自作SWRメーター。 自作 VHF - UHF SWR - メーター
SWRメーター
信号周波数の増加は、給電線の損失の増加につながります。 したがって、送信機とアンテナ システムの間で可能な限り最良の整合、つまり最小定在波比 (SWR) を達成することが非常に重要です。
提案されたSWRメーターは、50オームの特性インピーダンスでセンチメートル範囲までの測定を実行できます。
このセクションで説明するストリップライン SWR メーターは、回路設計上そのような制限を課すものではありませんが、その設計の特殊性により上記の周波数範囲の制限があります。
提案された SWR メーターの回路図は、図で説明したものと同様であり、図に示されています。 1 (各部品の規格定格の違い)。
提案装置の特徴はSWR計の検出器部分の設計であり、これにより測定範囲を1GHzまで拡大することが可能となった。
著者は、接続線路における定在波の形成の物理学、整合線路と不整合線路による入射電力と反射電力の大きさの数学的計算、特定の値の測定に基づくSWR測定の原理の説明を省略しています。入射波と反射波、マイクロ波デバイスの設計の基本とその技術的要件について説明し、興味のある読者にはよく知られた文献を参照してください。
デザイン
SWR メーターの検出ヘッドの本体は、U 字型のベース 1 とカバー 2 (材質 - 青銅) の 2 つの部分で構成されます (図 2)。
方向性結合器３（Ｌ１およびＬ２）の設計を図３に示す。
中心導体 4 (L2) はコネクタ XS1 および XS2 に直接はんだ付けされます。 ガラス 5 (4 個) と 4 つのガラス ビーズ 6 がカバー 2 の本体にはんだ付けされています。ダイオード (VD1、VD2)、コンデンサー (C1、C2)、および抵抗 (R1、R2) が円筒状のガラス 5 内に配置されています。ダイオードのリード線はガラスビーズのチャネルを通過し、タップに直接はんだ付けされます。
SWRメーターの検出器ヘッドの本体、方向性結合器、中心導体は組み立て前に研磨され（本体は内面のみ直径15mm、外面はRz 20の清浄度）、コーティングされています。銀で。
組み立て順序
まず、検出器ヘッドカバーに関連するすべての部品を取り付けます。 次に、中心導体が半田付けされた XS コネクタの 1 つをヘッドの根元に固定し、次に 2 番目のコネクタと半田付けを実行します。 ベースとカバーを組み立てた後、6 本の M3 ネジを使用して接続し、コネクタ XS1 と XS2 をカバーに固定します。
組み立てる前に、検出器ヘッドをアルコールで洗浄し、乾燥させてください。 事前に手の皮膚を脱脂した綿手袋を着用して作業してください。
詳細
放射性元素の要件はマイクロ波技術の標準です。 コンデンサ C1 と C2 はパススルーです。 著者のバージョンでは、AA113A パッケージレス ダイオードを使用しています。 必要な上限周波数に応じて他のダイオードへの置き換えも可能です。 この場合、別の固定方法を使用することも可能です。 コネクタ XS1 および XS2 は銀コーティングで設計されています。 それらのタイプはケーブルの外径によって決まります。
ノート
1. 特性インピーダンスが 50 オーム以外のケーブルを使用する場合、中心導体の直径は次の式を使用して計算されます。
Zo=138 IgD/日、
ここで、 Zo は線路の特性インピーダンス、D は検出器ヘッドの同軸線路のスクリーンの内径、d は中心導体の直径です。 抵抗R1とR2の値はケーブルの特性インピーダンスに合わせて調整されます。
提案するSWR計の設計は、正方形のスクリーン断面と円形の中心導体を備えた同軸線路を使用することによって簡素化できます。 ラインの寸法は次の式を使用して計算できます。
