Medidor de SWR faça você mesmo. VHF caseiro - UHF SWR - medidor

Medidor de ROE

Um aumento na frequência do sinal leva a um aumento nas perdas na linha alimentadora. Portanto, é muito importante conseguir a melhor correspondência possível entre o transmissor e o sistema de antena, nomeadamente a relação mínima de ondas estacionárias (SWR).
O medidor de ROE proposto pode realizar medições até a faixa centimétrica em linhas com impedância característica de 50 Ohms.
O medidor stripline SWR descrito na seção possui uma limitação de faixa de frequência acima devido às peculiaridades de seu projeto, embora o projeto do circuito não imponha tal limitação.

O diagrama de circuito do medidor de ROE proposto é semelhante ao descrito e é mostrado na Fig. 1 (diferenças nas classificações padrão de peças individuais).

Uma característica especial do dispositivo proposto é o design da parte detectora do medidor SWR, que possibilitou ampliar a faixa de medição até 1 GHz.

O autor omite uma descrição da física da formação de ondas estacionárias em linhas de conexão, cálculos matemáticos das magnitudes das potências incidentes e refletidas com uma linha casada e não casada, o princípio de medição de ROE baseado na medição de certos valores de ondas incidentes e refletidas, os fundamentos do projeto de dispositivos de microondas e os requisitos tecnológicos para eles, e remete os leitores interessados ​​à literatura bem conhecida.

Projeto
O corpo da cabeça detectora do medidor SWR consiste em duas partes (Fig. 2): uma base em forma de U 1 e uma tampa 2 (material - bronze).

O projeto dos acopladores direcionais 3 (L1 e L2) é mostrado na Fig.3.

O condutor central 4 (L2) é soldado diretamente aos conectores XS1 e XS2. Os vidros 5 (4 peças) e quatro esferas de vidro 6 são soldados no corpo da tampa 2. Diodos (VD1; VD2), capacitores (C1; C2) e resistores (R1; R2) são colocados em vidros cilíndricos 5. O os fios dos diodos são passados ​​através do canal das esferas de vidro e soldados diretamente nas torneiras.
O corpo da cabeça do detector do medidor SWR, acopladores direcionais e o condutor central são polidos antes da montagem (no corpo - apenas a superfície interna com diâmetro de 15 mm; a superfície externa com limpeza de Rz 20) e revestida com prata.

Ordem de montagem
Primeiro, instale todas as peças relacionadas à tampa do cabeçote do detector. Em seguida, um dos conectores XS com condutor central soldado é fixado na base do cabeçote, em seguida é realizado o segundo conector e a soldagem. Após a montagem da base e da tampa, elas são conectadas por meio de 6 parafusos M3 e os conectores XS1 e XS2 são fixados na tampa.
Antes de montar, lave a cabeça do detector com álcool e seque-a. Trabalhe com luvas de algodão, previamente desengordurando a pele das mãos.

Detalhes
Os requisitos para radioelementos são padrão para tecnologia de microondas. Os capacitores C1 e C2 são de passagem. A versão do autor usa diodos sem pacote AA113A. É possível substituir por outros tipos de diodos dependendo da frequência limite superior necessária. Neste caso, é possível utilizar um método diferente de fixação. Os conectores XS1 e XS2 são projetados com revestimento prateado; seu tipo é determinado pelo diâmetro externo do cabo.

Notas
1. Ao usar um cabo com impedância característica diferente de 50 Ohms, o diâmetro do condutor central é calculado pela fórmula:
Zo=138 IgD/d,
onde: Zo é a impedância característica da linha, D é o diâmetro interno da blindagem da linha coaxial da cabeça do detector, d é o diâmetro do condutor central. Os valores dos resistores R1 e R2 são ajustados à impedância característica do cabo.
O projeto do medidor de ROE proposto pode ser simplificado usando uma linha coaxial com seção de tela quadrada e um condutor central redondo. As dimensões da linha podem ser calculadas usando a fórmula:
Zo-138 lg1.08D/d, onde: Zo é a impedância característica da linha, D é o lado interno da tela quadrada da linha coaxial, d é o diâmetro do condutor central

2. É necessário manter com precisão as dimensões das peças, o tipo de conexão, bem como as dimensões de encaixe.

