Mindent az állóhullám-arányról. Állóhullám-arány Szabványok kbv ksv digitális műsorszórás rádióműsorszórás

Teljesítmény belép a terhelésbe

Visszatérési veszteség
R.L.

Frekvencia tartomány, MHz

Mért jellemzők

• elektromos hossz (lábban vagy fokban);
• veszteségek a tápvezetékekben (dB);
• kapacitás (pF);
• impedancia vagy Z érték (ohm);
• impedancia fázisszöge (fokban);
• induktivitás (µH);
• reaktancia vagy X (ohm);
• aktív ellenállás vagy R (ohm);
• rezonanciafrekvencia (MHz);
• visszatérési veszteség (dB);
• jelfrekvencia (MHz);
• SWR (Zo programozható).

200x100x65 mm

Tartomány M1

M2 tartomány

frekvenciatartomány

1,8 - 200 MHz

140-525 MHz

Teljesítménymérési terület

0-3KW (HF), 0-1KW (VHF)

Teljesítmény mérési tartomány

Teljesítménymérési hiba

±10% (teljes skála)

SWR mérési terület

1-től a végtelenig

Ellenállás

Maradék SWR

1,2 vagy kevesebb

Beillesztési veszteség

0,2 dB vagy kevesebb

Minimális teljesítmény SWR mérésekhez

Körülbelül 6W.

M alakú

Tápegység a háttérvilágításhoz

11 - 15 V DC, körülbelül 450 mA

Méretek (zárójelben lévő adatok, beleértve a kiemelkedéseket is)

250 (Sz) x 93 (98) (Ma) x 110 (135) (Mé)

1540 körül

A feeder és az antenna közötti egyezés minőségét mérő eszköz (SWR mérő) az amatőr rádióállomások nélkülözhetetlen alkatrésze. Mennyire megbízható információkat szolgáltat egy ilyen eszköz az antennarendszer állapotáról? A gyakorlat azt mutatja, hogy nem minden gyári SWR-mérő nyújt nagy mérési pontosságot. Ez még inkább igaz, ha házi készítésű szerkezetekről van szó. Az olvasóinknak bemutatott cikk egy áramváltós SWR mérőt tárgyal. Az ilyen típusú eszközöket széles körben használják mind a szakemberek, mind a rádióamatőrök. A cikk bemutatja működésének elméletét és elemzi a mérések pontosságát befolyásoló tényezőket. Az SWR-mérők két egyszerű praktikus kialakításának leírásával zárul, amelyek jellemzői a legigényesebb rádióamatőrt is kielégítik.

Egy kis elmélet

Ha az adóhoz csatlakoztatott homogén, Z® karakterisztikus impedanciájú összekötő vezetéket (feeder) Zн≠Zо ellenállással terheljük, akkor benne beeső és visszavert hullámok egyaránt megjelennek. Az r visszaverődési együttható (reflexió) általában a terhelésről visszavert hullám amplitúdójának és a beeső hullám amplitúdójának aránya. Az r áram és az ru feszültség reflexiós együtthatói megegyeznek a visszavert és beeső hullámok megfelelő értékeinek arányával. A visszavert áram fázisa (a beesőhöz viszonyítva) a Zн és a Zо kapcsolatától függ. Ha Zн>Zо, akkor a visszavert áram ellentétes lesz a beesővel, ha pedig Zн

Az r tükrözési együttható értékét a képlet határozza meg

ahol Rn és Xn a terhelési ellenállás aktív és reaktív komponensei, tisztán aktív terhelés esetén Xn = 0, a képlet egyszerűsödik r=(Rn-Zo)/(Rn+Zo) értékre. Például, ha egy 50 ohmos karakterisztikus impedanciájú kábelt 75 ohmos ellenállással terhelünk, akkor a visszaverődési együttható r = (75-50)/(75+50) = 0,2.

ábrán. Az 1a ábra pontosan erre az esetre mutatja az Ul feszültség és Il áram eloszlását a vonal mentén (a vezeték veszteségeit nem vesszük figyelembe). Feltételezzük, hogy az áram ordináta tengelye mentén Z®-szer nagyobb a skála – ebben az esetben mindkét grafikon függőleges méretű lesz. A szaggatott vonal az Ulo feszültség és az Ilo áram grafikonja abban az esetben, ha Rн=Zо. Például egy λ hosszúságú egyenes szakaszt veszünk. Ha hosszabb, a minta ciklikusan megismétlődik 0,5λ-ként. A vonal azon pontjain, ahol a beeső és a visszavert fázisok egybeesnek, a feszültség maximális és egyenlő Uл max -= Uо(1 + r) = Uо(1 + 0.2) = 1.2 Uо, illetve azokon, ahol a fázisok ellentétes, ez minimális és egyenlő Ul min = Ul(1 - 0.2) = = 0.8Ul. Definíció szerint SWR = Ul max/ /Ul min=1l2Uл/0I8Uл=1I5.

Az SWR és r kiszámítására szolgáló képletek a következőképpen is felírhatók: SWR = (1+r)/(1-r) és r = = (SWR-1)/(SWR+1). Vegyünk egy fontos pontot: a maximális és minimális feszültség összege Uл max + Uл min = Uло(1 + r) + Уло(1 - r) = 2Uno, és ezek különbsége Ul max - Ul min = 2Uлo. A kapott értékekből kiszámítható a beeső hullám Ppad = Uо2/Zo és a visszavert hullám Pоtr = = (rUо)2/Zo teljesítménye. Esetünkben (SWR = 1,5 és r = 0,2 esetén) a visszavert hullám teljesítménye csak 4%-a lesz a beeső hullám erejének.

A múltban széles körben alkalmazták az SWR meghatározását egy vonalszakasz feszültségeloszlásának mérésével az Ul max és Ul min értékek keresésére.

nemcsak nyitott légvezetékeken, hanem koaxiális betáplálókban is (főleg VHF-en). Erre a célra az adagoló mérőszakaszát használták, amelynek volt egy hosszú hosszirányú nyílása, amely mentén egy kocsi mozgott egy belehelyezett szondával - egy RF voltmérő fejével.

