Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельный антенный тюнер для трансивера


Самодельный легко повторяемый антенный тюнер

Как ранее было показано в обзоре MFJ-971, типичный антенный тюнер представляет собой два переменных конденсатора и переменную катушку индуктивности. Звучит как что-то, что не сложно сделать самому. Давайте выясним, так ли это, и что в итоге получится по деньгам. Чтобы описанные далее шаги мог повторить любой желающий, было решено использовать исключительно компоненты, которые свободно и большом количестве продаются онлайн.

Вот эти компоненты и где они были куплены:

Цена конденсаторов включает доставку. Приехали они очень быстро, где-то за неделю или около того. Ко всему перечисленному стоит добавить немного нейлоновых стяжек, болтов, гаек и стоек M3, а также парочку коротких проводов. Они эффективно ничего не стоят.

Когда на руках есть все компоненты, задача — соединить их по уже знакомой нам T-образной схеме, только вместо антенны будут разъемы для ее подключения:

Вот как выглядит получившийся у меня тюнер, вид со снятой крышкой:

Должен признать, что переплетающиеся отрезки проволоки между галетным переключателем и катушкой выглядят не очень элегантно. Можно было бы достичь более удачного расположения компонентов, используя широкую сторону корпуса в качестве лицевой. Но мне что-то не захотелось сверлить отверстие для галетника свозь толстую колонну на этой стороне (см фото), и в итоге компоненты я разместил, как разместил.

Катушка была намотана на каркасе диаметром 45 мм и длиной 60 мм. У меня получилось 29 не очень ровных витков. Измеренная индуктивность катушки составила 25 мкГн. Каркас катушки был напечатан на 3D-принтере пластиком PLA. Также была напечатана небольшая «скамеечка», которая выполняет две функции. Во-первых, она позволяет закрепить катушку без использования клея и сверления отверстий в дне корпуса. Во-вторых, с ее помощью конденсаторы дополнительно придавливаются ко дну корпуса. Они отлично держатся и без «скамеечки», но мне что-то захотелось перестраховаться. Исходники обеих моделей для OpenSCAD вместе с файлами STL вы найдете в этом архиве.

Если у вас нет 3D-принтера или знакомого с 3D-принтером, это не страшно. Точные размеры катушки и ее индуктивность не очень важны. Вы можете намотать проволоку на кусок пластиковой бутылки, толстой трубы ПВХ или чего-то такого. Толщина и длина каркаса могут спокойно составлять ±10мм от тех, что использовал я. Число витков также не критично. В антенных тюнерах используется индуктивность где-то от 14 мкГн (в MFJ-971, согласно показаниям моего LRC-метра) до 37 мкГн (в MFJ-949E, согласно информации из сети). Вы наверняка попадете в эти границы. «Скамеечка», как видно из описания ее функций, не является обязательным элементом тюнера. Катушку можно закрепить в корпусе любым удобным вам способом.

Тюнер был протестирован на той же антенне «длинный провод», на которой я тестировал MFJ-971. В диапазонах 15, 17, 20, 40 и 80 метров все настраивается превосходно. В диапазонах 10, 12 и 30 метров КСВ не желает опускаться ниже 3. Это можно объяснить тем фактом, что при том же числе отводов я использовал большую индуктивность, чем у MFJ-971. Соответственно, в моем тюнере индуктивность подбирается с большим шагом. То есть, для данных диапазонов не удается точно подобрать необходимую индуктивность. Зато оказалось, что в отличие от MFJ-971, мой тюнер способен настроить 23 метра провода на диапазон 160 метров с КСВ 2.8.

При желании можно поэкспериментировать с разными индуктивностями и положением отводов. Или заменить галетный переключатель на аналогичный, но имеющий 24 положения (есть на eBay). Однако я решил не инвестировать время во все это. Во-первых, на 10 и 12 метрах сейчас все равно нет прохождения, а 30 метров мне не так уж и сильно нужны. Во-вторых, можно предусмотреть несколько внешних трансформаторов и использовать тот или иной в зависимости от ситуации. Например, в MFJ-971 есть встроенный балун 1:4. Думаю, моему тюнеру такой тоже не помешает. Но это уже тема для другого поста. Наконец, в-третьих, никто не отменял возможность подкорректировать размеры антенны под конкретный тюнер.

