Compteur SWR à faire soi-même. VHF - UHF SWR - compteur fait maison

Compteur ROS

Une augmentation de la fréquence du signal entraîne une augmentation des pertes dans la ligne d'alimentation. Il est donc très important d’obtenir la meilleure adéquation possible entre l’émetteur et le système d’antenne, à savoir le rapport d’ondes stationnaires (SWR) minimum.
Le compteur SWR proposé peut effectuer des mesures jusqu'à la plage centimétrique dans des lignes avec une impédance caractéristique de 50 Ohms.
Le compteur SWR à ligne linéaire décrit dans la section présente une limitation de plage de fréquence par le haut en raison des particularités de sa conception, bien que la conception du circuit n'impose pas une telle limitation.

Le schéma de circuit du compteur SWR proposé est similaire à celui décrit et est illustré à la Fig. 1 (différences dans les valeurs standard des pièces individuelles).

Une particularité du dispositif proposé est la conception de la partie détecteur du compteur SWR, qui a permis d'étendre la plage de mesure jusqu'à 1 GHz.

L'auteur omet une description de la physique de la formation des ondes stationnaires dans les lignes de connexion, des calculs mathématiques des grandeurs des puissances incidentes et réfléchies avec une ligne adaptée et inégalée, le principe de mesure du ROS basé sur la mesure de certaines valeurs de les ondes incidentes et réfléchies, les principes fondamentaux de la conception de dispositifs à micro-ondes et leurs exigences technologiques, et renvoie les lecteurs intéressés à la littérature bien connue.

Conception
Le corps de la tête de détection du compteur SWR se compose de deux parties (Fig. 2) : une base 1 en forme de U et un couvercle 2 (matériau - bronze).

La conception des coupleurs directionnels 3 (L1 et L2) est illustrée à la Fig.3.

Le conducteur central 4 (L2) est soudé directement aux connecteurs XS1 et XS2. Les verres 5 (4 pièces) et quatre billes de verre 6 sont soudés dans le corps du couvercle 2. Les diodes (VD1 ; VD2), les condensateurs (C1 ; C2) et les résistances (R1 ; R2) sont placés dans les verres cylindriques 5. Les Les fils des diodes passent à travers le canal des billes de verre et sont soudés directement aux prises.
Le corps de la tête de détection du compteur SWR, les coupleurs directionnels et le conducteur central sont polis avant assemblage (dans le corps - uniquement la surface intérieure d'un diamètre de 15 mm ; la surface extérieure d'une propreté de Rz 20) et revêtus avec de l'argent.

Ordre de montage
Tout d’abord, installez toutes les pièces liées au couvercle de la tête du détecteur. Ensuite, l'un des connecteurs XS avec un conducteur central soudé est fixé à la base de la tête, puis le deuxième connecteur et la soudure sont effectués. Après avoir assemblé la base et le couvercle, ils sont reliés à l'aide de 6 vis M3 et les connecteurs XS1 et XS2 sont fixés dans le couvercle.
Avant l'assemblage, lavez la tête du détecteur avec de l'alcool et séchez-la. Travaillez avec des gants en coton après avoir préalablement dégraissé la peau de vos mains.

Détails
Les exigences relatives aux radioéléments sont standard pour la technologie des micro-ondes. Les condensateurs C1 et C2 sont traversants. La version de l'auteur utilise des diodes sans boîtier AA113A. Il est possible de les remplacer par d'autres types de diodes en fonction de la fréquence limite supérieure requise. Dans ce cas, il est possible d'utiliser une autre méthode de fixation. Les connecteurs XS1 et XS2 sont conçus avec un revêtement argenté ; leur type est déterminé par le diamètre extérieur du câble.

Remarques
1. Lors de l'utilisation d'un câble avec une impédance caractéristique autre que 50 Ohms, le diamètre du conducteur central est calculé à l'aide de la formule :
Zo=138 IgD/j,
où : Zo est l'impédance caractéristique de la ligne, D est le diamètre interne de l'écran de la ligne coaxiale de la tête détectrice, d est le diamètre du conducteur central. Les valeurs des résistances R1 et R2 sont ajustées à l'impédance caractéristique du câble.
La conception du compteur SWR proposé peut être simplifiée en utilisant une ligne coaxiale avec une section d'écran carrée et un conducteur central rond. Les dimensions de la ligne peuvent être calculées à l'aide de la formule :
Zo-138 lg1.08D/d, où : Zo est l'impédance caractéristique de la ligne, D est le côté intérieur de l'écran carré de la ligne coaxiale, d est le diamètre du conducteur central

2. Il est nécessaire de respecter avec précision les dimensions des pièces, le type de connexion ainsi que les dimensions de montage.

