Pengukur SWR buatan sendiri. VHF buatan sendiri - UHF SWR - meteran

meteran SWR

Peningkatan frekuensi sinyal menyebabkan peningkatan kerugian pada saluran pengumpan. Oleh karena itu, sangat penting untuk mencapai kesesuaian terbaik antara pemancar dan sistem antena, yaitu rasio gelombang berdiri minimum (SWR).
Meteran SWR yang diusulkan dapat melakukan pengukuran hingga rentang sentimeter pada saluran dengan impedansi karakteristik 50 Ohm.
Meteran SWR stripline yang dijelaskan pada bagian ini memiliki batasan rentang frekuensi dari atas karena kekhasan desainnya, meskipun desain sirkuit tidak menerapkan batasan tersebut.

Diagram rangkaian meter SWR yang diusulkan serupa dengan yang dijelaskan pada dan ditunjukkan pada Gambar. 1 (perbedaan peringkat standar masing-masing bagian).

Fitur khusus dari perangkat yang diusulkan adalah desain bagian detektor meteran SWR, yang memungkinkan perluasan jangkauan pengukuran hingga 1 GHz.

Penulis menghilangkan uraian tentang fisika pembentukan gelombang berdiri pada garis penghubung, perhitungan matematis besaran datang dan daya pantul dengan garis bersesuaian dan tidak bersesuaian, prinsip pengukuran SWR berdasarkan pengukuran nilai-nilai tertentu. gelombang datang dan gelombang pantulan, dasar-dasar perancangan perangkat gelombang mikro dan persyaratan teknologinya, dan merujuk pembaca yang tertarik ke literatur terkenal.

Desain
Badan kepala detektor meteran SWR terdiri dari dua bagian (Gbr. 2): alas berbentuk U 1 dan penutup 2 (bahan - perunggu).

Desain skrup arah 3 (L1 dan L2) ditunjukkan pada Gambar.3.

Konduktor tengah 4 (L2) disolder langsung ke konektor XS1 dan XS2. Gelas 5 (4 pcs.) dan empat manik-manik kaca 6 disolder ke badan penutup 2. Dioda (VD1; VD2), kapasitor (C1; C2) dan resistor (R1; R2) ditempatkan dalam gelas silinder 5. Gelas silinder 5. ujung dioda dilewatkan melalui saluran manik-manik kaca dan disolder langsung ke keran.
Badan kepala detektor meteran SWR, skrup arah, dan konduktor pusat dipoles sebelum dirakit (di dalam badan - hanya permukaan bagian dalam dengan diameter 15 mm; permukaan luar dengan kebersihan Rz 20) dan dilapisi dengan perak.

Urutan perakitan
Pasang dulu seluruh bagian yang berhubungan dengan penutup kepala detektor. Kemudian salah satu konektor XS dengan konduktor pusat yang disolder dipasang di dasar kepala, kemudian konektor kedua dan penyolderan dilakukan. Setelah alas dan penutup dirakit, keduanya dihubungkan menggunakan 6 sekrup M3 dan konektor XS1 dan XS2 dipasang di penutup.
Sebelum merakit, cuci kepala detektor dengan alkohol dan keringkan. Gunakan sarung tangan katun, setelah sebelumnya menghilangkan lemak pada kulit tangan Anda.

Detail
Persyaratan elemen radio adalah standar untuk teknologi gelombang mikro. Kapasitor C1 dan C2 bersifat pass-through. Versi penulis menggunakan dioda tanpa paket AA113A. Dimungkinkan untuk mengganti dengan jenis dioda lain tergantung pada frekuensi batas atas yang diperlukan. Dalam hal ini, dimungkinkan untuk menggunakan metode pengikatan yang berbeda. Konektor XS1 dan XS2 dirancang dengan lapisan perak; jenisnya ditentukan oleh diameter luar kabel.

Catatan
1. Bila menggunakan kabel dengan impedansi karakteristik selain 50 Ohm, diameter konduktor pusat dihitung dengan rumus:
Zo=138 IgD/hari,
dimana: Zo adalah impedansi karakteristik saluran, D adalah diameter dalam layar saluran koaksial kepala detektor, d adalah diameter konduktor pusat. Nilai resistor R1 dan R2 disesuaikan dengan impedansi karakteristik kabel.
Desain meteran SWR yang diusulkan dapat disederhanakan dengan menggunakan saluran koaksial dengan bagian layar persegi dan konduktor pusat berbentuk bulat. Dimensi garis dapat dihitung dengan menggunakan rumus:
Zo-138 lg1.08D/d, dimana: Zo adalah impedansi karakteristik saluran, D adalah sisi dalam layar persegi saluran koaksial, d adalah diameter konduktor pusat

2. Penting untuk menjaga secara akurat dimensi bagian-bagian, jenis sambungan, serta dimensi pemasangan.

3. Untuk kenyamanan, kepala detektor dapat digabungkan secara struktural dengan bagian indikator dalam wadah umum.

4. Jika amatir radio tidak memiliki manik-manik kaca yang sudah jadi, Anda dapat menggunakan manik-manik kaca yang sesuai dengan melepaskannya dari kapasitor kertas logam.

