Коаксиальный эквивалент нагрузки
Коаксиальный эквивалент нагрузки
Понятно, что настройку передающей аппаратуры нужно создавать на эквиваленте антенны. При всем этом лучше, чтоб его характеристики (входное сопротивление, КСВ) были схожи характеристикам антенно-фидерного устройства, которое будет использовать радиолюбитель.
Описываемый эквивалент антенны (см. рис.) представляет собой нагрузку коаксиального типа, созданную для работы в 50-омном коаксиальном тракте. Он выполнен на базе резисторов МЛТ-2.
Данная нагрузка обеспечивает поглощение электрической энергии в широком интервале частот: от неизменного тока до сотен мгц.
Эквивалент подключают к выходному разъему передатчика при помощи отрезка коаксиального кабеля, снабженного высокочастотными разъемами.
Поглотитель энергии состоит из 3-х секций, в каждой из которых расположено по 6 резисторов 1 МЛТ-2 сопротивлением 100 Ом.
Выводы резисторов распаяны в отверстиях втулки 3 из латуни ЛС59-1 и шайб 4—6 из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита шириной 1,5мм (СФ2-35-1.5). Резисторы в секциях включены параллельно, а секции меж собой — поочередно.
При всем этом их общее сопротивление должно быть 45…50 Ом. С одной стороны поглотителя установлен конический контакт 9, сделанный из листовой (толщина 0,8 мм) латуни ЛС59-1.
Поглотитель помещен в корпус 2 из сплава АмГ-6 (можно из дюралюминия Д16) и зафиксирован винтом М4Х12. Корпус закрыт крышкой 7 (АмГ-6), в которую встроена гнездовая часть коаксиального разъема СР-50-165Ф (для упрощения чертежа на виде с боковой стороны коаксиальный разъем не показан).
Сборку эквивалента начинают с распайки выводов резисторов в латунной втулке 3. Перед этим выводы резисторов укорачивают до 8…10 мм, поверхность втулки покрывают припоем ПОС-61 (облуживают). Выводы распаивают во внутренней канавке втулки.
Припой не должен выступать за габариты этой детали. Потом на свободные выводы резисторов надевают стеклотекстолитовую шайбу 4 меньшего поперечника.
Выводы распределяют через одно отверстие и припаивают к наружной стороне шайбы так, чтоб они выступали менее чем на 3 мм.
В свободные отверстия вставляют выводы резисторов 2-ой секции и распаивают аналогичным образом. На свободные выводы резисторов 2-ой секции надевают вторую, среднюю, шайбу 5 и припаивают резисторы. Также собирают и третью секцию.
После сборки поглотитель представляет собой довольно жесткую конструкцию, которая может не только лишь сохранять свою форму, да и выдерживать маленькую нагрузку.
В процессе сборки поглотителя нужно смотреть за тем, чтоб резисторы образовали вроде бы барабан, а шайбы размещались перпендикулярно его оси. Не считая этого, нужно направить внимание на то, чтоб общая длина барабана была 80±0,5 мм.
Потом к наружной металлизированной поверхности шайбы 6 припаивают конический контакт 9. Он должен размещаться соосно с поглотителем. Совсем конический контакт припаивают после установки, в собранной нагрузке коаксиального разъема. Поглотитель опускается в корпус нагрузки и закрепляется винтом М4.
После чего на корпус навинчивают крышку 7 с разъемом. Вывод последнего должен войти в отверстие конического контакта. Крышку навинчивают до упора, и через отверстие в ней припаивают вывод разъема к коническому контакту.
Потом в крышке и корпусе сверлят отверстие и нарезают резьбу М2, Винтом М2 фиксируют обоюдное положение деталей корпуса.
Для устойчивого положения нагрузки на столе к торцу корпуса 2-мя винтами М3 прикрепляют уголок 8 (АмГ-6). Внешнюю поверхность деталей корпуса покрывают нитроэмалевой краской.
Собранный создателем эквивалент обеспечивал мощность рассеяния (наивысшую) 15 Вт. Коэффициент стоячей волны (КСВ) на частотах 80…600 МГц не превосходил 1,2, Сопротивление неизменному току на разъеме нагрузки было около 50 Ом.
Мощность рассеяния можно прирастить, просверлив в корпусе отверстия поперечником 8…10 мм для обеспечения конвекции воздуха. При всем этом их число не должно превосходить 15 — 20.
