Dispozitive de coordonare: scopul și principiul construcției

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-02-12 12:05

În practica amatorilor, nu este adesea posibil să găsiți antene în care impedanța de intrare este egală cu impedanța undei a alimentatorului, precum și impedanța de ieșire a transmițătorului. În majoritatea covârșitoare a cazurilor, nu este posibil să se detecteze o astfel de corespondență, prin urmare, trebuie utilizate dispozitive specializate de potrivire. Antena, alimentatorul și, de asemenea, ieșirea transmițătorului sunt incluse într-un singur sistem în care energia este transmisă fără nicio pierdere.

Cum se face?

Pentru a îndeplini această sarcină destul de complicată, trebuie să utilizați dispozitive potrivite în două locuri principale - acesta este punctul în care antena se conectează la alimentator și, de asemenea, punctul în care alimentatorul se conectează la ieșirea transmițătorului. Cele mai răspândite astăzi sunt dispozitivele de transformare specializate, variind de la circuite rezonante oscilatorii până la transformatoare coaxiale, realizate sub forma unor bucăți separate ale unui cablu coaxial de lungimea necesară. Toate aceste potriviri sunt folosite pentru a potrivi impedanțe, minimizând în cele din urmă pierderea generală a liniei de transmisie și, mai important, reducând emisiile în afara benzii.

Rezistența și caracteristicile sale

În cele mai multe cazuri, impedanța standard de ieșire în transmițătoarele moderne de bandă largă este de 500 m. Este de remarcat faptul că multe cabluri coaxiale utilizate ca alimentator diferă și prin valoarea standard a impedanței undei la nivelul de 50 sau 750 m. Dacă, totuși, luați în considerare antene pentru care pot fi utilizate dispozitive de potrivire, atunci, în funcție de design și tip, impedanța de intrare din acestea are o gamă destul de largă de valori, variind de la câțiva ohmi la sute și chiar mai mult.

Se știe că în antenele cu un singur element, impedanța de intrare la frecvența de rezonanță este practic activă, în timp ce frecvența emițătorului diferă mai mult de cea rezonantă într-o direcție sau alta, cu atât componenta reactivă a unui natura inductivă sau capacitivă va apărea în impedanța de intrare în sine dispozitivele. În același timp, antenele cu mai multe elemente au o impedanță de intrare la frecvența de rezonanță, care este complexă datorită faptului că diverse elemente pasive contribuie la formarea componentei reactive.

Dacă impedanța de intrare este activă, aceasta poate fi corelată cu impedanța folosind un dispozitiv specializat de potrivire a antenei. Trebuie menționat că pierderile de aici sunt practic neglijabile. Cu toate acestea, imediat după ce o componentă reactivă începe să se formeze în rezistența de intrare, procedura de potrivire va deveni din ce în ce mai mare. Va trebui utilizată potrivirea antenei complexă și din ce în ce mai complexă, cu capacitatea de a compensa reactivitatea nedorită și ar trebui să fie amplasată direct la punctul de alimentare. Dacă reactivitatea nu este compensată, acest lucru va afecta negativ SWR în alimentator, precum și va crește semnificativ pierderile totale.

Ar trebui să fac asta?

O încercare de a compensa complet reactivitatea la capătul inferior al alimentatorului nu are succes, deoarece este limitată de caracteristicile dispozitivului în sine. Orice modificare a frecvenței emițătorului în secțiunile înguste ale benzilor de amatori nu va duce în cele din urmă la apariția unei componente reactive semnificative, ca urmare a căreia adesea nu este nevoie să o compensăm. De asemenea, merită remarcat faptul că proiectarea corectă a antenelor cu mai multe elemente nu asigură nici o componentă reactivă mare a impedanței de intrare disponibile, care nu necesită compensarea acesteia.

În emisie, puteți găsi adesea diverse dispute cu privire la rolul și scopul unui dispozitiv de potrivire pentru o antenă („fir lung” sau alt tip) în procesul de potrivire a unui transmițător cu acesta. Unii au speranțe destul de mari în ea, în timp ce alții o consideră pur și simplu o jucărie obișnuită. De aceea trebuie să înțelegeți corect cum un tuner de antenă poate ajuta cu adevărat în practică și unde utilizarea lui va fi de prisos.

Ce este asta?

