Антенное согласующее устройство

Простой тюнер «Т» типа, на диапазоны 1,8-50 МГц.

Данные контурных катушек тюнера и комплектующих:

L-1 2,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.L-2 4,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм. L-3 3,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм. L-4 4,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм. L-5 3,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.L-6 4,5 витка, провод AgCu 2 мм, наружный диаметр катушки 18 мм.L-7 5,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.L-8 8,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.L-9 14,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.L-10 14,5 витка, провод ПЭВ 2,2 мм, наружный диаметр катушки 30 мм.

Переменные
конденсаторы и галетный переключатель от Р-104 (блок БСН). При
отсутствии

указанных конденсаторов, можно применить 2-секционные, от
вещательных радиоприемников,

включив секции последовательно и изолировав
корпус и ось конденсатора от шасси. Так-же

можно применить обычный
галетный переключатель, заменив ось вращения на диэлектрическую

(стеклотекстолит).

Простые согласующие устройства

29.01.2014 18:35 |

При работе в полевых условиях, на даче или в экспедиции не всегда возможно использование резонансных антенн для каждого диапазона. Выбор их конструкции при этом зависит от месторасположения радиостанции и от наличия опор под установку антенны.
Во многих случаях возможно использование только нерезонансных проволочных антенн или затруднена настройка антенн в резонанс из-за отсутствия необходимых приборов и времени для этого. Для успешной работы с нерезонансными антеннами необходимо использовать согласующие устройства (СУ).

Рис.1.

СУ, используемые в QRP-экспедициях, имеют свои особенности. Они должны быть малыми по весу, иметь высокий КПД и выдерживать мощность до 50 ватт. Большинство известных согласующих устройств имеют в своем составе переменную индуктивность.
Трудно создать малогабаритное СУ, используя переменные индуктивности, которые для эффективной работы СУ должны иметь достаточно большие габариты.
Поэтому и были изготовлены два согласующих устройства с использованием только переменных конденсаторов для их настройки. Одно было выполнено для работы в диапазоне частот 1,8-14 МГц, другое — для диапазона 18-30 МГц.
Схема СУ для 1,8-14 МГц показана на рис.1, а для 18-30 МГц — на рис.2. При работе низкочастотного СУ на 160 метров параллельно С1 включается дополнительный конденсатор С2 емкостью 560 пФ.
При работе на 40, 30 и 20 метров используется часть катушки L2. С1 и С4 (рис. 1) — переменные, сдвоенные с воздушным диэлектриком максимальной емкостью 495 пФ. Секции этих конденсаторов включены последовательно для увеличения рабочего напряжения.
В СУ для работы на высокочастотных диапазонах используются переменные конденсаторы типа КПВ с максимальной емкостью 100 пФ. В каждом СУ имеется ВЧ-амперметр в цепи антенны. Трансформатор, используемый в нем, содержит 20 витков вторичной обмотки. Первичная обмотка — продетый сквозь кольцо антенный провод.
Для токового трансформатора можно использовать ферритовое кольцо внешним диаметром от 7 до 15 миллиметров и проницаемостью 400-600. Можно использовать и высокочастотные ферриты с проницаемостью 50-100, в этом случае легче получить линейную АЧХ измерителя тока антенны.

Рис.2.