Располагать отверстия на конической поверхности корпуса лучше умеренно, потому что а неприятном случае усугубляется КСВ приблизительно на 0,1. Ухудшение КСВ разъясняется тем, что наличие отверстий в корпусе нагрузки приводит к повышению реактивной составляющей полного сопротивления нагрузки.
Его можно сделать лучше дополнительной подстройкой — постепенным срезанием слоя металлизации на шайбах и малозначительным смещением барабана резисторов.
Для роста мощности нагрузки в 2…2,5 раза нужно применить принудительное остывание при помощи вентилятора. Эквивалент с наибольшей мощностью рассеяния 50 Вт и поболее можно сделать аналогичной конструкции, но при всем этом нужно прирастить число секций и число резисторов в секциях, но общее сопротивление эквивалента неизменному току должно быть 45…50 Ом.
Способности опции передатчика при помощи данного эквивалента можно расширить методом его легкой доработки, которая позволит, используя обыденный авометр, держать под контролем выходную мощность и настраивать передающий тракт по максимуму частотного напряжения, снимаемого с далекой от входа секции резисторов.
При модернизации нагрузки на стеклотекстолитовой шайбе «меньшего поперечника нужно дополнительно расположить детали диодной секции. Их, к примеру, припаивают к металлизированным контактным площадкам размерами 3Х4 мм в периферийной зоне шайбы, оставив там фольгу. Диодную секцию изготавливают по схеме аналогичной той, по которой собирают диодную секцию в высокочастотных вольтметрах.
На корпусе эквивалента устанавливают две однополюсные розетки. Одну из их соединяют с корпусом, другую экранированным проводником — с выходом диодной секции. К этим розеткам в процессе опции передатчика подключают авометр, работающий в режиме измерения неизменного напряжения.
Следует увидеть, что температурный режим диодной секции будет зависеть от поглощаемой мощности, и, как следует, прибор нельзя будет точно откалибровать по мощности. И все таки внедрение внутренней диодной секции вместе с авометром существенно облегчит процесс опции передатчика и его сопряжения с нагрузкой.
Радио N3, 1983г.
Источник: http://bloggoda.ru/2018/03/13/koaksialnyj-ekvivalent-nagruzki/
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Cтраница 1
Эквивалент нагрузки представляет собой поверхностный углеродистый резистор сопротивлением 75 ом, рассчитанный на максимум измеряемой мощности. Резистор заключен в экран особой формы, улучшающий условия согласования с коаксиальной 7.16. Блок-схема измери – линией передачи. [1]
Эквивалент нагрузки бло – Ром включен этот ка ПТК с детектором Сектор. [2]
К выходу блока подключаютэквивалент нагрузки, а вход – к сети, и устанавливают резистором R4 выходное напряжение. [3]
Выход усилителя нагружается наэквивалент нагрузки. [5]
| Схема контроля усилителя. [6] |
Вместо реальной нагрузки можно подключитьэквивалент нагрузки, т.е. сопротивление, равное сопротивлению нагрузки. [7]
Для регулировки буферный каскад нагружают наэквивалент нагрузки, состоящий из параллельно включенных конденсатора и сопротивления, и подключают к задающему генератору. Затем включают питание и согласно ЭКК проверяют напряжение и токи в контрольных точках.
После приведения действительных значений в соответствие с заданными переходят к настройке контура, которая заключается в укладке частот диапазона и его согласовании с частотами диапазона задающего генератора. Одновременно с проведением указанных операций производят измерение напряжения на нагрузке.
Величина его должна соответствовать заданной ТУ по всему диапазону. [8]
Если испытания импульсного трансформатора производятся наомический эквивалент нагрузки, то необходимость в специальном делителе отпадает, так как сопротивление R % может быть получено за счет отвода от эквивалента нагрузки. Согласование соединительных цепей производится в этом случае описанным способом. [9]
На выходе усилителя параллельно громкоговорителю илиэквиваленту нагрузки включается ламповый вольтметр переменного тока. [10]
Работу выпрямителей и стабилизаторов проверяют наэквивалентах нагрузки. Подбором сопротивления резистора R42 добиваются легкого запуска преобразователя под полной нагрузкой и проводят двухчасовой прогон. При напряжении питания 5 В выход-ные напряжения стабилизаторов не должны резко падать. [11]
| Схемы согласующих устройств. [12] |
Для настройки входных контуров вход осциллографа подключают черезэквивалент нагрузки и детектор к выходу настраиваемого блока, а выход ГКЧ – к входу блока через специальное согласующее устройство. Такое устройство желательно даже в том случае, если входное сопротивление телевизора и выходное сопротивление ГКЧ одинаковы. [13]
При проверке блок питания должен быть нагружен наэквивалент нагрузки. [14]
Осциллограф С1 – 19Б подключается последовательно к клеммамэквивалента нагрузок, и измеряется величина размаха пульсаций источников питания. [15]
Страницы: 1 2 3 4 5
Источник: http://www.ngpedia.ru/id608997p1.html
Оконечная высокочастотная нагрузка
Полезная модель относится к радиотехнике и предназначена для использования в антенно-фидерных трактах беспилотных летательных аппаратов (ЛА).