3. Pour plus de commodité, la tête du détecteur peut être structurellement combinée avec la partie indicatrice dans un boîtier commun.

4. Si le radioamateur ne dispose pas de perles de verre prêtes à l'emploi, vous pouvez en utiliser des adaptées en les retirant des condensateurs métal-papier.

Ivan Milovanov, UYOYI, Tchernivtsi

Littérature
1. I.Ya.Milovanov, compteur SWR sur lignes à bandes. Radiohobby, n°6, 1998 Avec. 16.
2. Radio, télévision, électronique, n° 1, 1985 (NRB).
3. S.G. Bunin, L.P. Yaylenko, Shortwave Radio Amateur Handbook, éd. 2, trans. et supplémentaire, Kiev, Technology, pp. 221,243.
4. S. M. Alekseev, équipement radioamateur VHF, État. Maison d'édition de l'énergie, M., Leningrad, 1958, p. 131.
5. M. Levit, Dispositif de détermination du SWR, Radio, 1978, n° 6, p. 20.
6. Description technique et schéma électrique de la station radio Len.

Radiohobby 4/2000

Compteur SWR à faire soi-même (matériel suggéré par Vladimir Neklyudov) À l'aide d'un réflectomètre, vous pouvez régler les antennes, mesurer la puissance de sortie de l'émetteur, coordonner les étages intermédiaire et de sortie entre eux, faire correspondre la sortie de l'émetteur à 144 MHz avec le tripleur entrée à 430 MHz et sortie du tripleur avec la charge, etc. d. Le diagramme schématique du réflectomètre pour les bandes VHF 144/430 MHz est présenté sur la Fig. 1. La base du dispositif est un coupleur bidirectionnel réalisé sur une ligne ruban E1 avec deux boucles de communication L1 et L2. Les tensions des ondes directes et réfléchies en sont supprimées, qui sont redressées par les diodes V1 et V2. Selon la position de l'interrupteur S1, on mesure soit l'une soit l'autre tension. Les boucles de communication sont chargées par la résistance R2. La résistance R1 ajuste la sensibilité de l'appareil. La capacité des condensateurs de blocage C1 et C2 pour la gamme 144 MHz est de 0,022 µF, pour 430 MHz - 220 pF. La conception de la ligne avec des boucles de communication pour les gammes 144/430 MHz est illustrée respectivement sur les figures 2a et b. Les dimensions sont données pour une alimentation asymétrique avec une impédance caractéristique de 75 Ohms. La ligne de communication et les boucles sont réalisées sur des circuits imprimés en feuille de fibre de verre double face de 4 mm d'épaisseur. Lors de l'utilisation d'un autre matériau, la largeur de la ligne peut être trouvée à partir de la formule : où Z est l'impédance caractéristique de la ligne, Ohm ; E - constante diélectrique du matériau utilisé (pour la fibre de verre E = 5) ; D - épaisseur du matériau, mm ; b - largeur de ligne de bande, mm. Les cartes de circuits imprimés sont soudées dans un cadre rectangulaire constitué d'une bande de laiton de 0,8...1 mm d'épaisseur et 30 mm de largeur. Le circuit imprimé doit être soudé des deux côtés. Des connecteurs RF coaxiaux peuvent être montés sur les parois d'extrémité du cadre. Si vous utilisez le réflectomètre dans un circuit spécifique et que vous n'avez pas l'intention de l'éteindre, le câble coaxial peut être soudé directement. L'entrée et la sortie de la ligne à ruban sont acheminées via des condensateurs ou des pistons de traversée vers le côté opposé de la carte de circuit imprimé. La résistance R2, les diodes et les condensateurs y sont placés. Pour ce faire, des points d'appui sont réalisés symétriquement aux bornes des boucles de communication du côté opposé - des rainures annulaires sont découpées dans le film de manière à créer des « points » d'un diamètre de 5 mm. Les diodes V1 et V2 et la résistance R2 sont soudées à ces « spots ». Des diodes sont installées entre les bornes des boucles de communication et les condensateurs de blocage. On utilise des condensateurs comme KM, KGL ou, dans les cas extrêmes, SGM. Leurs fils fins sont coupés et les diodes sont soudées à la section métallisée du condensateur. La deuxième plaque du condensateur est soudée à la surface commune de la feuille, comme le montre la figure 3. Le temps de soudage doit être minime, car les diodes tomberont en panne en cas de surchauffe. Commutateur S1 - MT-1. La résistance R2 est non inductive (ULI ou MLT-0,25). L'aiguille du microampèremètre dévie de 100 μA jusqu'à la pleine échelle en position de commutation « Direct » à une puissance d'environ 50 mW à 144 MHz et 100 mW à 430 MHz. A puissance plus élevée, la sensibilité de l'appareil doit être réduite en introduisant la résistance R1. Après l'installation et le montage, le réflectomètre doit être configuré. Pour ce faire, un signal de l'émetteur ou du GSS est fourni à l'entrée et la sortie est chargée avec une charge équivalente de 75 Ohms. Vous pouvez utiliser un équivalent HF prêt à l'emploi des compteurs de réponse en fréquence X1-13, X1-19, X1-30. Appliquez une tension HF telle que l'aiguille de l'instrument dévie la pleine échelle vers la position du commutateur S1 « Direct ». Ensuite, le commutateur est commuté sur la position « Réfléchi » et en sélectionnant la résistance R2, une lecture nulle est obtenue. Cette procédure est répétée plusieurs fois avec chacune des résistances nouvellement allumées. Le réflectomètre ajusté est fermé des deux côtés par des couvercles. Les réflectomètres étant symétriques, leurs entrées et sorties peuvent être interverties.

