Koordinointilaitteet: tarkoitus ja rakenneperiaate

2024 Kirjoittaja: Henry Conors | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-12 06:47

Amatöörikäytännössä ei useinkaan ole mahdollista löytää antenneja, joiden tuloimpedanssi on yhtä suuri kuin syöttölaitteen a altoimpedanssi, samoin kuin lähettimen lähtöimpedanssi. Suurimmassa osassa tapauksista tällaista vastaavuutta ei ole mahdollista havaita, joten on käytettävä erikoistuneita sovituslaitteita. Antenni, syöttölaite ja myös lähettimen lähtö sisältyvät yhteen järjestelmään, jossa energia siirretään ilman häviötä.

Miten se tehdään?

Tämän melko monimutkaisen tehtävän suorittamiseksi sinun on käytettävä yhteensopivia laitteita kahdessa pääkohdassa - tämä on kohta, jossa antenni liitetään syöttölaitteeseen, ja myös kohta, jossa syöttölaite kytkeytyy lähettimen lähtöön. Nykyään yleisimpiä ovat erikoistuneet muunnoslaitteet, jotka vaihtelevat värähtelevistä resonanssipiireistä koaksiaalimuuntajiin, jotka on valmistettu vaaditun pituisten koaksiaalikaapelin erillisten osien muodossa. Kaikkia näitä sovittimia käytetään sovittamaan impedanssit, mikä lopulta minimoi siirtojohdon kokonaishäviön ja mikä vielä tärkeämpää, vähentää kaistan ulkopuolisia päästöjä.

Kestävyys ja sen ominaisuudet

Useimmissa tapauksissa nykyaikaisten laajakaistalähettimien vakiolähtöimpedanssi on 500 m. On syytä huomata, että monet syöttöjohdona käytetyt koaksiaalikaapelit eroavat myös a altoimpedanssin standardiarvosta 50 tai 750 m tasolla. Jos kuitenkin harkitaan antenneja, joihin voidaan käyttää yhteensopivia laitteita, niin niiden tuloimpedanssilla on suunnittelusta ja tyypistä riippuen melko laaja arvoalue, muutamasta ohmista satoihin ja jopa enemmän.

Tiedetään, että yksielementtiantenneissa tuloimpedanssi resonanssitaajuudella on käytännössä aktiivinen, kun taas mitä enemmän lähettimen taajuus eroaa resonanssista suuntaan tai toiseen, sitä enemmän reaktiivinen komponentti on induktiivinen tai kapasitiivinen luonne näkyy tuloimpedanssin itse laitteissa. Samaan aikaan monielementtiantenneilla on tuloimpedanssi resonanssitaajuudella, mikä on monimutkaista, koska erilaiset passiiviset elementit myötävaikuttavat reaktiivisen komponentin muodostumiseen.

Jos tuloimpedanssi on aktiivinen, se voidaan sovittaa impedanssiin erikoistuneen antenninsovituslaitteen avulla. On huomattava, että tappiot ovat tässä käytännössä mitättömiä. Kuitenkin heti sen jälkeen, kun reaktiivinen komponentti alkaa muodostua tuloresistanssiin, sovitusprosessi tulee yhä enemmänOn käytettävä monimutkaisempaa ja yhä monimutkaisempaa antennin sovitusta, joka pystyy kompensoimaan ei-toivottua reaktiivisuutta, ja se tulisi sijoittaa suoraan syöttöpisteeseen. Jos reaktiivisuutta ei kompensoida, tämä vaikuttaa negatiivisesti syöttölaitteen teräsvaijeriin ja lisää merkittävästi kokonaishäviöitä.

Pitäisikö minun tehdä tämä?

Yritys kompensoida täysin reaktiivisuutta syöttölaitteen alapäässä epäonnistuu, koska sitä rajoittavat itse laitteen ominaisuudet. Lähettimen taajuuden muutokset amatöörikaistojen kapeissa osissa eivät lopulta johda merkittävän reaktiivisen komponentin ilmaantumiseen, minkä seurauksena sitä ei useinkaan tarvitse kompensoida. On myös syytä huomata, että monielementtiantennien oikea suunnittelu ei myöskään tarjoa suurta reaktiivista komponenttia käytettävissä olevasta tuloimpedanssista, mikä ei vaadi sen kompensointia.

Lähetyksestä voi usein löytää erilaisia kiistoja antennin sovituslaitteen ("pitkän langan" tai muun tyyppisen) roolista ja tarkoituksesta lähetintä sovitettaessa. Jotkut odottavat sitä melko korkealla, kun taas toiset pitävät sitä yksinkertaisesti tavallisena leluna. Siksi sinun on ymmärrettävä oikein, kuinka antenniviritin voi todella auttaa käytännössä ja missä sen käyttö on tarpeetonta.

Mikä tämä on?

