Сумметричный антенный тюнер
реклама
Симметричный антенный тюнер Хочу предложить конструкцию антенного тюнера, который отлично зарекомендовал себя при работе на симметричную антенну длинной 25 метров и запитанную двухпроводной линией . Конструктивно все три катушки располагаются в ряд на одном каркасе и намотаны проводом 1,5мм. Катушка связи L1 содержит 4 витка и располагается между двумя большими катушками L2-1 и L2-2 с отводами для переключения диапазонов. В качестве каркаса использовалась пластина из изоляционного материала размером 150x80mm и толщиной 2мм, в которой были просверлены два ряда отверстий диаметром 1,5мм на расстоянии 50мм, шаг 3мм. Провод для всех трёх катушек сначала наматывается на оправку диаметром 50мм а затем вкручивается на приготовленный каркас. Затем посередине отделяется 4 витка для катушки связи, провод раскусывается в двух местах и отгибается в разные стороны так, чтобы отводы катушки связи были с одной, а больших катушек с другой стороны каркаса. Большие катушки содержат по 16 витков с отводами от 8, 12, 13 и 14 витков. Переменный конденсатор C1 ёмкостью 500пФ от вещательного радиоприёмника. Конденсатор C2 ёмкостью 150пФ должен быть с зазором между пластинами не менее 2мм для работы мощностью 100-150Вт. На фото виден вакуумный переменный конденсатор, так как я использовал этот тюнер с усилителем FL-2100 и конденсатор с расстоянием 3мм между пластинами иногда прошивал. По этой же причине был применён трёхсекционный переключатель диапазонов, чтобы отводы низкочастотных диапазонов коммутировались в разных секциях. Пяти отводов от катушек оказалось достаточно, чтобы настроить антенну в резонанс на любом диапазоне от 80 до 10 метров, включая WARC. Желание работать в эфире на всех радиолюбительских диапазонах (включая WARC) без помех телевидению после ряда экспериментов с антеннами с коаксиальным кабелем привело к описанному ниже устройству. Современные антенные тюнеры, хорошо зарекомендовавшие себя в работе с однопроводными и коаксиальными линиями передачи, имеют ряд недостатков при использовании с симметричным фидером. На выходе тюнера для этих целей обычно используют широкополосный симметрирующий трансформатор с коэффициентом трансформации 1:4, выполненный па ферритовом кольце. Иногда такой трансформатор выполняют на диэлектрической трубке. В этом случае он является узкополосным устройством и имеет коэффициент перекрытия 1:5, так что В диапазоне частот 1,8 —30 МГц изготавливают три трансформатора с различными данными в зависимости от рабочей частоты. С помощью симметрирующего трансформатора невозможно достичь точного согласования между антенной системой и передающим устройством, т.к. он имеет фиксированный коэффициент трансформации и может быть использован с очень ограниченным количеством антенн, у которых входное сопротивление всегда постоянно на любом из любительских диапазонов. Однако подавляющее большинство антенн, запитанных двухпроводной линией передачи, в многодиапазонном варианте не имеет постоянного входного сопротивления при переходе с диапазона на диапазон. Входное сопротивление антенны различно и на ВЧ диапазонах может достигать нескольких килоом. При использовании известных Т-образных схем антенных тюнеров с симметрирующим трансформатором на выходе, антенны, запитанные симметричным фидером, будут работать неэффективно. Хотя симметрирование будет произведено, тем не менее, будет иметь место высокий уровень потерь за счет рассогласования между таким трансформатором и симметричным фидером. При увеличении мощности возможно насыщение ферромагнитного материала симметрирующего трансформатора, что перейдет в проблему TVI и RFI. Температура такого трансформатора достигает высокого уровня даже если выполнить его предварительно сложив несколько колец вместе. Нагрев трансформатора, помехи телевидению, телефонами звукозаписывающей аппаратуре, высокие потери ВЧ энергии происходят не из-за увеличения мощности передающего устройства, а в связи с большим рассогласованием между трансформатором и линией передачи вышеупомянутых антенн. В линии присутствует большая реактивная составляющая, и чтобы произвести точное согласование между источником и нагрузкой (передатчиком и антенной системой), устранить реактивную составляющую, желательно применить такую схему согласующего устройства, которая не содержит симметрирующего трансформатора любого типа. Предлагаемая схема антенного тюнера (рис. 1) полностью устраняет недостатки так называемых Т-образных SPC последовательно — параллельное соединение конденсаторов) и других coгласующих устройств при работе их с симметричными (двухпроводными) линиями передачи, так как здесь уже в самой схеме заложен симметричный выход. Также возможна работа с однопроводной или коаксиальной линией передачи. Диапазон устройства —3.5 ~ 30 МГц. Точное согласование достигается с помощью регулирующих