Zrób to sam miernik SWR. Domowy miernik VHF - UHF SWR - miernik

Miernik SWR

Wzrost częstotliwości sygnału prowadzi do wzrostu strat w linii zasilającej. Dlatego bardzo ważne jest osiągnięcie możliwie najlepszego dopasowania nadajnika do systemu antenowego, czyli minimalnego współczynnika fali stojącej (SWR).
Proponowany miernik SWR może wykonywać pomiary z dokładnością do centymetra w liniach o impedancji charakterystycznej 50 Ohm.
Paskowy miernik SWR opisany w tej sekcji ma ograniczenie zakresu częstotliwości z góry ze względu na specyfikę jego konstrukcji, chociaż konstrukcja obwodu nie nakłada takiego ograniczenia.

Schemat obwodu proponowanego miernika SWR jest podobny do opisanego i pokazanego na ryc. 1 (różnice w standardowych wartościach znamionowych poszczególnych części).

Cechą szczególną proponowanego urządzenia jest konstrukcja części detektorowej miernika SWR, która umożliwiła rozszerzenie zakresu pomiarowego do 1 GHz.

Autor pomija opis fizyki powstawania fal stojących w liniach łączących, matematyczne obliczenia wielkości mocy padających i odbitych na linii dopasowanej i niedopasowanej, zasadę pomiaru SWR opartą na pomiarze pewnych wartości fal padających i odbitych, podstaw projektowania urządzeń mikrofalowych i wymagań technologicznych im stawianych, a zainteresowanych czytelników odsyła do znanej literatury.

Projekt
Korpus głowicy detektora miernika SWR składa się z dwóch części (rys. 2): podstawy 1 w kształcie litery U i pokrywy 2 (materiał - brąz).

Konstrukcja sprzęgaczy kierunkowych 3 (L1 i L2) pokazana jest na rys.3.

Przewód środkowy 4 (L2) jest przylutowany bezpośrednio do złączy XS1 i XS2. Do korpusu klosza wlutowano szkła 5 (4 szt.) i cztery koraliki szklane 6. W cylindrycznych szkiełkach umieszczono diody (VD1; VD2), kondensatory (C1; C2) i rezystory (R1; R2). przewody diod przepuszczane są przez kanał z kulkami szklanymi i lutowane bezpośrednio do zaczepów.
Korpus głowicy detektora miernika SWR, sprzęgacze kierunkowe i przewód centralny są przed montażem polerowane (w korpusie tylko powierzchnia wewnętrzna o średnicy 15 mm; powierzchnia zewnętrzna o czystości Rz 20) i powlekane ze srebrem.

Kolejność montażu
Najpierw zainstaluj wszystkie części związane z osłoną głowicy detektora. Następnie u podstawy głowicy mocuje się jedno ze złączy XS z wlutowanym przewodem centralnym, następnie wykonuje się drugie złącze i lutowanie. Po zmontowaniu podstawy i pokrywy łączy się je za pomocą 6 śrub M3, a w pokrywie mocuje się złącza XS1 i XS2.
Przed montażem należy umyć głowicę detektora alkoholem i wysuszyć. Pracować w rękawiczkach bawełnianych, po uprzednim odtłuszczeniu skóry dłoni.

Detale
Wymagania dotyczące pierwiastków promieniotwórczych są standardowe dla technologii mikrofalowej. Kondensatory C1 i C2 są przelotowe. Wersja autorska wykorzystuje diody bezpakietowe AA113A. Istnieje możliwość zamiany na inny typ diod w zależności od wymaganej górnej częstotliwości granicznej. W takim przypadku możliwe jest zastosowanie innego sposobu ich mocowania. Złącza XS1 i XS2 są pokryte srebrną powłoką; ich rodzaj zależy od zewnętrznej średnicy kabla.

Notatki
1. W przypadku stosowania kabla o impedancji charakterystycznej innej niż 50 omów średnicę żyły środkowej oblicza się ze wzoru:
Zo=138 IgD/d,
gdzie: Zo jest impedancją charakterystyczną linii, D jest średnicą wewnętrzną ekranu linii koncentrycznej głowicy detektora, d jest średnicą przewodu centralnego. Wartości rezystorów R1 i R2 dobierane są do impedancji charakterystycznej kabla.
Projekt proponowanego miernika SWR można uprościć stosując linię koncentryczną z kwadratowym przekrojem ekranu i okrągłym przewodnikiem centralnym. Wymiary linii można obliczyć korzystając ze wzoru:
Zo-138 lg1.08D/d, gdzie: Zo jest impedancją charakterystyczną linii, D jest wewnętrzną stroną kwadratowego ekranu linii koncentrycznej, d jest średnicą przewodu centralnego

2. Konieczne jest dokładne zachowanie wymiarów części, rodzaju połączenia, a także wymiarów montażowych.

3. Dla wygody głowicę czujki można konstrukcyjnie połączyć z częścią wskaźnikową we wspólnej obudowie.

4. Jeżeli radioamator nie dysponuje gotowymi koralikami szklanymi, to można zastosować odpowiednie, wyjmując je z kondensatorów metalowo-papierowych.