Для проведения тестовых радиосвязей были выбраны диапазоны 20, 40 и 80 метров, как наиболее популярные. Передача велась в режимах SSB и FT8 с мощностью 100 Вт и 40 Вт соответственно. Корреспонденты давали хорошие рапорты, вполне обычные для данной антенны.

По деньгам вышло 104.36$ плюс пара свободных вечеров. Официальная цена MFJ-971 составляет 139.95$, но в российских интернет-магазинах вы найдете его где-то за 163$. Таким образом, проект вышел экономически выгодным. При этом 70% стоимости составили переменные конденсаторы. Их можно найти дешевле на доске объявлений qrz.ru, извлечь из старой радиотехники или даже изготовить самостоятельно.

Как всегда, если после прочтения поста у вас остались какие-то вопросы, или же вам есть чем его дополнить, не стесняйтесь оставлять комментарии.

Дополнение: Вас также могут заинтересовать статьи Самодельный балун по току 1:4, Самодельный антенный тюнер, построенный по LC-cхеме и Анализ антенного тюнера при помощи Python.

Метки: Беспроводная связь, Любительское радио.

Простая в сборке стержневая антенна на 14 МГц (диапазон 20 метров) - Радиотехнические проекты на базе DK7IH (Питер)

Для своего портативного приемопередатчика QRP я разработал стержневую антенну для использования вне помещений во время езды на велосипеде или пеших прогулок. В этой статье я сначала расскажу читателю о некоторых основных соображениях относительно укороченных антенн, а затем об их практических последствиях.

Укороченные антенны

Полноразмерная вертикальная антенна обычно имеет длину четверти длины волны.Также широко известны некоторые специальные конструкции с длиной волны 1/2, 5/8 и другие. Но для стержневой антенны основная конструкция представляет собой схему на основе 1/4 длины волны. Полноразмерные антенны с длиной волны 1/4 и правильной длины (1/4, умноженное на коэффициент сокращения 0,95) имеют импеданс точки питания от 40 до 50 Ом. Таким образом, их можно напрямую подключить к коаксиальному кабелю на 50 Ом. Проблема: для 14 МГц эта антенна будет иметь общую длину около 5 метров. Не очень подходит для портативного трансивера, кроме Арнольда Шварценеггера., 😉

Когда механическая длина антенны короче 1/4 длины волны, для которой требуется, может наблюдаться рассогласование. Антенна больше не резонирует с рабочей частотой. Появляется дополнительное емкостное реактивное сопротивление. Это должно быть компенсировано индуктивным реактивным сопротивлением. Поэтому укороченные антенны имеют встроенную катушку внизу (нижняя загрузочная катушка), в любом месте посередине (центральная загрузочная катушка) или вверху (верхняя загрузочная катушка).

Необходимо решить еще одну проблему: импеданс точки питания обычно намного ниже, чем у полноразмерной антенны.Иногда только от 10 до 15 Ом. Таким образом, также должна быть интегрирована какая-то схема согласования импеданса,

Наконец, снизится и КПД. Так что не ждите слишком многого от укороченной антенны!

Подводя итог вышесказанному: Мы должны столкнуться с двумя общими электрическими проблемами с короткими антеннами:

  • Необходимо найти правильную загрузочную катушку, и
  • должно быть выполнено надлежащее согласование импеданса.

Практическое строительство

В антенну я встроил 2 катушки нагрузки.Один внизу служит для согласования импеданса, а второй немного ниже центра для компенсации емкостного реактивного сопротивления.

Схема:

Штыревая антенна для 14 МГц (C) Питер Рачоу, DK7IH, 2015

Антенна устанавливается на стандартный штекерный BNC-разъем.