Ivan Milovanov, UYOYI, Chernivtsi

literatur
1. I.Ya.Milovanov, meteran SWR pada garis strip. Radiohobi, No.6, 1998 Dengan. 16.
2. Radio, televisi, elektronika, No. 1 Tahun 1985 (NRB).
3. S. G. Bunin, L. P. Yaylenko, Buku Panduan Amatir Radio Gelombang Pendek, ed.2, trans. dan tambahan, Kyiv, Technology, hal. 221,243.
4. S. M. Alekseev, peralatan radio amatir VHF, Negara. Rumah Penerbitan Energi, M., Leningrad, 1958, hal. 131.
5. M. Levit, Alat untuk menentukan SWR, Radio, 1978, No. 6, hal. 20.
6. Deskripsi teknis dan diagram rangkaian kelistrikan stasiun radio Len.

Radiohobi 4/2000

Pengukur SWR do-it-yourself (bahan yang disarankan oleh Vladimir Neklyudov) Dengan menggunakan reflektometer, Anda dapat menyetel antena, mengukur daya keluaran pemancar, mengoordinasikan tahap perantara dan keluaran satu sama lain, mencocokkan keluaran pemancar pada 144 MHz dengan tripler input pada 430 MHz dan output tripler dengan beban, dll. d. Diagram skema reflektometer untuk pita VHF 144/430 MHz ditunjukkan pada Gambar. 1. Dasar perangkat ini adalah coupler dua arah yang dibuat pada jalur strip E1 dengan dua loop komunikasi L1 dan L2. Tegangan gelombang maju dan gelombang pantul dihilangkan darinya, yang disearahkan oleh dioda V1 dan V2. Tergantung pada posisi sakelar S1, salah satu tegangan diukur. Loop komunikasi dibebani oleh resistor R2. Resistor R1 menyesuaikan sensitivitas perangkat. Kapasitas kapasitor pemblokiran C1 dan C2 untuk rentang 144 MHz adalah 0,022 μF, untuk 430 MHz - 220 pF. Desain saluran dengan loop komunikasi untuk rentang 144/430 MHz masing-masing ditunjukkan pada Gambar 2a, b. Dimensi diberikan untuk pengumpan asimetris dengan impedansi karakteristik 75 Ohm. Jalur komunikasi dan loop dibuat pada papan sirkuit tercetak yang terbuat dari fiberglass foil dua sisi setebal 4 mm. Bila menggunakan bahan lain, lebar saluran dapat dicari dengan rumus: dimana Z adalah impedansi karakteristik saluran, Ohm; E - konstanta dielektrik bahan yang digunakan (untuk fiberglass E = 5); D - ketebalan bahan, mm; b - lebar garis strip, mm. Papan sirkuit tercetak disolder ke dalam bingkai persegi panjang yang terbuat dari strip kuningan dengan tebal 0,8...1 mm dan lebar 30 mm. Papan sirkuit tercetak harus disolder di kedua sisi. Konektor RF koaksial dapat dipasang di dinding ujung bingkai. Jika Anda menggunakan reflektometer pada rangkaian tertentu dan tidak bermaksud mematikannya, kabel koaksial dapat langsung disolder. Input dan output dari garis strip dibawa keluar melalui kapasitor atau piston feed-through ke sisi berlawanan dari papan sirkuit tercetak. Resistor R2, dioda dan kapasitor ditempatkan di atasnya. Untuk melakukan ini, titik penyangga dibuat secara simetris ke terminal loop komunikasi di sisi yang berlawanan - alur melingkar dipotong di kertas timah sehingga tercipta "bintik" dengan diameter 5 mm. Dioda V1 dan V2 dan resistor R2 disolder ke “titik” ini. Dioda dipasang di antara terminal loop komunikasi dan kapasitor pemblokiran. Kapasitor yang digunakan seperti KM, KGL atau, dalam kasus ekstrim, SGM. Ujung kawat tipisnya dipotong, dan dioda disolder ke bagian logam kapasitor. Pelat kedua kapasitor disolder ke permukaan umum foil, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Waktu penyolderan harus minimal, karena dioda akan rusak jika terlalu panas. Beralih S1 - MT-1. Resistor R2 non-induktif (ULI atau MLT-0,25). Jarum mikroammeter menyimpang sebesar 100 μA ke skala penuh pada posisi sakelar “Langsung” pada daya sekitar 50 mW pada 144 MHz dan 100 mW pada 430 MHz. Pada daya yang lebih tinggi, sensitivitas perangkat harus dikurangi dengan memasukkan resistor R1. Setelah pemasangan dan perakitan, reflektometer harus dikonfigurasi. Untuk melakukan ini, sinyal dari pemancar atau GSS disuplai ke input, dan output dibebani dengan beban setara 75 Ohm. Anda dapat menggunakan setara HF siap pakai dari pengukur respons frekuensi X1-13, X1-19, X1-30. Berikan tegangan HF sedemikian rupa sehingga jarum instrumen menyimpang skala penuh ke posisi saklar S1 “Langsung”. Kemudian saklar dialihkan ke posisi “Terpantul” dan dengan memilih resistor R2, pembacaan nol tercapai. Prosedur ini diulangi beberapa kali dengan masing-masing resistor yang baru dihidupkan. Reflektometer yang disesuaikan ditutup di kedua sisi dengan penutup. Karena reflektometer simetris, masukan dan keluarannya dapat ditukar.

