Ксв метр на 2 метровый диапазон. Ксв-метр на полосковых линиях
КСВ-метр на полосковых линиях
Широко известные из радиолюбительской литературы КСВ-метры выполнены с использованием направленных ответвителей и представляют собой однослойную катушку или ферритовый кольцевой сердечник с несколькими витками провода. Указанные устройства имеют ряд недостатков, основным из которых является то, что при измерении больших мощностей появляется высокочастотная «наводка» в измерительной цепи, требующая дополнительных затрат и усилий по экранировке детекторной части КСВ-метра для уменьшения погрешности измерений, а при формальном отношении радиолюбителя к изготовлению прибора, КСВ-метр может стать причиной изменения волнового сопротивления фидерной линии в зависимости от частоты.
Предлагаемый вниманию КСВ-метр на основе полосковых направленных ответвителей лишён подобных недостатков, конструктивно выполнен в виде отдельного самостоятельного прибора и позволяет определить отношение прямой и отражённой волн в цепи антенны при подводимой мощности до 200 Вт в частотном диапазоне 1…50 МГц при волновом сопротивлении фидерной линии 50 Ом.
Схема КСВ-метра проста:
Если требуется иметь только индикатор выходной мощности передатчика или контролировать ток антенны, можно воспользоваться таким устройством:
При измерении КСВ в линиях с волновым сопротивлением отличным от 50 Ом, значения резисторов R1 и R2 следует изменить до величины волнового сопротивления измеряемой линии.
Конструкция
КСВ-метр выполнен на плате из двустороннего фольгированного фторопласта толщиной 2 мм. В качестве замены возможно использование двусторонннего стеклотекстолита.
Линия L2 выполнена на тыльной стороне платы и показана прерывистой линией. Её размеры 11×70 мм. В отверстия линии L2 под разъёмы XS1 и XS2 вставлены пистоны, которые развальцованы и пропаяны вместе с L2. Общая шина с обеих сторон платы имеет одинаковую конфигурацию и на схеме платы заштрихована. В углах платы просверлены отверстия, в которые вставлены отрезки провода диаметром 2 мм, пропаянные с обеих сторон общей шины.
Линии L1 и L3 расположены с лицевой стороны платы и имеют размеры: прямой участок 2×20 мм, расстояние между ними 4 мм и расположены симметрично продольной оси линии L2. Смещение между ними вдоль продольной оси L2 -10 мм. Все радиоэлементы расположены со стороны полосковых линий L1 и L2 и припаяны внахлёст непосредственно к печатным проводникам платы КСВ-метра. Печатные проводники платы следует посеребрить.
Собранная плата припаивается непосредственно к контактам разъёмов XS1 и XS2. Применение дополнительных соединительных проводников или коаксиального кабеля недопустимо.
Готовый КСВ-метр помещают в коробку из немагнитного материала толщиной 3…4 мм. Общую шину платы КСВ-метра, корпуса прибора и разъёмов соединяют между собой электрически.
Отсчет КСВ производят следующим образом: в поло- жениии S1 «Прямая» с помощью R3 устанавливают стрелку микроамперметра на максимальное значение (100 мкА) и переведя S1 в «Обратная», отсчитывают значение КСВ. При этом показанию прибора 0 мкА соответствует КСВ 1; 10 мкА — КСВ 1,22; 20 мкА — КСВ 1,5; 30 мкА — КСВ 1,85; 40 мкА — КСВ 2,33; 50 мкА — КСВ 3; 60 мкА — КСВ 4; 70 мкА — КСВ 5,67; 80 мкА — 9; 90 мкА — КСВ 19.
КСВ-метр для УКВ диапазона
Увеличение частоты сигнала приводит к увеличению потерь в фидерной линии. Поэтому очень важно добиться наилучшего согласования между передатчиком и антенной системой, а именно, минимального коэффициента стоячей волны (КСВ).
Предлагаемым КСВ-метром можно проводить измерения вплоть до сантиметрового диапазона в линиях с волновым сопротивлением 50 Ом.
