Radioscanner.Ru   Модификации радиотехники
Логин  Пароль   Регистрация   
Начало
магазин
объявления
радиорейтинг
радиостанции
радиоприемники
диапазоны частот
таблица частот
аэродромы
статьи
файлы
форум
поиск по разделу
Любительская радиостанция Yaesu VX-3R
Изготовление кабельного фазовращателя и суммирующего трансформатора на примере кросс-яги для Satcom.
Начало » Антенны, фидеры
Разместил: NanoVHF 2.9
Источник информации NanoVHF
Необходимые детали, приборы, инструменты Кабель RG-58C/U, 50 Ом (я использую только фирменный кабель Radiolab)
Кабель RG-316, 75 Ом, тонкий посеребрённый. Можно использовать любой подходящий типа RG-59C/U или любой, имеющий волновое сопротивление 75 Ом. Тонкий более удобен в монтаже.
Разный инструмент типа кусачек, паяльник, скальпель.
Хорошо если есть спец инструмент для обжима кабелей, в котором есть удобная «зачищалка».
Панорамный КСВ-метр до 500МГц или выше, который умеет измерять реактивность или модуль реактивности (Х или |Х|):
Как пример – это прибор Rigexpert AA-500/600/1000, Times Technology T100+ или АЕА 150-525, и другие которых сейчас на Али полно, самый шик - хороший векторный измеритель импеданса.
Контактные данные стучим в личку
Текст статьи:



Часть графики пока в загрузке на сайт

Для работы через спутник применяется обычно радиоволна с вращающейся поляризацией. Более сложные антенны с вращающейся поляризацией с точки зрения механики – это спирали, более простые – это кросс-яги.
Выглядят поляризации в векторной форме примерно так:

Вертикальная поляризация



Увеличить


Горизонтальная поляризация



Увеличить


Левосторонне-вращающаяся поляризация (LHCP)



Увеличить


Правосторонне-вращающаяся поляризация (RHCP)


Увеличить


Данная статья будет посвящена методу правильной запитки кросс-яги.

Существует 2 типа запитки антенны для вращения поляризации:

1) Механический разнос антенн на четверть лямбды


Увеличить


Механический разнос удобен, когда мы не ограниченны в длине «бума» антенны, плюс – не нужна фазосдвигающая линия.


Увеличить



Увеличить


2) Электрическое внесение фазовой задержки в одну из антенн. Сами антенны при этом не разносятся по длине траверсы.


Увеличить


В нашем варианте - удлинение бума даже на 25см не желательно, потому, выбираем второй вариант.

Суммирование 2-х антенн так же может быть произведено 2-я типами трансформации:
1) Приведение точки суммирования к импедансу 100 Ом. Первый вариант с первого взгляда довольно простой, но на самом деле - он технологически не удобен. Требуется сращивать 2 кабеля с точным соблюдением фазовых задержек. В результате, в точках запитки антенны образуется кубло из кабелей, что может сильно влиять на характеристику КСВ и искажать диаграмму направленности.


Увеличить


2) Трансформация точки суммирования из 25Ом в 50.
Второй вариант по виду сложнее, но технологическое размещение кабелей на буме намного удобнее. Проще соблюсти фазовые соотношения в кабелях.


Увеличить


Остановимся на втором способе, как наиболее технологичном и простом.

Для того что бы собрать фазосдвигающий трансформатор, нам понадобятся:

А. Кабель RG-58C/U, 50 Ом (я использую только фирменный кабель Radiolab)
Б. Кабель RG-316, 75 Ом, тонкий посеребрённый. Можно использовать любой подходящий типа RG-59C/U или любой, имеющий волновое сопротивление 75 Ом. Тонкий более удобен в монтаже.
В. Разный инструмент типа кусачек, паяльник, скальпель.
Г. Хорошо если есть спец инструмент для обжима кабелей, в котором есть удобная «зачищалка».
Д. Панорамный КСВ-метр до 500МГц или выше, который умеет измерять реактивность или модуль реактивности (Х или |Х|):
Как пример – это прибор Rigexpert AA-500/600/1000, Times Technology T100+ или АЕА 150-525, и другие которых сейчас на Али полно, самый шик - хороший векторный измеритель импеданса.