Az SWR úgy határozható meg, hogy megmérjük az Il áramot az egyik vonalvezetékben egy 0,5 λ-nál rövidebb szakaszon. A maximális és minimális értékek meghatározása után számítsa ki az SWR = Imax/Imin. Az áramméréshez áram-feszültség átalakítót használnak áramváltó (TT) formájában, terhelő ellenállással, amelyen a feszültség arányos és fázisban van a mért árammal. Figyeljünk meg egy érdekes tényt - bizonyos TT paraméterekkel a kimenetén a vonal feszültségével egyenlő feszültséget lehet elérni (a vezetők között), azaz. Utl = IlZo.

ábrán. Az 1b. ábra együtt mutatja az Ul változásának grafikonját az egyenes mentén és az Utl változásának grafikonját. A grafikonok amplitúdója és alakja azonos, de egymáshoz képest 0,25X-el el vannak tolva. Ezen görbék elemzése azt mutatja, hogy lehetséges r-t (vagy SWR-t) meghatározni az Ul és az UTL értékeinek egyidejű mérésével a vonal bármely pontján. Mindkét görbe maximumának és minimumának helyén (1. és 2. pont) ez nyilvánvaló: ezeknek az értékeknek az Ul/Utl (vagy Utl/Utl) aránya egyenlő az SWR-rel, az összeg 2Ulo , és a különbség 2rUlo. A közbülső pontokon Ul és Utl fázisban eltolódnak, és ezeket vektorként kell hozzáadni, azonban a fenti összefüggések megmaradnak, mivel a visszavert feszültséghullám mindig inverz fázisú a visszavert áramhullámmal, és rUlo = rUtl.

Következésképpen egy voltmérőt, egy kalibrált áram-feszültség átalakítót és egy összeadás-kivonás áramkört tartalmazó eszköz lehetővé teszi olyan vonalparaméterek meghatározását, mint az r vagy az SWR, valamint az Rpad és a Rotr, ha bárhol a vonalon be van kapcsolva.

Az első ilyen jellegű eszközökről szóló információ 1943-ból származik, és az 1943-ban került kiadásra. A szerző által ismert első gyakorlati eszközöket ben ismertették. ábra mutatja az áramkör alapjául vett változatát. 2. A készülék a következőket tartalmazta:

• feszültségérzékelő - kapacitív osztó a C1-en és C2-n Uc kimeneti feszültséggel, lényegesen kisebb, mint az Ul vonal feszültsége. A p = Uc/Uл arányt csatolási együtthatónak nevezzük;
• T1 áramváltó, karbonilgyűrűs mágneses magra tekerve. Primer tekercsének egy menete volt a gyűrű közepén áthaladó vezető formájában, a szekunder tekercs n menetes, a szekunder tekercs terhelése R1 ellenállás volt, a kimeneti feszültség 2Ut. A szekunder tekercs két különálló Ut feszültségű tekercsből és saját teherellenállással készülhet, azonban szerkezetileg kényelmesebb egy tekercselést középről csappal készíteni;
• érzékelők a VD1 és VD2 diódákon, SA1 kapcsoló és voltmérő a PA1 mikroampermérőn további ellenállásokkal.

A T1 transzformátor szekunder tekercsét úgy kell bekötni, hogy ha a távadót a diagramon bal oldali csatlakozóhoz, a terhelést pedig jobbra csatlakoztatjuk, az Uc + UT összfeszültség a VD1 diódára kerül, és a különbség. feszültséget kap a VD2 dióda. Ha a vezeték karakterisztikus impedanciájával megegyező ellenállású referencia terhelést csatlakoztatunk az SWR mérő kimenetére, akkor nincs visszavert hullám, és ezért a VD2 RF feszültsége nulla lehet. Ez az eszköz kiegyenlítésének folyamatában érhető el az UT és Uc feszültségek kiegyenlítésével egy C1 hangolókondenzátor segítségével. Mint fentebb látható, egy ilyen beállítás után a feszültségkülönbség nagysága (Zн≠Z®-nél) arányos lesz az r reflexiós együtthatóval. A valós terhelés melletti mérések így történnek. Először is, a diagramon látható SA1 kapcsoló ("Incidens hullám") állásában az R3 kalibrációs változó ellenállással a műszer nyilat az utolsó skálaosztásra állítják (például 100 μA). Ezután az SA1 kapcsolót a diagramnak megfelelően az alsó állásba mozgatjuk („Reflected wave”), és megszámoljuk az r értéket, RH = 75 Ohm esetén a készüléknek 20 μA-t kell mutatnia, ami r = 0,2-nek felel meg. Az SWR értékét a fenti képlet határozza meg - SWR = (1 +0,2) / (1-0,2) = 1,5 vagy SWR = (100+20) / (100-20) = 1,5. Ebben a példában a detektort lineárisnak tételezzük fel – a valóságban korrekciót kell bevezetni a nemlinearitás figyelembevétele érdekében. Megfelelő kalibráció esetén a készülék használható beeső és visszavert teljesítmények mérésére.

Az SWR mérő, mint mérőeszköz pontossága számos tényezőtől függ, elsősorban a készülék SA1 „Reflected wave” pozícióban való kiegyensúlyozásának pontosságától Rн = Zo mellett. Az ideális kiegyenlítés az Uс és Uт feszültségeknek felel meg, amelyek nagysága egyenlő, fázisban pedig szigorúan ellentétes, azaz különbségük (algebrai összegük) nulla. Valódi kivitelben mindig van egy kiegyensúlyozatlan maradék Ures. Nézzünk egy példát arra, hogy ez hogyan befolyásolja a végső mérési eredményt. Tegyük fel, hogy a kiegyenlítés során a kapott feszültségek Uс = 0,5 V és Uт = 0,45 V (azaz 0,05 V kiegyensúlyozatlanság, ami meglehetősen reális). Rн = 75 Ohm terhelésnél egy 50 Ohm-os vonalban valójában SWR = 75/50 = 1,5 és r = 0,2, és a visszavert hullám nagysága az eszközön belüli szintekre átszámítva rUc = 0,2x0 lesz. .5 = 0, 1 V és rUт = 0,2x0,45 = 0,09 V.