Для линеаризации АЧХ измерителя тока необходимо использовать шунтирующий резистор R1 как можно меньшего значения. Но чем он меньше, тем ниже чувствительность измерителя тока антенны. Компромиссный номинал этого резистора — 200 Ом. При этом чувствительность амперметра составляет 50 мА.
Желательно с помощью стандартных приборов проконтролировать правильность показаний амперметра при работе на разных диапазонах. С помощью резистора R2 можно пропорционально уменьшить показания прибора. Это дает возможность измерять ток как высокоомных, так и низкоомных антенн.
Ток высокоомных антенн лежит в пределах 50-100 мА при подводимой к ним мощности 10-50 Вт.
Детали
Индуктивности для СУ на рис.1 наматываются на каркасе диаметром 30 мм, L1 — 5 витков ПЭЛ 1,0 в нижней части L2, длина намотки 12 мм, L2 — 27 витков ПЭЛ 1,0 с отводом от 10 витка считая от заземленного конца, длина намотки 55 мм. Индуктивности для СУ на рис.2 — на каркасе диаметром 20 мм, L1 — 3 витка ПЭВ 2,0, длина намотки 20 мм, L2 -14,5 витков ПЭВ 2,0 с длиной намотки 60 мм.
Настройка
Пользуются СУ следующим образом. Подключают его к трансиверу, “земле” и антенне. Конденсатор связи С4 (рис.1) или СЗ (рис.2) выводят на минимум. При помощи С1 настраивают контур в резонанс по максимальному свечению неонки VL1. Затем, увеличивая емкость конденсатора связи и уменьшая при этом емкость контурного конденсатора С1, добиваются максимальной отдачи тока в антенну. Согласующие устройства (рис. 1, рис.2) обеспечивают согласование нагрузки, имеющей сопротивление от 15 Ом до нескольких килоом.
СУ для низкочастотных диапазонов было выполнено в корпусе из фольгированного стеклотекстолита размерами 280*170*90 мм, СУ для высокочастотных диапазонов — в таком же корпусе размерами 170*70*70 мм.И. Григоров RK3ZK
http://ra1ohx.ru/publ/skhemy_radioljubitelju/soglasujushhie_ustrojstva_antennye_tjunery/prostye_soglasujushhie_ustrojstva/19-1-0-179

Классический тюнер Z-Match с добавлением диапазона 1,8 МГц

Этот тюнер может быть использован в диапазоне 1.8 – 30 МГц.

С1А, С1В – сдвоенный КПЕ 250-350 пФ макс. на секцию, изолированный от корпуса.

С2А, С2В – сдвоенный КПЕ 350-500 пФ макс. на секцию

SK1 – коаксиальный разъем 50 Ом

L1 – 5 витков провода 1,63 мм, внутренний диаметр 50 мм, зазор между витками около 4,2 мм, вокруг L2

L2 – 6 витков провода 1,63 мм, внутренний диаметр 38 мм, зазор между витками около 4,2 мм

L3 – 4 витка провода 1,63 мм, внутренний диаметр 38 мм, зазор между витками около 4,2 мм

L4 – 3 витка провода 1,63 мм, внутренний диаметр 50 мм, зазор между витками около 4,2 мм, вокруг L3

L5
– 12 витков провода 0,71-1,22 мм, внутренний диаметр на 10-12 мм
больше, чем у L6, с отводами через

каждые 3 витка, располагается у
«холодного» вывода L6

L6 – 37 витков провода 1,63 мм, внутренний диаметр 38 мм, с отводами от 17-го, 22-го и 27-го витков.

S1 – керамический переключатель, 3 положения, 4 направления

Количество
витков катушек зависит от выбранных КПЕ и подбирается при настройке.
Катушки закреплены

на каркасах и зафиксированы подходящим компаундом
(возможное конструктивное исполнение см. в

предыдущей статье. Прим.
перев.)

Для катушки L6 можно применить керамический или пластиковый каркас.

Автор
использовал отвод от 17-го витка в L6 и от 3-го витка в L5, но это
может меняться. L1/L2

монтируются под прямым углом к L3/L4 и L5/L6.

Перекрытие
по частоте зависит от минимальной и максимальной емкости КПЕ и катушек,
а возможный

импеданс согласуемой нагрузки зависит от соотношения витков
каждой пары катушек и опять же, от

КПЕ. Если минимальный КСВ получается
при максимуме C1, то необходимо уменьшить количество витков

у L1/L4/L5
соответственно выбранному диапазону.

Настройка Z-Match

Для ламповых выходных каскадов:

Антенный тюнер

Ниже
описан тюнер и методика его настройки из статьи W1FB. Приведенная схема
обеспечивает согласование Rвх=50 ом с нагрузкой R=25-1000 ом,
обеспечивая подавление 2-й гармоники на 14 дБ больше, чем Ultimate в
диапазонах 1,8-30 МГц.

Детали
— переменные конденсаторы имеют емкость 200 пф, для мощности 2 кВт в
пике, зазор между пластинами должен быть порядка 2 мм. L1 — катушка с
ползунком, максимальная индуктивность 25 мГн. L2 — 3 витка голого
провода 3,3 мм на оправке 25мм, длина намотки 38 мм. Методика настройки:-
для ламповых передатчиков перевести переключатель в положение D
(эквивалент нагрузки), настроить передатчик на максимальную мощность- уменьшить мощность до нескольких ватт, перевести переключатель в положение Т(тюнер)-
поставить оба конденсатора в среднее положение и подстройкой L1
добиться минимума КСВ, затем подстроить конденсаторы добиваясь опять
таки минимального КСВ — подстроить L1, затем С1, С2, каждый раз
добиваясь минимального КСВ до тех пор, пока не будут достигнуты наилучшие результаты- подать полную мощность с передатчика и еще раз
подстроить все элементы в небольших пределах. Для небольших мощностей
порядка 100 Вт хорошо подходит 3-х секционный переменный конденсатор от
старого ГСС Г4-18А, там есть изолированная секция. Очень удобно будет
использовать автоматический КСВ измеритель.