Первым делом нужно собрать полуволновой повторитель, который позволит максимально точно измерить импедансы антенн, он же у нас будет являться кабелем снижения. Что бы у нас был настоящий полуволновой повторитель надо знать коэффициент укорочения кабеля. Я давно перестал доверять паспортным данным на кабелЯ и замеряю на каждой новой партии кабеля Кук индивидуально.

Методика измерения коэффициента укорочения любого кабеля следующая:

0) Берём кусок неизвестного кабеля длинной 1 м + 1см.
1) Зачищаем 10-12мм кабеля от внешней изоляции ТОЛЬКО С ОДНОЙ СТОРОНЫ.
2) Снимаем 5-6мм оплётки
3) Снимаем 2-3мм внутренней изоляции. лудить оплётку сейчас не нужно, т.к. потом на это же место можно будет заделать разъём.
4) В таком состоянии "тыкаем" кабель в прибор и смотрим, на каких частотах Х будет переходить через 0 или |Х| иметь минимальный экстремум в 0. Записываем эти частоты, и те, где R имеет 0 или пик в 1-2кОм.
Когда мы делаем первый замер в широкой частоте, ПЕРВЫЙ ПО ЧАСТОТЕ переход через 0 - будет электрической длинной кабеля в 1/2 лямбды.
5) Теперь, капнем на торец кабеля припой, так, чтобы центральная жила 100% замкнулась с оплёткой. (Можно попробовать на 1мм снять внешнюю и внутреннюю изоляцию, но это дело муторное, я просто заливаю припоем торец)
Повторяем замер. Картинка R должна быть противоположной от верхнеизмеренной.

Примечание: Место перехода через 0 Х или |Х| могут на сотню кГц отличаться - это нормально.

Импеданс короткозамкнутого и разомкнутого на торцах отрезка


Увеличить



Увеличить


На базе измеренных частот и известной длинны кабеля в 1м рассчитываем реальное К-укорочение нашего кабеля.
Реальная частота 1м длинны волны составляет 300МГц. 1м полуволны, соответственно, будет для частоты 150МГц. Значит, для кабеля с Кукор=0.66 частота перехода Х через 0 будет в р-не 99Мгц.

В зависимости от производителя, Кук может иметь значение как 0.66, так и очень далЁкое от этой величины. Я за свою практику успел разных К повидать...

Если кабеля у нас много, то можно сделать один кусок кабеля как образец 1/2 лямбда на нужную нам частоту. А потом, от него отмерять половину - это 1/4 или половину + четверть - это 3/4.

Маленький, но очень важный нюанс!

Когда вы делаете финальный обмер кабеля на нужной нам частоте, то цифру частоты берите на 400-600кГц ниже необходимой. На эту частоту сместиться центр, когда вы будете разделывать второй конец кабеля.
Т.е. имея образец кабеля 1/2 лям, новые кабели в 1/4 или 3/4 я беру с запасом по 15мм. По 7мм кабеля с каждой стороны у меня будут зачищены.

Обмеряем кабель для фазовращателя и измерительного кабеля/кабеля снижения.

Повторяем пункт 0 – 5 на кабеле RG-58:

Для фазовращателя рассчитываем 1шт ПОЛУВОЛНОВОЙ и 1шт 1/4-ВОЛНОВОЙ отрезки кабеля по 50Омдля частот 280МГц, если антенна приёмно-передающая, на 260МГц - если только приёмная и на 300…305МГц - если только передающая.


Увеличить



Увеличить



Увеличить


В зависимости от того, для каких целей используется кусок подбираем нужную длинну. Для измерений больше 2х полулямбд лучше не делать. Для ручной антенны или как переход на толстый кабель снижения можно взять от 4 до 8 полулябд.


