Medidor de ROE de bricolaje. Medidor VHF - UHF SWR casero

medidor ROE

Un aumento en la frecuencia de la señal conduce a un aumento de las pérdidas en la línea de alimentación. Por lo tanto, es muy importante lograr la mejor coincidencia posible entre el transmisor y el sistema de antena, es decir, la relación mínima de onda estacionaria (ROE).
El medidor ROE propuesto puede realizar mediciones en el rango de centímetros en líneas con una impedancia característica de 50 ohmios.
El medidor ROE de línea desnuda descrito en la sección tiene una limitación de rango de frecuencia debido a las peculiaridades de su diseño, aunque el diseño del circuito no impone tal limitación.

El diagrama de circuito del medidor ROE propuesto es similar al descrito y se muestra en la Fig. 1 (diferencias en las clasificaciones estándar de piezas individuales).

Una característica especial del dispositivo propuesto es el diseño de la parte detectora del medidor ROE, que permitió ampliar el rango de medición hasta 1 GHz.

El autor omite una descripción de la física de la formación de ondas estacionarias en líneas de conexión, cálculos matemáticos de las magnitudes de las potencias incidentes y reflejadas con una línea coincidente y no coincidente, el principio de medición de la ROE basado en la medición de ciertos valores de ondas incidentes y reflejadas, los fundamentos del diseño de dispositivos de microondas y los requisitos tecnológicos para ellos, y remite a los lectores interesados ​​a literatura conocida.

Diseño
El cuerpo del cabezal detector del medidor ROE consta de dos partes (Fig. 2): una base 1 en forma de U y una cubierta 2 (material - bronce).

El diseño de los acopladores direccionales 3 (L1 y L2) se muestra en la Fig.3.

El conductor central 4 (L2) está soldado directamente a los conectores XS1 y XS2. En el cuerpo de la tapa 2 se sueldan vasos 5 (4 unidades) y cuatro perlas de vidrio 6. En vasos cilíndricos 5 se colocan diodos (VD1; VD2), condensadores (C1; C2) y resistencias (R1; R2). Los cables de los diodos pasan a través del canal de perlas de vidrio y se sueldan directamente a los grifos.
El cuerpo del cabezal detector del medidor de ROE, los acopladores direccionales y el conductor central se pulen antes del montaje (en el cuerpo, solo la superficie interior con un diámetro de 15 mm; la superficie exterior con una pureza de Rz 20) y se recubren con plata.

Orden de montaje
Primero, instale todas las piezas relacionadas con la cubierta del cabezal del detector. Luego se fija en la base del cabezal uno de los conectores XS con conductor central soldado, luego se procede al segundo conector y se procede a soldar. Después de ensamblar la base y la tapa, se conectan mediante 6 tornillos M3 y se fijan los conectores XS1 y XS2 en la tapa.
Antes del montaje, lave el cabezal del detector con alcohol y séquelo. Trabajar con guantes de algodón, habiendo desengrasado previamente la piel de las manos.

Detalles
Los requisitos para los radioelementos son estándar para la tecnología de microondas. Los condensadores C1 y C2 son de paso. La versión del autor utiliza diodos sin paquete AA113A. Es posible reemplazarlos con otros tipos de diodos dependiendo de la frecuencia límite superior requerida. En este caso, es posible utilizar otro método para sujetarlos. Los conectores XS1 y XS2 están diseñados con un revestimiento plateado; su tipo está determinado por el diámetro exterior del cable.

Notas
1. Cuando se utiliza un cable con una impedancia característica distinta de 50 ohmios, el diámetro del conductor central se calcula mediante la fórmula:
Zo=138 IgD/día,
donde: Zo es la impedancia característica de la línea, D es el diámetro interno de la pantalla de la línea coaxial del cabezal detector, d es el diámetro del conductor central. Los valores de las resistencias R1 y R2 se ajustan a la impedancia característica del cable.
El diseño del medidor ROE propuesto se puede simplificar utilizando una línea coaxial con una sección de pantalla cuadrada y un conductor central redondo. Las dimensiones de la línea se pueden calcular usando la fórmula:
Zo-138 lg1.08D/d, donde: Zo es la impedancia característica de la línea, D es el lado interior de la pantalla cuadrada de la línea coaxial, d es el diámetro del conductor central

2. Es necesario observar con precisión las dimensiones de las piezas, el tipo de conexión, así como las dimensiones de montaje.