Zo-138 lg1.08D/d、ここで: Zo は線路の特性インピーダンス、D は同軸線路の正方形のスクリーンの内側、d は中心導体の直径
2. 部品の寸法、接続の種類、取り付け寸法を正確に維持する必要があります。
3. 便宜上、検出器ヘッドは構造的にインジケーター部分と共通のハウジング内で組み合わせることができます。
4. アマチュア無線家が自由に使える既製のガラスビーズを持っていない場合は、金属紙コンデンサーからガラスビーズを取り外して、適切なガラスビーズを使用できます。
イワン・ミロヴァノフ、ウヨイ、チェルニウツィー
文学
1. I.Ya.Milovanov、ストリップラインのSWRメーター。 ラジオホビー、第 6 号、1998 年 と。 16.
2. ラジオ、テレビ、電子機器、第 1 号、1985 年 (NRB)。
3. S. G. ブニン、L. P. ヤイレンコ、短波ラジオアマチュアハンドブック、第 2 版、翻訳。 さらに、キエフ、テクノロジー、221,243 ページ。
4. S.M. Alekseev、VHF アマチュア無線機器、州。 Energy Publishing House、M.、レニングラード、1958 年、p. 131.
5. M. Levit、SWR 測定装置、ラジオ、1978 年、No. 6、p. 20.
6. Len ラジオ局の技術的説明と電気回路図。
ラジオホビー 2000 年 4 月号
DIY SWR メーター (Vladimir Neklyudov が提案した資料) 反射率計を使用すると、アンテナの調整、送信機の出力電力の測定、中間段と出力段の相互調整、トリプラーを使用した 144 MHz での送信機出力のマッチングが可能です。 430 MHz での入力と負荷などによるトリプラー出力。 d． VHF 帯域 144/430 MHz の反射率計の概略図を図に示します。 1. このデバイスの基礎は、2 つの通信ループ L1 および L2 を備えたストリップ ライン E1 上に作られた双方向カプラです。 直接波と反射波の電圧はそれらから除去され、ダイオード V1 と V2 によって整流されます。 スイッチ S1 の位置に応じて、一方または他方の電圧が測定されます。 通信ループには抵抗 R2 によって負荷がかかります。 抵抗 R1 はデバイスの感度を調整します。 144 MHz 範囲のブロッキング コンデンサ C1 および C2 の容量は 0.022 μF、430 MHz ～ 220 pF です。 144/430 MHz 範囲の通信ループを備えた回線の設計をそれぞれ図 2a、b に示します。 寸法は、特性インピーダンスが 75 オームの非対称フィーダの場合に示されています。 通信ラインとループは、厚さ 4 mm の両面フォイル グラスファイバーで作られたプリント基板上に作成されます。 別の材料を使用する場合、線幅は次の式から求めることができます。 ここで、Z は線路の特性インピーダンス、オームです。 E - 使用される材料の誘電率 (グラスファイバーの場合 E = 5)。 D - 材料の厚さ、mm; b - ストリップライン幅、mm。 プリント基板は、厚さ 0.8 ～ 1 mm、幅 30 mm の真鍮ストリップで作られた長方形のフレームにはんだ付けされます。 プリント基板は両面をはんだ付けする必要があります。 同軸 RF コネクタはフレームの端壁に取り付けることができます。 特定の回路で反射率計を使用し、それをオフにするつもりがない場合は、同軸ケーブルを直接はんだ付けできます。 ストリップラインの入力と出力は、貫通コンデンサまたはピストンを介してプリント基板の反対側に引き出されます。 その上に抵抗R2、ダイオード、コンデンサが配置されています。 これを行うには、反対側の通信ループの端子と対称的に支持点を作成します。直径 5 mm の「スポット」を作成するためにホイルに環状の溝が切り抜かれます。 ダイオード V1、V2、および抵抗 R2 がこれらの「スポット」にはんだ付けされます。 ダイオードは通信ループの端子とブロッキング コンデンサーの間に取り付けられます。 コンデンサは、KM、KGL、または極端な場合には SGM のように使用されます。 