Чистые платы для различного применения от Юрия (R3KBL) на его сайте http://sdrham.ru (кликабельно)

Общая
информация

Симметричное
согласующее устройство из книги «Любительские антенны коротких и ультракоротких
волн» (авторы З.Беньковский и Э.Липинский, перевод с
польского, издательство «Радио и связь», Москва, 1983г.) получило большую
популярность из-за отсутствия ферритовых сердечников в конструкции, приводящих к
нелинейным эффектам при наличии не скомпенсированной
реактивности.

Устройство
может работать как симметричное, так и несимметричное согласующее устройство.
Для последнего случая предусмотрен разъём для подключения антенн,
питаемых коаксиальным кабелем.

К
сожалению, описание конструкции в книге носит поверхностный
характер (отсутствуют некоторые данные) и содержит ошибки в схеме (ошибки в
коммутации L2A и L2B):

Схематическое
изображение катушки из указанной книги:

Позже
EW1MM в публикации в журнале «Радиолюбитель», №8, 1994г., стр.44 в
значительной мере внёс ясность, правда он модифицировал
конструкцию, что по-моему усложнило его
эксплуатацию.

Исправленная
схема коммутации выходных обмоток с указанием номера витка для каждого
отвода:

Устройство
не работает в диапазоне 160м. Простой расчёт только даже одной входной цепи со
стороны трансивера (или усилителя мощности) говорит, что устройство для работы
на 160м должно быть значительно усложнено путём увеличения числа витков
первичных катушек в 2 раза и увеличения ёмкости переменного конденсатора в
2 раза. А это уже серьёзное сооружение получится. Я ещё не упомянул усложнение
выходных катушек и увеличение ёмкости выходных переменных конденсаторов. Кроме
того, все указанные изменения приведут, как показывает расчёт, к
неработоспособности в диапазоне 10м. В общем, идею использования устройства в
диапазоне 160м я тихо подавил в своём сознании, Hi, Hi. Скажу больше — для
работы с солидной мощностью в диапазоне 80м необходимо подключать
дополнительную постоянную ёмкость параллельно переменному конденсатору со
стороны усилителя мощности, т.к. найти переменный конденсатор с большим зазором
и ёмкостью порядка 550пФ не всегда возможно. Безусловно, для работы с небольшой
мощностью проблем с переменными конденсаторами не
существует.

Общий вид катушки и
используемые материалы

Конструкция
состоит из четырёх планок из нефольгированного текстолита толщиной 2мм, трёх
скрепляющих вставок (две по краям и одна по центру) из винипласта толщиной
8мм и обмотки из голого провода диаметром 1,65мм.

В
качестве провода используется одножильный провод со снятой пластиковой изоляцией
марки ПВ1-2,5 длиной 16 метров (расчётная длина примерно 15,1м). После снятия
изоляции провод имеет диаметр
1,65мм.

Изготовление

1.
Первым делом надо изготовить четыре планки из нефольгированного текстолита
толщиной 2мм. Размер планок: 261мм х 35мм. На планки наклеить распечатанные на
принтере и нарезанные бумажные полоски с изображением будущих отверстий. На фото
показан старый вариант полосок. Новый «правильный» вариант полосок, имеющих
длину, совпадающую с длиной планок,  скачать (формат Sprint Layout
6.0) dril_inductor.lay6. Ориентация
при печати альбомная. Для справки, изображения отверстий на полосках для каждой
планки сдвинуты, иммитируя намотку. Произвести сверловку всех отверстий сверлом
1,7…1,8мм, после чего удалить бумажные полоски

Внимание, после удаления
каждой полоски необходимо обозначить на планке её номер маркером