3. Por conveniencia, el cabezal del detector se puede combinar estructuralmente con la parte indicadora en una carcasa común.

4. Si el radioaficionado no tiene cuentas de vidrio ya preparadas a su disposición, puede utilizar las adecuadas quitándolas de los condensadores de papel metálico.

Ivan Milovanov, UYOYI, Chernivtsi

Literatura
1. I.Ya.Milovanov, medidor de ROE en líneas de cinta. Radioafición, nº 6, 1998 Con. dieciséis.
2. Radio, televisión, electrónica, N° 1, 1985 (NRB).
3. S. G. Bunin, L. P. Yaylenko, Manual de radioaficionados de onda corta, edición 2, traducción. y adicional, Kiev, Technology, págs. 221.243.
4. S. M. Alekseev, equipo de radioaficionado VHF, Estado. Editorial Energy, M., Leningrado, 1958, p. 131.
5. M. Levit, Dispositivo para determinar la ROE, Radio, 1978, núm. 6, p. 20.
6. Descripción técnica y esquema del circuito eléctrico de la estación de radio Len.

Radioafición 4/2000

Medidor de ROE de bricolaje (material sugerido por Vladimir Neklyudov) Usando un reflectómetro, puede sintonizar antenas, medir la potencia de salida del transmisor, coordinar las etapas intermedia y de salida entre sí, hacer coincidir la salida del transmisor a 144 MHz con el tripler entrada a 430 MHz y la salida triple con la carga, etc. d. El diagrama esquemático del reflectómetro para las bandas VHF 144/430 MHz se muestra en la Fig. 1. La base del dispositivo es un acoplador bidireccional realizado en una línea de banda E1 con dos bucles de comunicación L1 y L2. De ellos se eliminan las tensiones de las ondas directas y reflejadas, que son rectificadas mediante los diodos V1 y V2. Dependiendo de la posición del interruptor S1 se mide una u otra tensión. Los bucles de comunicación se cargan mediante la resistencia R2. La resistencia R1 ajusta la sensibilidad del dispositivo. La capacidad de los condensadores de bloqueo C1 y C2 para el rango de 144 MHz es de 0,022 μF, para 430 MHz - 220 pF. El diseño de la línea con bucles de comunicación para los rangos de 144/430 MHz se muestra en las Fig. 2a, b, respectivamente. Las dimensiones se dan para un alimentador asimétrico con una impedancia característica de 75 ohmios. La línea de comunicación y los bucles se realizan en placas de circuito impreso hechas de fibra de vidrio de doble cara con un espesor de 4 mm. Cuando se utiliza otro material, el ancho de la línea se puede encontrar a partir de la fórmula: donde Z es la impedancia característica de la línea, Ohm; E - constante dieléctrica del material utilizado (para fibra de vidrio E = 5); D - espesor del material, mm; b - ancho de la línea de la tira, mm. Las placas de circuito impreso se sueldan en un marco rectangular hecho de tiras de latón de 0,8...1 mm de espesor y 30 mm de ancho. La placa de circuito impreso debe soldarse por ambos lados. Los conectores RF coaxiales se pueden montar en las paredes de los extremos del marco. Si utilizas el reflectómetro en un circuito específico y no pretendes apagarlo, el cable coaxial se puede soldar directamente. La entrada y salida de la línea de tira se llevan a través de condensadores o pistones de paso al lado opuesto de la placa de circuito impreso. Sobre él se colocan la resistencia R2, diodos y condensadores. Para hacer esto, se hacen puntos de soporte simétricamente a los terminales de los bucles de comunicación en el lado opuesto; se cortan ranuras anulares en la lámina para crear "puntos" con un diámetro de 5 mm. Los diodos V1 y V2 y la resistencia R2 están soldados a estos "puntos". Se instalan diodos entre los terminales de los bucles de comunicación y los condensadores de bloqueo. Se utilizan condensadores como KM, KGL o, en casos extremos, SGM. Se cortan sus finos cables y los diodos se sueldan a la sección metalizada del condensador. La segunda placa del condensador está soldada a la superficie común de la lámina, como se muestra en la Fig. 3. El tiempo de soldadura debe ser mínimo, ya que los diodos fallarán si se sobrecalientan. Interruptor S1 - MT-1. La resistencia R2 no es inductiva (ULI o MLT-0.25). La aguja del microamperímetro se desvía 100 μA hasta la escala completa en la posición del interruptor "Directo" a una potencia de aproximadamente 50 mW a 144 MHz y 100 mW a 430 MHz. A mayor potencia, se debe reducir la sensibilidad del dispositivo introduciendo la resistencia R1. Después de la instalación y montaje, se debe configurar el reflectómetro. Para hacer esto, se suministra una señal del transmisor o GSS a la entrada y la salida se carga con una carga equivalente a 75 ohmios. Puede utilizar un equivalente de HF ya preparado de los medidores de respuesta de frecuencia X1-13, X1-19, X1-30. Aplique una tensión HF tal que la aguja del instrumento desvíe la escala completa hasta la posición del interruptor S1 “Directo”. Luego, el interruptor se cambia a la posición "Reflejado" y al seleccionar la resistencia R2, se logra una lectura cero. Este procedimiento se repite varias veces con cada una de las resistencias recién encendidas. El reflectómetro ajustado está cerrado por ambos lados con tapas. Como los reflectómetros son simétricos, sus entradas y salidas se pueden intercambiar.