În primul rând, trebuie să înțelegeți corect că tunerul este un transformator de rezistență de în altă frecvență, cu care, dacă este necesar, se va putea compensa reactivitatea inductivă sau capacitivă. Luați în considerare un exemplu extrem de simplu:

Vibrator split, care la frecvența de rezonanță are o impedanță activă de intrare de 700 m și, în același timp, folosește un cablu coaxial cu un transmițător având o impedanță de intrare de aproximativ 500 m. La ieșire sunt instalate tuneri a transmițătorului, iar în această situație va fi pentru orice antenă (inclusiv un „cablu lung”) dispozitive de potrivire între transmițător și alimentator, fără dificultăți în a face față sarcinii sale principale.

Dacă în continuare transmițătorul este reglat la o frecvență care diferă de frecvența de rezonanță a antenei, atunci în acest caz, reactivitatea poate apărea în rezistența de intrare a dispozitivului, care ulterior aproape imediat începe să apară la partea inferioară. capătul alimentatorului. În acest caz, dispozitivul de potrivire „P” al oricărei serii va putea, de asemenea, să o compenseze, iar transmițătorul va primi din nou coerență cu alimentatorul.

Care va fi ieșirea la care alimentatorul se conectează la antenă?

Dacă utilizați tunerul exclusiv la ieșirea emițătorului, atunci în acest caz nu va fi posibilă asigurarea unei compensații complete și vor începe să apară diferite pierderi în dispozitiv, deoarece va exista o potrivire incompletă. În această situație, va trebui să utilizațiunul conectat între antenă și alimentator, care va corecta complet situația și va oferi compensarea reactivității. În acest exemplu, alimentatorul acționează ca o linie de transmisie potrivită de lungime arbitrară.

Un alt exemplu

Antena buclă, care are o rezistență de intrare activă de aproximativ 1100 m, trebuie să fie asortată cu o linie de transmisie de 50 ohmi. Ieșirea transmițătorului în acest caz este de 500 m.

Aici va trebui să utilizați un dispozitiv potrivit pentru transceiver sau antenă, care va fi instalat în punctul în care alimentatorul se conectează la antenă. În marea majoritate a cazurilor, mulți pasionați preferă să folosească diferite tipuri de transformatoare RF echipate cu miezuri de ferită, dar, de fapt, un transformator coaxial cu un sfert de undă, care poate fi realizat din cablu standard de 75 ohmi, este o soluție mai convenabilă.

Cum se implementează?

Lungimea secțiunii cablului utilizată trebuie calculată folosind formula A/40,66, unde A este lungimea de undă și 0,66 este factorul de viteză utilizat pentru marea majoritate a cablurilor coaxiale moderne. Dispozitivele de potrivire a antenei HF în acest caz vor fi conectate între alimentatorul de 50 ohmi și intrarea antenei, iar dacă sunt rostogolite într-un compartiment cu un diametru de 15 până la 20 cm, atunci în acest caz va acționa și ca echilibrare. dispozitiv. Alimentatorul va fi complet automat adaptat la transmițător, precum șiegalitatea rezistențelor lor, iar într-o astfel de situație va fi posibil să refuzați complet serviciile unui tuner de antenă standard.

O altă opțiune

Pentru un astfel de exemplu, putem lua în considerare o altă metodă optimă de potrivire - folosind un multiplu de jumătate de undă sau un cablu coaxial de jumătate de undă, în principiu, cu orice impedanță de undă. Este inclus între tunerul situat lângă transmițător și antenă. În acest caz, impedanța de intrare a antenei, care are o valoare de 110 ohmi, este transferată la capătul inferior al cablului, după care, folosind un dispozitiv de potrivire a antenei, se transformă într-o rezistență de 500 m. În acest caz caz, se asigură potrivirea completă a transmițătorului cu antena, iar alimentatorul este folosit ca repetor.

În situații mai grave, când impedanța de intrare a antenei este inadecvată pentru impedanța caracteristică a alimentatorului, care, la rândul său, nu corespunde impedanței de ieșire a emițătorului, sunt necesare două dispozitive de potrivire a antenei HF. În acest caz, unul este folosit în partea de sus pentru a potrivi alimentatorul cu antena, în timp ce celăl alt este folosit pentru a potrivi alimentatorul cu transmițătorul din partea de jos. În același timp, nu există nicio modalitate de a crea un dispozitiv potrivit cu propriile mâini, care poate fi folosit singur pentru a potrivi întregul circuit.

