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DIY SWR 미터. 직접 만든 VHF - UHF SWR - 미터

DIY SWR 미터. 직접 만든 VHF - UHF SWR - 미터

SWR 미터

신호 주파수가 증가하면 피더 라인의 손실이 증가합니다. 따라서 송신기와 안테나 시스템 간의 가능한 최상의 일치, 즉 최소 정재파비(SWR)를 달성하는 것이 매우 중요합니다.
제안된 SWR 미터는 50Ω의 특성 임피던스를 갖는 라인에서 최대 센티미터 범위의 측정을 수행할 수 있습니다.
섹션에서 설명하는 스트립라인 SWR 미터는 설계 특성으로 인해 위에서부터 주파수 범위 제한이 있지만 회로 설계에는 이러한 제한이 없습니다.

제안된 SWR 미터의 회로도는 에서 설명한 것과 유사하며 그림 1에 나와 있습니다. 1 (개별 부품의 표준 정격 차이).

제안된 장치의 특징은 SWR 미터의 검출기 부분 설계로 측정 범위를 최대 1GHz까지 확장할 수 있다는 것입니다.

저자는 연결 선에서 정재파 형성에 대한 물리학 설명, 일치 및 일치하지 않는 선으로 입사 및 반사 전력의 크기에 대한 수학적 계산, 특정 값의 측정을 기반으로 SWR을 측정하는 원리를 생략합니다. 입사파와 반사파, 마이크로파 장치 설계의 기본 및 이에 대한 기술적 요구 사항을 다루고 관심 있는 독자에게 잘 알려진 문헌을 참조하도록 합니다.

설계
SWR 미터의 검출기 헤드 본체는 U자형 베이스 1과 커버 2(재료 - 청동)의 두 부분으로 구성됩니다(그림 2).

방향성 결합기 3(L1 및 L2)의 설계는 그림 3에 나와 있습니다.

중앙 도체 4(L2)는 커넥터 XS1 및 XS2에 직접 납땜됩니다. 유리 5(4개)와 4개의 유리 비드 6이 덮개 2의 몸체에 납땜됩니다. 다이오드(VD1; VD2), 커패시터(C1; C2) 및 저항기(R1; R2)가 원통형 유리 5에 배치됩니다. 다이오드의 리드는 유리 비드 채널을 통과하여 탭에 직접 납땜됩니다.
SWR 미터의 검출 헤드 본체, 방향성 커플러, 중심 도체를 조립하기 전에 연마하고 (본체 내부 - 직경 15mm의 내부 표면만, Rz 20의 청정도 외부 표면) 코팅 은으로.

조립 순서
먼저 감지기 헤드 커버와 관련된 모든 부품을 설치합니다. 그런 다음 납땜된 중앙 도체가 있는 XS 커넥터 중 하나를 헤드 베이스에 고정한 다음 두 번째 커넥터와 납땜을 수행합니다. 베이스와 커버를 조립한 후 M3 나사 6개로 연결하고 커넥터 XS1, XS2를 커버에 고정합니다.
조립하기 전에 감지 헤드를 알코올로 세척하고 건조시키십시오. 이전에 손 피부의 기름기를 제거한 후 면장갑을 끼고 작업하십시오.

세부
무선 요소에 대한 요구 사항은 마이크로파 기술의 표준입니다. 커패시터 C1 및 C2는 통과형입니다. 저자의 버전은 AA113A 패키지리스 다이오드를 사용합니다. 요구되는 상한 주파수에 따라 다른 유형의 다이오드로 교체가 가능합니다. 이 경우 다른 고정 방법을 사용할 수 있습니다. 커넥터 XS1 및 XS2는 은색 코팅으로 설계되었습니다. 유형은 케이블의 외경에 따라 결정됩니다.

노트
1. 50Ω 이외의 특성 임피던스를 갖는 케이블을 사용하는 경우 중앙 도체의 직경은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
Zo=138 IgD/d,
여기서: Zo는 라인의 특성 임피던스, D는 검출기 헤드의 동축 라인 스크린의 내부 직경, d는 중심 도체의 직경입니다. 저항 R1과 R2의 값은 케이블의 특성 임피던스에 맞게 조정됩니다.
제안된 SWR 측정기의 설계는 정사각형 스크린 섹션과 원형 중앙 도체를 갖춘 동축 선로를 사용하여 단순화될 수 있습니다. 선 치수는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
Zo-138 lg1.08D/d, 여기서: Zo는 라인의 특성 임피던스, D는 동축 라인의 정사각형 스크린 내부 측면, d는 중심 도체의 직경입니다.