Ensinnäkin sinun on ymmärrettävä oikein, että viritin on korkeataajuinen vastusmuuntaja, jolla on tarvittaessa mahdollista kompensoida induktiivista tai kapasitiivista reaktiivisuutta. Harkitse erittäin yksinkertaista esimerkkiä:

Jaettu vibraattori, jonka aktiivinen tuloimpedanssi resonanssitaajuudella on 700 m, ja samalla se käyttää koaksiaalikaapelia lähettimellä, jonka tuloimpedanssi on noin 500 m. Lähtöön asennetaan virittimet lähettimen ja tässä tilanteessa kaikille antennin (mukaan lukien "pitkän kaapelin") sovituslaitteille lähettimen ja syöttölaitteen välillä ilman vaikeuksia selviytyä sen päätehtävästä.

Jos lähetin on edelleen viritetty taajuudelle, joka poikkeaa antennin resonanssitaajuudesta, niin tällöin laitteen tuloresistanssissa voi ilmetä reaktiivisuutta, joka alkaa myöhemmin melkein heti näkyä alemmalla. syöttölaitteen pää. Tässä tapauksessa minkä tahansa sarjan sovituslaite "P" pystyy myös kompensoimaan sen, ja lähetin vastaanottaa jälleen johdonmukaisuuden syöttölaitteen kanssa.

Mikä on lähtö, jossa syöttölaite liitetään antenniin?

Jos käytät viritintä yksinomaan lähettimen lähdössä, tässä tapauksessa ei ole mahdollista tarjota täyttä kompensaatiota, ja laitteessa alkaa esiintyä erilaisia häviöitä, koska yhteensopivuus on epätäydellinen. Tässä tilanteessa sinun on käytettäväyksi kytketty antennin ja syöttölaitteen väliin, mikä korjaa tilanteen täysin ja tarjoaa reaktiivisuuskompensaation. Tässä esimerkissä syöttölaite toimii mieliv altaisen pituisena sovitettuna siirtolinjana.

Toinen esimerkki

Silmukka-antenni, jonka aktiivinen tuloresistanssi on noin 1100 m, on sovitettava 50 ohmin siirtolinjaan. Lähettimen lähtö on tässä tapauksessa 500 m.

Tässä sinun on käytettävä lähetin-vastaanottimelle tai antennille sopivaa laitetta, joka asennetaan kohtaan, jossa syöttölaite liitetään antenniin. Useimmissa tapauksissa monet harrastajat käyttävät mieluummin erilaisia ferriittiytimillä varustettuja RF-muuntajia, mutta itse asiassa neljännesa altokoaksiaalimuuntaja, joka voidaan valmistaa tavallisesta 75 ohmin kaapelista, on kätevämpi ratkaisu.

Kuinka se toteutetaan?

Käytetty kaapeliosuuden pituus tulee laskea kaavalla A/40,66, jossa A on aallonpituus ja 0,66 on nopeustekijä, jota käytetään suurimmassa osassa nykyaikaisia koaksiaalikaapeleita. HF-antennin sovituslaitteet kytketään tässä tapauksessa 50 ohmin syöttölaitteen ja antennitulon väliin, ja jos ne rullataan halkaisij altaan 15-20 cm:n paikkaan, se toimii tässä tapauksessa myös tasapainotuksena. laite. Syöttölaite sovitetaan täysin automaattisesti lähettimeen, samoin kuinniiden vastusten yhtäläisyys, ja tällaisessa tilanteessa on mahdollista kieltäytyä kokonaan tavallisen antennivirittimen palveluista.

Toinen vaihtoehto

Tällaista esimerkkiä varten voimme harkita toista optimaalista sovitusmenetelmää - käyttämällä puoliaallon kerrannaista tai puoliaallon koaksiaalikaapelia, periaatteessa millä tahansa a altoimpedanssilla. Se sisältyy lähettimen lähellä sijaitsevan virittimen ja antennin väliin. Tässä tapauksessa antennin tuloimpedanssi, jonka arvo on 110 ohmia, siirretään kaapelin alapäähän, minkä jälkeen se muunnetaan antenninsovituslaitteella 500 m:n resistanssiksi. Tässä tapauksessa lähettimen ja antennin täydellinen sovitus tarjotaan, ja syöttölaitetta käytetään toistimena.

Vakavammissa tilanteissa, kun antennin tuloimpedanssi ei sovi syöttölaitteen ominaisimpedanssiin, joka puolestaan ei vastaa lähettimen lähtöimpedanssia, tarvitaan kaksi HF-antennin sovituslaitetta. Tässä tapauksessa yhtä käytetään yläosassa sovittamaan syöttölaite antenniin, kun taas toista käytetään sovittamaan syöttölaite alaosassa olevaan lähettimeen. Samaan aikaan ei ole mahdollista tehdä omin käsin sopivaa laitetta, jota voidaan käyttää yksinään sovittamaan koko piiri.