Apariția reactivității va complica și mai mult situația. În acest caz, dispozitivele de potrivire HF se vor îmbunătăți semnificativpotrivirea emițătorului cu alimentatorul, oferind astfel o simplificare semnificativă a lucrării etapei finale, dar nu trebuie să vă așteptați la mai mult de la ei. Datorită faptului că alimentatorul va fi nepotrivit cu antena, vor apărea pierderi, astfel încât eficiența dispozitivului în sine va fi subestimată. Un contor SWR activat instalat între tuner și transmițător va asigura că SWR=1 este fix, iar acest efect nu poate fi atins între alimentator și tuner, deoarece există o nepotrivire.

Concluzie

Beneficiul tunerului este că vă permite să mențineți modul optim al emițătorului în procesul de lucru la o sarcină inconsistentă. Dar, în același timp, o îmbunătățire a eficienței oricărei antene (inclusiv „firul lung”) nu poate fi asigurată - dispozitivele de potrivire sunt neputincioase dacă nu se potrivesc cu alimentatorul.

P-circuit, care este utilizat în treapta de ieșire a transmițătorului, poate fi folosit și ca tuner de antenă, dar numai dacă există o schimbare operațională a inductanței și a fiecărei capacități. În marea majoritate a cazurilor, atât tunerele manuale, cât și automate sunt dispozitive acordabile cu contur rezonant, indiferent dacă sunt asamblate din fabrică sau cineva a decis să facă un dispozitiv potrivit pentru antenă cu propriile mâini. Există două sau trei elemente de reglare în cele manuale și ele însele nu sunt operaționale în funcționare, în timp ce cele automate sunt scumpe, iar pentru lucru la capacități serioase, costul lor poate fi extrem de mare.

Dispozitiv de potrivire în bandă largă

Acest tuner satisface marea majoritate a variațiilor în care este necesar să se asigure potrivirea antenei cu transmițătorul. Un astfel de echipament este destul de eficient în procesul de lucru cu antene utilizate pe armonici, dacă alimentatorul este un repetor cu jumătate de undă. În această situație, impedanța de intrare a antenei diferă pe benzi diferite, dar tunerul permite o potrivire ușoară cu transmițătorul. Dispozitivul propus poate funcționa cu ușurință la puteri ale emițătorului de până la 1,5 kW în banda de frecvență de la 1,5 la 30 MHz. Puteți chiar să creați un astfel de dispozitiv cu propriile mâini.

Principalele elemente ale tunerului sunt un autotransformator RF pe un inel de ferită de la sistemul de deviere TV UNT-35, precum și un comutator proiectat pentru 17 poziții. Este posibil să se utilizeze inele conice de la modelele UNT-47/59 sau oricare altele. Există 12 spire în înfășurare, care sunt înfășurate în două fire, în timp ce începutul unuia este combinat cu sfârșitul celui de-al doilea. În diagramă și în tabel, numerotarea spirelor este prin trecere, în timp ce firul în sine este înșurubat și închis în izolație fluoroplastică. Pentru izolație, diametrul sârmei este de 2,5 mm, oferind robinete de la fiecare tură, începând cu a opta, dacă se numără de la capătul împământat.

Autotransformatorul este instalat cât mai aproape de comutator, în timp ce conductoarele de legătură între ele trebuie să aibă un minimlungime. Este posibil să utilizați un comutator cu 11 poziții, dacă proiectarea transformatorului cu un număr nu atât de mare de robinete este salvat, de exemplu, de la 10 la 20 de ture, dar într-o astfel de situație, intervalul de transformare a rezistenței va scădea și el.

Cunoscând valoarea exactă a impedanței de intrare a antenei, puteți folosi un astfel de transformator pentru a potrivi antena cu un alimentator de 50 sau 750 m, folosind doar cele mai necesare robinete. Într-o astfel de situație, este plasat într-o cutie specială rezistentă la umiditate, după care este umplut cu parafină și plasat direct la punctul de alimentare al antenei. Dispozitivul de potrivire în sine poate fi realizat ca un design independent sau inclus într-o unitate specială de comutare a antenei a unui post de radio.

Pentru claritate, eticheta montată pe mânerul comutatorului arată valoarea rezistenței care corespunde acestei poziții. Pentru a asigura compensarea completă a componentei inductive reactive, este posibilă conectarea ulterioară a unui condensator variabil.

Tabelul de mai jos arată clar cum depinde rezistența de numărul de ture pe care le-ați făcut. În acest caz, calculul a fost efectuat pe baza raportului rezistențelor, care este în dependență pătratică de numărul total de spire efectuate.