Оконечная высокочастотная нагрузка, содержит металлический корпус с крышками, поглотитель энергии в виде набора стандартных резисторов и радиочастотный коаксиальный соединитель, при этом резисторы установлены равномерно в корпусе и подключены параллельно к общему контакту, гальванически связанному с центральным проводником соединителя, а другие концы резисторов гальванически связаны с корпусом, причем во внутреннюю полость корпуса, где установлены резисторы, залит вспененный полиуретан, образующий при высыхании монолитную конструкцию. Опытный образец нагрузки изготовлен из пяти стандартных 2-х ваттных резисторов типа МЛТ каждый номиналом 249 Ом. Общее сопротивление объемной нагрузки при этом составляет 49,8 Ом. В полосе рабочих частот 10-300 МГц КСВН нагрузки не превышает 1,1, а рабочая мощность составляет 8 Вт. Техническим результатом полезной модели является создание оконечной высокочастотной нагрузки, работающей в антенно-фидерных трактах, расположенных в объектах с высокими ударными и вибрационными воздействиями. 1 пф., 2 илл.
Полезная модель относится к радиотехнике и предназначена для использования в антенно-фидерных трактах беспилотных летательных аппаратов (ЛА).
Известна микрополосковая нагрузка из описания полезной модели по патенту RU103984 МПК HO1P 1/26 (2006.01) с приоритетом от 11.06.2010 г., включающая диэлектрическую подложку с отрезком микрополосковой линии и резистивным элементом с одной стороны подложки.
При этом резистивный элемент выполнен в виде двух прямоугольных резисторов, расположенных по разные стороны от отрезка микрополосковой линии и примыкающих одной стороной к этому отрезку, а противоположные стороны этих резисторов замыкаются между собой через дополнительный П-образный проводник с установленной в его середине перемычкой на земляной слой, выполненный на другой стороне подложки.
Нагрузка земляным слоем крепится к корпусу путем припайки. При использовании ее в объектах с ударными нагрузками высокой интенсивности нагрузка может оторваться от корпуса. Это является ее недостатком.
Известны также нагрузки с большой мощностью рассеяния, изготовленные на основе стандартных маломощных резисторов типа МЛТ. Резисторы соединяются между собой последовательно-параллельно в отдельные цепочки.
Далее крайние резисторы цепочек также соединяются между собой, образуя объемный резистор с заданным сопротивлением, (см. Бекетов В.И., Харченко К.П.
, Измерения и испытания при конструировании и регулировке радиолюбительских антенн, Издательство «Связь», М., 1971 г., с. 105).
Недостатком этого аналога, как и первого, является низкая прочность конструкции при воздействии на нее динамических нагрузок.
В качестве прототипа выбран коаксиальный эквивалент антенны, описанный в журнале СССР «Радио»3, 1983 г., с. 17 в статье «Коаксиальный эквивалент нагрузки». Описанный эквивалент представляет собой нагрузку коаксиального типа, предназначенную для работы в 50-Омном коаксиальном тракте. Он выполнен на базе резисторов типа МЛТ-2.
Поглотитель энергии нагрузки состоит из трех секций, в каждой из которых размещено по шесть резисторов МЛТ-2 номиналом 100 Ом. Резисторы в секциях включены параллельно, а секции между собой – последовательно. При этом их общее сопротивление составляет 45-50 Ом.
Поглотитель энергии установлен в цилиндрическом металлическом корпусе, закрытом с обеих сторон крышками, на одной из которых размещен коаксиальный радиочастотный соединитель СР-50-165-Ф, соединенный с поглотителем. Свободные выводы поглотителя соединены с другой крышкой, т.е. с корпусом.
Данная нагрузка выбрана в качестве прототипа.
Недостатком этой нагрузки, как и аналога, является ее слабая прочность, не позволяющая эксплуатировать нагрузку в объектах с ударными и вибрационными воздействиями.
Задачей полезной модели является повышение прочности конструкции нагрузки, работающей в антенно-фидерных трактах, установленных в объектах, испытывающих динамические нагрузки высокой интенсивности.