Nézzük még egyszer az ábrát. Az 1, b görbék SWR = 1,5 esetén láthatók (a vonal Ul és Utl görbéi esetünkben Uс és Ut értékeknek felelnek meg). Az 1. pontban Uc max = 0,5 + 0,1 = 0,6 V, Ut min = 0,45 - 0,09 = 0,36 V és SWR = 0,6/0,36 = 1,67. A 2. pontban UTmax = 0,45 + 0,09 = 0,54 V, Ucmin = 0,5 - 0,1 = 0,4 és SWR = 0,54/0,4 = 1,35. Ebből az egyszerű számításból világos, hogy attól függően, hogy egy ilyen SWR mérő hol van csatlakoztatva egy valódi SWR = 1,5 vezetékhez, vagy ha változik a vezeték hossza a készülék és a terhelés között, különböző SWR értékek olvashatók le - 1,35-től 1,67-ig!

Mi vezethet a pontatlan egyensúlyozáshoz?

1. A germánium dióda (esetünkben VD2) lekapcsolási feszültsége, amelynél leáll, körülbelül 0,05 V. Ezért UOCT-vel< 0,05 В прибор РА1 покажет "ноль" и можно допустить ошибку в балансировке. Относительная неточность значительно уменьшится, если поднять в несколько раз напряжения Uc и соответственно UT. Например, при Uc = 2 В и UT = 1,95 В (Uост = 0,05 В) пределы изменения КСВ для приведенного выше примера будут уже только от 1,46 до 1,54.

2. Az Uc vagy UT feszültségek frekvenciafüggésének megléte. Előfordulhat azonban, hogy a pontos kiegyenlítés nem érhető el a teljes működési frekvencia tartományban. Nézzünk egy példát a lehetséges okok egyikére. Tegyük fel, hogy a készülék 150 pF kapacitású C2 osztókondenzátort használ, 0,5 mm átmérőjű, egyenként 10 mm hosszú vezetékekkel. Egy ilyen átmérőjű, 20 mm hosszú vezeték mért induktivitása L = 0,03 μH-nak bizonyult. A felső f = 30 MHz működési frekvencián a kondenzátor ellenállása Xc = 1 /2πfС = -j35,4 Ohm, a kivezetések teljes reaktanciája XL = 22πfL = j5,7 Ohm. Ennek eredményeként az osztó alsó karjának ellenállása -j35,4 + j5f7 = -j29,7 Ohm értékre csökken (ez egy 177 pF kapacitású kondenzátornak felel meg). Ugyanakkor a 7 MHz-es és az alatti frekvenciákon a tűk hatása elhanyagolható. Ebből következik a következtetés - az osztó alsó karjában nem induktív kondenzátorokat kell használni minimális vezetékekkel (például tartó vagy átvezetés), és több kondenzátort kell párhuzamosan csatlakoztatni. A „felső” C1 kondenzátor kivezetései gyakorlatilag nem befolyásolják a helyzetet, mivel a felső kondenzátor Xc értéke több tízszer nagyobb, mint az alsóé. Eredeti megoldással egységes kiegyensúlyozás érhető el a teljes működési frekvenciasávban, amelyről a gyakorlati kivitelezésnél lesz szó.

3.2. A T1 szekunder tekercs induktív reaktanciája az üzemi tartomány alacsonyabb frekvenciáin (~ 1,8 MHz) jelentősen söntöli az R1-et, ami az UT és annak fáziseltolódásának csökkenéséhez vezet.

3.3. Az R2 ellenállás az érzékelő áramkör része. Mivel az áramkör szerint a C2-t söntöli, alacsonyabb frekvenciákon az osztási együttható frekvencia- és fázisfüggővé válhat.

3.4. ábra diagramján. A VD1 vagy VD2 2 detektora nyitott állapotban a kapacitív osztó alsó karját RBX bemeneti ellenállásukkal megkerüli a C2-re, azaz az RBX ugyanúgy működik, mint az R2. Az RBX befolyása elhanyagolható 40 kOhm feletti (R3 + R2) esetén, amihez érzékeny PA1 jelzőt kell használni, amelynek teljes eltérési árama legfeljebb 100 μA, és legalább 4 V RF feszültség a VD1-nél.

3.5. Az SWR mérő bemeneti és kimeneti csatlakozóit általában 30...100 mm választja el egymástól. 30 MHz frekvencián a csatlakozókon a feszültség fáziskülönbsége α= [(0,03... 0,1)/10]360°- 1... 3,5° lesz. Az ábrán látható, hogy ez hogyan befolyásolja a munkát. és 3a. 3, b. Az ábrákon látható áramkörökben az egyetlen különbség az, hogy a C1 kondenzátor különböző csatlakozókhoz van csatlakoztatva (a T1 mindkét esetben a vezető közepén található a csatlakozók között).

Az első esetben a kompenzálatlan maradvány csökkenthető, ha az UOCT fázist egy kis, párhuzamosan kapcsolt Ck kondenzátorral állítjuk be, a második esetben pedig egy kis Lk induktivitást R1-gyel sorba kapcsolva huzalhurok formájában. Ezt a módszert gyakran használják házi készítésű és „márkás” SWR-mérőkben is, de ezt nem szabad megtenni. Ennek ellenőrzéséhez fordítsa el az eszközt úgy, hogy a bemeneti csatlakozó legyen a kimeneti csatlakozó. Ebben az esetben a kanyar előtt segített kompenzáció káros lesz - Uoct jelentősen megnő. Valódi vonalon, páratlan terheléssel dolgozva a vezeték hosszától függően a készülék olyan helyre kerülhet a vonalon, ahol a bevezetett korrekció „javítja” a valódi SWR-t, vagy fordítva, „rosszabbítja”. Mindenesetre a számolás helytelen lesz. Javasoljuk, hogy a csatlakozókat a lehető legközelebb helyezze el egymáshoz, és használja az alább megadott eredeti áramköri kialakítást.

Annak szemléltetésére, hogy a fent tárgyalt okok mennyire befolyásolhatják az SWR-mérők leolvasásának megbízhatóságát, az 1. ábra. A 4. ábra két gyárilag gyártott készülék tesztelésének eredményét mutatja. A teszt abból állt, hogy páratlan terhelést szereltek fel a számított SWR = 2,25 értékkel egy sor végére, amely Z® = 50 Ohm-os sorba kapcsolt kábelszakaszból áll, mindegyik λ/8 hosszú.

A mérések során a teljes vonalhossz λ/8 és 5/8λ között változott. Két eszközt teszteltek: az olcsó BRAND X-et (2. görbe) és az egyik legjobb modellt - a BIRD 43-at (3. görbe). Az 1. görbe a valódi SWR-t mutatja. Ahogy mondani szokták, a kommentek feleslegesek.

