Dispositius de coordinació: finalitat i principi de construcció

2024 Autora: Henry Conors | [email protected]. Última modificació: 2024-02-12 04:51

En la pràctica d'aficionats, sovint no és possible trobar antenes en què la impedància d'entrada sigui igual a la impedància d'ona de l'alimentador, així com la impedància de sortida del transmissor. En la gran majoria dels casos, no és possible detectar aquesta correspondència, per tant, s'han d'utilitzar dispositius especialitzats de concordança. L'antena, l'alimentador i també la sortida del transmissor s'inclouen en un únic sistema en què l'energia es transmet sense cap pèrdua.

Com fer-ho?

Per dur a terme aquesta tasca bastant complicada, heu d'utilitzar dispositius coincidents en dos llocs principals: aquest és el punt on l'antena es connecta a l'alimentador i també el punt on l'alimentador es connecta a la sortida del transmissor. Els més estesos avui en dia són els dispositius de transformació especialitzats, que van des de circuits ressonants oscil·latoris fins a transformadors coaxials, fets en forma de peces separades d'un cable coaxial de la longitud requerida. Tots aquests adaptadors s'utilitzen per igualar les impedàncies, minimitzant finalment la pèrdua global de la línia de transmissió i, el que és més important, reduint les emissions fora de banda.

La resistència i les seves característiques

En la majoria dels casos, la impedància de sortida estàndard dels transmissors de banda ampla moderns és de 500 m. Val la pena assenyalar que molts cables coaxials utilitzats com a alimentador també difereixen en el valor estàndard de la impedància d'ona al nivell de 50 o 750 m. No obstant això, si teniu en compte les antenes per a les quals es poden utilitzar dispositius coincidents, aleshores, depenent del disseny i el tipus, la impedància d'entrada en elles té un rang de valors força ampli, que va des d'uns quants ohms fins a centenars i fins i tot més.

Se sap que a les antenes d'un sol element, la impedància d'entrada a la freqüència de ressonància és pràcticament activa, mentre que com més difereix la freqüència del transmissor de la de ressonància en una direcció o altra, més component reactiu d'un La naturalesa inductiva o capacitiva apareixerà en els propis dispositius d'impedància d'entrada. Al mateix temps, les antenes multielement tenen una impedància d'entrada a la freqüència de ressonància, que és complexa pel fet que diversos elements passius contribueixen a la formació del component reactiu.

Si la impedància d'entrada està activa, es pot fer coincidir amb la impedància mitjançant un dispositiu especialitzat de concordança d'antenes. Cal tenir en compte que les pèrdues aquí són pràcticament insignificants. Tanmateix, immediatament després que un component reactiu comenci a formar-se a la resistència d'entrada, el procediment de concordança serà cada cop mésS'haurà d'utilitzar una concordança d'antena complexa i cada cop més complexa, amb la capacitat de compensar la reactivitat no desitjada, i s'ha d'ubicar directament al punt d'alimentació. Si no es compensa la reactivitat, això afectarà negativament el SWR a l'alimentació, així com augmentarà significativament les pèrdues globals.

He de fer això?

Un intent de compensar completament la reactivitat a l'extrem inferior de l'alimentador no té èxit, ja que està limitat per les característiques del propi dispositiu. Qualsevol canvi en la freqüència del transmissor dins de les seccions estretes de les bandes d'aficionats finalment no conduirà a l'aparició d'un component reactiu significatiu, com a resultat del qual sovint no cal compensar-lo. També val la pena assenyalar que el disseny correcte de les antenes multielement tampoc no proporciona un gran component reactiu de la impedància d'entrada disponible, que no requereix la seva compensació.

A l'aire, sovint podeu trobar diverses disputes sobre el paper i el propòsit d'un dispositiu que coincideix amb una antena («fill llarg» o un altre tipus) en el procés de fer coincidir un transmissor amb ell. Alguns tenen moltes esperances en això, mentre que altres simplement la consideren una joguina normal. És per això que heu d'entendre correctament com un sintonitzador d'antena pot ajudar realment a la pràctica i on el seu ús serà superflu.

Què és això?