Pengukur SWR, yang dikenal luas dari literatur radio amatir, dibuat menggunakan skrup arah dan terdiri dari kumparan satu lapis atau inti cincin ferit dengan beberapa lilitan kawat. Perangkat ini memiliki sejumlah kelemahan, yang utama adalah ketika mengukur daya tinggi, “interferensi” frekuensi tinggi muncul di sirkuit pengukuran, yang memerlukan biaya dan upaya tambahan untuk melindungi bagian detektor meteran SWR untuk mengurangi kekuatan. kesalahan pengukuran, dan dengan sikap formal amatir radio terhadap perangkat pabrikan, meteran SWR dapat menyebabkan perubahan impedansi gelombang saluran pengumpan tergantung pada frekuensi.

Pengukur SWR yang diusulkan berdasarkan skrup arah strip tidak memiliki kelemahan seperti itu, dirancang secara struktural sebagai perangkat independen yang terpisah dan memungkinkan Anda untuk menentukan rasio gelombang langsung dan gelombang pantulan di sirkuit antena dengan daya input hingga 200 W di sirkuit. rentang frekuensi 1...50 MHz pada impedansi karakteristik saluran umpan 50 Ohm.

Rangkaian meteran SWR sederhana saja:

Jika Anda hanya perlu memiliki indikator daya keluaran pemancar atau memantau arus antena, Anda dapat menggunakan perangkat berikut:

Saat mengukur SWR pada saluran dengan impedansi karakteristik selain 50 Ohm, nilai resistor R1 dan R2 harus diubah ke nilai impedansi karakteristik saluran yang diukur.

Desain
Meteran SWR dibuat di atas papan yang terbuat dari foil fluoroplastik dua sisi setebal 2 mm. Sebagai penggantinya, dimungkinkan untuk menggunakan fiberglass dua sisi.

Garis L2 dibuat pada sisi belakang papan dan ditampilkan sebagai garis putus-putus. Dimensinya 11x70 mm. Piston dimasukkan ke dalam lubang di jalur L2 untuk konektor XS1 dan XS2, yang dikobarkan dan disolder bersama dengan L2. Bus umum di kedua sisi papan memiliki konfigurasi yang sama dan diarsir pada diagram papan. Lubang dibor di sudut papan, di mana potongan kawat dengan diameter 2 mm dimasukkan, disolder di kedua sisi bus umum.

Garis L1 dan L3 terletak di sisi depan papan dan mempunyai dimensi: bagian lurus 2x20 mm, jarak antara keduanya 4 mm dan letaknya simetris terhadap sumbu memanjang garis L2. Perpindahan antara keduanya sepanjang sumbu memanjang L2 adalah 10 mm. Semua elemen radio terletak di sisi garis strip L1 dan L2 dan disolder tumpang tindih langsung ke konduktor tercetak papan meteran SWR. Konduktor papan sirkuit tercetak harus berlapis perak.