2. 부품의 치수, 연결 유형, 피팅 치수를 정확하게 유지해야 합니다.

3. 편의상 감지 헤드는 공통 하우징의 표시부와 구조적으로 결합될 수 있습니다.

4. 라디오 아마추어가 기성 유리 구슬을 마음대로 가지고 있지 않은 경우 금속 종이 축전기에서 제거하여 적합한 유리 구슬을 사용할 수 있습니다.

Ivan Milovanov, UYOYI, Chernivtsi

문학
1. I.Ya.Milovanov, 스트립 라인의 SWR 미터. 라디오하비, 1998년 6호 와 함께. 16.
2. 라디오, 텔레비전, 전자 제품, No. 1, 1985(NRB).
3. S. G. Bunin, L. P. Yaylenko, 단파 라디오 아마추어 핸드북, 2판, trans. 및 추가, Kyiv, Technology, pp. 221,243.
4. S. M. Alekseev, VHF 아마추어 무선 장비, 주. 에너지 출판사, M., 레닌그라드, 1958, p. 131.
5. M. Levit, SWR 결정 장치, Radio, 1978, No. 6, p. 20.
6. Len 라디오 방송국의 기술 설명 및 전기 회로도.

라디오하비 2000년 4월

DIY SWR 미터(Vladimir Neklyudov가 제안한 자료) 반사계를 사용하면 안테나를 조정하고, 송신기의 출력 전력을 측정하고, 중간 및 출력 단계를 서로 조정하고, 144MHz의 송신기 출력을 트리플러와 일치시킬 수 있습니다. 430MHz 입력 및 부하가 있는 3중 출력 등 d. VHF 대역 144/430MHz에 대한 반사계의 개략도가 그림 1에 나와 있습니다. 1. 장치의 기본은 두 개의 통신 루프 L1 및 L2가 있는 스트립 라인 E1에 만들어진 양방향 커플러입니다. 직접파와 반사파의 전압이 제거되고 다이오드 V1 및 V2에 의해 정류됩니다. 스위치 S1의 위치에 따라 하나 또는 다른 전압이 측정됩니다. 통신 루프는 저항 R2에 의해 로드됩니다. 저항 R1은 장치의 감도를 조정합니다. 144MHz 범위에 대한 차단 커패시터 C1 및 C2의 용량은 430MHz - 220pF에 대해 0.022μF입니다. 144/430MHz 범위에 대한 통신 루프가 있는 라인의 설계는 각각 그림 2a, b에 나와 있습니다. 특성 임피던스가 75옴인 비대칭 피더의 치수가 나와 있습니다. 통신 라인과 루프는 4mm 두께의 양면 포일 유리 섬유로 만들어진 인쇄 회로 기판에 만들어집니다. 다른 재료를 사용하는 경우 선폭은 다음 공식에서 찾을 수 있습니다. 여기서 Z는 선의 특성 임피던스, Ohm입니다. E - 사용된 재료의 유전 상수(유리 섬유의 경우 E = 5) D - 재료 두께, mm; b - 스트립 선 너비, mm. 인쇄 회로 기판은 두께 0.8~1mm, 폭 30mm의 황동 스트립으로 만들어진 직사각형 프레임에 납땜됩니다. 인쇄 회로 기판은 양면을 납땜해야 합니다. 동축 RF 커넥터는 프레임 끝 벽에 장착할 수 있습니다. 특정 회로에서 반사계를 사용하고 끄지 않으려는 경우 동축 케이블을 직접 납땜할 수 있습니다. 스트립 라인의 입력 및 출력은 피드스루 커패시터 또는 피스톤을 통해 인쇄 회로 기판의 반대쪽으로 나옵니다. 저항 R2, 다이오드 및 커패시터가 그 위에 배치됩니다. 이를 위해 지지점은 반대편 통신 루프의 단자에 대칭으로 만들어집니다. 환형 홈은 직경 5mm의 "스팟"을 만들기 위해 호일에서 잘립니다. 다이오드 V1 및 V2와 저항기 R2는 이러한 "스팟"에 납땜됩니다. 다이오드는 통신 루프의 단자와 차단 커패시터 사이에 설치됩니다. 커패시터는 KM, KGL 또는 극단적인 경우 SGM과 같이 사용됩니다. 얇은 와이어 리드는 잘리고 다이오드는 커패시터의 금속 부분에 납땜됩니다. 그림 3과 같이 커패시터의 두 번째 판은 호일의 공통 표면에 납땜됩니다. 과열되면 다이오드가 작동하지 않으므로 납땜 시간은 최소화되어야 합니다. 스위치 S1 - MT-1. 저항 R2는 비유도성입니다(ULI 또는 MLT-0.25). 마이크로 전류계 바늘은 144MHz에서 약 50mW, 430MHz에서 100mW의 전력에서 "직접" 스위치 위치의 전체 눈금까지 100μA만큼 편향됩니다. 더 높은 전력에서는 저항 R1을 도입하여 장치의 감도를 줄여야 합니다. 설치 및 조립 후 반사계를 구성해야 합니다. 이를 위해 송신기 또는 GSS의 신호가 입력에 공급되고 출력에는 75Ω의 등가 부하가 로드됩니다. 주파수 응답 측정기 X1-13, X1-19, X1-30의 기성 HF 등가물을 사용할 수 있습니다. 기기 바늘이 전체 눈금을 스위치 S1 "직접" 위치로 벗어나도록 HF 전압을 적용합니다. 그런 다음 스위치가 "반사" 위치로 전환되고 저항 R2를 선택하면 영점 판독값이 달성됩니다. 이 절차는 새로 스위치를 켠 저항 각각에 대해 여러 번 반복됩니다. 조정된 반사계는 뚜껑으로 양쪽이 닫혀 있습니다. 반사계는 대칭이므로 입력과 출력을 교환할 수 있습니다.