Ivan Milovanov, UYOYI, Czerniowce

Literatura
1. I.Ya.Milovanov, miernik SWR na liniach paskowych. Radiohobby, nr 6, 1998 Z. 16.
2. Radio, telewizja, elektronika, nr 1, 1985 (NRB).
3. S. G. Bunin, L. P. Yaylenko, Podręcznik amatorski krótkofalówki, wyd. 2, przeł. i dodatkowo, Kijów, Technologia, s. 221243.
4. S. M. Alekseev, amatorski sprzęt radiowy VHF, stan. Wydawnictwo Energia, M., Leningrad, 1958, s. 20-30. 131.
5. M. Levit, Urządzenie do wyznaczania SWR, Radio, 1978, nr 6, s. 10-10. 20.
6. Opis techniczny i schemat połączeń elektrycznych radiostacji Len.

Radiohobby 4/2000

Miernik SWR zrób to sam (materiał zaproponowany przez Władimira Niekliudowa) Za pomocą reflektometru możesz dostroić anteny, zmierzyć moc wyjściową nadajnika, skoordynować ze sobą stopnie pośrednie i wyjściowe, dopasować moc wyjściową nadajnika przy 144 MHz za pomocą potrójnego wejście przy 430 MHz i potrójne wyjście przy obciążeniu itp. d. Schemat ideowy reflektometru dla pasma VHF 144/430 MHz przedstawiono na rys. 1. Podstawą urządzenia jest sprzęgacz dwukierunkowy wykonany na linii paskowej E1 z dwiema pętlami komunikacyjnymi L1 i L2. Odprowadzane są z nich napięcia fal bezpośrednich i odbitych, które są prostowane przez diody V1 i V2. W zależności od położenia przełącznika S1 mierzone jest jedno lub drugie napięcie. Pętle komunikacyjne są obciążane przez rezystor R2. Rezystor R1 reguluje czułość urządzenia. Pojemność kondensatorów blokujących C1 i C2 dla zakresu 144 MHz wynosi 0,022 μF, dla 430 MHz - 220 pF. Projekt linii z pętlami komunikacyjnymi dla zakresu 144/430 MHz przedstawiono odpowiednio na rys. 2a, b. Wymiary podane są dla zasilacza asymetrycznego o impedancji charakterystycznej 75 Ohm. Linia komunikacyjna i pętle wykonane są na płytkach drukowanych wykonanych z dwustronnej folii z włókna szklanego o grubości 4 mm. W przypadku użycia innego materiału szerokość linii można obliczyć ze wzoru: gdzie Z jest impedancją charakterystyczną linii, w omach; E - stała dielektryczna użytego materiału (dla włókna szklanego E = 5); D - grubość materiału, mm; b - szerokość linii paska, mm. Płytki drukowane wlutowane są w prostokątną ramkę wykonaną z taśmy mosiężnej o grubości 0,8...1 mm i szerokości 30 mm. Płytkę drukowaną należy przylutować po obu stronach. Koncentryczne złącza RF można zamontować na końcowych ściankach ramy. Jeśli używasz reflektometru w konkretnym obwodzie i nie masz zamiaru go wyłączać, kabel koncentryczny można wlutować bezpośrednio. Wejście i wyjście linii paskowej są wyprowadzane przez kondensatory przepustowe lub tłoki na przeciwną stronę płytki drukowanej. Umieszczono na nim rezystor R2, diody i kondensatory. W tym celu wykonuje się punkty podparcia symetrycznie do końcówek pętli komunikacyjnych po przeciwnej stronie - w folii wycina się pierścieniowe rowki, tak aby powstały „plamy” o średnicy 5 mm. Do tych „punktów” przylutowane są diody V1 i V2 oraz rezystor R2. Diody instaluje się pomiędzy zaciskami pętli komunikacyjnych a kondensatorami blokującymi. Stosowane są kondensatory typu KM, KGL lub w skrajnych przypadkach SGM. Ich cienkie przewody są odcięte, a diody przylutowane do metalizowanej części kondensatora. Druga płytka kondensatora jest przylutowana do wspólnej powierzchni folii, jak pokazano na rys. 3. Czas lutowania powinien być minimalny, ponieważ diody ulegną awarii w przypadku przegrzania. Przełącznik S1 - MT-1. Rezystor R2 jest nieindukcyjny (ULI lub MLT-0,25). Igła mikroamperomierza odchyla się o 100 μA do pełnej skali w pozycji przełącznika „Direct” przy mocy około 50 mW przy 144 MHz i 100 mW przy 430 MHz. Przy większej mocy należy zmniejszyć czułość urządzenia poprzez wprowadzenie rezystora R1. Po instalacji i montażu reflektometr należy skonfigurować. W tym celu na wejście doprowadzany jest sygnał z nadajnika lub GSS, a na wyjście obciążane jest obciążenie równoważne 75 omów. Można użyć gotowego odpowiednika HF z mierników odpowiedzi częstotliwościowej X1-13, X1-19, X1-30. Zastosuj takie napięcie HF, aby igła instrumentu odchyliła się o pełną skalę do pozycji przełącznika S1 „Bezpośrednio”. Następnie przełącznik ustawia się w pozycji „Odbicie” i wybierając rezystor R2 uzyskuje się odczyt zerowy. Czynność tę powtarza się kilkukrotnie dla każdego z nowo włączanych rezystorów. Wyregulowany reflektometr jest obustronnie zamknięty pokrywami. Ponieważ reflektometry są symetryczne, ich wejścia i wyjścia można zamieniać miejscami.