Поставленная задача достигается тем, что предложена нагрузка, содержащая металлический корпус с крышками, поглотитель электромагнитной энергии и коаксиальный соединитель. В корпусе установлен набор стандартных маломощных резисторов типа МЛТ. Резисторы в наборе соединены между собой параллельно.
При этом первые концы резисторов припаяны к общему контакту соединителя, гальванически соединенному с центральным проводником, а вторые концы резисторов припаяны к корпусу равномерно по его периметру, образуя лучевую конфигурацию объемного резистора.
Сопротивление каждого резистора выбрано таким образом, чтобы общее сопротивление нагрузки имело требуемый номинал близкий к 50 Ом.
Для повышения прочности конструкции и исключения смещения резисторов во время действия динамических нагрузок во внутреннее пространство, образованное корпусом и крышками, внесен вспененный полиуретан, который при затвердевании образует монолитную конструкцию.
Сущность полезной модели показана на чертеже, где приведено: 1 – корпус; 2 – нижняя крышка; 3 – верхняя крышка 48 – резисторы; 9 – высокочастотный коаксиальный соединитель; 10 – общий контакт; 11 – связь контакта 10 с внутренним проводом соединителя 12. Нагрузка содержит пять стандартных резисторов типа МЛТ.
Первые концы резисторов припаяны к общему контакту 10, который через связь 11 соединен гальванически с внутренним проводником 12 соединителя 9. Вторые концы резисторов припаяны к корпусу 1 равномерно по его периметру, образуя лучевую конфигурацию. 13 – одна из связей резистора с корпусом 1.
Внутреннее пространство в корпусе образовано его стенкой и крышками, установленными плотно на корпус. Вспененный полиуретан на чертеже не показан.
Опытный образец нагрузки изготовлен из пяти стандартных 2-х ваттных резисторов типа МЛТ каждый номиналом 249 Ом. Общее сопротивление нагрузки при этом составляет 49,8 Ом. В полосе рабочих частот 10-300 МГц КСВН нагрузки не превышает 1,1, а рабочая мощность составляет 8 Вт.
Вспененный полиуретан вносится в корпус через технологическое отверстие, он полностью заполняет внутреннюю полость корпуса и при высыхании образует монолитную конструкцию, исключающую перемещение элементов конструкции даже при сверхвысоких динамических нагрузках (ударах).
Техническим результатом полученной полезной модели является создание оконечной высокочастотной нагрузки, работающей в антенно-фидерных трактах, расположенных в объектах с высокими ударными и вибрационными воздействиями.
Оконечная высокочастотная нагрузка, содержащая металлический корпус с крышками, поглотитель энергии в виде набора стандартных резисторов и радиочастотный коаксиальный соединитель, отличающаяся тем, что резисторы установлены равномерно в корпусе и подключены параллельно к общему контакту, гальванически связанному с центральным проводником соединителя, а другие концы резисторов гальванически связаны с корпусом, при этом во внутреннюю полость корпуса, где установлены резисторы, внесен вспененный полиуретан, образующий при высыхании монолитную конструкцию.
Источник: http://poleznayamodel.ru/model/14/142370.html
Коаксиальный эквивалент нагрузки
Источник: http://radiogid.ucoz.ru/publ/skhemy/izmeritelnaja_tekhnika/koaksialnyj_ehkvivalent_nagruzki/3-1-0-129
qth.kz – Сопротивление коаксиального кабеля 50 или 75 Ом?
При равном диаметре (по внутренней изоляции) 77-омная коаксиальная линия с проводниками из меди и воздушным диэлектриком оптимизирована по минимуму коэффициента затухания, 60-омная – по наибольшему пробивному напряжению, а 30-омная – по максимальной передаваемой мощности.
У коаксиальных кабелей со сплошной полиэтиленовой изоляцией минимум потерь соответствует волновому сопротивлению 50 Ом, с пенистым полиэтиленом – 60 Ом, но все эти различия не ярко выражены и гораздо большее значение имеет качество материалов и тщательность изготовления.
Поэтому при выборе волнового сопротивления кабеля достаточно руководствоваться соображениями удобства согласования.
Если выбор конкретных типов кабеля ограничен, имеет смысл просчитать, что выгоднее с точки зрения минимизации потерь: использование кабеля с высокой степенью естественного согласования сопротивлений, но с большим затуханием или менее подходящего по волновому сопротивлению, но более качественного кабеля с дополнительными согласующими цепями (учитывая дополнительные потери в этих цепях!). В ряде случаев может оказаться, что выгоднее согласиться с повышенной величиной КСВ, применив без всяких согласующих цепей имеющийся в наличии высококачественный кабель с волновым сопротивлением, отличающимся от сопротивления нагрузки.