Механические размеры и характеристики рулона:

Нижняя катушка (L2):

L2, нижняя катушка, представляет собой 50 витков эмалированного провода диаметром 1 мм, намотанного на пластиковую трубку диаметром 8 мм из местного хозяйственного магазина.С нижнего конца L2 конденсатор 120 пФ подключен к потенциалу земли вилки BNC. Это вместе с L2 устанавливает фильтр нижних частот, служащий согласователем импеданса.

Edit: Еще одна схема согласования импеданса, которую я описал здесь.

Пластиковая трубка, используемая для L1 и L2, полая. В эту трубку точно входит алюминиевый стержень диаметром 6 мм. Длина стержня между двумя витками 45 см. Ниже приведен еще один кусок пластиковой трубки L1.

Центральная катушка (L1): L1 - это 45 витков эмалированного провода диаметром 0,6 мм.

Верхний стержень антенны представляет собой телескопическую антенну общей длиной 120 см, которую можно купить в Интернете. Его внешний диаметр также составляет 6 мм, поэтому он также входит в пластиковый стержень.

Вот изображения, чтобы лучше понять, как устроена антенна:

Стержневая антенна для 14 МГц (C) Питер Рачоу, DK7IH, 2015 г. Полный вид стержневой антенны для 14 МГц (C) Питер Рачоу, DK7IH, 2015 г.

Чтобы повысить обычно низкую степень эффективности такой антенны, я изготовил нечто вроде « противовес », который представляет вторую часть диполя: изолированный кабель длиной 5 метров с большим зажимом типа« крокодил », который зажимается на потенциал земли металлического разъема BNC.

Редактировать: Между тем я несколько раз использовал эту стержневую антенну на 14 МГц / 20 метров во время активного отдыха. Во что я никогда не поверил: я смогу провести с ним много QSO! В частности, если вы находитесь на высоком месте (например, на виду), вы можете работать на расстояниях от 1000 до 3000 километров прямо с 4 ваттами из ваших рук. При условии, что станция, на которую вы отвечаете, сильная. Тогда есть реальный шанс, что он услышит вас с разумной силой сигнала.

Нравится:

Нравится Загрузка...

Автор: Петр (DK7IH)

Радиолюбитель с 1987 года, конструктор радиоаппаратуры, разработчик программного обеспечения, учитель естествознания в средней школе. Просмотреть все сообщения Peter (DK7IH)

,

Установка стержневой антенны на самодельный портативный приемопередатчик QRP - Radio Engineering Projects при поддержке DK7IH (Питер)

Когда я начал понимать, что выход на улицу с небольшим портативным приемопередатчиком QRP SSB для диапазона 20 метров - это больше, чем просто проверка, чтобы выяснить, что он вообще не работает, я придумал более прочный монтаж для съемной стержневой антенны. Из-за того, что эта антенна (которая сейчас имеет длину около 220 сантиметров) оказывает значительное влияние на разъем BNC и, следовательно, на корпус моего трансивера.После 3 или 4 периодов использования на открытом воздухе я обнаружил, что он вырезал переднюю панель с разъемом BNC от внутренней рамы корпуса трансивера. F ...! (Ф… - слово подверглось цензуре!)

Целью практического решения было предотвратить чрезмерное усилие рычага от трансивера. Наиболее практичным способом решения этой проблемы было создание простой монтажной рамы, которая могла выдерживать нагрузку, не подводя ее к радиостанции:

Рамка для крепления переносной стержневой антенны (C) Peter Rachow- DK7IH

Держатель сделан из 0.8-миллиметровый алюминий U-образной формы в месте установки радиоприемника. Винты корпуса не позволяют TRX выпадать наружу, а лента Velcro® фиксирует радиоприемник внутри рамы. С обратной стороны рамы я прикрепил кусок алюминиевой трубы туда, куда входит основание антенны. Вот и все:

Ручной трансивер QRP SSB в монтажной раме для переносной стержневой антенны (C) Peter Rachow - DK7IH

Легко и практично. Так и должно быть!