Увеличить


Полезный совет!
Для фазовращения в антенне я обычно применяю один 2-полуволновых (1-волновой) отрезок кабеля и один ¾-волновой отрезок, т.к. из них потом удобно делать трансформаторы. Это позволяет кабельное кубло вывести за рефлектор и они не будут вносить искажения в ДН антенны и расстраивать её.

Далее спаиваем вместе 2 кабеля с одной стороны и оставляем разделанным кабель для подключения к антеннам с другой стороны.

Обмеряем кабель для трансформатора

Повторяем снова пункт 0 – 5 для кабеля RG-316:

Рассчитываем 2шт ЧЕТВЕРТЬВОЛНОВЫХ отрезка кабеля по 75Ом для частот 280МГц, если антенна приёмно-передающая, на 260МГц - если только приёмная и на 300…305МГц - если только передающая.

Далее спаиваем параллельно 2 отрезка кабеля и нагружаем на SMD резистор 25Ом (2 по 50 Ом в параллель). Измерения КСВ должны не превышать КСВ=1.2 в полосе, примерно 70…80МГц и иметь минимум на рассчитанной частоте.


Увеличить


В итоге у нас должен получиться вот такой комплект


Увеличить


Теперь спаиваем последовательно трансформатор и фазовращатель. Герметезируем место спаек.


Увеличить


Проверяем работоспособность конструкции. На торцы кабеля, подключаемого к антеннам припаеваем по SMD резистору номиналом 49.9 Ом или 51 Ом, смотрим что получилось.


Увеличить


Для лучшей герметезации соединений, я на трансформирующий кабель и места стыков дополнительно усаживаю 2 слоя термоусадки, предварительно проложив термоклей.

Характеристика КСВ антенны из ПРЕДЫДУЩЕЙ статьи на этом трансформаторе


Увеличить


Собственно, конструкция готова. Если у тебя получилось так же - ты молодец, теперь можно приступать к постройке антенн из ПРЕДЫДУЩИХ моих статей

Читатель, не теряйся, собирай антенны, если появились вопросы, задавай их в личку. ГОТОВЬ свою рацию и присоединяйся к нашему сообществу любителей радиоастрономии. Жди новые статьи!


Комментарии к статье
Автор Комментарий
sanich
Участник
1.1
06 Июн 2017 00:37:04 · Поправил: 06 Июн 2017 09:27:47


Замечательная статья, все вроде бы правильно, но есть один момент, если делать фазовое смещение четверть волновым кабелем, то элементы антенн на траверсе должны быть строго друг над другом, то есть буквально, элементы горизонтальной поляризации должны быть в месте где вертикальная поляризация, конструктивно сложно. Расстояние между элементами разных поляризаций в несколько сантиметров уже испортит круговую поляризацию, получается что эти несколько сантиметров надо учитывать в фазосдвигающем трансформаторе, это то же создает сложности. Хотелось бы подробнее о ваших антеннах с круговой поляризацией, и о размещении на них элементов. Спасибо!
NanoVHF
Участник
2.9
06 Июн 2017 12:22:16


Да, коллега, вы всё верно подметили. Это недостаток всех подобных конструкций. Небольшое смещение элементов в активном элементе присутствует. Примерно на 4...7мм. Это превращает ДН антенны из строгого кольца спирали в небольшой эллипс. Можно смещение компенсировать немного удлинив или укоротив длину шлейфа фазовой задержки. На практике, если смещение составляет не более 10 градусов, то ушами вы эту эллиптичность не ощутите.
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные, активировавшие регистрацию и не ограниченные в доступе участники сайта!
Файл создан: 02 Июн 2017 12:43:05, посл. исправление: 03 Июн 2017 22:36:01
© radioscanner.ru, miniBB® 2006 | загрузка: 0.009 с.