Вот характерный пример: антенна имеет входное сопротивление 50 Ом на резонансной частоте. В нашем распоряжении есть 50-омный кабель, который при требуемой длине имеет собственные потери (при КСВ=1) на рабочей частоте 2 дБ, и 75-омный с потерями 0,5 дБ при тех же условиях.
Используя кабель 75 Ом, получим КСВ=1,5 на резонансной частоте. Дополнительные потери из-за рассогласования не превысят 0,1 дБ. При отходе от резонансной частоты, даже если КСВ поднимется до 4, дополнительные потери не станут больше 0,5 дБ. Таким образом, с этим 75-омным кабелем суммарные потери составят от 0,6 до 1 дБ.
Если с 50-омным кабелем КСВ на краю рабочего диапазона частот поднимется только до 2, то дополнительные потери станут 0,3 дБ. В итоге, с имеющимся 50-омным кабелем суммарные потери будут в пределах 2 – 2,3 дБ.
Выигрыш, благодаря использованию “неправильного” 75-омного кабеля вместо “правильного” 50-омного, в данном случае будет приблизительно такой же, какой могло бы дать, например, удлинение антенны Yagi примерно на треть!
Дополнительная согласующая цепь между антенной и фидером 50/75 Ом вполне может внести потери порядка 0,5 дБ.
Если мы с ее помощью попытаемся улучшить КСВ в 75-омном фидере, то получим суммарные потери от 1 до 1,2 дБ (полагая, что так КСВ не поднимется выше 2 на краях диапазона) – то есть не уменьшим, а увеличим потери на 0,2 – 0,4 дБ. Но они будут все же значительно ниже, чем при применении 50-омного кабеля с большими собственными потерями.
Важно только иметь в виду, что при любом рассогласовании, как с одним, так и с другим кабелем, передатчик “видит” на конце кабеля комплексное сопротивление, которое может значительно отличаться и от волнового сопротивления фидера, и от входного сопротивления антенны. Чтобы передатчик смог отдать в фидер расчетную мощность, его выходные цепи должны быть настроены соответствующим образом.
Коаксиальный кабель – практические советы
1) При строительстве антенн нельзя экономить на кабеле. Дешевый некачественный кабель легко может “съесть” весь выигрыш от хорошей антенны.
Самое неприятное здесь в том, что если затухание в кабеле велико, антенна может выглядеть на первый взгляд даже лучше, чем с хорошим кабелем: КСВ в начале фидера (около передатчика) низкий в широкой полосе, на прием – шумов из эфира не много, а диаграмма направленности у поворотной антенны сохраняется. Только не всегда хватает имеющейся мощности передатчика, чтоб дозваться DX 'а …
Именно так может сложиться ситуация, когда на простой диполь с хорошим кабелем даже при далеком от идеального согласовании будут отвечать лучше, чем на хорошую Yagi при КСВ = 1.
Слишком толстым кабель не бывает!
2) Кабель с полиэтиленовой изоляцией в течение 10-20 лет может сильно состариться, даже при хранении в идеальных условиях. Старение выражается в значительном увеличении потерь. Иногда также возникают трещины на наружной оболочке.
Если планируется использовать кабель, со дня выпуска которого прошло более 5-7 лет, следует предварительно измерить его затухание на рабочей частоте и тщательно осмотреть его наружную оболочку. Кабель, который уже использовался вне помещения (даже недолго), надо проверять обязательно. Время от времени, если есть возможность, полезно проверять потери в фидерах действующих антенн.
3) Популярно мнение, что кабель с фторопластовой изоляцией имеет меньшие потери, чем с полиэтиленовой. Но достаточно сравнить их паспортные данные, чтобы убедиться, что по погонному затуханию эти два вида кабелей при равных диаметрах практически равноценны.
Достоинством фторопластовой изоляции является лучшая термостойкость и стабильность параметров во времени. К сожалению, большинство кабелей с ленточной фторопластовой изоляцией не предназначено для наружной прокладки и уличная влага их быстро портит.
4) Влага, проникшая внутрь кабеля, увеличивает потери и понижает его волновое сопротивление, а со временем необратимо его портит.
Конец кабеля и места его сростки, находящиеся на открытом воздухе, следует тщательно герметизировать силиконовым герметиком (никакая изолента здесь не поможет) и термоусаживаемыми трубками.