Аннотация: Я еще раз переделал антенну.Согласующая схема была упразднена. Теперь я просто использую большую катушку примерно с 55 витками эмалированного провода диаметром 1 мм на стержне из ПВХ диаметром 8,5 мм. Прекрасно работает. Коэффициент стоячей волны 1,1: 1! 😉

73 де Петер (DK7IH)

(C) 2015 Питер Рачоу

Нравится:

Нравится Загрузка ...

Автор: Петр (DK7IH)

Радиолюбитель с 1987 года, конструктор радиоаппаратуры, разработчик программного обеспечения, учитель естествознания в средней школе.Просмотреть все сообщения Peter (DK7IH)

,

Полуавтоматический антенный тюнер для QRP - Радиотехнические проекты на базе DK7IH (Питер)

Эта статья устарела! О новой версии антенного тюнера читайте здесь!


После того, как я закончил свой 5-полосный мультибендер для работы QRP SSB, у меня было 2 варианта стать QRV на ВЧ-диапазонах - либо построить что-то вроде антенной фермы (что вызвало бы серьезные проблемы с моей семьей 😉), либо построить многодиапазонная антенна, которую можно использовать на всех коротковолновых радиолюбительских диапазонах.Чтобы пережить следующие месяцы с более или менее стабильным здоровьем, я решил выбрать последний вариант.

Просматривая свой старый добрый справочник по антеннам от Rothammel, я наткнулся на ненастроенный многодиапазонный диполь. Иногда это называют «дуплетной антенной». Это простой диполь, питаемый от разомкнутой линии подачи проволоки, которую необходимо согласовать с передатчиком для каждого рабочего диапазона. Длина одной ветви этой антенны составляет примерно четверть длины волны от самой низкой рабочей частоты, что делает ее полуволновым диполем для моего случая 80 метров.В Интернете я обнаружил, что многие пользователи этой антенны положительно отзываются о ее характеристиках, поэтому я решил попробовать. Конструкция антенны очень проста, и двойная антенна не сильно портит оптическое впечатление от вашего наземного объекта.

Но нельзя игнорировать один существенный недостаток этой антенны: «дуплетная» антенна не может работать напрямую от коаксиальной линии, она должна быть согласована для каждого диапазона отдельно с желаемой частотой с ее удельным сопротивлением, чтобы подойти как можно ближе. на 50 Ом трансивера.Необходимо использовать открытую линию подачи проволоки, поскольку на линии подачи всегда присутствует высокий КСВН из-за того, что диполь не настроен на рабочую частоту. Но поскольку потери в двухпроводной линии низкие, даже если КСВ высокий, это не проблема. Убедитесь, что более 95% вашей мощности передачи достигнет антенны.

В связи с тем, что для установки моей антенны требуется всего 5–6 метров фидерной линии от моего мансардного окна до точки питания антенны, я сначала построил лестничную линию из гибкого кабеля и самодельных акриловых прокладок.Но это, как правило, было немного недружелюбно к обслуживанию. Всегда, когда я пытался отодвинуть антенну для доработки, леска (проставки, если говорить подробнее) запуталась в черепице. Поэтому я купил коммерческую линию Wireman с сопротивлением 450 Ом, которая не обнаруживает этой проблемы:

Антенна Double Zepp (Doublet) - многодиапазонная с тюнером и фидерной линией 450 Ом

После установки антенны и фидерной линии я сначала построил простой L-match тюнер для тестирования. Если бы эта антенна у меня не работала, я бы не потерял много времени и денег.Но не о чем беспокоиться. После настройки антенны и тюнера я остался вполне доволен. Производительность превзошла мои ожидания. Но при более частом использовании этой настройки я обнаружил, что перенастройка после QSYed была не такой уж приятной. Я записал настройки конденсатора и индуктивности на листе бумаги, чтобы их можно было восстановить относительно быстро. Но это было не слишком удобно. Поэтому моя идея заключалась в следующем: если у вас есть настройки для каждой полосы на бумажном столе, почему бы не поместить их в микроконтроллер и позволить микроконтроллеру выполнить настройку?