ábrán. Az 5. ábra a mérési hiba függőségét az SWR mérő D irányítottsági együtthatójának (directivity) értékétől ábrázolja. Hasonló grafikonok vannak megadva a KBV = 1/SWR esetén. ábra kialakításával kapcsolatban. A 2. ábrán ez az együttható megegyezik a VD1 és VD2 diódák nagyfrekvenciás feszültségeinek arányával, amikor a terheléses SWR mérő kimenetére csatlakozik Rн = Zо D = 20lg(2Uо/Uore). Így minél jobban kiegyensúlyozott az áramkör (minél alacsonyabb az Ures), annál magasabb a D. Használhatja a PA1 indikátor leolvasásait is - D = 20 x x log(Ipad/Iref). ez a D érték azonban kevésbé lesz pontos a diódák nemlinearitása miatt.

A grafikonon a vízszintes tengely a tényleges SWR értékeket, a függőleges tengely pedig a mérteket mutatja, figyelembe véve az SWR mérő D értékétől függő hibát. A szaggatott vonal egy példát mutat - valós SWR = 2, a D = 20 dB-es készülék 1,5 vagy 2,5, D = 40 dB esetén pedig 1,9 vagy 2,1 értéket ad.

Amint az irodalmi adatokból következik, az SWR mérő az ábra diagramja szerint. 2 D - 20 dB. Ez azt jelenti, hogy jelentős korrekció nélkül nem használható pontos mérésekre.

Az SWR mérő hibás leolvasásának második legfontosabb oka a detektordiódák áram-feszültség karakterisztikájának nemlinearitása. Ez a leolvasások függéséhez vezet a betáplált teljesítmény szintjétől, különösen a PA1 indikátorskála kezdeti részében. A márkás SWR-mérőkben a mutatónak gyakran két skálája van - alacsony és nagy teljesítményszinthez.

A T1 áramváltó az SWR mérő fontos része. Fő jellemzői megegyeznek egy hagyományos feszültségtranszformátoréval: a primer tekercs n1 és a szekunder tekercs menetszáma n2, transzformációs arány k = n2/n1, szekunder tekercs árama I2 = l1/k. A különbség az, hogy a primer tekercsen átmenő áramot a külső áramkör határozza meg (esetünkben ez az áram az adagolóban), és nem függ az R1 szekunder tekercs terhelési ellenállásától, ezért az l2 áram szintén nem az R1 ellenállás ellenállásértékétől függ. Például, ha a P = 100 W teljesítményt egy Zo = 50 Ohm adagolón keresztül továbbítják, az áram I1 = √P/Zo = 1,41 A, és k = 20-nál a szekunder tekercs árama l2 = I1/k - 0,07 A. Feszültség a szekunder tekercs kapcsainál az R1 értéke határozza meg: 2UT = l2 x R1, R1 = 68 Ohmnál pedig 2UT = 4,8 V. Az ellenálláson felszabaduló teljesítmény P = (2UT)2/R1 = 0,34 W. Figyeljünk az áramváltó egy tulajdonságára - minél kevesebb fordulat a szekunder tekercsben, annál nagyobb lesz a feszültség a kapcsokon (ugyanazon R1-nél). Az áramváltó legnehezebb üzemmódja az üresjárati üzemmód (R1 = ∞), miközben a kimenetén a feszültség meredeken nő, a mágneses áramkör telítődik és annyira felmelegszik, hogy összeomolhat.

A legtöbb esetben egyetlen fordulatot használnak az elsődleges tekercsben. Ez a tekercs különböző formájú lehet, amint az az ábrán látható. 6,a és ábra. ábra szerinti tekercselés (egyenértékűek) a 6,b. 6,c már két fordulat.

Külön kérdés a központi vezeték és a szekunder tekercs között a testhez cső formájában csatlakoztatott képernyő alkalmazása. Egyrészt a képernyő kiküszöböli a tekercsek közötti kapacitív csatolást, ami valamelyest javítja a különbségjel kiegyenlítését; másrészt örvényáramok keletkeznek a képernyőn, amelyek szintén befolyásolják a kiegyensúlyozást. A gyakorlat azt mutatja, hogy képernyővel és anélkül is megközelítőleg ugyanazt az eredményt érheti el. Ha a képernyőt továbbra is használják, akkor annak hosszát minimálisra kell csökkenteni, megközelítőleg megegyezni a használt mágneses mag szélességével, és széles rövid vezetékkel kell a testhez csatlakoztatni. A képernyőt „földelni” kell a középvonalhoz, egyenlő távolságra mindkét csatlakozótól. A képernyőhöz 4 mm átmérőjű sárgaréz csövet használhat teleszkópos antennákból.

Az 1 kW-ig terjedő átvitt teljesítményű SWR-mérőkhöz K12x6x4 és akár K10x6x3 méretű ferritgyűrűs mágneses magok is alkalmasak. A gyakorlat azt mutatja, hogy az optimális fordulatszám n2 = 20. A szekunder tekercs 40...60 μH induktivitása esetén a legnagyobb frekvencia egyenletesség érhető el (a megengedett érték 200 μH-ig). 200 és 1000 közötti permeabilitású mágneses magok használhatók, és célszerű olyan szabványos méretet választani, amely biztosítja az optimális tekercselési induktivitást.

Használhat kisebb permeabilitású mágneses magokat, ha nagyobb méreteket használ, növeli a fordulatok számát és/vagy csökkenti az R1 ellenállást. Ha a meglévő mágneses áramkörök áteresztőképessége ismeretlen, ha van induktivitásmérője, akkor meg lehet határozni. Ehhez tíz fordulatot kell feltekerni egy ismeretlen mágneses magon (egy fordulatnak tekintjük a vezeték minden egyes metszéspontját a mag belső furatával), meg kell mérni a tekercs L (μH) induktivitását, és be kell cserélni ezt az értéket a képlet μ = 2,5 LDav/S, ahol Dav a mágneses mag átlagos átmérője cm-ben; S a mag keresztmetszete cm 2 -ben (példa - K10x6x3 esetén Dcp = 0,8 cm és S = 0,2x0,3 = 0,06 cm 2).

Ha a mágneses kör μ-e ismert, akkor egy n menetes tekercs induktivitása számítható: L = μn 2 S/250Dcp.