Mierniki SWR, powszechnie znane z literatury amatorskiej, wykonane są przy użyciu sprzęgaczy kierunkowych i składają się z jednowarstwowej cewki lub ferrytowego rdzenia pierścieniowego z kilkoma zwojami drutu. Urządzenia te mają szereg wad, z których główną jest to, że przy pomiarze dużych mocy w obwodzie pomiarowym pojawiają się „zakłócenia” o wysokiej częstotliwości, co wymaga dodatkowych kosztów i wysiłków w celu osłonięcia części detektora miernika SWR w celu zmniejszenia błędu pomiaru, a przy formalnym podejściu radioamatora do urządzenia produkcyjnego, miernik SWR może powodować zmianę impedancji falowej linii zasilającej w zależności od częstotliwości.

Proponowany miernik SWR oparty na paskowych sprzęgaczach kierunkowych pozbawiony jest takich wad, konstrukcyjnie zaprojektowany jako odrębne, niezależne urządzenie i pozwala na wyznaczenie stosunku fal bezpośrednich i odbitych w obwodzie antenowym przy mocy wejściowej do 200 W w zakres częstotliwości 1...50 MHz przy impedancji charakterystycznej linii zasilającej 50 Ohm.

Obwód miernika SWR jest prosty:

Jeśli potrzebujesz jedynie wskaźnika mocy wyjściowej nadajnika lub monitorowania prądu anteny, możesz skorzystać z następującego urządzenia:

Przy pomiarze SWR w liniach o impedancji charakterystycznej innej niż 50 Ohm należy zmienić wartości rezystorów R1 i R2 na wartość impedancji charakterystycznej mierzonej linii.

Projekt
Miernik SWR wykonany jest na płycie wykonanej z dwustronnej folii fluoroplastycznej o grubości 2 mm. Jako zamiennik można zastosować dwustronne włókno szklane.

Linia L2 znajduje się na tylnej stronie planszy i jest pokazana jako linia przerywana. Jego wymiary to 11x70 mm. Tłoki wkłada się w otwory w linii L2 dla złączy XS1 i XS2, które są rozszerzane i lutowane razem z L2. Wspólna magistrala po obu stronach płytki ma tę samą konfigurację i jest zacieniona na schemacie płytki. W rogach płytki wierci się otwory, w które wkłada się kawałki drutu o średnicy 2 mm, lutowane po obu stronach wspólnej szyny.

Linie L1 i L3 znajdują się na przedniej stronie płytki i mają wymiary: odcinek prosty 2x20 mm, odległość między nimi wynosi 4 mm i są usytuowane symetrycznie do osi podłużnej linii L2. Przemieszczenie pomiędzy nimi wzdłuż osi podłużnej L2 wynosi 10 mm. Wszystkie elementy radiowe znajdują się po stronie linii pasków L1 i L2 i są przylutowane na zakładkę bezpośrednio do drukowanych przewodów płytki miernika SWR. Przewody płytki drukowanej powinny być posrebrzane.

