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:

  • QSO через спутник

     Ну вот мы вооружены программным обеспечением (в основном Orbitron) для расчета орбит спутников, познаниями о том, как можно прослушать работу радиолюбителей через спутник, есть даже радиостанция на два диапазона. Да вот только это обычная "ручная" handy, как говорят,  или "болтушка" с "резинкой" что в переводе на русский язык означает малогабаритную радиостанцию с небольшой гибкой антенкой. Мощность таких радиостанций в большинстве случаев 5 ватт, а вот с модами (режимами радиосвзяи) нам не повезло: только FM. Вах, вах. вах, скажете вы, как же мы будем работать через спутники? Всё в порядке, камрад,  будем работать. Для начала следует составить список спутников, которые работают в FM режиме. Их, на сегодня, (из тех что имеют приемлимые орбиты) аж один SAUDISAT (SO-50). Еще год назад их было четыре: SAUDISAT ECHO (AO-51),  AMRAD (AO-27) и SUMBANDILA (SO-67). Почти все они требуют сигнал поднесущей (низкочастотный тон лежащий за пределами полосы пропускания канала речи, т.е. ниже 300 Гц, "услышав" который радиостанция  включает режим двухстороннего обмена) , так называемый CTCSS сигнал. Сделано это не для того, чтобы осложнить нам жизнь, а для

    Подробнее...  
  • Онлайн приёмники везде

    СидЯ на работе нашёл пару минут чтобы посмотреть чего читает народ на моих сайтах.  Как и ожидалось, то что описывает интересности в радиолюбительском эфире. В частности  сразу трое читали про онлайн приёмники в интернете.  Решил проверить свой на базе  "свистка" со смесителем и фильтром верхних частот со срезом 30 мГц. Понятно, что без полосовых фильтров АРУ работает сама по себе :-)Напомню, - тут почитать и еще тут.  А кому всё знакомо,

    Подробнее...  
  • Гагарин CUP

    На КВ вовсю идёт Гагаин CUP. Но по сегодняшнему состоянию дел мне что-то не хватило азарта. Разве что понаблюдать за связями  через спутники, которые в этом контесте тоже идут в зачёт. Пока лучше всего слышу через FunCube. Отлично слушу через его транспондер LY3QI, YO2GL,  UT1EQ, UR3ABM, IZ1DBY. Ну, конечно, и сам спутник тоже. Вот доклад с бортового компьютера

    14.03.2015 8:03:38, 345537, FM9, E 2 d * V E & & " & e395m 94e73e 94e73e 94e73e 94e73e 94e73e062c541c 94e73e 94e73e 94e73e 94e73e 94e73e062c541c 94e73e 94e73e 94e73e
    14.03.2015 8:03:32, 345537, FM8, More information about this spacecraft, orbital details, etc an the telemetry decoder and dashboard can be downloaded from http://www.funcube.org.uk
    14.03.2015 8:03:26, 345537, FM7, For details of the education resources check www.funcube.org.uk/education-outreach.
    14.03.2015 8:02:52, 345537, FM3, AMSAT-UK Colloquium 24-26 July 2015, Guildford, UK

    Подробнее...  
  • Navassa news

       Если верить официальному сайту экспедиции, то сегодня на рассвете (по нашему в час дня :-) - середина экспедиции. В логе у них 70000  связей. Каждый из них проводит за радио не менее 12 часов. Если посмотреть схему их рабочих мест, то получится что они сами должны бегать за желающими провести с ними связь :-)  Но пока наоборот. Я не знаю как к этому относиться: хорошо это или плохо. В смысле праавда или нет. Можно только сказать, что для украинцев эта экспедиция трудная. Во-первых неудобства с часовыми поясами. Gray Line накрывает то их, то нас, но никогда месте. Потому что между зонами Gray Line пол суток, а в часовых поясах только 7 :-(   6 метров плохо и у них: с Европой только несколько QSO. в основном  NA & SA.  Но радио на 6 метров включено всегда, работает маяк и по запросу они будут пробовать 6 метров оперэйшен.  На КВ слышно почти всегда плохо. Было около 30 минут на фифтине, когда слышно было хорошо. Но я за эти 30 минут не дозвался, хотя и антенна и усилитель были :-(    За всё время у меня только 2 QSO CW и SSB на двадцатке.  Рядом с моим QTH UR8RF. Он куда более скрупулёзный DX мэн,

    Подробнее...  
  • Cubesats table

    sat1P.S.  На сегодня проблема уже решена: два скрипта и голова Минео JЕ9PEL который каждый день обновляет базу данных доступны на для использования на  http://cubesat.hammania.net/index.php/products Но если хотите, можете всё-таки почитать. Я ж писал, старался.....