A mágneses magok alkalmazhatósága 1 kW vagy annál nagyobb teljesítményszinthez 100 W-on is ellenőrizhető az adagolóban. Ehhez ideiglenesen be kell szerelni egy 4-szer nagyobb értékű R1 ellenállást, ennek megfelelően az Ut feszültség is 4-szeresére nő, és ez megegyezik az áthaladási teljesítmény 16-szoros növekedésével. A mágneses áramkör fűtése érintéssel ellenőrizhető (az R1 ideiglenes ellenállás teljesítménye is 4-szeresére nő). Valós körülmények között az R1 ellenállás teljesítménye az adagoló teljesítményének növekedésével arányosan nő.

SWR mérő UT1MA

Az UT1MA SWR mérő két kivitele, amelyekről az alábbiakban lesz szó, szinte azonos, de eltérő kialakítású. Az első változatban (KMA - 01) a nagyfrekvenciás érzékelő és a jelző rész különálló. Az érzékelő bemeneti és kimeneti koaxiális csatlakozókkal rendelkezik, és bárhol felszerelhető a betáplálás útján. Bármilyen hosszúságú háromeres kábellel csatlakozik a jelzőhöz. A második opcióban (KMA - 02) mindkét egység egy házban található.

Az SWR mérő diagramja az ábrán látható. ábrán látható alapdiagramtól eltér. 2 három korrekciós áramkör jelenlétével.

Nézzük ezeket a különbségeket.

1. A C1 kapacitív osztó felső karja két azonos C1 = C1 "+ C1" állandó kondenzátorból áll, amelyek a bemeneti és kimeneti csatlakozókhoz vannak csatlakoztatva. Amint a cikk első részében megjegyeztük, a feszültségek fázisai ezeknél a csatlakozóknál kissé eltérnek, és ezzel a kapcsolattal az Uc fázis átlagolódik, és megközelíti az UT fázist. Ez javítja a készülék egyensúlyát.
2. Az L1 tekercs bevezetése miatt a kapacitív osztó felső karjának ellenállása frekvenciafüggővé válik, ami lehetővé teszi a kiegyenlítés kiegyenlítését a működési tartomány (21...30 MHz) felső szélén.
3. Az R2 ellenállás (azaz az R2C2 lánc időállandója) kiválasztásával kompenzálható az UT feszültségesés és annak fáziseltolódása okozta kiegyensúlyozatlanság a tartomány alsó szélén (1,8...3,5 MHz).

Ezenkívül a kiegyensúlyozást az osztó alsó karjához csatlakoztatott hangoló kondenzátor végzi. Ez leegyszerűsíti a telepítést, és lehetővé teszi egy kis teljesítményű, kis méretű hangolókondenzátor használatát.

A kialakítás lehetővé teszi a beeső és visszavert hullámok erejének mérését. Ehhez az SA2 kapcsoló segítségével az R4 változó kalibrációs ellenállás helyett egy R5 trimmelő ellenállást vezetnek be a jelzőáramkörbe, amely beállítja a mért teljesítmény kívánt határát.

A készülék optimális korrekciója és racionális tervezése lehetővé tette, hogy az 1,8...30 MHz frekvenciasávban 35...45 dB tartományban D irányítottsági együtthatót kapjunk.

A következő részleteket használják az SWR-mérőkben.

A T1 transzformátor szekunder tekercse 2 x 10 menetet tartalmaz (2 vezetékben tekercselés) 0,35 PEV vezetékkel, egyenletesen elhelyezve egy K12 x 6 x 4 ferritgyűrűn, amelynek permeabilitása kb. 400 (mért induktivitás ~ 90 μH).

R1 ellenállás - 68 Ohm MLT, lehetőleg csavarhorony nélkül az ellenállástesten. 250 W-nál kisebb áthaladási teljesítmény esetén elegendő egy 1 W-os disszipációs teljesítményű ellenállás felszerelése 500 W - 2 W teljesítménnyel. Az 1 kW teljesítményű R1 ellenállás két párhuzamosan kapcsolt, 130 Ohm ellenállású, egyenként 2 W teljesítményű ellenállásból állhat. Ha azonban a KS V-mérőt nagy teljesítményszintre tervezték, érdemes megduplázni a T1 szekunder tekercs fordulatszámát (legfeljebb 2 x 20 fordulat). Ez négyszeresére csökkenti az R1 ellenállás szükséges teljesítményveszteségét (ebben az esetben a C2 kondenzátornak kétszer akkora kapacitással kell rendelkeznie).

A C G és C1" kondenzátorok kapacitása 2,4...3 pF tartományban lehet (KT, KTK, KD 500 V üzemi feszültségnél P ≥ 1 kW és 200...250 V alacsonyabbnál teljesítmény).C2 kondenzátorok - bármilyen feszültséghez (KTK vagy más nem induktív, egy vagy 2 - 3 párhuzamosan), C3 kondenzátor - kis méretű trimmer 3...20 pF kapacitásváltozási határokkal (KPK - M, KT - 4) A C2 kondenzátor szükséges kapacitása a kapacitív osztó felső karjának teljes kapacitásától függ, amely a C "+ C1" kondenzátorokon kívül a szekunder tekercs közötti C0 ~ 1 pF kapacitást is tartalmazza. A T1 transzformátor és a központi vezeték teljes kapacitása - C2 plusz C3 R1 = 68 Ohm esetén körülbelül 30-szor nagyobb kell legyen, mint a felsőé. VD1 és VD2 - D311 diódák, C4, C5 és C5 kondenzátorok C6 - 0,0033... 0,01 µF kapacitással (KM vagy más nagyfrekvenciás), RA1 - M2003 jelző 100 µA teljes eltérési árammal, R4 változó ellenállás - 150 kOhm SP - 4 - 2m, trimmelő ellenállás R4 - Az R3 150 kOhm ellenállása 10 kOhm - megvédi a jelzőt az esetleges túlterheléstől.