2.
Скрепляем планки при помощи квадратных вставок (две по краям каркаса и одна по
центру) из винипласта толщиной 8мм, используя секундный клей. При этом ряды
отверстий на противоположных друг к другу планках окажутся на расстоянии
75мм (что будет соответствовать диаметру будущей катушки). Размеры вставок —
32мм х 32мм, глубина прорезей во вставках примерно 8,5мм. Планки вставляются в
прорези с небольшим натягом:

3.
Вкручиваем первую большую обмотку (28 витков). Но предварительно надо
сформировать спираль, намотав провод на какую-нибудь круглую болванку с
диаметром, близким к диаметру будущей катушки (диаметр болванки не критичен)

Внимание, не забудьте правильно выбрать направление намотки на
болванку. Далее для облегчения вкручивания обмотки надо на четвёртой
планке сделать пропил (напротив входного отверстия на первой
планке):

Затем
вкручиваем с другой стороны каркаса две маленькие обмотки (по 4 витка) и
вторую большую обмотку (28 витков). Не забудьте предварительно сделать
аналогичный пропил, но уже на второй планке.

Готовая катушка:

Емкостные антенны

Многодиапазонная антенна

Многодиапазонная антенна – устройство, позволяющее производить вещание во всех разрешенных для любителей диапазонах коротких волн. Благодаря данному свойству, многодиапазонки приобрели большую популярность и распространение.

Одна из многодиапазонок типа UA1DZ имеет следующую конструкцию:

• Вибратор длиной 9,3 м
• З-х метровая подставка;
• 4-5 оттяжек;
• 10-14 дополнительных гибких противовесов-оттяжек длиной 9,4 м.

Соединение таких антенн и передатчиков производят при помощи коаксиального кабеля на 50 Ом.

Основными недостатками, которыми обладают такие многодиапазонные конструкции, являются их громоздкость, высокая парусность и риск поражения молнией при установке на крыше высотного дома или другой многоэтажной постройки.

Вертикальная антенна (Ground Plane)

Вертикальные антенны типа Ground Plane – устройства, предназначенные для вещания на диапазонах от 14 до 24-28 Мгц. Основными составляющими таких вертикальных кв антенн являются 2-х метровая мачта, дюралевый вибратор длиной от 2 до 5 метров, 4-5 противовесов длиной 2,5-3 метра и питающий коаксиальный 50-ти омный кабель.

Устанавливают их как на крышах высоток, так и на фронтонах частных домов.

Укороченная дипольная антенна

Самое простое устройство данного вида на 7 мгц представляет собой конструкцию, состоящую из следующих частей:

• Разделенный на два 3-х метровых плеча проволочный вибратор с изоляторами и оттяжками на концах. В качестве изоляторов используют небольшие кусочки текстолита, для оттяжек применяют прочный бельевой капроновый шнур.
• Две удлинительных 140-ка витковых катушки из медного провода толщиной 0,5-0,6 мм;
• Центральный узел с трансформатором (балуном);
• Фидер – питающий коаксиальный кабель на 50 Ом.

Укороченная диполь

Используют такую укороченную диполь, как в стационарных, так и в полевых условиях, закрепляя ее на высоте от 3 до 4 метров.

На заметку. Для того чтобы произвести настройку такого устройства по резонансу, необходимо равномерно укорачивать длину расположенных горизонтальных или под углом плеч вибратора. После изменения длины плеча укорачивающая ее оттяжка крепится к ближайшему дереву или другой устойчивой опоре.

Выбор первого кв трансивера

При выборе первого передающего устройства (трансивера) начинающим радиолюбителям необходимо учитывать:

• Габариты и вес – радиостанция должна иметь такие размеры и вес, чтобы ее можно достаточно легко переносить в руках или походном рюкзаке.
• Функционал – для начинающего радиолюбителя достаточно трансивера, имеющего небольшое количество основных настроек (резонансная частота, мощность, КСВ);
• Надежность и наличие гарантии – как и любая другая аппаратура, коротковолновая радиостанция должна иметь гарантийный срок обслуживания;
• Возможность программирования аппаратуры с использованием персонального компьютера.

Трансивер

Не рекомендуют начинающим радиолюбителям приобретать дорогостоящие и очень сложные в эксплуатации, обслуживании коротковолновые радиостанции. Новичку, заинтересовавшемуся радиолюбительством, будет очень тяжело разобраться в такой аппаратуре, при утрате интереса к данному делу продажа такой дорогостоящей радиостанции за ту же сумму, что она была куплена, будет очень затруднительной.