3. Por conveniência, a cabeça do detector pode ser combinada estruturalmente com a parte do indicador em um invólucro comum.

4. Se o radioamador não tiver contas de vidro prontas à sua disposição, você poderá usar contas adequadas, removendo-as dos capacitores de papel metálico.

Ivan Milovanov, UYOYI, Chernivtsi

Literatura
1. I.Ya.Milovanov, medidor de SWR em linhas de tira. Radiohobby, nº 6, 1998 Com. 16.
2. Rádio, televisão, eletrônica, nº 1, 1985 (NRB).
3. S. G. Bunin, L. P. Yaylenko, Shortwave Radio Amateur Handbook, ed. 2, trad. e adicional, Kiev, Tecnologia, pp. 221.243.
4. S. M. Alekseev, equipamento de rádio amador VHF, Estado. Editora de Energia, M., Leningrado, 1958, p. 131.
5. M. Levit, Dispositivo para determinar ROE, Radio, 1978, No. 20.
6. Descrição técnica e diagrama do circuito elétrico da estação de rádio Len.

Radiohobby 4/2000

Medidor de SWR faça você mesmo (material sugerido por Vladimir Neklyudov) Usando um refletômetro, você pode sintonizar antenas, medir a potência de saída do transmissor, coordenar os estágios intermediários e de saída entre si, combinar a saída do transmissor em 144 MHz com o triplicador entrada em 430 MHz e saída tripla com carga, etc. d. O diagrama esquemático do refletômetro para as bandas VHF 144/430 MHz é mostrado na Fig. 1. A base do dispositivo é um acoplador bidirecional feito em uma linha E1 com dois loops de comunicação L1 e L2. Deles são retiradas as tensões das ondas diretas e refletidas, que são retificadas pelos diodos V1 e V2. Dependendo da posição da chave S1, uma ou outra tensão é medida. Os loops de comunicação são carregados pelo resistor R2. O resistor R1 ajusta a sensibilidade do dispositivo. A capacidade dos capacitores de bloqueio C1 e C2 para a faixa de 144 MHz é de 0,022 μF, para 430 MHz - 220 pF. O projeto da linha com loops de comunicação para as faixas 144/430 MHz é mostrado na Fig. 2a, b, respectivamente. As dimensões são fornecidas para um alimentador assimétrico com impedância característica de 75 Ohms. A linha e os loops de comunicação são feitos em placas de circuito impresso em folha dupla-face de fibra de vidro com 4 mm de espessura. Ao utilizar outro material, a largura da linha pode ser encontrada a partir da fórmula: onde Z é a impedância característica da linha, Ohm; E - constante dielétrica do material utilizado (para fibra de vidro E = 5); D - espessura do material, mm; b - largura da linha da tira, mm. As placas de circuito impresso são soldadas em uma moldura retangular feita de tira de latão com 0,8...1 mm de espessura e 30 mm de largura. A placa de circuito impresso deve ser soldada em ambos os lados. Os conectores RF coaxiais podem ser montados nas paredes finais da estrutura. Caso você utilize o refletômetro em um circuito específico e não pretenda desligá-lo, o cabo coaxial pode ser soldado diretamente. A entrada e a saída da linha de tira são trazidas através de capacitores ou pistões para o lado oposto da placa de circuito impresso. Resistor R2, diodos e capacitores são colocados nele. Para isso, são feitos pontos de apoio simetricamente aos terminais dos laços de comunicação do lado oposto - são recortadas ranhuras anulares na folha para criar “pontos” com diâmetro de 5 mm. Os diodos V1 e V2 e o resistor R2 são soldados a esses “pontos”. Os diodos são instalados entre os terminais dos loops de comunicação e os capacitores de bloqueio. Capacitores são usados ​​como KM, KGL ou, em casos extremos, SGM. Seus fios finos são cortados e os diodos são soldados à seção metalizada do capacitor. A segunda placa do capacitor é soldada à superfície comum da folha, conforme mostrado na Fig. O tempo de soldagem deve ser mínimo, pois os diodos falharão se superaquecidos. Interruptor S1 - MT-1. O resistor R2 é não indutivo (ULI ou MLT-0,25). A agulha do microamperímetro desvia 100 μA até a escala completa na posição “Direta” da chave a uma potência de aproximadamente 50 mW a 144 MHz e 100 mW a 430 MHz. Em potências mais altas, a sensibilidade do dispositivo deve ser reduzida pela introdução do resistor R1. Após a instalação e montagem, o refletômetro deve ser configurado. Para fazer isso, um sinal do transmissor ou GSS é fornecido à entrada e a saída é carregada com uma carga equivalente a 75 Ohms. Você pode usar um equivalente HF pronto para uso dos medidores de resposta de frequência X1-13, X1-19, X1-30. Aplique uma tensão HF tal que a agulha do instrumento desvie o fundo da escala para a posição da chave S1 “Direta”. Em seguida, a chave é colocada na posição “Refletida” e selecionando o resistor R2, uma leitura zero é alcançada. Este procedimento é repetido várias vezes com cada um dos resistores recém-ligados. O refletômetro ajustado é fechado em ambos os lados com tampas. Como os refletômetros são simétricos, suas entradas e saídas podem ser trocadas.