Los medidores de ROE, ampliamente conocidos en la literatura de radioaficionados, se fabrican utilizando acopladores direccionales y constan de una bobina de una sola capa o un núcleo de anillo de ferrita con varias vueltas de cable. Estos dispositivos tienen una serie de desventajas, la principal de las cuales es que cuando se miden altas potencias, aparece una "interferencia" de alta frecuencia en el circuito de medición, lo que requiere costos y esfuerzos adicionales para proteger la parte detectora del medidor de ROE para reducir la error de medición, y con la actitud formal del radioaficionado hacia el fabricante del dispositivo, el medidor ROE puede provocar un cambio en la impedancia de onda de la línea de alimentación dependiendo de la frecuencia.

El medidor de ROE propuesto basado en acopladores direccionales de tira carece de tales desventajas, está diseñado estructuralmente como un dispositivo independiente y le permite determinar la relación de ondas directas y reflejadas en el circuito de la antena con una potencia de entrada de hasta 200 W en el rango de frecuencia 1...50 MHz con una impedancia característica de la línea de alimentación de 50 ohmios.

El circuito del medidor ROE es simple:

Si solo necesitas tener un indicador de la potencia de salida del transmisor o monitorear la corriente de la antena, puedes usar el siguiente dispositivo:

Al medir la ROE en líneas con una impedancia característica distinta de 50 ohmios, los valores de las resistencias R1 y R2 deben cambiarse al valor de la impedancia característica de la línea que se está midiendo.

Diseño
El medidor ROE está fabricado sobre una placa hecha de lámina fluoroplástica de doble cara de 2 mm de espesor. Como reemplazo, es posible utilizar fibra de vidrio de doble cara.

La línea L2 se hace en la parte posterior del tablero y se muestra como una línea discontinua. Sus dimensiones son 11x70 mm. Los pistones se insertan en los orificios de la línea L2 para los conectores XS1 y XS2, que se ensanchan y se sueldan junto con L2. El bus común en ambos lados del tablero tiene la misma configuración y está sombreado en el diagrama del tablero. En las esquinas del tablero se perforan agujeros en los que se insertan trozos de alambre con un diámetro de 2 mm, soldados en ambos lados del bus común.

Las líneas L1 y L3 están ubicadas en la parte frontal del tablero y tienen dimensiones: una sección recta de 2x20 mm, la distancia entre ellas es de 4 mm y están ubicadas simétricamente al eje longitudinal de la línea L2. El desplazamiento entre ellos a lo largo del eje longitudinal L2 es de 10 mm. Todos los elementos de radio están ubicados en el lado de las líneas de tira L1 y L2 y están soldados superpuestos directamente a los conductores impresos de la placa del medidor ROE. Los conductores de la placa de circuito impreso deben estar plateados.