Les compteurs SWR, largement connus dans la littérature radioamateur, sont fabriqués à l'aide de coupleurs directionnels et se composent d'une bobine monocouche ou d'un noyau annulaire en ferrite avec plusieurs tours de fil. Ces appareils présentent un certain nombre d'inconvénients, dont le principal est que lors de la mesure de puissances élevées, des « interférences » haute fréquence apparaissent dans le circuit de mesure, ce qui nécessite des coûts et des efforts supplémentaires pour protéger la partie détecteur du compteur SWR afin de réduire le erreur de mesure, et avec l'attitude formelle du radioamateur envers l'appareil du fabricant, le compteur SWR peut provoquer une modification de l'impédance d'onde de la ligne d'alimentation en fonction de la fréquence.

Le compteur SWR proposé basé sur des coupleurs directionnels à bande est dépourvu de tels inconvénients, est structurellement conçu comme un dispositif indépendant séparé et vous permet de déterminer le rapport des ondes directes et réfléchies dans le circuit d'antenne avec une puissance d'entrée allant jusqu'à 200 W dans le plage de fréquences 1...50 MHz à l'impédance caractéristique de la ligne d'alimentation 50 Ohm.

Le circuit du compteur SWR est simple :

Si vous avez seulement besoin d'un indicateur de la puissance de sortie de l'émetteur ou de surveiller le courant de l'antenne, vous pouvez utiliser l'appareil suivant :

Lors de la mesure du ROS sur des lignes avec une impédance caractéristique autre que 50 Ohms, les valeurs des résistances R1 et R2 doivent être remplacées par la valeur de l'impédance caractéristique de la ligne mesurée.

Conception
Le compteur SWR est réalisé sur une planche en feuille de plastique fluoré double face de 2 mm d'épaisseur. En remplacement, il est possible d'utiliser de la fibre de verre double face.

La ligne L2 est tracée au dos du tableau et est représentée par une ligne discontinue. Ses dimensions sont de 11x70 mm. Les pistons sont insérés dans les trous de la ligne L2 pour les connecteurs XS1 et XS2, qui sont évasés et soudés avec L2. Le bus commun des deux côtés de la carte a la même configuration et est ombré sur le schéma de la carte. Des trous sont percés dans les coins de la carte dans lesquels sont insérés des morceaux de fil d'un diamètre de 2 mm, soudés des deux côtés du bus commun.

Les lignes L1 et L3 sont situées sur la face avant de la planche et ont des dimensions : une section droite de 2x20 mm, la distance entre elles est de 4 mm et sont situées symétriquement à l'axe longitudinal de la ligne L2. Le déplacement entre eux le long de l'axe longitudinal L2 est de 10 mm. Tous les éléments radio sont situés du côté des lignes à ruban L1 et L2 et sont soudés en chevauchement directement avec les conducteurs imprimés de la carte du compteur SWR. Les conducteurs du circuit imprimé doivent être plaqués argent.