Az L1 korrekciós induktivitás értéke a következőképpen határozható meg. Az eszköz kiegyensúlyozásakor (L1 nélkül) meg kell jelölni a C3 hangolókondenzátor forgórészének helyzetét 14 és 29 MHz frekvencián, majd ki kell forrasztani, és meg kell mérni a kapacitást mindkét megjelölt helyzetben. Tegyük fel, hogy a felső frekvencia esetében a kapacitás 5 pF-el kisebb, és az osztó alsó karjának teljes kapacitása körülbelül 130 pF, azaz a különbség 5/130 vagy körülbelül 4%. Ezért a frekvenciakiegyenlítéshez a felkar ellenállását ~ 4%-kal kell csökkenteni 29 MHz frekvencián. Például C1 + C0 = 5 pF esetén a kapacitív ellenállás Xc = 1/2πfС - j1100 Ohm, Xc - j44 Ohm és L1 = XL1 / 2πf = 0,24 μH.

Az eredeti készülékekben az L1 tekercs 8...9 menetes PELSHO 0,29 vezetékkel. A tekercs belső átmérője 5 mm, a tekercselés szoros, majd BF-2 ragasztóval történő impregnálás következik. Kezdetben a kiegyenlítést 14 MHz-es frekvencián hajtják végre, majd a frekvenciát 29 MHz-re állítják, és az L1 tekercs fordulatszámát úgy választják meg, hogy az áramkör mindkét frekvencián kiegyensúlyozott legyen a C3 trimmer azonos helyzetével.

A közepes és magas frekvenciák megfelelő kiegyensúlyozása után állítsa be a frekvenciát 1,8 MHz-re, ideiglenesen forrassza be az R2 ellenállás helyére egy 15...20 kOhm ellenállású változó ellenállást, és keresse meg azt az értéket, amelynél az UOCT minimális. Az R2 ellenállás ellenállásértéke a T1 szekunder tekercs induktivitásától függ, és 5...20 kOhm tartományba esik a 40...200 μH induktivitás mellett (nagyobb ellenállásértékek nagyobb induktivitás esetén).

Amatőr rádiós körülmények között leggyakrabban lineáris skálájú mikroampermérőt használnak az SWR mérő mutatójában, és a leolvasást az SWR = (Ipad + Iref) / (Ipad -Iref) képlet szerint végzik, ahol az I mikroamperben a az „incidens” és a „visszavert” üzemmódban a jelzőfények. Ebben az esetben a diódák áram-feszültség karakterisztikájának kezdeti szakaszának nemlinearitásából eredő hibát nem veszik figyelembe. Különböző méretű terhelésekkel, 7 MHz frekvencián végzett tesztelés azt mutatta, hogy körülbelül 100 W-os teljesítmény mellett az indikátorok átlagosan egy osztással (1 µA) voltak kisebbek, mint a valós értékek, 25 W-nál - 2,5...3 µA-rel kevesebb. és 10 W-on - 4 µA. Ezért egy egyszerű ajánlás: a 100 wattos opciónál a műszertű kezdeti (nulla) pozícióját egy osztással előre mozgassa, és 10 W használatakor (például antenna felállítása esetén) adjon hozzá további 4 µA-t a skála leolvasása „visszavert” helyzetben. Példa – az „incidens/visszaverődött” leolvasások rendre 100/16 µA, és a helyes SWR (100 + 20) / (100 - 20) = 1,5. Jelentős teljesítmény esetén - 500 W vagy több - ez a korrekció nem szükséges.

Megjegyzendő, hogy minden típusú amatőr SWR mérő (áramváltó, híd, iránycsatoló) megadja az r reflexiós együttható értékeit, majd az SWR értékét ki kell számítani. Eközben az r a koordináció mértékének fő mutatója, az SWR pedig egy derivált mutató. Ezt igazolhatja, hogy a távközlésben az egyezés mértékét az inkonzisztencia csillapítása jellemzi (ugyanaz az r, csak decibelben). A drága márkás készülékek a visszatérési veszteségnek nevezett leolvasást is biztosítják.

Mi történik, ha szilíciumdiódákat használnak detektorként? Ha egy germánium diódának szobahőmérsékleten van egy zárófeszültsége, amelynél a diódán áthaladó áram csak 0,2...0,3 μA, körülbelül 0,045 V, akkor a szilíciumdióda már 0,3 V. Ezért a pontosság megőrzése érdekében szilíciumdiódákra váltáskor az Uc és UT (!) feszültségszinteket több mint 6-szorosára kell növelni. A kísérletben, amikor a D311 diódákat KD522-re cserélték P = 100 W-on, Zn terhelés = 75 Ohm és ugyanaz az Uc és UT, a következő értékeket kaptuk: csere előtt - 100/19 és SWR = 1,48, csere után - 100/ 12 és számított SWR=1,27. A KD522 diódákat használó kettős áramkör használata még rosszabb eredményt adott - 100/11 és számított SWR = 1,25.

Az érzékelőház külön változatban készülhet rézből, alumíniumból vagy 1,5...2 mm vastagságú kétoldalas fóliaüvegszálas lemezekből forrasztható. Egy ilyen kialakítás vázlata az ábrán látható. 8, a.

A ház két rekeszből áll, az egyikben egymással szemben RF csatlakozók (CP - 50 vagy SO - 239 25x25 mm-es karimákkal), 1,4 mm átmérőjű huzalból készült jumper polietilén szigeteléssel, 4,8 átmérőjű mm (az RK50 - 4 kábelről), T1 áramváltó, a kapacitív elosztó kondenzátorai és az L1 kompenzációs tekercs, a másikban - R1, R2 ellenállások, diódák, hangoló- és blokkolókondenzátorok és egy kis méretű, alacsony frekvenciájú csatlakozó. Minimális hosszúságú T1 tűk. Az L1 tekercses C1" és C1" kondenzátorok csatlakozási pontja "a levegőben lóg", az XZ csatlakozó középső kivezetésének C4 és C5 kondenzátorainak csatlakozási pontja pedig a készülék testéhez csatlakozik.

A 2., 3. és 5. partíció méretei azonosak. A 2. partíción nincsenek lyukak, de az 5. partícióban egy lyukat készítenek egy adott alacsony frekvenciájú csatlakozó számára, amelyen keresztül a jelzőegység csatlakoztatva lesz. A 3. középső áthidalóban (8. ábra, b) fóliát választanak ki mindkét oldalon három furat körül, és három átvezető vezetéket szerelnek be a furatokba (például M2 és MZ sárgaréz csavarok). Az 1. és 4. oldalfalak vázlatai az ábrán láthatók. 8, c. A szaggatott vonalak a forrasztás előtti csatlakozási pontokat mutatják, ami a nagyobb szilárdság és az elektromos érintkezés biztosítása érdekében mindkét oldalon történik.

