Изчисление 1
По предложение и с помощта на Аркадий Грабарник UT9UR
Вече писах за добавянето на антенни сигнали в HF обхвата. Там всичко се оказва лесно, освен ако, разбира се, не е известен коефициентът на скъсяване на кабела, от който са направени трансформаторите. Да, и радиационните модели на HF антените се определят с точност плюс или минус километър. А VHF е съвсем друга работа. Кабелите имат диелектрична нехомогенност, размерите за тези диапазони са на ръба на критичните. Радиационните модели изискват много по-прецизен анализ. Да, и загубите в кабелите при тези честоти са значителни. Има, разбира се, плюсове: например, поради много по-малките размери, можете да "преместите" конструкцията до необходимите електрически параметри. Тези, които желаят да научат повече за това, се изпращат до материали за нискотемпературни антени (28 ома), антени с дълъг бум и други теоретични и практически звънци и свирки и ще разгледаме връзката на антените. AppCAD често се използва за моделиране на VHF четвърт вълнови трансформатори. Той е проектиран да изчислява 1/4 вълнови трансформатори за необходимата работна честота за даден вълнов импеданс. Те са необходими при свързване на антени в група и могат да имат всякакво съпротивление. На практика най-често наборът от съпротивления (антени) не е толкова широк.
Първо трябва да вземете решение за самата схема на свързване на антената: две, четири и т.н. Да вземем две 50 ома антени като пример. По-долу има две версии за кабелни трансформатори. Първият е, когато четвъртвълновите трансформатори са разделени в пространството и представляват част от дължината на свързващата линия антена-средна точка. Във втория случай четвъртвълновите трансформатори могат да бъдат свързани паралелно или чрез запояване, или на съединители и те са част от редукционната дължина.
Свързваме ги 50ом кабели с еднаква дължина (дължината се определя от оплетката!). Разбира се, нашите две антени трябва да имат КСВ не повече от 1,3 на работната честота и вече са балансирани. В точката на свързване получаваме съпротивление, равно на 25 ома.
Нашата задача е да преобразуваме това съпротивление в 50 ома и да изпратим сигнал към захранващото устройство. За да направите това, трябва да поставите 1/4 ламбда (дължина на вълната) вложка от КОНКРЕТНИЯ кабел, т.е. ИЗЧИСЛЕНО, вълново съпротивление. Но проблема е, че няма кабели с който искаш самолет. Така че трябва сами да направите коаксиална линия, която ще има желания самолет. И така, знаем BC на захранващото устройство = 50 ома. Общият импеданс на нашите две антени. Формулата за изчисляване на вълновия импеданс на 1/4 вълнов трансформатор е проста: квадратният корен от произведението на съпротивленията, в нашия пример е 25 * 50 \u003d 1250, след това коренът от 1250 \u003d 35,4 ома. Няма такъв кабел, но може да бъде направен от два кабела от 75 ома, свързани паралелно (приблизително 75 \ 2 \u003d 37,5), или да изчислите диаметрите на тръбата (и дължината) за домашен трансформатор. И така, знаем импеданса за трансформация от 25 ома до 50 ома, той е 35,4 ома, а дължината е 1/4 от дължината на вълната (за 144 MHz ще бъде 0,52 m), но нека не забравяме, че физически дължината ще зависи от диелектричния материал, т.е. трябва да се умножи по коефициента на намаление. За кабел с полиетиленова изолация е 0,66. Тогава 0,52 x 0,66 = 0,34 m. Ако този трансформатор е от кабел. И ако от тръбите, тогава изолаторът е въздух (и все пак не вакуум!) И коеф. скъсяване \u003d 0,98 и в този случай дължината ще бъде 0,52x 0,98 \u003d 0,51 m. Поради описаните по-горе причини това е най-удобният начин - с един твърд коаксиален трансформатор със съпротивление 33 ома. Правоъгълният профил като външна част на коаксиала е избран от гледна точка на удобството както на закрепването му към рамката, така и на закрепванетоконектори. Тук трябва да се има предвид, че крайните капачки трябва да бъдат направени от изолационен материал, в противен случай паразитният капацитет ще промени дължината на линията. Закрепването на съединителите към тръбата трябва да има добър електрически контакт, за да има запас от допустима мощност.