La placa ensamblada se suelda directamente a los contactos de los conectores XS1 y XS2. Está prohibido el uso de conductores de conexión adicionales o cables coaxiales.

El medidor ROE terminado se coloca en una caja hecha de material no magnético de 3...4 mm de espesor. El bus común del tablero del medidor SWR, el cuerpo del dispositivo y los conectores están conectados eléctricamente entre sí.

La lectura de la ROE se realiza de la siguiente manera: en la posición S1 “Adelante”, usando R3, se coloca la aguja del microamperímetro al valor máximo (100 µA) y girando S1 a “Reversa”, se cuenta el valor de la ROE. En este caso, la lectura del dispositivo de 0 µA corresponde a ROE 1; 10 µA - ROE 1,22; 20 µA - ROE 1,5; 30 µA - ROE 1,85; 40 µA - ROE 2,33; 50 µA - ROE 3; 60 µA - ROE 4; 70 µA - ROE 5,67; 80 µA - 9; 90 µA - ROE 19.

Después de completar el montaje de cualquier antena o sistema de antena, es necesario verificar la ROE. Esto le dará confianza de que todo lo que ha hecho se ha hecho correctamente. Este medidor ROE está diseñado para funcionar en los rangos de frecuencia de 144, 432 y 1296 MHz.

Diseño
El diseño del dispositivo es bastante sencillo y comprensible. El dispositivo está hecho de lámina de fibra de vidrio de doble cara con un espesor de 1,5...2,0 mm.
La Figura 1 muestra la instalación del medidor ROE. El conductor central está fabricado con varilla de latón de 10 mm de diámetro. La línea de comunicación se realiza desde la salida de los diodos D1 y D2, ya que tu diodo prácticamente quedará insertado en el orificio que hiciste en el jumper.

Todas las conexiones del cuerpo del medidor ROE deben soldarse cuidadosamente; esto garantizará la rigidez de la estructura y la estabilidad de los parámetros. La partición instalada entre los compartimentos de medición e instrumentos del medidor ROE se muestra en la Fig. 2.

Para desacoplar los circuitos de medida, los condensadores C3 y C4 deben ser de soporte, por ejemplo de la marca KDO y tener una capacidad de 3300 o 6800 pF. Se pueden utilizar otros diodos como los diodos D1 y D2, pero aseguran el funcionamiento del medidor ROE a estas frecuencias. Antes de instalar diodos en el medidor SWR, debe verificar los datos del pasaporte del diodo que se está instalando.

La correcta ejecución del compartimiento de medición del medidor ROE en el que se encuentran las líneas de medición se muestra en la Fig. 3.

Medición
El proceso de medición no tiene características especiales y se ha descrito muchas veces en diversas publicaciones sobre radioaficionados. Para facilitar el cálculo, se ha compilado la Tabla 1. Todos los valores indicados en la Tabla 1 se calcularon para un dispositivo de 100 µA.

Del......ROE

Si tienes otro dispositivo diferente al ofrecido, entonces debes volver a calcular usando la fórmula:

ROE = (Udirect + Uref) / (Udirect - Uref), donde:

Vertical - voltaje de onda directa
Uneg. - voltaje de onda reflejada
Después de esto, puedes crear una tabla, pero para tu dispositivo.

Modernización
Para mejorar los parámetros de su dispositivo, debe modificar las resistencias R1, R2, así como los condensadores C1, C2 con un solvente y quitarles la pintura.

El cable que va a la carcasa de la resistencia R1, R2, así como el cable de los condensadores C1, C2, debe ser mínimamente corto y tener soldaduras en ambos lados de la lámina de fibra de vidrio, es decir, los cables deben insertarse en el orificio previamente preparado, el cable de los componentes de la radio debe sobresalir 1...2 mm de la parte posterior de la lámina de fibra de vidrio y solo después se procede a soldar. Las resistencias R1 y R2 se pueden utilizar como soportes y soldarse verticalmente en una lámina de fibra de vidrio.

Si tiene un dispositivo de 100 µA, lo cual es lo recomendado, entonces este diseño se puede complementar con otro compartimento instalándolo en el medidor ROE. Si montaste correctamente la instalación y mantuviste las dimensiones, el medidor ROE empieza a funcionar inmediatamente y sólo tendrás que calibrarlo, es decir. cree una tabla con ROE o trace estos valores en la escala de su dispositivo.