Primer de tot, cal entendre correctament que el sintonitzador és un transformador de resistència d' alta freqüència, amb el qual, si cal, es podrà compensar la reactivitat inductiva o capacitiva. Penseu en un exemple extremadament senzill:

Vibrador dividit, que a la freqüència de ressonància té una impedància d'entrada activa de 700 m, i al mateix temps utilitza un cable coaxial amb un transmissor amb una impedància d'entrada d'uns 500 m. S'instal·len sintonitzadors a la sortida del transmissor, i en aquesta situació serà per a qualsevol antena (incloent un "cable llarg") dispositius coincidents entre el transmissor i l'alimentador, sense cap dificultat per fer front a la seva tasca principal.

Si més el transmissor està sintonitzat a una freqüència que difereix de la freqüència de ressonància de l'antena, en aquest cas, pot aparèixer reactivitat a la resistència d'entrada del dispositiu, que després gairebé immediatament comença a aparèixer a la part inferior. final de l'alimentador. En aquest cas, el dispositiu coincident "P" de qualsevol sèrie també podrà compensar-ho i el transmissor tornarà a rebre coherència amb l'alimentador.

Quina serà la sortida on l'alimentador es connecti a l'antena?

Si utilitzeu el sintonitzador exclusivament a la sortida del transmissor, en aquest cas no serà possible proporcionar una compensació completa i es començaran a produir diverses pèrdues al dispositiu, ja que hi haurà una concordança incompleta. En aquesta situació, haureu d'utilitzarun connectat entre l'antena i l'alimentador, que corregirà completament la situació i proporcionarà una compensació de reactivitat. En aquest exemple, l'alimentador actua com una línia de transmissió coincident de longitud arbitrària.

Un altre exemple

L'antena de bucle, que té una resistència d'entrada activa d'uns 1100 m, s'ha de combinar amb una línia de transmissió de 50 ohms. La sortida del transmissor en aquest cas és de 500 m.

Aquí haureu d'utilitzar un dispositiu coincident per al transceptor o l'antena, que s'instal·larà al punt on l'alimentador es connecti a l'antena. En la gran majoria dels casos, molts aficionats prefereixen utilitzar diversos tipus de transformadors de RF equipats amb nuclis de ferrita, però de fet, un transformador coaxial de quart d'ona, que es pot fer amb un cable estàndard de 75 ohms, és una solució més convenient.

Com implementar-lo?

La longitud de la secció del cable utilitzada s'ha de calcular mitjançant la fórmula A/40,66, on A és la longitud d'ona i 0,66 és el factor de velocitat utilitzat per a la gran majoria dels cables coaxials moderns. En aquest cas, els dispositius de concordança de l'antena HF es connectaran entre l'alimentació de 50 ohms i l'entrada de l'antena, i si s'enrotllen en una badia amb un diàmetre de 15 a 20 cm, en aquest cas també actuarà com a equilibrador. dispositiu. L'alimentador s'adaptarà totalment automàticament al transmissor, així comigu altat de les seves resistències, i en aquesta situació serà possible rebutjar completament els serveis d'un sintonitzador d'antena estàndard.

Una altra opció

Per a aquest exemple, podem considerar un altre mètode òptim de concordança: utilitzar un múltiple de mitja ona o un cable coaxial de mitja ona, en principi, amb qualsevol impedància d'ona. S'inclou entre el sintonitzador situat a prop del transmissor i l'antena. En aquest cas, la impedància d'entrada de l'antena, que té un valor de 110 ohms, es transfereix a l'extrem inferior del cable, després de la qual, mitjançant un dispositiu d'adaptació de l'antena, es transforma en una resistència de 500 m. cas, es proporciona una coincidència completa del transmissor amb l'antena i l'alimentador s'utilitza com a repetidor.

En situacions més greus, quan la impedància d'entrada de l'antena és inadequada per a la impedància característica de l'alimentador, que, al seu torn, no es correspon amb la impedància de sortida del transmissor, es requereixen dos dispositius d'adaptació de l'antena HF. En aquest cas, un s'utilitza a la part superior per fer coincidir l'alimentador amb l'antena, mentre que l' altre s'utilitza per fer coincidir l'alimentador amb el transmissor a la part inferior. Al mateix temps, no hi ha manera de fer un dispositiu que coincideixi amb les vostres pròpies mans, que es pot utilitzar sol per fer coincidir tot el circuit.