細いリード線が切断され、ダイオードがコンデンサの金属化部分にはんだ付けされます。 図 3 に示すように、コンデンサの 2 番目のプレートはフォイルの共通面にはんだ付けされます。 ダイオードが過熱すると故障するため、はんだ付け時間は最小限に抑えてください。 スイッチS1 - MT-1。 抵抗 R2 は無誘導です (ULI または MLT-0.25)。 微小電流計の針は、「ダイレクト」スイッチ位置で、144 MHz で約 50 mW、430 MHz で 100 mW の電力でフルスケールまで 100 μA だけ振れます。 より高い電力では、抵抗 R1 を導入してデバイスの感度を下げる必要があります。 設置と組み立て後に、反射率計を設定する必要があります。 これを行うには、送信機または GSS からの信号が入力に供給され、出力には 75 オームの等価負荷がかけられます。 周波数応答メーター X1-13、X1-19、X1-30 の既製の HF 相当品を使用できます。 機器の針がフルスケールでスイッチ S1「ダイレクト」の位置にずれるような高周波電圧を印加します。 次に、スイッチを「反射」位置に切り替え、抵抗 R2 を選択すると、読み取り値がゼロになります。 この手順は、新しくスイッチがオンになった抵抗器ごとに数回繰り返されます。 調整された反射率計は両側が蓋で閉じられています。 反射率計は対称であるため、入力と出力を交換できます。
SWR メーターはアマチュア無線の文献で広く知られており、方向性結合器を使用して作られており、ワイヤーを数回巻いた単層コイルまたはフェライト リング コアで構成されています。 これらのデバイスには多くの欠点がありますが、その主な欠点は、大電力を測定するときに、高周波の「干渉」が測定回路に現れることであり、そのため、SWR メーターの検出器部分をシールドして電力の影響を減らすために追加のコストと労力が必要になることです。測定誤差、および製造装置に対するアマチュア無線家の正式な態度により、SWR メーターは周波数に応じて給電線の電波インピーダンスの変化を引き起こす可能性があります。
ストリップ方向性結合器に基づく提案された SWR メータにはそのような欠点がなく、別個の独立したデバイスとして構造的に設計されており、最大 200 W の入力電力でアンテナ回路内の直接波と反射波の比を決定できます。周波数範囲は 1 ～ 50 MHz、給電線の特性インピーダンスは 50 オームです。
SWRメーターの回路はシンプルです。
送信機の出力電力のインジケーターまたはアンテナ電流の監視のみが必要な場合は、次のデバイスを使用できます。
50Ω以外の特性インピーダンスを持つ線路でSWRを測定する場合、抵抗R1とR2の値を測定する線路の特性インピーダンスの値に変更する必要があります。
デザイン
SWRメーターは厚さ2mmの両面フッ素樹脂箔の基板上に作られています。 代替品として、両面グラスファイバーを使用することも可能です。
ライン L2 は基板の裏側に作成され、破線で示されています。 寸法は11x70mmです。 ピストンは、コネクタ XS1 および XS2 のライン L2 の穴に挿入され、フレア状に加工され、L2 とはんだ付けされます。 ボードの両側の共通バスは同じ構成を持ち、ボード図では網掛けで示されています。 基板の隅に穴が開けられ、そこに直径2 mmのワイヤが挿入され、コモンバスの両側にはんだ付けされます。
ライン L1 と L3 は基板の前面に位置し、寸法は 2x20 mm の直線部分、それらの間の距離は 4 mm で、ライン L2 の長手方向軸に対して対称に位置します。 長手軸Ｌ２に沿ったそれらの間の変位は１０ｍｍである。 すべての無線要素はストリップ ライン L1 および L2 の側面に配置され、SWR メーター ボードのプリント導体に直接重ねてはんだ付けされます。 プリント基板の導体は銀メッキする必要があります。
組み立てられた基板は、コネクタ XS1 および XS2 の接点に直接はんだ付けされます。 追加の接続導体または同軸ケーブルの使用は禁止されています。