Reaktiivisuuden ilmaantuminen tekee tilanteesta entistä monimutkaisemman. Tässä tapauksessa HF-sovituslaitteet paranevat merkittävästilähettimen sovittaminen syöttölaitteeseen, mikä yksinkertaistaa merkittävästi loppuvaiheen työtä, mutta sinun ei pitäisi odottaa heiltä enempää. Koska syöttölaite ei sovi yhteen antennin kanssa, ilmaantuu häviöitä, joten itse laitteen tehokkuutta aliarvioidaan. Virittimen ja lähettimen väliin asennettu aktivoitu SWR-mittari varmistaa, että SWR=1 on kiinteä, eikä tätä vaikutusta voida saavuttaa syöttölaitteen ja virittimen välillä, koska siinä on epäsopivuus.

Johtopäätös

Virittimen etuna on, että sen avulla voit säilyttää lähettimen optimaalisen tilan työskennellessäsi epäyhtenäisellä kuormalla. Mutta samaan aikaan minkään antennin (mukaan lukien "pitkän langan") tehokkuuden parannusta ei voida taata - sovituslaitteet ovat voimattomia, jos ne eivät sovi syöttölaitteeseen.

P-piiriä, jota käytetään lähettimen lähtöasteessa, voidaan käyttää myös antennivirittimenä, mutta vain jos induktanssissa ja kapasitanssissa tapahtuu toiminnallinen muutos. Suurimmassa osassa tapauksista sekä manuaaliset että automaattiset virittimet ovat ääriviivaviritettävät laitteet riippumatta siitä, kootaanko ne tehtaalla vai päätettiinkö joku tehdä antennille sovituslaite omin käsin. Manuaalisissa säätöelementeissä on kaksi tai kolme, eivätkä ne itse ole toiminnassa, kun taas automaattiset ovat kalliita, ja vakavalla teholla niiden kustannukset voivat olla erittäin korkeat.

Laajakaistasovituslaite

Tämä viritin täyttää suurimman osan muunnelmista, joissa on tarpeen varmistaa antennin ja lähettimen yhteensopivuus. Tällaiset laitteet ovat melko tehokkaita työskennellessäsi harmonisilla antenneilla, jos syöttölaite on puolia altotoistin. Tässä tilanteessa antennin tuloimpedanssi vaihtelee eri kaistoilla, mutta viritin mahdollistaa helpon sovituksen lähettimen kanssa. Ehdotettu laite voi helposti toimia jopa 1,5 kW:n lähetinteholla taajuuskaistalla 1,5-30 MHz. Voit jopa tehdä tällaisen laitteen omin käsin.

Virittimen pääelementit ovat poikkeutusjärjestelmän TV UNT-35 ferriittirenkaassa oleva RF-automuuntaja sekä kytkin, joka on suunniteltu 17 asentoon. On mahdollista käyttää kartiorenkaita malleista UNT-47/59 tai mistä tahansa muusta. Käämissä on 12 kierrosta, jotka on kierretty kahdeksi johtimeksi, kun taas yhden alku yhdistetään toisen loppuun. Kaaviossa ja taulukossa kierrosten numerointi on läpimenevä, kun taas itse lanka on kierretty ja suljettu fluoroplastisella eristeellä. Eristystä varten langan halkaisija on 2,5 mm, joka tarjoaa väliottoja joka kierrosta alkaen kahdeksannesta, jos lasketaan maadoitetusta päästä.

Automaattimuuntaja asennetaan mahdollisimman lähelle kytkintä, kun taas niiden välisissä liitäntäjohtimissa on oltava vähintäänpituus. On mahdollista käyttää 11-asentoista kytkintä, jos muuntajan suunnittelu ei niin suurella määrällä väliottoja tallennetaan esimerkiksi 10 - 20 kierrosta, mutta tällaisessa tilanteessa myös vastuksen muunnosväli pienenee..

Kun tiedät antennin tuloimpedanssin tarkan arvon, voit käyttää tällaista muuntajaa sovittamaan antennin 50 tai 750 metrin syöttölaitteeseen käyttämällä vain tarpeellisimpia hanat. Tällaisessa tilanteessa se asetetaan erityiseen kosteudenkestävään laatikkoon, jonka jälkeen se täytetään parafiinilla ja asetetaan suoraan antennin syöttökohtaan. Itse sovituslaite voidaan suorittaa itsenäisenä suunnitteluna tai sisällyttää jonkin radioaseman erityiseen antennikytkentäyksikköön.

Selvyyden vuoksi kytkimen kahvaan kiinnitetyssä tarrassa näkyy vastusarvo, joka vastaa tätä asentoa. Reaktiivisen induktiivisen komponentin täyden kompensoinnin varmistamiseksi on mahdollista kytkeä myöhemmin säädettävä kondensaattori.

Alla oleva taulukko osoittaa selvästi, kuinka vastus riippuu tekemiesi kierrosten määrästä. Tässä tapauksessa laskenta suoritettiin vastusten suhteen perusteella, joka on neliöllisesti riippuvainen tehtyjen kierrosten kokonaismäärästä.