Като всеки трансформатор и нашия има загуби. И при 144, и още повече, трябва да ги намалите. Няма много начини, но те съществуват и работят на практика:
- увеличаване на диаметрите на тръбите, понякога полиране и посребряване - използване на кабел (ако трансформаторът е направен от кабел) с по-ниски загуби - минимален коефициент на трансформация.
След като се справихме с теорията, можем да преминем към практиката. Като начало как изглежда трансформатора на тръбите. Най-общо казано, това е тръба с по-малък диаметър, поставена върху дистанционни изолатори в друга тръба. И може да бъде правоъгълен профил. Но повече за това по-долу. Изтеглете и инсталирайте самата програма AppCad. Той не създава пряк път на работния плот, може да бъде намерен чрез Start-Programs- (и в същото време да изпрати пряк път до работния плот :-) Програмата има доста широк функционален списък, но ще се интересуваме само от модата - Пасивни вериги (Пасивни вериги) в лявата колона на менюто. Да започнем с Coax (кръг :-)
В прозореца за изчисление, който се показва, първо трябва да зададете мерните единици - mm, cm или инчове, градуси-радиани и в какви единици да бъде представена честотата - GHz, MHz или KHz. Освен това трябва да се отбележи, че скриптът е с двойно предназначение. Тоест можете да изчислите или вълновото съпротивление на конструкцията, за което трябва да въведете размерите и да натиснете един от двата (сиви) бутона - Calculate Z0 [F4]. Прозорците с резултати ще покажат изчисления вълнов импеданс, електрическа дължина, дължина на вълната в милиметри, еднородност на диаметъра и др.Или, ако трябва да изчислите размерите за определен вълнов импеданс - изчислява се диаметърът на вътрешния проводник на коаксиалната линия - натиснете бутона Cflculate D2 [F3]
Бъдете много внимателни, когато задавате мерните единици. От гледна точка на механиката, правоъгълна коаксиална линия изглежда малко по-проста: по-лесно е да инсталирате дистанционни елементи за вътрешния проводник и изолатор за механично закрепване на целия трансформатор към антенната система. Очевидно размерите ще варират. По този начин получихме възможност да изчислим четвърт вълнови трансформатори на вълновия импеданс, който ни е необходим за VHF диапазоните, където използването на тези трансформатори от коаксиални кабелни сегменти е трудно и неефективно поради допълнителни загуби в диелектрика.
Трансформатори, понякога те се наричат: "разпределители", "добавители", "делители на мощност" (делител на мощност), препоръчително е да се провери преди инсталиране. Кабел, защото BC на кабелите е далеч от обявения. Например, вместо 50 ома -60 ома, както и факторът на скъсяване може да бъде 10% далеч лесно. И трансформаторите, изработени от тръби, могат да се различават от изчислените поради грешки в размерите и материала на вложките за поддържане на вътрешните тръби, наличието на технологични отвори за запояване на съединители. За 144 проверката е доста проста, тъй като можете да използвате обикновен резистор с необходимия рейтинг със скъсени проводници като товар. И така, заредете единия край на трансформатора върху резистора и измерете КСВ. Във версията "тръба", за да коригирате VS, можете да въведете изкуствен ексцентрицитет, т.е. преместете централния проводник далеч от центъра.
P.S. Забележка UT9UR:
„Искам да добавя, че точно така, резистор (неиндуктивен,разбира се) няма да даде желания SWR, когато се използва като товар. Резисторът трябва да бъде запоен като продължение на централния проводник на кабела и вътре в "родната" плитка. Ако просто запоявате към конектора, тогава SWR при 145 MHz е 1,5. Можете да опитате SMD резистор на конектора и във всеки случай са необходими измервания. За предпочитане преди да отрежете кабела, като по този начин компенсирате неправилен коефициент. скъсяване"