Az SWR mérő beállításához és ellenőrzéséhez szabványos 50 ohmos terhelési ellenállásra van szükség (ami antennának felel meg), 50...100 W teljesítménnyel. ábrán látható az egyik lehetséges rádióamatőr kialakítás. 11. Közönséges TVO ellenállást használ, melynek ellenállása 51 Ohm, disszipációs teljesítménye 60 W (téglalap mérete 45 x 25 x 180 mm).

A kerámia ellenállástest belsejében egy hosszú, hengeres csatorna található, amely ellenálló anyaggal van feltöltve. Az ellenállást szorosan az alumínium ház aljához kell nyomni. Ez javítja a hőelvezetést és elosztott kapacitást hoz létre a jobb szélessávú teljesítmény érdekében. További, 2 W-os disszipációs teljesítményű ellenállások használatával a bemeneti terhelési ellenállás 49,9...50,1 Ohm tartományba van beállítva. Egy kis korrekciós kondenzátorral a bemeneten (~ 10 pF) ezzel az ellenállással 30 MHz-ig terjedő frekvenciasávban 1,05 SWR-nél nem rosszabb terhelés érhető el. Kiváló terhelést kapnak a speciális, kis méretű P1 - 3 típusú, 49,9 Ohm névleges értékű ellenállások, amelyek jelentős teljesítményt képesek ellenállni külső radiátor használatakor.

A cikkben ismertetett különböző cégek és eszközök SWR-mérőinek összehasonlító tesztjeit végezték el. A teszt abból állt, hogy egy páratlan 75 ohmos terhelést (amely egy gyárilag gyártott 100 W-os antennának felel meg) egy körülbelül 100 W kimeneti teljesítményű adóhoz csatlakoztattak a teszt 50 ohmos SWR mérőn keresztül, és két mérést végeztek. Az egyik egy rövid, 10 cm hosszú RK50 kábellel, a másik egy ~ 0,25 λ hosszúságú RK50 kábellel történik. Minél kisebb a leolvasások terjedése, annál megbízhatóbb a készülék.

29 MHz frekvencián a következő SWR értékeket kaptuk:

• DRAKE WH - 7......1,46/1,54
• DIAMOND SX - 100......1,3/1,7
• ALAN KW - 220......1,3/1,7
• ROGER RSM-600......1,35/1,65
• UT1MA......1.44/1.5

Bármilyen hosszúságú kábel esetén 50 ohmos terhelés mellett minden eszköz „harmonikusan” mutatta az SWR-t.< 1,1.

Az RSM-600-as mérések nagy szórásának okát a vizsgálat során derítették ki. Ez a készülék nem kapacitív osztót használ feszültségérzékelőként, hanem egy fix transzformációs arányú lecsökkentő feszültségtranszformátort. Ez kiküszöböli a kapacitív osztó „problémáit”, de csökkenti az eszköz megbízhatóságát nagy teljesítmények mérésekor (maximális teljesítmény RSM - 600 - csak 200/400 W). Áramkörében nincs hangolóelem, így az áramváltó terhelő ellenállásának nagy pontosságúnak kell lennie (legalább 50 ± 0,5 Ohm), de a valóságban 47,4 Ohm ellenállású ellenállást használtak. 49,9 Ohm-os ellenállásra cserélve a mérési eredmények jelentősen jobbak lettek - 1,48/1,58. Talán ugyanez az ok az SX - 100 és a KW - 220 készülékek leolvasásainak nagy szóródásához kapcsolódik.

A páratlan terheléssel végzett mérés egy további negyedhullámú, 50 ohmos kábellel megbízható módszer az SWR mérő minőségének ellenőrzésére. Vegyünk észre három pontot:

1. Egy ilyen teszthez 50 ohmos terhelést is használhatunk, ha a bemenetével párhuzamosan kondenzátort csatlakoztatunk, például egy kis darab, a végén nyitott koaxiális kábel formájában. A csatlakozás kényelmesen egy koaxiális T-csatlakozón keresztül történik. Kísérleti adatok - RK50 28 cm hosszú szegmenssel 29 MHz frekvencián, az ilyen kombinált terhelés SWR - 1,3, és 79 cm hosszú - SWR - 2,5 (bármilyen terhelést csak egy SWR mérővel csatlakoztasson 50 ohmos kábel).
2. A vonal tényleges SWR értéke megközelítőleg két mért érték átlagának felel meg (kiegészítő negyedhullámú kábellel és anélkül).
3. Valódi antenna-adagoló készülék mérése során nehézségek adódhatnak a kábelfonat külső felületére áramló áram miatt. Ilyen áram jelenlétében az adagoló hosszának alulról történő megváltoztatása ennek az áramnak a megváltozásához vezethet, ami a betápláló terhelés és a tényleges SWR változásához vezet. Csökkentheti a külső áram hatását, ha a helyiségbe belépő adagolót 15...20 menetes, 15...20 cm átmérőjű tekercs formájában feltekerjük (védőfojtó).

Irodalom

1. D. Lechner, P. Finck. Kurzwellen feladó. - Berlin: Militarverlag, 1979.
2. W.B. Bruene – belső képek az irányított wattmérőkről. - QST, 1959. április.
3. D. DeMaw. Soron belüli RF teljesítménymérés. - QST, 1969. december.
4. W. Orr, S. Cowan. A nyalábantenna kézikönyve. - RAC, USA, 1993.
5. Beketov V., Kharchenko K. Mérések és tesztek rádióamatőr antennák tervezésénél és beállításánál. - M.: Kommunikáció, 1971.

Gyakran a kliens, különösen, ha először vásárol walkie-talkie-t, megdöbben, ha megemlítik, hogy a walkie-talkie használatához antennát kell felállítani, pl. antenna SWR beállítása. Mi az SWR? Ez a kifejezés nem világos egy személy számára, aki távol áll a technikai finomságoktól, és néha ijesztő is. Valójában egyszerű.