Papan rakitan disolder langsung ke kontak konektor XS1 dan XS2. Penggunaan konduktor penghubung tambahan atau kabel koaksial dilarang.

SWR meter yang sudah jadi ditempatkan dalam kotak yang terbuat dari bahan non magnet setebal 3...4 mm. Bus umum papan meteran SWR, badan perangkat, dan konektor terhubung secara elektrik satu sama lain.

Pembacaan SWR dilakukan sebagai berikut: pada posisi S1 “Maju”, dengan menggunakan R3, setel jarum mikroammeter ke nilai maksimum (100 µA) dan dengan memutar S1 ke “Mundur”, nilai SWR dihitung. Dalam hal ini, pembacaan perangkat 0 µA sesuai dengan SWR 1; 10 μA - SWR 1,22; 20 μA - SWR 1,5; 30 μA - SWR 1,85; 40 μA - SWR 2,33; 50 μA - SWR 3; 60 μA - SWR 4; 70 μA - SWR 5,67; 80 μA - 9; 90 μA - SWR 19.

Setelah menyelesaikan perakitan antena atau sistem antena apa pun, SWR perlu diperiksa. Ini akan memberi Anda keyakinan bahwa semua yang Anda lakukan telah dilakukan dengan benar. Meteran SWR ini dirancang untuk beroperasi pada rentang frekuensi 144, 432 dan 1296 MHz.

Desain
Desain perangkat ini cukup sederhana dan lugas. Perangkat ini terbuat dari fiberglass foil dua sisi dengan ketebalan 1,5...2,0 mm.
Gambar 1 menunjukkan pemasangan meteran SWR. Konduktor pusat terbuat dari batang kuningan dengan diameter 10 mm. Jalur komunikasi dibuat dari keluaran dioda D1 dan D2, karena praktis dioda anda akan dimasukkan ke dalam lubang yang anda buat pada jumper.

Semua sambungan badan meteran SWR harus disolder dengan hati-hati - ini akan memastikan kekakuan struktur dan stabilitas parameter. Partisi yang dipasang antara kompartemen pengukuran dan instrumen meteran SWR ditunjukkan pada Gambar 2.

Untuk memisahkan rangkaian pengukuran, kapasitor C3 dan C4 harus merupakan kapasitor pendukung misalnya merk KDO dan berkapasitas 3300 atau 6800 pF. Dioda lain dapat digunakan sebagai dioda D1 dan D2, tetapi dioda tersebut memastikan pengoperasian meteran SWR pada frekuensi ini. Sebelum memasang dioda pada meteran SWR, Anda perlu memeriksa data paspor dioda yang dipasang.

Eksekusi yang benar dari kompartemen pengukuran meteran SWR di mana garis pengukur berada ditunjukkan pada Gambar 3.

Pengukuran
Proses pengukuran tidak memiliki ciri khusus, dan telah dijelaskan berkali-kali di berbagai literatur radio amatir. Untuk mempermudah perhitungan, telah disusun Tabel 1. Semua nilai yang diberikan pada Tabel 1 dihitung untuk perangkat 100 μA.

Del......SWR

Jika Anda memiliki perangkat lain yang berbeda dengan yang ditawarkan, maka Anda perlu menghitung ulang menggunakan rumus:

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

Jujur - tegangan gelombang maju
Ung. - tegangan gelombang pantulan
Setelah ini, Anda dapat membuat tabel, tetapi untuk perangkat Anda.

Modernisasi
Untuk meningkatkan parameter perangkat Anda, Anda perlu memodifikasi resistor R1, R2, serta kapasitor C1, C2 menggunakan pelarut dan menghilangkan catnya.

Kabel yang menuju ke rumah resistor R1, R2, serta kabel kapasitor C1, C2, harus minimal pendek dan disolder di kedua sisi fiberglass foil, yaitu kabel harus dimasukkan ke dalam lubang yang telah Anda siapkan sebelumnya, timah dari komponen radio harus keluar dari sisi belakang fiberglass foil sebesar 1...2 mm dan baru setelah itu dilakukan penyolderan. Resistor R1 dan R2 dapat digunakan sebagai dudukan penyangga dan disolder secara vertikal ke dalam fiberglass foil.

Jika Anda memiliki perangkat 100 μA yang direkomendasikan, maka desain ini dapat dilengkapi dengan kompartemen lain dengan memasangnya di meteran SWR. Jika Anda memasang instalasi dengan benar dan mempertahankan dimensinya, meteran SWR akan segera bekerja dan yang perlu Anda lakukan hanyalah mengkalibrasinya, mis. buat tabel dengan SWR atau plot nilai-nilai ini pada skala perangkat Anda.

