Но поскольку тут обычная арифметика и физика, "заряженная" в скрипт для работы по принципу клиент-сервер, думаю что после моей переделки и указания первоисточника идеи даже к моему сайту претензий быть не может. Тем более к использованию на локальной машине. Одним словом, вот источник http://www.ccdxc.org/ant_calc.htm, а вот мой вариант, попроще и в метрической системе. Комментанрии тоже творчески переработаны в стиле моего сайта :-)

         Калькулятор коротковолновых проволочных антенн не является изобретением и не избавит вас от необходимости рассчитанные метры отмерять в проволоке, где погрешность может оказаться куда большей чем в калькуляторе :-) Тем не менее вычисление длины для середины диапазона производится с более чем достаточной точностью. Учитываются размеры не только горизонтальных полотен, но и длины наклонных лучей и их проекция на землю (войдёт или не войдёт в мой садик:-). По ходу даются пояснения, которые помогут не радиоинженерам лучше понять физику работы антенн. Просчитываемые частоты от 1,8 до 30 мгц.

    Подробнее...  
  • Проклятый склероз :-)

    Сегодня, впервые за несколько месяцев подключив принтер, был неприятно удивлён превосходством интенллекта компьютера над моими умственными способностями:-) Он попросил вставить "лэйбел"-бумагу и пригрозил распечатать QSL карточки запрошенный через QSL Request службу моего сайта. Ну подключил. Ну распечатал :-) Так что  те, кто запрашивал QSL проверьте лог, кто не запрашивал - загляните в лог :-) 

     
  • Вопрос к читающей публике

    Сегодня по причине первого дня когда голова уже чего-то соображает, а режим еще постельный (больничный), впервые за три дня включил трансивер и ноутбук. Конечно, прежде всего старые привязанности: КВ и спутники.  Мало что изменилось за три дня, но больная мысль сверлит мозг: так много интересного в космосе и так мало с кем можно обсудить какое-либо событие там или какую-то технику. Причина, скорее всего, в том что наш народ помимо инертности имеет еще и проблемы с материальным благополучием. Не у всех есть хорошая техника для УКВ. Я - не исключение. В основном это антенна 3 и 5 элементов на 145/430 и Baonehg UV5R :-(   

         Тоже немало, но SSB и CW нет, да и перестройка с шагом 5 кгц не даёт возможности  компенсировать эффект Допплера даже на FM транспондерах, не говоря уже про SSB. А упоминание про декодирование FSK или BPSK вообще может приравниваться к нецензурной брани :-)  А ведь практически все спутники передают телеметрию.

    vox2   Но, будучи пользователем радио вообще и (когда-то) инженером радиосвязи, помню, что практически все DIGI RADIOS программируются с помощью компьютерных программ того или иного назначения.  Для большинства радиолюбителей (не в обиду городским жителям :-) параметры по избирательности Баофенг радио - пофенгу :-) потому что ближайший источник помехи в этих диапазонах за сто вёрст. Чутья у них немеряно и если бы они имели более детальное управление частотой и модой - цены бы этим радио не было. Но имеем то что имеем. И вакуум в информации по попыткам радиолюбителей через кабели программирования управлять этими радиостанциями в режиме реального времени.  

      Может кто-нибудь встречал что-то подобное в интернете или знает кто бы мог подумать об этом?

     
  • Незаслуженно забытый: ProcessExplorer

    vir   Всем знакомо ощущение горького недоумения и досады когда компьютер начинает чихать и кашлять, а ваша антивирусная программа сквозь сон сообщает что всё нормально?  Будучи уже не раз наказаным за неосторожность, держу у себя на рабочей машине два резидентных антивируса. У меня стоят Avira и Avast. Выбор объясняется легко: оба бесплатные и что самое главное - не конфликтуют между собой. Касперский, например, несмотря на то что действительно лидер в обнаружении и защите и имеет бесплатный триал на год, требует удаления других антивирусных программ :-(   Конкурентная борьба не ослабевает.  Да и, кстати, многие вредные шпионские программы антивирусами не "ловятся" по причине того, что тихо-тихо подглядывают как бы чего скомуниздить с вашей машины.  Одним словом, когда я вспоминаю про то, что уже давно не заглядывал "под крышу" своей машине - тут же загружаю Process Explorer. Это такая программа, которая будучи запущеной, показывает вам все процессы (или демоны) запущенные вами, Windows или соответственно вредоносной программой.  Не нужно быть уж очень умным чтобы догадаться, что она даёт возможность прибить любой из них. А так же любую цепочку дочерних процессов.   Особенно хороша она когда вы обнаруживаете, что после обработки антивирусом ваша машина снова и снова говорит о заражении. Это значит, что вирус во время работы антивирусной программы спрятал код, сидящий в "мозгах" компьютера и после удаления заражённых файлов создаёт их снова  в еще больших количествах.

    Подробнее...  
  • UT5R LOG/OQRS

    myqslТут можно проверить дошли ли до меня Ваши QSL и ответил ли я Вам. Введите свой позывной и подтвердите его. После того как связи найдутся за них можно будет тут же запросить QSL (через бюро). Ваша QSL при этом необязательна. Так же не обязательна регистрация: достаточно того что Ваш позывной есть в логе.

    Вы можете иметь такой же

     

    [ReadMe]  
  • MКС в SSTV 12 апреля

    Сегодня 12 апреля, Годовщина первого полёта человека в космос. не надо быть очень умным, чтобы предположить что RS0ISS будет сегодня передвать картиник этой тематики в SSTV режиме. Напомню, 145.800, в связи с тем что сверху включают 40 ватт, принимается на резинку. И на смартфоны тоже. Вот орбиты МКС до конца дня для Украины. Время тоже украинское.

    Время    Спутник Азим. Угол места Солнце
    -------------------------------------
    12-04-2015 17:57:47 ISS 193.4 10.0  1.8  
    12-04-2015 18:00:16 ISS 144.1 19.8  0.8 
    12-04-2015 18:02:44 ISS 95.4 10.1  1.4  
    
    12-04-2015 19:33:00 ISS 245.3 10.1  1.6  
    12-04-2015 19:36:15 ISS 163.6 65.5 -1.2
    12-04-2015 19:39:31 ISS 80.9 10.0  1.1 
    
    12-04-2015 21:09:21 ISS 273.3 10.1  1.3 
    12-04-2015 21:12:38 ISS 356.3 86.2 -1.7  
    12-04-2015 21:15:55 ISS 92.5 10.1  зтм  
    
    12-04-2015 22:45:46 ISS 278.0 10.0  1.1 
    12-04-2015 22:48:57 ISS 202.8 48.0  зтм   
    12-04-2015 22:52:07 ISS 127.3 10.0  зтм 
    
    13-04-2015 00:23:12 ISS 249.6 10.0  зтм 
    13-04-2015 00:24:45 ISS 221.2 12.8  зтм  
    13-04-2015 00:26:19 ISS 192.3 10.0  зтм  
    

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.