Os medidores de ROE, amplamente conhecidos na literatura de rádio amador, são feitos usando acopladores direcionais e consistem em uma bobina de camada única ou núcleo de anel de ferrite com várias voltas de fio. Esses dispositivos apresentam uma série de desvantagens, a principal delas é que ao medir altas potências, aparece “interferência” de alta frequência no circuito de medição, o que requer custos e esforços adicionais para proteger a parte detectora do medidor SWR para reduzir o erro de medição, e com a atitude formal do radioamador em relação ao dispositivo de fabricação, o medidor SWR pode causar uma alteração na impedância da onda da linha alimentadora dependendo da frequência.

O medidor SWR proposto baseado em acopladores direcionais de tira é desprovido de tais desvantagens, é estruturalmente projetado como um dispositivo independente separado e permite determinar a proporção de ondas diretas e refletidas no circuito da antena com uma potência de entrada de até 200 W no faixa de frequência 1...50 MHz na impedância característica da linha de alimentação de 50 Ohm.

O circuito do medidor SWR é simples:

Se você precisar apenas de um indicador da potência de saída do transmissor ou monitorar a corrente da antena, poderá usar o seguinte dispositivo:

Ao medir ROE em linhas com impedância característica diferente de 50 Ohms, os valores dos resistores R1 e R2 devem ser alterados para o valor da impedância característica da linha que está sendo medida.

Projeto
O medidor SWR é feito em uma placa de folha fluoroplástica dupla-face com 2 mm de espessura. Como substituição, é possível usar fibra de vidro dupla face.

A linha L2 é feita na parte de trás do quadro e é mostrada como uma linha tracejada. Suas dimensões são 11x70 mm. Os pistões são inseridos nos furos da linha L2 para os conectores XS1 e XS2, que são alargados e soldados junto com L2. O barramento comum em ambos os lados da placa tem a mesma configuração e está sombreado no diagrama da placa. Nos cantos da placa são feitos furos nos quais são inseridos pedaços de fio com diâmetro de 2 mm, soldados em ambos os lados do barramento comum.

As linhas L1 e L3 estão localizadas na parte frontal da placa e possuem dimensões: seção reta de 2x20 mm, a distância entre elas é de 4 mm e estão localizadas simetricamente ao eixo longitudinal da linha L2. O deslocamento entre eles ao longo do eixo longitudinal L2 é de 10 mm. Todos os elementos de rádio estão localizados na lateral das linhas L1 e L2 e são soldados sobrepostos diretamente aos condutores impressos da placa do medidor de SWR. Os condutores da placa de circuito impresso devem ser folheados a prata.