Zmontowaną płytkę lutujemy bezpośrednio do styków złączy XS1 i XS2. Zabrania się stosowania dodatkowych przewodów połączeniowych lub kabla koncentrycznego.

Gotowy miernik SWR umieszcza się w pudełku wykonanym z materiału niemagnetycznego o grubości 3...4 mm. Wspólna szyna płytki miernika SWR, korpus urządzenia i złącza są ze sobą połączone elektrycznie.

Odczyt SWR odbywa się w następujący sposób: w pozycji S1 „Forward” za pomocą R3 ustawiamy wskazówkę mikroamperomierza na wartość maksymalną (100 µA) i obracając S1 w pozycję „Reverse” zliczana jest wartość SWR. W tym przypadku odczyt urządzenia wynoszący 0 µA odpowiada 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.

Po zakończeniu montażu dowolnej anteny lub systemu antenowego należy sprawdzić SWR. Dzięki temu zyskasz pewność, że wszystko, co zrobiłeś, zostało wykonane prawidłowo. Ten miernik SWR jest przeznaczony do pracy w zakresach częstotliwości 144, 432 i 1296 MHz.

Projekt
Konstrukcja urządzenia jest dość prosta i zrozumiała. Urządzenie wykonane jest z dwustronnej folii z włókna szklanego o grubości 1,5...2,0 mm.
Rysunek 1 przedstawia instalację miernika SWR. Przewodnik centralny wykonany jest z pręta mosiężnego o średnicy 10 mm. Linia komunikacyjna prowadzona jest z wyjść diody D1 i D2, ponieważ dioda będzie praktycznie włożona w otwór, który zrobiłeś w zworku.

Wszystkie połączenia korpusu miernika SWR należy dokładnie zalutować – zapewni to sztywność konstrukcji i stabilność parametrów. Przegrodę zainstalowaną pomiędzy przedziałem pomiarowym i przyrządowym miernika SWR pokazano na rys. 2.

Aby odsprzęgnąć obwody pomiarowe, kondensatory C3 i C4 muszą być kondensatorami pomocniczymi np. marki KDO i mieć pojemność 3300 lub 6800 pF. Jako diody D1 i D2 można zastosować inne diody, ale zapewniają one pracę miernika SWR przy tych częstotliwościach. Przed zainstalowaniem diod w mierniku SWR należy sprawdzić dane paszportowe instalowanej diody.

Prawidłowe wykonanie przedziału pomiarowego miernika SWR, w którym zlokalizowane są przewody pomiarowe pokazano na rys. 3.

Pomiar
Proces pomiarowy nie ma żadnych szczególnych cech i był wielokrotnie opisywany w różnej literaturze krótkofalarskiej. Aby ułatwić obliczenia, zestawiono tabelę 1. Wszystkie wartości podane w tabeli 1 zostały obliczone dla urządzenia 100 µA.

Del......SWR

Jeżeli posiadasz inne urządzenie różniące się od oferowanego, to musisz przeliczyć korzystając ze wzoru:

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

Pionowo - napięcie fali przewodzenia
Nieeg. - napięcie fali odbitej
Następnie możesz utworzyć tabelę, ale dla swojego urządzenia.

Modernizacja
Aby poprawić parametry swojego urządzenia, należy zmodyfikować rezystory R1, R2 i kondensatory C1, C2 za pomocą rozpuszczalnika i usunąć z nich farbę.

Przewód prowadzący do obudowy rezystorów R1, R2, a także przewód kondensatorów C1, C2 musi być minimalnie krótki i posiadać lutowanie po obu stronach folii z włókna szklanego, tzn. przewody należy włożyć w przygotowany wcześniej otwór, przewód od elementów radiowych musi wystawać z tylnej strony folii z włókna szklanego na 1...2 mm i dopiero po tym lutowaniu. Rezystory R1 i R2 można wykorzystać jako stojaki wsporcze i przylutować pionowo do folii z włókna szklanego.

Jeśli masz urządzenie 100 µA, które jest zalecane, wówczas tę konstrukcję można uzupełnić o inną komorę, instalując ją w mierniku SWR. Jeśli dobrze zmontowałeś instalację i zachowałeś wymiary, miernik SWR od razu zaczyna działać i wystarczy go skalibrować, czyli tzn. utwórz tabelę z SWR lub nanieś te wartości na skalę swojego urządzenia.