完成したSWRメーターは、厚さ3～4 mmの非磁性材料で作られた箱に入れられます。 SWRメーター基板のコモンバスと機器本体、コネクターは電気的に接続されています。
SWR の読み取りは、S1「正転」の位置で R3 を使用して微小電流計の針を最大値 (100 μA) に設定し、S1 を「逆転」に回すことで SWR 値をカウントします。 この場合、デバイスの読み取り値 0 µA は SWR 1 に対応します。 10μA - SWR 1.22; 20μA - SWR 1.5; 30μA - SWR 1.85; 40μA - SWR 2.33; 50μA - SWR3; 60μA - SWR4; 70μA - SWR 5.67; 80μA-9; 90μA - SWR19。
アンテナまたはアンテナ システムの組み立てが完了したら、SWR をチェックする必要があります。 そうすることで、自分が行ったことはすべて正しく行われたという自信が得られます。 この SWR メーターは、144、432、1296 MHz の周波数範囲で動作するように設計されています。
デザイン
デバイスのデザインは非常にシンプルでわかりやすいです。 このデバイスは、厚さ 1.5 ～ 2.0 mm の両面フォイル グラスファイバーでできています。
図 1 に SWR 計の取り付けを示します。 中心導体は直径10mmの真鍮棒を使用しています。 ダイオードは実際にはジャンパーに開けた穴に挿入されるため、通信ラインはダイオード D1 と D2 の出力から作られます。
SWR メーター本体のすべての接続は慎重にはんだ付けする必要があります。これにより、構造の剛性とパラメーターの安定性が確保されます。 SWR計の測定室と計器室の間に設置された仕切りを図2に示します。
測定回路を分離するには、コンデンサ C3 と C4 はサポート コンデンサ (KDO ブランドなど) であり、容量が 3300 または 6800 pF である必要があります。 他のダイオードをダイオード D1 および D2 として使用することもできますが、これらのダイオードを使用すると、これらの周波数での SWR メーターの動作が保証されます。 SWRメーターにダイオードを取り付ける前に、取り付けられるダイオードのパスポートデータを確認する必要があります。
測定ラインが配置されている SWR メーターの測定コンパートメントの正しい実行を図 3 に示します。
測定
測定プロセスには特別な特徴はなく、さまざまなアマチュア無線の文献で何度も説明されています。 計算を容易にするために、表 1 にまとめたものがあります。表 1 に示されている値はすべて 100 µA デバイスに対して計算されたものです。
デル……SWR
提供されているものとは異なる別のデバイスをお持ちの場合は、次の式を使用して再計算する必要があります。
SWR = (Udirect + Uref) / (Udirect - Uref)、ここで:
直立 - 順波電圧
ウネグ。 - 反射波電圧
この後、デバイス用のテーブルを作成できます。
近代化
デバイスのパラメータを改善するには、溶剤を使用して抵抗器 R1、R2 およびコンデンサ C1、C2 を変更し、それらのペイントを除去する必要があります。
抵抗器 R1、R2 のハウジングにつながるリード線、およびコンデンサ C1、C2 のリード線は、最小限に短くし、ガラス繊維ホイルの両側にはんだ付けする必要があります。つまり、リード線は、リード線に挿入する必要があります。事前に準備した穴に接続するには、無線コンポーネントのリード線をガラス繊維ホイルの裏側から 1 ～ 2 mm 出さなければなりません。その後、はんだ付けが実行されます。 抵抗器 R1 と R2 はサポート スタンドとして使用でき、グラスファイバーに垂直にはんだ付けできます。
推奨される 100 µA デバイスをお持ちの場合は、SWR メーターに取り付けることで、この設計を別のコンパートメントで補うことができます。 設置を正しく組み立て、寸法を維持していれば、SWR メーターはすぐに動作を開始し、必要なのは校正することだけです。 SWR の表を作成するか、これらの値をデバイスのスケールにプロットします。