A placa montada é soldada diretamente nos contatos dos conectores XS1 e XS2. É proibido o uso de condutores de conexão adicionais ou cabos coaxiais.

O medidor de ROE acabado é colocado em uma caixa feita de material não magnético com 3...4 mm de espessura. O barramento comum da placa do medidor SWR, o corpo do dispositivo e os conectores são eletricamente conectados entre si.

A leitura da ROE é realizada da seguinte forma: na posição S1 “Forward”, utilizando R3, coloque a agulha do microamperímetro no valor máximo (100 µA) e girando S1 para “Reverse”, o valor da ROE é contado. Neste caso, a leitura do dispositivo de 0 µA corresponde a SWR 1; 10 µA - ROE 1,22; 20 µA - ROE 1,5; 30 µA - ROE 1,85; 40 µA - ROE 2,33; 50 µA - ROE 3; 60 µA - ROE 4; 70 µA - ROE 5,67; 80 µA - 9; 90 µA - ROE 19.

Após concluir a montagem de qualquer antena ou sistema de antenas, é necessário verificar o SWR. Isso lhe dará a confiança de que tudo o que você fez foi feito corretamente. Este medidor de ROE foi projetado para operar nas faixas de frequência de 144, 432 e 1296 MHz.

Projeto
O design do dispositivo é bastante simples e direto. O dispositivo é feito de fibra de vidro dupla-face com espessura de 1,5...2,0 mm.
A Figura 1 mostra a instalação do medidor SWR. O condutor central é feito de uma haste de latão com diâmetro de 10 mm. A linha de comunicação é feita a partir da saída do diodo D1 e D2, já que seu diodo ficará praticamente inserido no furo que você fez no jumper.

Todas as conexões do corpo do medidor SWR devem ser cuidadosamente soldadas - isso garantirá a rigidez da estrutura e a estabilidade dos parâmetros. A divisória instalada entre os compartimentos de medição e de instrumentos do medidor de ROE é mostrada na Fig.

Para desacoplar os circuitos de medição, os capacitores C3 e C4 devem ser capacitores de suporte, por exemplo, da marca KDO e ter capacidade de 3300 ou 6800 pF. Outros diodos podem ser usados ​​como diodos D1 e D2, mas garantem a operação do medidor de ROE nessas frequências. Antes de instalar diodos no medidor SWR, é necessário verificar os dados do passaporte do diodo que está sendo instalado.

A correta execução do compartimento de medição do medidor de ROE no qual as linhas de medição estão localizadas é mostrada na Fig.

Medição
O processo de medição não possui características especiais e foi descrito diversas vezes em diversas literaturas de rádio amador. Para facilitar o cálculo, foi compilada a Tabela 1. Todos os valores dados na Tabela 1 foram calculados para um dispositivo de 100 µA.

Del......SWR

Se você tiver outro dispositivo diferente do oferecido, será necessário recalcular usando a fórmula:

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

Vertical - tensão de onda direta
Uneg. - tensão da onda refletida
Depois disso, você pode criar uma tabela, mas para o seu dispositivo.

Modernização
Para melhorar os parâmetros do seu dispositivo, você precisa modificar os resistores R1, R2, bem como os capacitores C1, C2 com um solvente e remover a tinta deles.

O fio que vai para o alojamento do resistor R1, R2, assim como o fio dos capacitores C1, C2, deve ser minimamente curto e possuir solda em ambos os lados da folha de fibra de vidro, ou seja, os fios devem ser inseridos no furo que você preparou previamente, o fio dos componentes do rádio deve sair da parte traseira da folha de fibra de vidro em 1...2 mm e somente depois disso a soldagem é realizada. Os resistores R1 e R2 podem ser usados ​​como suportes e soldados verticalmente em folha de fibra de vidro.

Se você tiver um dispositivo de 100 µA, o que é recomendado, esse design pode ser complementado com outro compartimento instalando-o no medidor de ROE. Se você montou a instalação corretamente e manteve as dimensões, o medidor SWR começa a funcionar imediatamente e basta calibrá-lo, ou seja, crie uma tabela com SWR ou plote esses valores na escala do seu aparelho.