Wymiary przedziału ze złączem i średnica mosiężnej rurki są zaprojektowane dla impedancji charakterystycznej 75 omów, a nie 50. Aby osiągnąć 50 omów, należy albo zwiększyć średnicę mosiężnego pręta o 5 milimetrów, albo zmniejsz każdy bok (jak gdyby średnicę) przedziału z „rurką” o 11 milimetrów ”.

Usuń drugie kondensatory z diod, niepotrzebne niedopasowanie, zostaw po jednym na każdej diodzie i skróć jak najbardziej ich przewody, przede wszystkim przewody kondensatorów, które idą do diod, ale także do masy. Skróć także przewody diody. Do przełącznika należy zastosować sztywne, jednożyłowe przewody, zachowując minimalną odległość od zacisków. Ze „wspólnego” wyjścia przełącznika ponownie przylutuj do masy pojemność kilku tysięcy pF, korzystając z najkrótszej drogi.

Można też przylutować pojemność do masy równolegle do złącza. Staraj się rozmieścić wszystkie elementy możliwie symetrycznie. W przedziale ze złączami wskazane jest przylutowanie masy pomiędzy ściankami na całej długości. Odczyty należy przeglądać tylko przy zamkniętej górnej pokrywie.

Mam nadzieję, że zamontowałeś rezystory 50 Ohm, nieindukcyjne? Dobrze, że trzeba je wybrać. A równolegle do sond multimetru postaw też mały pojemnik na samym multimetrze, albo jeszcze lepiej użyj głowicy, bo inaczej te chińskie multimetry...... I spróbuj ustawić przełącznik w pionie (czyli obróć go o 90 stopni) , dla "symetrii" :)

Diody: GD501 507 508 D18 D28 D9 D2 D310 D311 Wskazane jest dobieranie diod według tej samej charakterystyki prądowo-napięciowej (charakterystyki woltoamperowej) lub podobnych parametrów.

Skalibruj urządzenie za pomocą najbliższego rzędu rezystorów: odpowiednio 50,75, 100 150 omów (podłączonych zamiast anteny), SWR będzie wynosić 1; 1,5; 2,0; 3,0. Następnie możesz sprawdzić symetrię urządzenia (zamieniając wejście i wyjście).

Ten projekt obwodu jest kopiowany z przemysłowego miernika SWR ROGER RSM-200, który ma następujące cechy: pasmo częstotliwości od 1,6 MHz do 200 MHz, moc przepustowa nie większa niż 200 W.

Wygląd:

Urządzenie jest nieodwracalne, dlatego należy zadbać o prawidłowe załączenie wejścia i wyjścia.

Transformatory L1 L2 nawinięte są na pierścieniach ferrytowych o standardowym rozmiarze 12x7x6 mm drutem PEV-0,4 mm, 22 zwoje, nawiniętym równomiernie na całym obwodzie pierścienia. Następnie w oba nawinięte pierścienie wkłada się mosiężną rurkę o średnicy 3,5 mm i długości 40 mm (autor zastosował element antenowy z odbiorników kieszonkowych) i lutuje do złączy PL. Próbkę pokazano na zdjęciu:

Dławiki L3 L4 nawinięte są na podobne pierścienie i mają 19 zwojów PEV o średnicy 0,4 mm. Należy pamiętać, że przez otwory pierścieni L3 L4 w kambrze przełożone są zworki łączące diody i dławiki L1 L2 (tak jak pokazano na schemacie i widać na zdjęciu). Płytka drukowana jest dwustronna, po stronie pokazanej na zdjęciu znajdują się dwa miejsca do lutowania złączy PL. Pozostałe elementy obwodu znajdują się po drugiej stronie:

Przewody elementów muszą być wyjątkowo krótkie.

Płytka drukowana wykonana jest w technologii lasera żelaznego. Jego wymiary to 60 mm x 33 mm. Płytka umieszczona jest w blaszanym sicie o wymiarach 60x33x33 mm.

Powstały blok umieszcza się w dowolnej wygodnej obudowie aluminiowej lub tekstolitowej z głowicą pomiarową i przełącznikami. Wszystkie zmienne i rezystory dostrajające znajdują się na osobnej płytce w pobliżu głowicy pomiarowej. Ustawienie miernika SWR sprowadza się do kalibracji fali wstecznej rezystorem R3. Urządzenie kalibruje się za pomocą rezystorów R4, R5 w podzakresie 200 i 20 watów.

73!

Wyświetlenia: 2365