コネクタを備えたコンパートメントの寸法と真鍮チューブの直径は、特性インピーダンスが 50 オームではなく 75 オームになるように設計されています。50 オームを達成するには、真鍮ロッドの直径を 5 ミリメートル増やすか、または「チューブ」を使用してコンパートメントの各側面を（直径のように）11ミリメートルずつ縮小します。
ダイオードから 2 番目のコンデンサを取り外します。不必要なミスマッチが発生します。各ダイオードに 1 つずつ残し、リード線をできるだけ短くします。主にダイオードにつながるコンデンサのリード線だけでなく、アースにも接続します。 ダイオードのリード線も短くしてください。 トグル スイッチには剛性の高い単芯ワイヤを使用し、端子までの距離を最小限に抑えます。 トグル スイッチの「コモン」出力から、最短ルートを使用して数千 pF の静電容量を再度はんだ付けしてグランドに接続します。
コンデンサをコネクタと平行にグランドにはんだ付けすることもできます。 すべての要素をできるだけ対称的に配置するようにしてください。 コネクタのあるコンパートメントでは、全長に沿って壁の間のアースをはんだ付けすることをお勧めします。 測定値は上部カバーを閉じた状態でのみ確認してください。
50オームの非誘導抵抗を取り付けていただければ幸いです。 いいですね、それらは選択する必要があります。 そして、マルチメータのプローブと平行に、マルチメータ自体の上に小さな容器を置くか、さらに良いのは、ヘッドを使用するか、そうでない場合はこれらの中国のマルチメータを使用することです.... そして、トグルスイッチを垂直に配置してみてください（つまり、90度回転させます） 、「対称性」の場合:)
ダイオード: GD501 507 508 D18 D28 D9 D2 D310 D311 同じ電流-電圧特性 (電圧-電流特性) または同様のパラメータに従ってダイオードを選択することをお勧めします。
最も近い抵抗列: 50.75、100、150 オーム (アンテナの代わりに接続) を使用してデバイスを校正すると、SWR はそれぞれ 1、1.5、2.0、3.0 になります。 この後、(入力と出力を入れ替えることにより) デバイスの対称性をチェックできます。
この回路設計は工業用 SWR メーター ROGER RSM-200 からコピーされたもので、周波数帯域 1.6 MHz ～ 200 MHz、スループット電力 200 W 以下という特徴があります。
外観：
このデバイスは非可逆的であるため、入力と出力が正しくオンになっていることを確認する必要があります。
変圧器 L1 L2 は、標準サイズ 12x7x6 mm のフェライト リングに PEV-0.4 mm ワイヤを 22 回巻き、リングの全周に均等に巻き付けられています。 次に、直径 3.5 mm、長さ 40 mm の真鍮管を両方の巻線リングに挿入し (著者はポケット受信機のアンテナ要素を使用しました)、PL コネクタにはんだ付けします。 サンプルを写真に示します。
チョーク L3 L4 は同様のリングに巻かれており、0.4 mm PEV が 19 回巻かれています。 キャンブリックの L3 L4 リングの穴には、ダイオードとチョーク L1 L2 を接続するジャンパーが通されていることに注意してください (図および写真で確認できるように)。 プリント基板は両面になっており、写真に示されている面にはPLコネクタをはんだ付けするためのスポットが2か所あります。 回路の残りの要素は 2 番目の側にあります。
素子のリード線は極力短くしてください。
プリント基板は鉄レーザー技術を使用して作られています。 寸法は60mm×33mmです。 ボードを60x33x33 mmのブリキスクリーンに置きます。
得られたブロックは、測定ヘッドとスイッチを備えた便利なアルミニウムまたはテキストライトのハウジングに配置されます。 すべての変数と調整抵抗は、測定ヘッドの近くの別の基板に配置されています。 SWR メーターの設定は、結局、抵抗 R3 を使って逆波を校正することになります。 このデバイスは、200 および 20 ワットのサブレンジで抵抗 R4、R5 を使用して校正されます。
73!閲覧数: 2,365