Около точки присоединения к клемме или разъему антенны кабель следует изогнуть в виде петли так, что его конец приходил бы к месту присоединения не снизу вверх, а сверху вниз, чтобы избежать затекания в него дождевой воды, если нарушится герметизация.
5) Кабель лучше всего прокладывать по северной стороне антенной мачты, здания, и вообще такими путями, где он меньше открыт прямым солнечным лучам.
Особенно это важно для кабелей, имеющих оболочку не черного цвета. Солнечный ультрафиолет рано или поздно разрушает наружную оболочку, а как только в ней появилась хоть одна микротрещина – влага проберется внутрь незамедлительно.
Коаксиальный кабель с почти любым волновым сопротивлением
Если есть в распоряжении 150-омный коаксиальный кабель, например РК-150-7, в котором центральная жилка свободно пропущена в воздушном канале полиэтиленовой изоляции (обычно эта жилка для сохранения центровки бывает зигзагообразно изогнута, но свободно скользит внутри кабеля), то продернуть вместо нее провод другого диаметра не представляет труда.
Таким образом можно получить кусок кабеля с любым нестандартным волновым сопротивлением от 40 до 180 Ом. Для центровки, если понадобится, на провод следует насадить (не слишком часто, а для УКВ – и на не слишком равных расстояниях друг от друга) бусинки из фторопласта, полистирола или полиэтилена, зафиксировав их на проводе соответствующим клеем.
Определить полученное волновое сопротивление легко – достаточно измерить индуктивность короткозамкнутого отрезка кабеля и его же емкость при незамкнутом конце: W = (L/C)1/2 .
Можно даже сделать плавный согласующий коаксиальный переход от 40…70 Ом на 50…180 Ом. Для этого нужно продернуть провод переменного сечения, например, многожильный с постепенным уменьшением количества жил к высокоомному концу.
Разумеется, все места, где более короткие жилки заканчиваются, а более длинные продолжаются, необходимо пропаять и сгладить.
Если такой переход сделать достаточно длинным (порядка 0,5 – 2 наибольшей рабочей длины волны) и с экспоненциальным изменением его волнового сопротивления по длине, то можно получить очень высокую степень согласования в широком диапазоне частот.
Целый ряд низких нестандартных значений волнового сопротивления можно получить и другим путем. Многим, вероятно, известно, что соединяя параллельно два отрезка кабелей по 75 Ом одинаковой электрической длины, получим экранированную линию с волновым сопротивлением 37,5 Ом, а два по 50 Ом – 25 Ом.
Но не все, наверное, знают, что точно так же можно параллелить и кабели с разным волновым сопротивлением, причем любое число и в любых сочетаниях. Результирующее волновое сопротивление полученной линии вычисляется по такому же правилу, как и для резисторов. Важно только, чтобы электрическая длина всех отрезков была идентична.
Таким образом, например, соединив параллельно 75-омный и 50-омный отрезки, получим 30-омную линию.
Фазирующая линия для активного питания элементов Log-Yag или KLM
Открытая двухпроводная линия подвержена погодным влияниям, близко расположенные конструктивные элементы антенны тоже влияют на ее работу, и эти влияния трудно прогнозировать при расчетах. Во многих случаях волновое сопротивление фазирующей линии требуется около 70 – 180 Ом, но сопротивление двухпроводной линии ниже 200 Ом трудно реализовать, а полосковая линия конструктивно не очень удобна.
Удобная симметричная экранированная линия получается из двух коаксиальных, расположенных физически параллельно, а электрически включенных последовательно (волновое сопротивление линии при этом удваивается). Но, из-за укорочения длины волны в кабеле, для сохранения требуемого набега фазы физическая длина кабеля получается меньше, чем расстояние между соединяемыми элементами антенны.
Для решения этой задачи можно использовать не перекрещенную линию на половину волны длиннее, чем расстояние между элементами (все длины – с учетом коэффициента укорочения используемого кабеля).
Тогда физическая длина линии будет больше, чем расстояние между соединяемыми элементами антенны, а набег фазы в ней окажется равным набегу фазы волны между элементами антенны в воздухе плюс 180 градусов.
Перекрещивание проводов линии делать не нужно, так как оно требовалось именно для поворота фазы на 180 градусов.
Центральные жилы двух кабелей присоединяются к клеммам разрезных вибраторов, а оплетки соединяются между собой на обоих концах, но никуда не подключаются. Тем, кто привык к использованию только коаксиальных линий, это может показаться странным, но в данном случае у нас симметричная экранированная линия, экран которой имеет нулевой потенциал.