Las dimensiones del compartimento con el conector y el diámetro del tubo de latón están diseñadas para una impedancia característica de 75 ohmios, no de 50. Para alcanzar 50 ohmios, es necesario aumentar el diámetro de la varilla de latón en 5 milímetros o Reduzca cada lado (como si fuera el diámetro) del compartimento con el “tubo” en 11 milímetros ".

Retire los segundos condensadores de los diodos, desajustes innecesarios, deje uno en cada diodo y acorte al máximo sus cables, principalmente los cables de los condensadores que van a los diodos, pero también a tierra. Acorte también los cables de los diodos. Utilice cables rígidos de un solo núcleo para el interruptor de palanca, con una distancia mínima a los terminales. Desde la salida “común” del interruptor de palanca, suelde nuevamente una capacitancia de varios miles de pF a tierra usando la ruta más corta.

También puedes soldar la capacitancia a tierra paralela al conector. Intenta colocar todos los elementos lo más simétricamente posible. En un compartimento con conectores, es recomendable soldar la tierra entre las paredes en toda su longitud. Sólo debes mirar las lecturas con la tapa superior cerrada.

Espero que hayas instalado resistencias de 50 ohmios, ¿no de inducción? Lo bueno es que hay que seleccionarlos. Y paralelo a las sondas del multímetro, coloque también un pequeño recipiente sobre el multímetro, o mejor aún, use el cabezal, de lo contrario estos multímetros chinos...... Y trate de colocar el interruptor de palanca verticalmente (es decir, gírelo 90 grados , para "simetría" :)

Diodos: GD501 507 508 D18 D28 D9 D2 D310 D311 Es recomendable seleccionar diodos según la misma característica corriente-voltaje (característica vol-amperio) o parámetros similares.

Calibre el dispositivo utilizando la fila de resistencias más cercana: 50,75, 100.150 ohmios (conectados en lugar de la antena), respectivamente, la ROE será 1; 1,5; 2,0; 3,0. Después de esto, puede verificar la simetría del dispositivo (intercambiando la entrada y la salida).

Este diseño de circuito está copiado del medidor ROGER industrial ROGER RSM-200, que tiene las siguientes características: banda de frecuencia de 1,6 MHz a 200 MHz, potencia de rendimiento no superior a 200 W.

Apariencia:

El dispositivo no es reversible, por lo que debe asegurarse de que la entrada y la salida estén encendidas correctamente.

Los transformadores L1 L2 están enrollados sobre anillos de ferrita, tamaño estándar 12x7x6 mm, con cable PEV-0,4 mm, 22 vueltas, enrollados uniformemente alrededor de toda la circunferencia del anillo. Luego, se inserta un tubo de latón con un diámetro de 3,5 mm y una longitud de 40 mm en ambos anillos enrollados (el autor utilizó un elemento de antena de receptores de bolsillo) y se suelda a los conectores PL. En la foto se muestra una muestra:

Los chokes L3 L4 están enrollados en anillos similares y tienen 19 vueltas de 0,4 mm PEV. Tenga en cuenta que a través de los orificios de los anillos L3 L4 en la batista se pasan puentes que conectan los diodos y los chokes L1 L2 (como se muestra en el diagrama y se ve en la foto). La placa de circuito impreso es de doble cara, en el lado que se muestra en la foto hay dos puntos para soldar conectores PL. El resto de elementos del circuito se sitúan en el segundo lado:

Los cables de los elementos deben ser extremadamente cortos.

La placa de circuito impreso está fabricada con tecnología láser de hierro. Sus dimensiones son 60 mm X 33 mm. El tablero se coloca en una mampara de hojalata de 60x33x33 mm.

El bloque resultante se coloca en cualquier carcasa conveniente de aluminio o textolita con un cabezal de medición e interruptores. Todas las variables y resistencias de sintonización están ubicadas en una placa separada cerca del cabezal de medición. Configurar el medidor ROE se reduce a calibrar la onda inversa con la resistencia R3. El dispositivo se calibra utilizando resistencias R4, R5 en el subrango de 200 y 20 vatios.

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