아마추어 무선 문헌에서 널리 알려진 SWR 미터는 방향성 커플러를 사용하여 만들어지며 여러 권의 와이어가 있는 단일 레이어 코일 또는 페라이트 링 코어로 구성됩니다. 이러한 장치에는 여러 가지 단점이 있는데, 그 중 가장 큰 단점은 고전력을 측정할 때 측정 회로에 고주파수 "간섭"이 나타나 SWR 미터의 검출기 부분을 차폐하여 간섭을 줄이기 위한 추가 비용과 노력이 필요하다는 것입니다. 측정 오류 및 제조 장치에 대한 무선 아마추어의 형식적인 태도로 인해 SWR 미터는 주파수에 따라 급전선의 파동 임피던스에 변화를 일으킬 수 있습니다.

제안된 스트립 방향성 커플러를 기반으로 한 SWR 미터는 이러한 단점이 없으며 구조적으로 별도의 독립 장치로 설계되었으며 최대 200W의 입력 전력으로 안테나 회로의 직접파와 반사파의 비율을 결정할 수 있습니다. 피드 라인 50Ω의 특성 임피던스에서 주파수 범위 1...50MHz.

SWR 미터 회로는 간단합니다.

송신기 출력 전력 표시기가 필요하거나 안테나 전류를 모니터링해야 하는 경우 다음 장치를 사용할 수 있습니다.

50Ω 이외의 특성 임피던스를 갖는 라인에서 SWR을 측정하는 경우 저항 R1 및 R2의 값을 측정되는 라인의 특성 임피던스 값으로 변경해야 합니다.

설계
SWR 미터는 2mm 두께의 양면 불소수지 호일로 만들어진 보드 위에 만들어집니다. 대체품으로 양면 유리 섬유를 사용할 수 있습니다.

L2선은 보드 뒷면에 만들어지며 점선으로 표시됩니다. 크기는 11x70mm입니다. 피스톤은 L2와 함께 플레어링 및 납땜되는 커넥터 XS1 및 XS2용 라인 L2의 구멍에 삽입됩니다. 보드 양쪽의 공통 버스는 동일한 구성을 가지며 보드 다이어그램에 음영 처리되어 있습니다. 보드 모서리에 구멍을 뚫고 직경 2mm의 와이어 조각이 삽입되고 공통 버스의 양쪽에 납땜됩니다.

선 L1과 L3은 보드 전면에 위치하며 치수는 2x20mm의 직선 단면, 둘 사이의 거리는 4mm이며 선 L2의 세로 축에 대칭으로 위치합니다. 세로축 L2를 따라 이들 사이의 변위는 10mm입니다. 모든 무선 요소는 스트립 라인 L1 및 L2의 측면에 위치하며 SWR 미터 보드의 인쇄 도체에 직접 겹치도록 납땜됩니다. 인쇄 회로 기판 도체는 은도금되어야 합니다.