L'aparició de la reactivitat farà que la situació sigui encara més complicada. En aquest cas, els dispositius de concordança HF milloraran significativamentfent coincidir el transmissor amb l'alimentador, proporcionant així una simplificació significativa del treball de l'etapa final, però no hauríeu d'esperar més d'ells. A causa del fet que l'alimentador no coincidirà amb l'antena, apareixeran pèrdues, de manera que es subestimarà l'eficiència del propi dispositiu. Un mesurador de SWR activat instal·lat entre el sintonitzador i el transmissor garantirà que el SWR=1 sigui fix, i aquest efecte no es pot aconseguir entre l'alimentador i el sintonitzador, ja que hi ha una discrepància.

Conclusió

L'avantatge del sintonitzador és que us permet mantenir el mode òptim del transmissor en el procés de treballar amb una càrrega inconsistent. Però, al mateix temps, no es pot garantir una millora de l'eficiència de qualsevol antena (inclòs el "fill llarg"): els dispositius coincidents no tenen poder si no coincideixen amb l'alimentador.

El circuit

P, que s'utilitza a l'etapa de sortida del transmissor, també es pot utilitzar com a sintonitzador d'antena, però només si hi ha un canvi operatiu en la inductància i cada capacitat. En la gran majoria dels casos, tant els sintonitzadors manuals com els automàtics són dispositius sintonitzables de contorn ressonant, independentment de si es munten a la fàbrica o algú ha decidit fer un dispositiu coincident per a l'antena amb les seves pròpies mans. Hi ha dos o tres elements reguladors en els manuals, i ells mateixos no funcionen en funcionament, mentre que els automàtics són cars, i per treballar amb capacitats serioses, el seu cost pot ser extremadament elevat.

Dispositiu de concordança de banda ampla

Aquest sintonitzador satisfà la gran majoria de variacions en les quals cal garantir la concordança de l'antena amb l'emissor. Aquest equip és bastant efectiu en el procés de treball amb antenes utilitzades en harmònics, si l'alimentador és un repetidor de mitja ona. En aquesta situació, la impedància d'entrada de l'antena difereix en diferents bandes, però el sintonitzador permet fer coincidir fàcilment amb el transmissor. El dispositiu proposat pot funcionar fàcilment amb potències del transmissor de fins a 1,5 kW en la banda de freqüència d'1,5 a 30 MHz. Fins i tot pots fer un dispositiu així amb les teves pròpies mans.

Els elements principals del sintonitzador són un autotransformador de RF en un anell de ferrita del sistema de desviació TV UNT-35, així com un interruptor dissenyat per a 17 posicions. És possible utilitzar anelles de con dels models UNT-47/59 o qualsevol altre. Hi ha 12 voltes al bobinatge, que s'enrotllen en dos cables, mentre que el començament d'un es combina amb el final del segon. Al diagrama i a la taula, la numeració de les espires és a través, mentre que el propi cable està trenat i tancat en un aïllament fluoroplàstic. Per a l'aïllament, el diàmetre del cable és de 2,5 mm, proporcionant aixetes a cada volta, a partir de la vuitena, si es compta des de l'extrem posat a terra.

L'autotransformador s'instal·la el més a prop possible de l'interruptor, mentre que els conductors de connexió entre ells han de tenir un mínimllargada. És possible utilitzar un interruptor amb 11 posicions, si es guarda el disseny del transformador amb un nombre no tan gran d'aixetes, per exemple, de 10 a 20 voltes, però en aquesta situació, l'interval de transformació de la resistència també disminuirà..

Coneixent el valor exacte de la impedància d'entrada de l'antena, podeu utilitzar aquest transformador per fer coincidir l'antena amb un alimentador de 50 o 750 m, utilitzant només les aixetes més necessàries. En aquesta situació, es col·loca en una caixa especial a prova d'humitat, després s'omple de parafina i es col·loca directament al punt d'alimentació de l'antena. El propi dispositiu de concordança es pot realitzar com un disseny independent o incloure's en una unitat especial de commutació d'antenes d'alguna emissora de ràdio.

Per a més claredat, l'etiqueta muntada a la nansa de l'interruptor mostra el valor de resistència que correspon a aquesta posició. Per garantir la compensació completa del component inductiu reactiu, és possible connectar posteriorment un condensador variable.

La taula següent mostra clarament com la resistència depèn del nombre de voltes que hagis fet. En aquest cas, el càlcul es va fer a partir de la relació de resistències, que depèn quadràticament del nombre total de voltes realitzades.