элементов антенного тюнера по минимуму показаний прибора КСВ метра в положении "отраженная волна", установленного на входе устройства. При использовании данной конструкции следует отметить значительное улучшение реальной избирательности приемного устройства, так как связь приемника с антенной индуктивная, а не емкостная. По этой же причине показатель дополнительной фильтрации гармоник передатчика здесь тоже выше, что является положительным фактором. Детали тюнера: (С1—200 пф (обычно от старого вещательного лампового приёмника) С2 — по 100 пФ каждая секция. Обычный двухсекционный конденсатор с зазором между пластинами не менее 1,5 — 2 мм при 200 Вт полезной мощности, не менее 3,2 мм для мощности 1 кВт (расчетное значение). Катушки L1, L2, L3A и L3B бескаркасные, выполненные голым медным проводом диаметром 1,6 мм. Диаметр оправки — 63 мм, расстояние между витками — 1,6 мм. Провод, соединяющий катушки L3Aи L3B, проходят внутри катушек связи L1 в L2. L3A - 28 витков, L3B - 28 витков, L1 - 5 витков L2 - 5 витков. Суммарное количество витков - 66. Конструктивно это выглядит так: Берется кусок стеклотекстолита, просверливаются отверстия друг против друга в соответствии с диаметром провода и самих катушек, затем провод катушки вкручивается в отверстия. Легче выполнить эту процедуру намотав единую катушку, а затем разделив её на 4 части в соответствии со схемой. С помощью ВЧ переключателя S1 в диапазоне 80 и 40 метров катушки связи L1 и L2 включаются последовательно, а в диапазоне 20,15 и 10 метров — параллельно. Переключатель ВЧ — типа S2A, S2B — 2 галеты на одной оси. Для любителей QRO — это галетный переключатель керамического типа или несколько ВЧ реле, предназначенных работать в цепях с соответствующей колебательной мощностью. Следует отметить в данном случае существенную нагрузку на элементы выходкой части антенного тюнера. Отводы от L3A и L3B по диапазонам, считая от края катушек, соответственно: 3,5 МГц — от 28 витка, 7 МГц — от 16 витка, 14 МГц — от 5 витка, 21 МГц — от 3витка, 28 МГц— от 2 витка. Возможно, придется незначительно изменить отводы от L3A и L3B в случае отсутствия КСВ=1 на участке передатчик — антенный тюнер при использовании конкретного типа антенны. Двухпроводную линию передачи подключают к выходам антенного тюнера Х-1 и Х2. Отводы С и D от катушек L3A и L3B конструктивно представляют медные зажимы типа "крокодил". Работающим QRO лучше использовать штыревую систему отводов С и D. Для этого заднюю стенку антенного тюнера изготавливают из диэлектрика, катушки располагают в непосредственной близости от нее, устанавливают определенное количество гнезд для подключения Симметричного фидера, соединяют гнезда с витками катушек L3A и L3B. Порядок настройки устройства. Если в выходном каскаде трансивера используется П-контур с двумя регулирующими элементами (переменные конденсаторы анодный и связи с антенной), выходной каскад нагружают на эквивалент антенны 50 Ом и производят настройку по максимуму ВЧ напряжения на нем. Предварительно следует убедиться, что номинальное выходное сопротивление П-контура действительно равно 50 Ом. Затем ВЧ сигнал подают на вход антенного тюнера. Переменные емкости антенного тюнера С1 и С2 устанавливают в максимальное положение. Подбирая отводы С и D от катушек L3A и L3B, изменяя емкости С1, С2, производят настройку устройства по минимуму показаний КСВ- метра. Первоначально подбор отводов С и D начинают ближе к катушкам связи L1 и L3 Однако наилучшее положение настройки будет все же тогда, когда отводы С и D будут находиться на одинаково большом удалении от катушек связи L1 и L2. После получения КСВ-1 увеличивают мощность, например, включают усилитель и, при необходимости, производят дополнительную подстройку с помощью переменных емкостей С1 иС2. При работе на однопроводную линию передачи используют выход антенного тюнера X-2, а выход Х-1 заземляют. Отвод С должен быть установлен в среднее положение катушки L3A на данном диапазоне. Настройка производится подбором отвода D от катушки L3B и изменением емкостей С1 и С2 на данном диапазоне до получения КСВ-1. При работе на коаксиальную линию передачи ее подключают к выходу Х-3 антенного тюнера. Выход Х-2 заземляют, а отвод D от катушки L3B устанавливают в центре на данном диапазоне. Настройку производят изменяя емкости С1, С2 и подбирая отвод Е от катушки L3B, начиная вблизи катушки связи L2, до получения КСВ=1. При изменении рабочей частоты на 80 — 100 кГц возможно потребуется незначительная подстройка антенного тюнера с помощью переменных емкостей С1 и С2. Несмотря на то, что на первый взгляд данная схема имеет не совсем удобную коммутацию после практических работ время, затраченное на настройку устройства на конкретном диапазоне, сведено к минимуму. Кроме того, подобные схемы согласующих устройств по многим показателям превосходят Т-образмые и другие тюнеры.