Если используются петлевые вибраторы, экран линии можно присоединять к центрам их сплошных трубок, а если несимметричный фидер присоединяется к первому питаемому элементу через BALUN, имеющий клемму с нулевым потенциалом (средний вывод), например, симметрирующий трансформатор на ферритовом кольце или полуволновое U-колено, то экран симметричной линии соединяется с этой клеммой.
Стоомная линия из пары кабелей по 50 Ом может неплохо подойти для получения входного сопротивления антенны 33 – 50 Ом, а 150-омная линия из пары кабелей по 75 Ом – для получения входного сопротивления 50-75 Ом.
Используя самодельный коаксиальный кабель 40 – 100 Ом (изготовленный из 150-омного) можно получить симметричную линию от 80 до 200 Ом. Если нужно волновое сопротивление симметричной линии ниже 80 – 100 Ом, можно соединять кабели попарно впараллель.
Запас физической длины позволяет корректировать сдвиг фазы в линии (этот параметр целесообразно предварительно попытаться немного варьировать при компьютерном моделировании).
Продевание кабеля в длинный шланг
Ватный тампон с привязанной к нему тонкой рыболовной леской легко засасывается пылесосом даже через очень длинный ребристый шланг и даже тогда, когда он еще свернут в бухту.
Нужно только достаточно герметично присоединить конец шланга к пылесосу, подобрать размер клочка ваты и обеспечить легкое разматывание лески с катушки. Для увеличения тяги можно вынуть из пылесоса пылевой фильтр.
Тонкой леской продергиваем в шланг проволоку или толстую леску, а ей – и сам кабель. Мне приходилось таким образом легко надевать на кабель защитный шланг длиной около 100 м.
Увеличение допустимой мощности эквивалента нагрузки
И недостаток иногда можно обратить в достоинство. Неизбежное зло – затухание в коаксиальных кабелях – можно использовать для поглощения ими части мощности, если имеющийся эквивалент нагрузки ее не вмещает.
Из имеющихся запасов коаксиального кабеля с соответствующим волновым сопротивлением надо соcтавить (если и временно – то все равно аккуратно) максимально длинную “змею”. Начало линии – наиболее толстый кабель, к концу – тоньше и тоньше.
Конец последнего отрезка нагружаем на имеющийся маломощный эквивалент. Особенно эффективно такой аттенюатор действует на УКВ.
Антенный провод
Когда для изготовления антенн приходится использовать провод из неизвестного материала, полезно убедиться, что это хороший проводник на ВЧ. Оценивать возможные потери я предлагаю следующим образом.
Изготовить две совершенно идентичные по конструкции катушки индуктивности – одну из проверяемого провода, другую – из медного эмалированного (или иного, который принимаем за эталон). Нужно принять все меры, чтобы конструкция катушек обеспечивала их максимальную добротность.
Образцы исследуемых проводов следует предварительно “состарить” на открытом воздухе, чтобы их поверхности были покрыты слоем таких же веществ (коррозией), которые со временем появятся в процессе эксплуатации антенны. С помощью Q-метра или иным способом измерить добротность полученных катушек на рабочей частоте будущей антенны.
Сравнив измеренные величины, можно судить о разнице омических потерь в проводах. С учетом всех прочих потерь (особенно в земле) можно вычислить изменение общего КПД антенны, вызванного применением данного материала вместо эталонного.
Капроновые оттяжки
Плохая репутация оттяжек из капрона не обоснована. Все хорошо на своем месте. Где статические нагрузки невелики, а имеются в основном динамические – там плетеные (а не просто витые!) капроновые тросы достаточного сечения служат надежно.
Важно только, чтобы они ни обо что не терлись и чтобы были правильно заделаны в местах крепления.
Но чтобы они не вытягивались, их надо заранее готовить: дать им вытянуться и “задубеть” на открытом воздухе под солнцем и дождем в течение не менее 2-3 недель (дольше – лучше). Достаточно просто развесить их в удобном месте с сильным натягом.
Если есть где повесить вертикально – то с грузом на конце, если горизонтально – то груз прикрепить к свободно катающемуся по капрону ролику. Желательно, чтобы за время “тренировки” веревки несколько раз вымокли и высохли.
Особенности кевлара
Кевлар – хороший материал для оттяжек, но его нельзя использовать на открытом воздухе без надежного защитного покрытия от ультрафиолетового излучения солнца.