조립된 보드는 커넥터 XS1 및 XS2의 접점에 직접 납땜됩니다. 추가 연결 도체 또는 동축 케이블의 사용은 금지됩니다.

완성된 SWR 미터는 두께가 3~4mm인 비자성 재료로 만들어진 상자에 넣습니다. SWR 미터 보드의 공통 버스, 장치 본체 및 커넥터는 전기적으로 서로 연결됩니다.

SWR 판독은 다음과 같이 수행됩니다. 위치 S1 "전진"에서 R3을 사용하여 마이크로전류계 바늘을 최대값(100μA)으로 설정하고 S1을 "역방향"으로 돌려 SWR 값을 계산합니다. 이 경우 장치 판독값 0μA는 SWR 1에 해당합니다. 10μA - SWR 1.22; 20μA - SWR 1.5; 30μA - SWR 1.85; 40μA - SWR 2.33; 50μA - SWR 3; 60μA - SWR 4; 70μA - SWR 5.67; 80μA - 9; 90μA - SWR 19.

안테나 또는 안테나 시스템의 조립을 완료한 후에는 SWR을 확인해야 합니다. 이것은 당신이 한 모든 일이 올바르게 이루어졌다는 확신을 줄 것입니다. 이 SWR 미터는 144, 432 및 1296MHz의 주파수 범위에서 작동하도록 설계되었습니다.

설계
장치의 디자인은 매우 간단하고 이해하기 쉽습니다. 장치는 1.5...2.0mm 두께의 양면 포일 섬유유리로 제작되었습니다.
그림 1은 SWR 미터의 설치를 보여줍니다. 중앙 도체는 직경 10mm의 황동 막대로 만들어집니다. 통신 라인은 다이오드 D1 및 D2의 출력으로 만들어집니다. 다이오드는 실제로 점퍼에 만든 구멍에 삽입되기 때문입니다.

SWR 미터 본체의 모든 연결은 조심스럽게 납땜되어야 합니다. 이렇게 하면 구조의 강성과 매개변수의 안정성이 보장됩니다. SWR 미터의 측정 구획과 계측 구획 사이에 설치된 칸막이는 그림 2에 나와 있습니다.

측정 회로를 분리하려면 커패시터 C3 및 C4는 지원 커패시터(예: KDO 브랜드)여야 하며 용량이 3300pF 또는 6800pF여야 합니다. 다른 다이오드는 다이오드 D1 및 D2로 사용될 수 있지만 이러한 주파수에서 SWR 미터의 작동을 보장합니다. SWR 미터에 다이오드를 설치하기 전에 설치되는 다이오드의 여권 데이터를 확인해야 합니다.

측정 라인이 위치한 SWR 미터의 측정 구획의 올바른 실행은 그림 3에 나와 있습니다.

측정
측정 프로세스에는 특별한 기능이 없으며 다양한 아마추어 무선 문헌에서 여러 번 설명되었습니다. 계산을 더 쉽게 하기 위해 표 1을 작성했습니다. 표 1에 제공된 모든 값은 100μA 장치에 대해 계산되었습니다.

델......SWR

제공된 장치와 다른 장치가 있는 경우 다음 공식을 사용하여 다시 계산해야 합니다.

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

똑바로 - 순방향 파 전압
우네그. - 반사파 전압
그런 다음 장치에 대한 테이블을 만들 수 있습니다.

현대화
장치의 매개변수를 개선하려면 솔벤트를 사용하여 저항 R1, R2와 커패시터 C1, C2를 수정하고 페인트를 제거해야 합니다.

저항기 R1, R2의 하우징으로 가는 리드와 커패시터 C1, C2의 리드는 최소한으로 짧아야 하며 호일 유리 섬유의 양쪽에 납땜이 있어야 합니다. 즉, 리드를 이전에 준비한 구멍에 대해 무선 구성 요소의 리드는 납땜이 수행된 후에만 포일 유리 섬유 뒷면에서 1~2mm 정도 나와야 합니다. 저항 R1 및 R2는 지지대로 사용할 수 있으며 포일 유리 섬유에 수직으로 납땜할 수 있습니다.

권장되는 100μA 장치가 있는 경우 이 설계는 SWR 미터에 설치하여 다른 구획으로 보완할 수 있습니다. 설치물을 올바르게 조립하고 치수를 유지한 경우 SWR 미터가 즉시 작동하기 시작하며 사용자가 해야 할 일은 이를 교정하는 것뿐입니다. SWR로 테이블을 만들거나 장치 규모에 따라 이 값을 플롯합니다.