Dimensi kompartemen dengan konektor dan diameter tabung kuningan dirancang untuk impedansi karakteristik 75 ohm, bukan 50. Untuk mencapai 50 ohm, Anda perlu menambah diameter batang kuningan sebesar 5 milimeter, atau kurangi setiap sisi (seolah-olah diameter) kompartemen dengan "tabung" sebesar 11 milimeter ".

Lepaskan kapasitor kedua dari dioda, ketidakcocokan yang tidak perlu, sisakan satu di setiap dioda dan perpendek kabelnya sebanyak mungkin, terutama kabel kapasitor yang menuju ke dioda, tetapi juga ke ground. Perpendek kabel dioda juga. Gunakan kabel inti tunggal yang kaku ke sakelar sakelar, dengan jarak minimum ke terminal. Dari keluaran “umum” sakelar sakelar, solder lagi kapasitansi beberapa ribu pF ke ground menggunakan rute terpendek.

Anda juga dapat menyolder kapasitansi ke ground yang sejajar dengan konektor. Cobalah untuk menempatkan semua elemen simetris mungkin. Di kompartemen dengan konektor, disarankan untuk menyolder tanah di antara dinding sepanjang panjangnya. Anda sebaiknya hanya melihat bacaan dengan penutup atas tertutup.

Saya harap Anda memasang resistor 50 Ohm, yang non-induksi? Untunglah mereka harus diseleksi. Dan sejajar dengan probe multimeter, letakkan juga wadah kecil pada multimeter itu sendiri, atau lebih baik lagi, gunakan kepala, jika tidak, multimeter Cina ini...... Dan coba tempatkan sakelar sakelar secara vertikal (yaitu, putar 90 derajat , untuk "simetri" :)

Dioda: GD501 507 508 D18 D28 D9 D2 D310 D311 Dianjurkan untuk memilih dioda berdasarkan karakteristik tegangan arus yang sama (karakteristik volt-ampere) atau parameter serupa.

Kalibrasi perangkat menggunakan rangkaian resistor terdekat: 50,75, 100,150 ohm (dihubungkan sebagai pengganti antena), masing-masing, SWR akan menjadi 1; 1,5; 2,0; 3,0. Setelah ini, Anda dapat memeriksa simetri perangkat (dengan menukar input dan output).

Desain sirkuit ini disalin dari meteran SWR industri ROGER RSM-200, yang memiliki karakteristik sebagai berikut: pita frekuensi dari 1,6 MHz hingga 200 MHz, daya keluaran tidak lebih dari 200 W.

Penampilan:

Perangkat ini tidak dapat dibalik, jadi Anda harus memastikan input dan output diaktifkan dengan benar.

Trafo L1 L2 dililitkan pada cincin ferit ukuran standar 12x7x6 mm, dengan kawat PEV-0,4 mm, 22 lilitan, dililitkan merata pada seluruh lingkar ring. Kemudian tabung kuningan dengan diameter 3,5 mm dan panjang 40 mm dimasukkan ke dalam kedua cincin luka (penulis menggunakan elemen antena dari receiver saku) dan disolder ke konektor PL. Contoh ditunjukkan di foto:

Choke L3 L4 dililitkan pada cincin serupa dan memiliki 19 putaran PEV 0,4 mm. Harap dicatat bahwa melalui lubang cincin L3 L4 di cambric, jumper dilewatkan yang menghubungkan dioda dan tersedak L1 L2 (seperti yang ditunjukkan pada diagram dan terlihat di foto). Papan sirkuit tercetak memiliki dua sisi, pada sisi yang ditunjukkan pada foto terdapat dua tempat untuk menyolder konektor PL. Elemen rangkaian lainnya terletak di sisi kedua:

Elemen lead harus sangat pendek.

Papan sirkuit tercetak dibuat menggunakan teknologi laser besi. Dimensinya 60 mm X 33 mm. Papan ditempatkan di layar timah 60x33x33 mm.

Blok yang dihasilkan ditempatkan di wadah aluminium atau textolite yang nyaman dengan kepala pengukur dan sakelar. Semua variabel dan resistor penyetel terletak di papan terpisah di dekat kepala pengukur. Pengaturan meteran SWR dilakukan untuk mengkalibrasi gelombang balik dengan resistor R3. Perangkat dikalibrasi menggunakan resistor R4, R5 pada subrange 200 dan 20 watt.

73!

Penayangan: 2.365