     

    С утра обнаружил, что не всё знаю по спутникам :-)  Помимо того, что еще достаточно много из того, что по законам тяготения уже давно должно было войти в атмосферу и сгореть, по прежнему летает, я "проспал" еще целую обойму кубесатов, которые вполне реально принимать. Поэтому запасся терпением и сел в интернет.  Вот труд 11 часов протирания штанов. Он получился таким большим, что  пришлось таблицу усекать. Желающие видеть полную картину и не таким мелким шрифтом, скачайте пожалуйста файл Excel (не страрее 2007, иначе не откроется :-(  esats.xlsx  В таблице ниже по тексту то, что вы должны будете слышать имея радиолюбительские трансиверы на 145/435 мгц. Гигагерцовые диапазоны опущены. Спутники, которые работают только будучи освещёнными тоже.  Спутники с экзотическими модами типа S тоже отсутствуют.  Имею некоторый опыт по публикации подобного рода таблиц: там, в космосе, всё меняется каждый день. Так что приведённая таблица уже через полчаса не будет правдивой :-(  Всё проверяется собственными ушами. Но пробовать можно :-)

    Подробнее...  
  • Вруны :-)

    Сегодня с утра чего-то слабовато слышал FO-29. Подумал что может антенной "промазал" и решил уточнить Orbitron запуском аналогичной программы Gpredict. И к своему ужасу увидел что согласно вновь запущенного приложения моя антенна стоит к спутнику под углом больше 90 градусов!  При сумме элементов вверх-вниз 26/14 вполне достаточно чтобы получить - 100 дБ ;-( Думать буду вечером, а сечас плачу и думаю кто из них больший врун ? :-)   Позиция обозначена как Gosha (UY2RA в Gpredict), а спутник "подкрашен" красным цветом. Время, конечно, мгновенное, то есть компьютерное и одно и то же для обоих приложений :-)

    wruny

    А вот то, что собственно и есть предмет порождающий глухоту :-)

     

     
  • Облегчение ищущим

       Спасибо Аркадию Грабарнику, UT9UR. Новая фишка облегчающая жизнь УКВисту.  Интернет таким умным стал, блин, того и гляди будет QSO из одного лога прямо в другой лог копировать. И радио не понадобиться :-)  Ну, вру, конечно. А вот держать пару окошек открытыми, чтобы знать куда антенну держать направленной, сомсем не лишне. Эффективность использования потраченной электроэнергии возрастает :-)  Одним словом интернет сервис показывающий расчётную вероятность тропосферного QSO в Европе по часам.  Смотрите на свою территорию и считываете время. http://tropo.f5len.org/forecasts-for-europe/

    tropo

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...
Вот и пролетел еще один год. Внучка выросла настолько что уже понимает что означает охрана природы: её новогодняя работа на конкурс природозащитников не содержит...
Неделю назад мне напомнили моё обещание раскрыть секрет сложения сигналов с антенн НЕ на коаксиальных трансформаторах. Конечно же я вспомнил про это...
В продолжение темы любви к сантехническим пластмассам...... Я вообще-то не любитель SSB, но когда у меня появился трансивер с нормальным трактом формирования SSB сигнала и эквалайзером,...
Пару постов назад я писал про замечательный точ-падль с подложкой чтобы рука не дёргала ключ при работе. Интерес к нему проявил и мой...
Недостатки самого простого точ-паддля выяснили (см. "Точ паддль и его проблема") Вместе с Сашей Прилук K2PAL продолжаем исследовать то что...
Силы космоса нам особо не благоприятствуют, но и не вредят. SFI=67 SSN=0 Это означает стабильно плохое и нестабильное прохождение на ВЧ...
Работая вчера на спутниках, пару орбит, заметил, что что-то слабенько слышу. Сходил посмотрел, не свалились ли с траверс антенны. Вроде всё ОК. Обновил TLE Орбитрону.
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...

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

 

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.