커넥터가 있는 구획의 치수와 황동 튜브의 직경은 50옴이 아닌 75옴의 특성 임피던스를 위해 설계되었습니다. 50옴을 달성하려면 황동 막대의 직경을 5밀리미터 늘리거나 "튜브"가 있는 구획의 각 측면(직경처럼)을 11밀리미터씩 줄입니다."

불필요한 불일치를 없애고 다이오드에서 두 번째 커패시터를 제거하고 각 다이오드에 하나씩 남겨두고 리드(주로 다이오드뿐만 아니라 접지에도 연결되는 커패시터의 리드)를 최대한 줄이십시오. 다이오드 리드도 짧게 하십시오. 단자까지의 거리를 최소로 유지하면서 토글 스위치에 단단한 단일 코어 와이어를 사용하십시오. 토글 스위치의 "공통" 출력에서 다시 최단 경로를 사용하여 수천 pF의 커패시턴스를 접지에 납땜합니다.

커패시턴스를 커넥터와 평행하게 접지에 납땜할 수도 있습니다. 모든 요소를 가능한 한 대칭적으로 배치하십시오. 커넥터가 있는 구획에서는 전체 길이를 따라 벽 사이의 접지를 납땜하는 것이 좋습니다. 상단 덮개를 닫은 상태에서만 판독값을 봐야 합니다.

50옴 저항, 무유도 저항을 설치하셨나요? 다행이네요. 선택해야 합니다. 그리고 멀티미터 프로브와 평행하게 멀티미터 자체에 작은 용기를 놓거나 더 나은 방법은 헤드를 사용하는 것입니다. 그렇지 않으면 중국식 멀티미터...... 그리고 토글 스위치를 수직으로 배치해 보십시오(예: 90도 회전). , "대칭"의 경우 :)

다이오드: GD501 507 508 D18 D28 D9 D2 D310 D311 동일한 전류-전압 특성(볼트-암페어 특성) 또는 유사한 매개변수에 따라 다이오드를 선택하는 것이 좋습니다.

가장 가까운 저항 행(각각 50.75, 100,150옴(안테나 대신 연결됨))을 사용하여 장치를 교정하면 SWR은 1, 1.5, 2.0, 3.0이 됩니다. 그런 다음 입력과 출력을 교환하여 장치의 대칭성을 확인할 수 있습니다.

이 회로 설계는 1.6MHz ~ 200MHz의 주파수 대역, 200W 이하의 처리량 전력을 갖는 산업용 SWR 미터 ROGER RSM-200에서 복사되었습니다.

모습:

장치는 양방향이 불가능하므로 입력과 출력이 올바르게 켜져 있는지 확인해야 합니다.

변압기 L1 L2는 표준 크기 12x7x6mm의 페라이트 링에 감겨 있으며 PEV-0.4mm 와이어, 22회 감겨 있으며 링의 전체 원주에 고르게 감겨 있습니다. 그런 다음 직경 3.5mm, 길이 40mm의 황동 튜브를 두 권선 링에 삽입하고(저자는 포켓 수신기의 안테나 요소를 사용함) PL 커넥터에 납땜합니다. 사진에 샘플이 나와 있습니다.

초크 L3 L4는 유사한 링에 감겨 있으며 0.4mm PEV가 19회 감겨 있습니다. Cambric의 L3 L4 링 구멍을 통해 다이오드와 초크 L1 L2를 연결하는 점퍼가 통과됩니다 (다이어그램에 표시되고 사진에 표시됨). 인쇄 회로 기판은 양면이며 사진에 표시된 측면에는 PL 커넥터 납땜을 위한 두 개의 지점이 있습니다. 회로의 나머지 요소는 두 번째 측면에 있습니다.

요소 리드는 매우 짧아야 합니다.

인쇄 회로 기판은 철 레이저 기술을 사용하여 만들어집니다. 크기는 60mm X 33mm입니다. 보드는 60x33x33mm 크기의 주석 스크린에 배치됩니다.

결과 블록은 측정 헤드와 스위치가 있는 편리한 알루미늄 또는 텍스타일 하우징에 배치됩니다. 모든 변수와 튜닝 저항은 측정 헤드 근처의 별도 보드에 있습니다. SWR 미터를 설정하는 것은 저항 R3을 사용하여 역파를 교정하는 것입니다. 장치는 200와트 및 20와트 하위 범위에서 저항 R4, R5를 사용하여 교정됩니다.

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