La carte assemblée est soudée directement aux contacts des connecteurs XS1 et XS2. L'utilisation de conducteurs de connexion supplémentaires ou de câbles coaxiaux est interdite.

Le compteur SWR fini est placé dans une boîte en matériau non magnétique de 3 à 4 mm d'épaisseur. Le bus commun de la carte du compteur SWR, le corps de l'appareil et les connecteurs sont connectés électriquement les uns aux autres.

La lecture du SWR s'effectue de la manière suivante : en position S1 « Forward », à l'aide de R3, régler l'aiguille du microampèremètre sur la valeur maximale (100 µA) et en tournant S1 sur « Reverse », la valeur SWR est comptée. Dans ce cas, la lecture de l'appareil de 0 µA correspond à SWR 1 ; 10 µA - ROS 1,22 ; 20 µA - ROS 1,5 ; 30 µA - ROS 1,85 ; 40 µA - ROS 2,33 ; 50 µA - ROS 3 ; 60 µA - ROS 4 ; 70 µA - ROS 5,67 ; 80µA - 9 ; 90 µA - ROS 19.

Après avoir terminé l'assemblage de toute antenne ou système d'antenne, il est nécessaire de vérifier le SWR. Cela vous donnera l’assurance que tout ce que vous avez fait a été fait correctement. Ce compteur SWR est conçu pour fonctionner dans les plages de fréquences de 144, 432 et 1 296 MHz.

Conception
La conception de l'appareil est assez simple et compréhensible. L'appareil est constitué d'une feuille de fibre de verre double face d'une épaisseur de 1,5 à 2,0 mm.
La figure 1 montre l'installation du compteur SWR. Le conducteur central est constitué d'une tige de laiton d'un diamètre de 10 mm. La ligne de communication est réalisée à partir de la sortie des diodes D1 et D2, puisque votre diode sera pratiquement insérée dans le trou que vous avez fait dans le cavalier.

Toutes les connexions du corps du compteur SWR doivent être soigneusement soudées - cela garantira la rigidité de la structure et la stabilité des paramètres. La cloison installée entre les compartiments de mesure et d'instruments du compteur SWR est illustrée à la Fig. 2.

Pour découpler les circuits de mesure, les condensateurs C3 et C4 doivent être des condensateurs de support, par exemple de marque KDO et avoir une capacité de 3300 ou 6800 pF. D'autres diodes peuvent être utilisées comme diodes D1 et D2, mais elles assurent le fonctionnement du compteur SWR à ces fréquences. Avant d'installer des diodes dans le compteur SWR, vous devez vérifier les données de passeport de la diode en cours d'installation.

L'exécution correcte du compartiment de mesure du compteur SWR dans lequel se trouvent les lignes de mesure est illustrée à la Fig. 3.

La mesure
Le processus de mesure n'a pas de particularités et a été décrit à plusieurs reprises dans diverses publications sur les radioamateurs. Pour faciliter le calcul, nous avons compilé le tableau 1. Toutes les valeurs indiquées dans le tableau 1 ont été calculées pour un appareil de 100 µA.

Del......SWR

Si vous possédez un autre appareil différent de celui proposé, vous devez alors recalculer à l'aide de la formule :

SWR = (Udirect + Uref) / (Udirect - Uref), où :

Droit - tension d'onde directe
Uneg. - tension d'onde réfléchie
Après cela, vous pouvez créer un tableau, mais pour votre appareil.

Modernisation
Pour améliorer les paramètres de votre appareil, vous devez modifier les résistances R1, R2, ainsi que les condensateurs C1, C2 à l'aide d'un solvant et en retirer la peinture.

Le fil allant au boîtier de la résistance R1, R2, ainsi que le fil des condensateurs C1, C2, doivent être au minimum courts et avoir des soudures des deux côtés de la feuille de fibre de verre, c'est-à-dire que les fils doivent être insérés dans le trou que vous avez préalablement préparé, le fil des composants radio doit sortir de l'arrière de la feuille de fibre de verre de 1...2 mm et seulement après cela, la soudure est effectuée. Les résistances R1 et R2 peuvent être utilisées comme supports et soudées verticalement dans une feuille de fibre de verre.

Si vous disposez d'un appareil de 100 µA, ce qui est recommandé, cette conception peut être complétée par un autre compartiment en l'installant dans le compteur SWR. Si vous avez correctement assemblé l'installation et respecté les dimensions, le compteur SWR commence à fonctionner immédiatement et il ne vous reste plus qu'à le calibrer, c'est-à-dire créez un tableau avec SWR ou tracez ces valeurs à l'échelle de votre appareil.