As dimensões do compartimento com o conector e o diâmetro do tubo de latão são projetados para uma impedância característica de 75 ohms, e não de 50. Para atingir 50 ohms, você precisa aumentar o diâmetro da haste de latão em 5 milímetros, ou reduzir cada lado (como se fosse o diâmetro) do compartimento com o “tubo” em 11 milímetros”.

Retire os segundos capacitores dos diodos, incompatibilidade desnecessária, deixe um em cada diodo e encurte seus fios o máximo possível, principalmente os fios dos capacitores que vão para os diodos, mas também para o terra. Encurte os fios do diodo também. Use fios rígidos de núcleo único para a chave seletora, com uma distância mínima dos terminais. A partir da saída “comum” da chave seletora, solde novamente uma capacitância de vários milhares de pF ao terra usando o caminho mais curto.

Você também pode soldar a capacitância ao terra paralelamente ao conector. Tente colocar todos os elementos da forma mais simétrica possível. Num compartimento com conectores, é aconselhável soldar o solo entre as paredes em todo o comprimento. Você só deve observar as leituras com a tampa superior fechada.

Espero que você tenha instalado resistores de 50 Ohm, sem indução? Ainda bem que eles precisam ser selecionados. E paralelamente às pontas de prova do multímetro, coloque também um pequeno recipiente no próprio multímetro, ou melhor ainda, use a cabeça, caso contrário, esses multímetros chineses...... E tente colocar a chave seletora verticalmente (ou seja, gire-a 90 graus , para "simetria" :)

Diodos: GD501 507 508 D18 D28 D9 D2 D310 D311 É aconselhável selecionar diodos de acordo com a mesma característica corrente-tensão (característica volt-ampère) ou parâmetros semelhantes.

Calibre o dispositivo usando a linha de resistores mais próxima: 50,75, 100.150 ohms (conectados em vez da antena), respectivamente, a ROE será 1; 1,5; 2,0; 3,0. Depois disso, você pode verificar a simetria do dispositivo (trocando a entrada e a saída).

Este projeto de circuito é copiado do medidor industrial SWR ROGER RSM-200, que possui as seguintes características: faixa de frequência de 1,6 MHz a 200 MHz, potência de transferência não superior a 200 W.

Aparência:

O dispositivo não é reversível, portanto você deve garantir que a entrada e a saída estejam ligadas corretamente.

Os transformadores L1 L2 são enrolados em anéis de ferrite, tamanho padrão 12x7x6 mm, com fio PEV-0,4 mm, 22 voltas, enrolados uniformemente em toda a circunferência do anel. Em seguida, um tubo de latão com diâmetro de 3,5 mm e comprimento de 40 mm é inserido em ambos os anéis enrolados (o autor usou um elemento de antena de receptores de bolso) e soldado aos conectores PL. Uma amostra é mostrada na foto:

As bobinas L3 L4 são enroladas em anéis semelhantes e possuem 19 voltas de PEV de 0,4 mm. Observe que pelos orifícios dos anéis L3 L4 da cambraia passam jumpers que conectam os diodos e bobinas L1 L2 (conforme mostrado no diagrama e visível na foto). A placa de circuito impresso é dupla face, no lado mostrado na foto existem dois pontos para soldagem dos conectores PL. Os demais elementos do circuito estão localizados no segundo lado:

Os cabos dos elementos devem ser extremamente curtos.

A placa de circuito impresso é feita com tecnologia ferro-laser. Suas dimensões são 60 mm X 33 mm. A placa é colocada em uma tela de estanho 60x33x33 mm.

O bloco resultante é colocado em qualquer caixa conveniente de alumínio ou textolite com cabeçote de medição e interruptores. Todas as variáveis ​​e resistores de sintonia estão localizados em uma placa separada próxima ao cabeçote de medição. Definir o medidor SWR se resume a calibrar a onda reversa com o resistor R3. O dispositivo é calibrado usando resistores R4, R5 na subfaixa de 200 e 20 watts.

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