Описанный в [1] КСВ-метр на полосковых линиях имеет ограничение частотного диапазона сверху в силу особенностей своего конструктивного исполнения, хотя схемное решение такого ограничения не накладывает.
Принципиальная электрическая схема предлагаемого КСВ-метра аналогична описанной в [1] и показана на рис. 1 (отличия в типономиналах отдельных деталей).
Особенностью предлагаемого прибора является конструктивное исполнение детекторной части КСВ-метра, что позволило расширить диапазон измерений вплоть до 1 ГГц.
Автор опускает описание физики образования стоячих волн в соединительных линиях, математические расчеты величин падающей и отраженной мощностей при согласованной и не согласованной линии, принцип измерения КСВ, основанный на измерении определенных величин падающей и отраженной волн, основы конструирования приборов СВЧ-диапазона и технологических требований, предъявляемых к ним, и отсылает заинтересованных читателей к известной литературе [2. 6].
Конструкция
Корпус детекторной головки КСВ-метра состоит из двух частей (рис.2): П-образно-го основания 1 и крышки 2 (материал – бронза).
Конструкция направленных ответвителей 3 (L1 и L2) показана на рис.З.
Центральный проводник 4 (L2) припаян непосредственно к разъемам XS1 и XS2. В тело крышки 2 впаяны стаканы 5 (4шт.) и четыре стеклобусы 6. Диоды (VD1; VD2), конденсаторы (С1; С2) и резисторы (R1; R2) помещены в цилиндрические стаканы 5. Выводы диодов пропущены через канал стеклобусы и припаяны непосредственно к ответвителям.
Корпус детекторной головки КСВ-метра, направленные ответвители, центральный проводник перед сборкой полируют (в корпусе – только внутреннюю поверхность диаметром 15 мм; наружная поверхность чистотой Rz 20) и покрывают серебром.
Порядок сборки
Сначала устанавливают все детали, относящиеся к крышке детекторной головки. Затем, в основании головки закрепляют один из разъемов XS с припаянным центральным проводником, потом второй разъем и проводят пайку. После сборки основания и крышки их соединяют с помощью 6 винтов М3 и в крышке фиксируют разъемы XS1 и XS2.
Перед сборкой детекторную головку промыть спиртом и просушить. Работать в хлопчатобумажных перчатках, предварительно обезжирив кожу рук.
Детали
Требования к радиоэлементам стандартные для СВЧ-техники. Конденсаторы С1 и С2 – проходные. В авторском варианте использованы бескорпусные диоды АА113А. Возможна замена на другие типы диодов в зависимости от требуемой верхней граничной частоты. В этом случае возможно применение иного способа их крепления. Разъемы XS1 и XS2 конструктивного исполнения с серебряным покрытием; их тип определяется наружным диаметром кабеля.
Примечания
1. При использовании кабеля с волновым сопротивлением отличным от 50 Ом, диаметр центрального проводника расчитывают по формуле:
Zo=138 IgD/d,
где: Zo – волновое сопротивление линии, D – внутренний диаметр экрана коаксиальной линии детекторной головки, d – диаметр центрального проводника. Значения резисторов R1 и R2 приводят в соответствие с волновым сопротивлением кабеля.
Упростить конструкцию предлагаемого КСВ-метра можно применив коаксиальную линию с квадратным сечением экрана и круглым центральным проводником. Расчет размеров линии можно выполнить исходя из формулы:
Zo-138 lg1,08D/d, где: Zo – волновое сопротивление линии, D – внутренняя сторона квадратного экрана коаксиальной линии, d-диаметр центрального проводника
2. Необходимо точно выдерживать размеры деталей, тип соединения, а также посадочные размеры.
3. Для удобства детекторную головку можно конструктивно объединить с индикаторной частью в общем корпусе.
4. Если в распоряжении радиолюбителя нет готовых стеклобус, то можно воспользоваться подходящими по размерам, демонтировав их из металлобумажных конденсаторов.