Что это такое?

В первую очередь, нужно правильно понимать, что тюнер представляет собой высокочастотный трансформатор сопротивлений, при помощи которого при необходимости можно будет обеспечить компенсацию реактивности индуктивного или же емкостного характера. Можно рассмотреть предельно простой пример:

Разрезной вибратор, который на резонансной частоте имеет активное входное сопротивление на уровне 700 м, и при этом в нем используется коаксиальный кабель с передатчиком, имеющий входное сопротивление около 500 м. Тюнеры устанавливаются на выходе передатчика, и в этой ситуации будут представлять собой для какой-либо антенны (включая «длинный кабель») согласующие устройства между передатчиком и фидером, безо всяких сложностей справляясь со своей основной задачей.

Если в дальнейшем провести перестройку передатчика на частоту, которая отличается от резонансной частоты антенны, то в таком случае во входном сопротивлении устройства может появиться реактивность, которая впоследствии практически моментально начнет проявляться и на нижнем конце фидера. При этом согласующее устройство «Р» любой серии также сможет ее компенсировать, и передатчик снова получит согласованность с фидером.

Нужно ли это делать?

Попытка полноценной компенсации реактивности в нижнем конце фидера является безуспешной, поскольку ограничивается характеристиками самого устройства. Любые перестройки частоты передатчика в границах узких участков любительских диапазонов в конечном итоге не приведут к появлению значительной реактивной составляющей, вследствие чего зачастую не возникает потребности в ее компенсации. Также стоит отметить, что правильный проект многоэлементных антенн также не предусматривает большой реактивной составляющей имеющегося входного сопротивления, что не требует ее компенсации.

В эфире можно достаточно часто встретить различные споры о том, какую роль и назначение имеет согласующее устройство для антенны («длинный провод» или другого типа) в процессе согласования с ней передатчика. Некоторые возлагают на него достаточно большие надежды, в то время как другие просто считают обыкновенной игрушкой. Именно поэтому нужно правильно понимать, чем же действительно может на практике помочь антенный тюнер, а где его использование будет лишним.

Вертикальная кв антенна своими руками

Наиболее популярны для самостоятельного изготовления такие передающие коротковолновые устройства, как вертикальные антенны.

Наиболее простую и эффективную из них делают следующим образом:

1. В землю вкапывают деревянный столбик высотой 2,5-3 метра;
2. На вкопанном столбике при помощи саморезов закрепляют распределительную коробку;
3. В закрепленной коробке помещают высокочастотный дроссель – катушку с намотанными на нее витками изолированного коаксиального кабеля;
4. К выходу дросселя подключают двухжильный многопроволочный медный кабель сечением 2 мм;
5. Провод продевают через пропускные кольца дешевого 6-ти метрового углепластикового удилища;
6. Конец провода закрепляют на вершинке удилища при помощи обычного пластикового хомута-стяжки;
7. Посередине удилища закрепляют круглую площадку с проволочными оттяжками;
8. На верхней части столба крепят 2 клипсы и один хомут-держатель (КТР) для полипропиленовых труб диаметром 32 мм;
9. При помощи клипс и держателя удилище с излучателем (продетым сквозь пропускные кольца проводом) закрепляется на столбе;
10. Оттяжками мачта с излучателем выравнивается и надежно фиксируется. Оттяжки при этом закрепляются на устойчивых, расположенных рядом столбах, деревьях, вкрученных в несущие конструкции зданий и капитальных построек крюках.

Питающий провод для кв антенн такого вида используют с волновым сопротивлением 50 Ом.

Обслуживание такого устройства сводится к периодической проверке целостности излучателя путем его прозвонки мультиметром, замене сломанных ветром колен мачты, корректировке натяжения оттяжек.

Как это реализовать?

Длина используемого отрезка кабеля должна рассчитываться по формуле А/4*0.66, где А представляет собой длину волны, а 0.66 является коэффициентом укорочения, использующимся для преимущественного большинства современных коаксиальных кабелей. Согласующие устройства КВ антенн в данном случае будут подключаться между 50-омным фидером и входом антенны, и если их свернуть в бухту диаметром от 15 до 20 см, то в таком случае он будет также выступать в качестве симметрирующего устройства. Фидер будет полностью автоматически согласовываться с передатчиком, а также при равенстве их сопротивлений, причем в такой ситуации можно будет полностью отказаться от услуг стандартного антенного тюнера.