Mi az SWR? Az antenna hangolása speciális eszközzel történik - SWR mérővel. Méri az állóhullámarányt és mutatja az antenna teljesítményveszteségét. Minél alacsonyabb ez az érték (SWR), annál jobb. Az ideális érték 1, de a gyakorlatban elérhetetlen a kábel és a csatlakozók jelvesztesége miatt, üzemi értéket 1,1-1,5-nek tekintünk, az elfogadható értékek 2-től 3-ig terjednek. Miért elfogadható? Mert ha az SWR érték túl magas, akkor az antennája nem annyira a jelet kezdi kisugározni a levegőbe, hanem „visszahajtja” a rádióba. Mit jelent ez, és miért rossz, kérdezed? Először is veszít a kommunikációs hatótávon, mert csökken a walkie-talkie-antenna rendszerének hatékonysága. Másodszor, a rádióállomás kimeneti fokozatai túlmelegednek, ami esetleges meghibásodáshoz vezethet. Ezért fontos az antenna SWR-jének beállítása a telepítés után. Az egyik olcsó SWR-mérő az Optim által gyártott SWR-420 vagy SWR-430. 27 MHz-es tartományban használható rádióállomásokkal 100 W-ig. A mérési hiba legfeljebb 5%. Ezzel az eszközzel 1,1-1,3 közötti SWR értékeket érhet el, a választott antenna típusától (bevágás vagy mágneses) és a telepítés helyétől függően. De ezen nem kell elidőzni. Az 1,5 teljesen működőképes és biztonságos érték.

Hogyan állítják elő az SB antenna SWR-jének beállítása? Az antennát az autó karosszériájára kell felszerelni, lehetőleg annak legmagasabb pontjára. A telepítés helyét körültekintően kell megválasztani, mert az antennának állandóan ott kell lennie. A beépített antenna felszerelésekor ügyeljen az antenna (vagy konzol) normál érintkezésére a földeléssel, és gondosan ügyeljen arra, hogy ne legyen rövidzárlat a kábelben és azokon a pontokon, ahol a kábel az antennához és a rádióhoz csatlakozik. Fontos megérteni, hogy az autó karosszériája is az antenna eleme, ezért nem szabad elhanyagolni a beépítési helyet és a talajjal való érintkezés minőségét.

Az SWR mérőt a rádióállomáshoz kell csatlakoztatni TX csatlakozó, csatlakoztassa az antennát ANT csatlakozóés válassza ki az áthaladási teljesítményszint határát. A készülék kalibrálásához a kapcsolót állásba kell állítani F.W.D., kapcsolja be a rádióállomást, hogy a kívánt csatornán sugározzon, és állítsa be a jelző nyilat SWR a szélsőséges felosztásig KÉSZLET piros skála. Ezt követően a készülék készen áll a mérésekre. Az SWR ellenőrzéséhez az aktuális csatornán állítsa a kapcsolót állásba REF(a rádióállomás tovább ad), és nézd meg a felső skálán a jelzőfényeket, ez lesz a tényleges SWR érték. Ha az 1-1,5 tartományba esik, a beállítás befejezettnek és sikeresnek tekinthető. Ha ez meghaladja ezt az értéket, akkor elkezdjük kiválasztani az optimális értéket. Ehhez először megkeressük a minimális SWR értéket különböző csatornákon vagy akár rácsokon. Egy egyszerű szabályt követünk: ha az SWR a frekvencia növekedésével nő, akkor az antennát rövidíteni kell, ha csökken, akkor hosszabbítani kell. A csapszeget rögzítő csavarok kicsavarása után mozgassa a kívánt irányba, húzza meg a csavarokat és ellenőrizze újra a készülék leolvasását. Ha a csap teljesen be van nyomva, és az SWR még mindig magasan van, akkor fizikailag le kell rövidíteni a csapot úgy, hogy leharapja. Ha a tűt a lehető legnagyobb mértékben meghosszabbítja, növelnie kell a megfelelő tekercs hosszát (a gyakorlatban ebben az esetben könnyebb az antennát cserélni).

Beloyarsky, Beloretsk, Verhnyaya Salda, Glazov, Gubkinsky, Kamensk-Uralsky, Kachkanar, Korotchaevo, Krasznouralszk, Kungur, Kushva, Langepas, Nevyansk, Priobye, Raduzhny, Salavat, Strezhevoy, Mezhensk, Urchenai, Mezhensk, Uralsky, Tuymazy városokba. , Pionersky , Purovsk, Buzuluk, Pelym, Pokachi, Prokopjevsk, Purpe, Jugorsk, Seversk, Serov, Sibay, Solikamsk, Sukhoi Log, Csajkovszkij, Chusovoy, Oktyabrsky, Szimferopol, Tobolsk, Isim, Kogalym, Yuzhan, Sarapulsk - a KIT cégtől.

Az SWR mérő bármely településre kézbesíthető Orosz Posta utánvéttel vagy EMS Mailtel, például: Alapaevsk, Artyomovsky, Asbest, Astana, Aktobe, Aksu, Atyrau, Aksai, Almaty, Balkhash, Bajkonur, Balakovo, Berezovsky, Bogdanovich , Verkhnyaya Pyshma, Zarechny, Ivdel, Irbit, Kamyshlov, Karpinsk, Karaganda, Kirovgrad, Kostanay, Kokshetau, Kyzylorda, Semey, Krasnoturinsk, Krasnoufimsk, Lesnoy, Nizhnyaya Salda, Nizhnyaya Tura, Re Polev Sydney, Persyverert, Novouralsk,,,, Schelkun, Tavda, Vereshchagino, Nytva, Lysva, Krasnovishersk, Alexandrovsk, Krasnokamsk, Ocher, Polazna, Chernushka, Gornozavodsk, Dobrjanka, Gremyachinsk, Kudymkar, Gubakha, Yayva, Vikulovo, Yarkovo, Petrovsky Kasszkara, Nyizsja Bosznók vlosk , Romashevo, Golyshmanovo , Pavlodar, Tarmany, Taldykorgan, Zhezkazgan, Vinzili, Bolshoye Sorokino, Bogandinsky, Uporovo, Uralsk, Ust-Kamenogorsk, Shymkent, Taraz, Omutinskoye, Berdyuzhye, Abatskoye, Antipino, Turtasku, Abatskoye, Antipino, Turtaskuj, Votkinszk, Ekibastuz.

RealRadio Company követi a rádiókommunikáció területén a legújabb fejleményeket, és örömmel kínálja a legmodernebb kommunikációs eszközöket bármilyen feladat elvégzéséhez. Szakterületünk a professzionális rádiókommunikáció!