Les dimensions du compartiment avec le connecteur et le diamètre du tube en laiton sont conçus pour une impédance caractéristique de 75 ohms, et non de 50. Pour atteindre 50 ohms, il faut soit augmenter le diamètre de la tige en laiton de 5 millimètres, soit réduire chaque côté (comme le diamètre) du compartiment avec le « tube » de 11 millimètres".

Retirez les seconds condensateurs des diodes, décalage inutile, laissez-en un sur chaque diode et raccourcissez au maximum leurs fils, principalement les fils des condensateurs qui vont aux diodes, mais aussi à la masse. Raccourcissez également les fils des diodes. Utilisez des fils rigides unipolaires pour l'interrupteur à bascule, avec une distance minimale par rapport aux bornes. À partir de la sortie « commune » de l'interrupteur à bascule, soudez à nouveau une capacité de plusieurs milliers de pF à la terre en utilisant le chemin le plus court.

Vous pouvez également souder la capacité à la masse parallèlement au connecteur. Essayez de placer tous les éléments aussi symétriquement que possible. Dans un compartiment équipé de connecteurs, il est conseillé de souder la masse entre les murs sur toute la longueur. Vous ne devez regarder les lectures qu'avec le capot supérieur fermé.

J'espère que vous avez installé des résistances de 50 Ohm, sans induction ? Heureusement, il faut les sélectionner. Et parallèlement aux sondes du multimètre, placez également un petit récipient sur le multimètre lui-même, ou mieux encore, utilisez la tête, sinon ces multimètres chinois...... Et essayez de placer l'interrupteur à bascule verticalement (c'est-à-dire, faites-le pivoter de 90 degrés , pour "symétrie" :)

Diodes : GD501 507 508 D18 D28 D9 D2 D310 D311 Il est conseillé de sélectionner les diodes selon la même caractéristique courant-tension (caractéristique voltampère) ou des paramètres similaires.

Calibrez l'appareil en utilisant la rangée de résistances la plus proche : 50,75, 100 150 ohms (connectées à la place de l'antenne), respectivement, le ROS sera de 1 ; 1,5 ; 2,0 ; 3,0. Après cela, vous pouvez vérifier la symétrie de l'appareil (en échangeant l'entrée et la sortie).

Cette conception de circuit est copiée du compteur SWR industriel ROGER RSM-200, qui présente les caractéristiques suivantes : bande de fréquence de 1,6 MHz à 200 MHz, puissance de débit ne dépassant pas 200 W.

Apparence:

L'appareil est irréversible, vous devez donc vous assurer que l'entrée et la sortie sont correctement activées.

Les transformateurs L1 L2 sont enroulés sur des anneaux de ferrite, de taille standard 12x7x6 mm, avec du fil PEV-0,4 mm, 22 tours, enroulés uniformément sur toute la circonférence de l'anneau. Ensuite, un tube en laiton d'un diamètre de 3,5 mm et d'une longueur de 40 mm est inséré dans les deux anneaux enroulés (l'auteur a utilisé un élément d'antenne de récepteurs de poche) et soudé aux connecteurs PL. Un échantillon est montré sur la photo :

Les selfs L3 L4 sont enroulées sur des anneaux similaires et comportent 19 tours de PEV de 0,4 mm. Veuillez noter qu'à travers les trous des anneaux L3 L4 de la batiste, sont passés des cavaliers qui relient les diodes et les selfs L1 L2 (comme indiqué sur le schéma et visible sur la photo). Le circuit imprimé est double face, sur le côté montré sur la photo il y a deux points pour souder les connecteurs PL. Les éléments restants du circuit sont situés du deuxième côté :

Les pistes des éléments doivent être extrêmement courtes.

Le circuit imprimé est réalisé selon la technologie fer-laser. Ses dimensions sont de 60 mm X 33 mm. La planche est placée dans un écran en étain de 60x33x33 mm.

Le bloc obtenu est placé dans n'importe quel boîtier pratique en aluminium ou en textolite avec une tête de mesure et des interrupteurs. Toutes les variables et résistances de réglage sont situées sur une carte séparée près de la tête de mesure. Le réglage du compteur SWR revient à calibrer l'onde inverse avec la résistance R3. L'appareil est calibré à l'aide des résistances R4, R5 dans la sous-gamme 200 et 20 watts.

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