Оттяжки из голого кевларового волокна даже под нашим северным солнцем превращаются в гнилую солому за 4-5 лет.
Будучи, в принципе, чрезвычайно прочным на разрыв, шнур из кевларового волокна совершенно не стоек к истиранию, а также не допускает завязывания узлов – под нагрузкой он сам себя перерезает.
Ю. Балтин, YL2DX
Источник: http://qth.kz/v-pomoshch-nachinayushchim/antennoe-khozyajstvo/210-soprotivlenie-koaksialnogo-kabelya-50-ili-75-om
Коаксиальные согласованные нагрузки
⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒
В коаксиальном тракте простейшей согласованной нагрузкой является сосредоточенный резистор с сопротивлением, равным волновому сопротивлению линии. Однако хорошее согласование в этом случае осуществляется, если размер резистора во много раз меньше длины волны.
Но на сантиметровых волнах размеры резистора становятся соизмеримыми с длиной волны, что приводит к ухудшению качества согласования и зависимости его от частоты.
Для снижения коэффициента отражения и расширения рабочей полосы частот коаксиальные нагрузки сантиметрового диапазона часто выполняются в виде отрезков нерегулярной линии передачи с потерями. Поглощающие элементы в таких нагрузках могут быть объемными или в виде тонких поглощающих пленок. На рис.
26а показана нагрузка с объемным поглощающим элементом в виде конуса. Хорошее качество согласования в этой конструкции достигается при длине поглощающего элемента l ≥ λ.
Более распространены коаксиальные нагрузки с поглощающими элементами в виде керамических цилиндров, покрытых металлооксидными или углеродистыми проводящими пленками.
Толщина пленки выбирается малой по сравнению с глубиной проникновения поля, поэтому поверхностное сопротивление пленки почти не зависит от частоты.
Чтобы входное сопротивление коаксиальных нагрузок с цилиндрическими поглощающими элементами были чисто активными и почти не менялись в нужной полосе частот, такие нагрузки снабжают нерегулярными металлическими экранами со специально подобранными профилями и размерами.
Рисунок 26– Коаксиальные согласованные нагрузки
На (рис. 26б) показана коаксиальная нагрузка с экраном ступенчатой формы. Оптимальное качество согласования имеет место в диапазоне длин волн λ ≥ 6l. Длина уступа внешнего проводника должна быть несколько меньше длины пленочного поглотителя.
Наиболее широкополосные коаксиальные нагрузки имеют внешний экран воронкообразной формы (рис. 26в).
7. Реактивные нагрузки [2,3]
Реактивные нагрузки, применяемые в качестве мер при измерениях на СВЧ, а также в согласующих и управляющих устройствах, должны обладать стабильным нормированным входным сопротивлением, номинал которого может быть рассчитан по геометрическим размерам.
Наибольшее распространение получили короткозамкнутые шлейфы, выполняемые в виде отрезков линий передачи (волноводной, коаксиальной) с короткозамкнутыми поршнями, регулирующими их длину.
Основным параметром реального шлейфа является значение входного КСВ, которое должно быть как можно более высоким. В нерегулируемых коаксиальных или волноводных шлейфах с неподвижным запаянным поршнем КСВ может достигать 500 и более.
В регулируемых шлейфах с подвижными поршнями значения КСВ из-за дополнительных потерь в контактах оказываются ниже, однако, как правило, они превышают 100. Холостой ход в шлейфах, т. е.
размыкание выхода, может быть реализован только в закрытых многопроводных линиях, когда устранено излучение.
Возможные конструктивные решения подвижных короткозамыкающих поршней для прямоугольных волноводов показаны на рис. 27 для продольных сечений, параллельных узкой стенке волновода. В первой конструкции (рис.
27а) разрезные пружинные контакты А вынесены от закорачивающей стенки В внутрь волновода на расстояние λв/4.
Поэтому контакты оказываются в сечении волновода с нулевыми значениями продольного тока на стенках и не идеальность контактов не приводит к потерям мощности.
Во второй конструкции поршня (рис. 27б) контакты А включены в волновод через два трансформирующих отрезка линии передачи с низкими нормированными волновыми сопротивлениями zв1 и zв2.
Предполагая, что активное сопротивление контактов в точке А равно rA и, применяя дважды формулу пересчета сопротивления через четвертьволновый трансформатор, можно найти входное сопротивление в точках В: rВ= rA(zв1 / zв2)2. При zв1
Источник: https://lektsia.com/1×307.html
(нет голосов)
Загрузка...
detector