Иван Милованов, UYOYI, г. Черновцы
Литература
1. И.Я.Милованов, КСВ-метр на полосковых линиях. Радиохобби, № 6, 1998г. с. 16.
2. Радио, телевизия, электроника, № 1,1985г.( НРБ).
3. С. Г. Бунин, Л.П.Яйленко, Справочник радиолюбителя коротковолновика, изд.2, пер. и доп., Киев, Техника, с.221,243.
4. С. М. Алексеев, Радиолюбительская УКВ аппаратура, Гос. энергетическое издательство, М., -Ленинград, 1958, с. 131.
5. М.Левит, Прибор для определения КСВ, Радио, 1978, №6, с. 20.
6. Техническое описание и схема электрическая принципиальная радиостанции «Лен».
Тема: КСВ-метр на полосковых линиях на КВ
Обратные ссылки
- URL обратной ссылки
- Подробнее про обратные ссылки
- Закладки & Поделиться
- Отправить тему форума в Digg!
- Добавить тему форума в del.icio.us
- Разместить в Technorati
- Разместить в ВКонтакте
- разместить в Facebook
- Разместить в MySpace
- Разместить в Twitter
- Разместить в ЖЖ
- Разместить в Google
- Разместить в Yahoo
- Разместить в Яндекс.Закладках
- Разместить в Ссылки@Mail.Ru
- Reddit!
Опции темы
КСВ-метр на полосковых линиях на КВ
Собрал схему один в один отсюда: http://qrx.narod.ru/izm/ksw_pl.htm
Мотивация по этой схематике была весьма убедительной. Правда, вместо Д9 поставил пару Д18- думаю не критично, подобрал их только по прямому падению напряжения на p-n переходе. Корпус спаял из двустороннего фольгированного стеклотекстолита.
Нагрузил на эквивалент 51Ом и начал испытания:
1,8МГц- на 100Вт стрелка еле отклоняется;
3,5МГц – на 100Вт – стрелка отклоняется полностью, отражёнка =0.
7МГц – на 100Вт аналогично 3,5МГц.
10МГц – 100Вт отражёнка 1мкА.
14МГц – 100Вт отражёнка 3мкА.
18МГц – 100Вт- отражёнка 7,5мкА.
21МГц -100Вт- отражёнка 21мкА.!
24МГц-100Вт- отражёнка 25мкА.!
28МГц- 100Вт- отражёнка 19мкА.
И первый вопрос к знающей аудитории- откуда выползает такая Отражёнка? Всё вроде подобрал Оно понятно что и диоды имеют нелинейную ВАХ и по частоте плавают.. ну а как можно добиться балансировки? Уже пришла идея с полосковых линий кинуть провода на тумблер и использовать один диод и ёмкость чтобы избежать разброса у пары диодов.
И вопрос два: можно ли полагать, что если отражёнка составляет на активную нагрузку 50 ом 20мкА то КСВ=1. при реальных замерах между трансивером и СУ, КСВ-метр показывает отражёнку 30мкА. т.о. 30-20=10мкА и КСВ=1,22? Т.е. можно ли принять за погрешность прибора те значения отражёнки на активную нагрузку и считать их нулём отражёнки?
Экспериментируя по диапазонам убедился, что при той же “погрешности” на 21МГц в некоторых участках диапазона КСВ-метр показывал отражёнку 1мкА и даже 5мкА. откуда?! ведь даже на активную нагрузку было минимум 21мкА!
В общем, не понимаю что дальше делать: пытаться балансировать подборкой диодов и сопротивлений? По сути, в трансивере автоматический тюнер и его работа не вызывает нареканий. на днях нужно настроить Futura на 28,5МГц но с таким прибором я в растерянности как не промахнуться и не потратить время на крыше зря.
PS оно и понятно что в продаже есть КСВ-метры узко заточенные под конкретный диапазон измерений КСВ. Читал в сети отзывы- чем больше народ гонялся за дешёвыми широкополосными КСВ-метрами тем чаще прокалывался на практике работы таких устройств.