Базовая концепция тюнера

Тюнер - это тюнер L-Match, который может работать с антеннами с высоким Z.Длинные антенны обычно имеют более высокий импеданс, чем обычно на выходе 50-омного трансивера. В тюнер также встроена схема измерения КСВ (направленный ответвитель от старого радио CB), так что внешний измеритель КСВ не требуется. Тюнер настраивается вручную. После того, как совпадение достигнуто, значения L и C сохраняются нажатием кнопки и позже могут быть вызваны переключателем диапазона. Перенастроить легко. Просто нажмите кнопки L +, L-, C + или C-, перенастройте и сохраните измененные настройки. После этого: получайте удовольствие от QSO!

Катушки

В тюнере 6 катушек, переключаемых (укороченных) на 6 реле.Индуктивности удваиваются (более или менее) от одной катушки к следующей, так что в комбинации можно переключить почти каждую индуктивность от 0,5 мкГн до 39 мкГн. Оказалось, что эта концепция работает нормально. Единичные индуктивности:

20 мкГн, 10 мкГн, 5 мкГн, 2,5 мкГн, 1 мкГн, 0,5 мкГн

Данные обмотки: Каждая обмотка, кроме самой маленькой, намотана на тороид T80-2 Amidon. Используйте эмалированный медный провод диаметром 0,3 мм. Данные обмотки:

  • L1 (20uH): 60 зуб.
  • L2 (10uH): 43T.
  • L3 (5uH): 30 зуб.
  • L4 (2,5 мкГн): 21 зуб.
  • L5 (1uH): 13T.
  • L6 (0.5uH, намотка на сердечник T50-2): 10T.
Выходной трансформатор

Другая катушка должна быть намотана, потому что антенна имеет внутри несимметричный контур (1 катушка, 1 колпачок). С другой стороны, линия подачи сбалансирована, поэтому об этом следует помнить. Чтобы преобразовать несимметричный выход схемы тюнера в симметричную фидерную линию, я использую симметричный резистор 1: 4 на выходе цепи катушек (T1 на принципиальной схеме).Намотайте 12 витков бифилярного витого эмалированного медного провода 0,8 мм (около 3 витков на см) на сердечник FT114-43 Amidon, используя этот шаблон.

Подсказка: На картинке ниже показан трансформатор балуна, который я ранее установил. Это был балун Гуанеллы, но он не работал удовлетворительно. На 10 и 15 метрах добиться настройки было нелегко.

Конденсатор

В тюнере используется воздушный диэлектрический конденсатор с приводом от двигателя и конденсатор в форме бабочки с макс. Емкость 220 пФ. Преимущество типа «бабочка» в том, что для поворота с минимальной на максимальную грузоподъемность требуется всего 90 °.Двигатель (версия 5V dc) подключается через редуктор 240: 1 производства TAMIYA. Привод имеет два выхода, обеспечивающих по одной оси с каждой стороны привода. К одной из осей я подключил конденсатор, а другую - к потенциометру, чтобы сообщить микроконтроллеру текущий угол поворота. Это обеспечивает точную обратную связь о текущем положении конденсатора, что важно для установки его на желаемое значение. Значение этого переменного резистора не имеет особого значения, поскольку это всего лишь простой делитель напряжения.Все, что находится в диапазоне от 5k до 100k, должно подойти. Убедитесь, что вы используете кусок, который легко поворачивать, чтобы минимизировать трение. Для соединения осей я использовал трубки из ПВХ с внутренним диаметром 3 мм.

Это установка:

Полуавтоматический антенный тюнер для QRP (C) 2016, автор Peter Rachow (DK7IH)

Circuit

Вот схема тюнера:

Полуавтоматический антенный тюнер для QRP (C) 2016 Питера Рачоу (DK7IH)

Справа на входе 50 Ом, к которому подключен трансивер, вы можете увидеть резистор 120 кОм.Его цель - отвести статическое электричество от вашей установки. Антенны с открытыми концами (например, «дуплет») могут создавать высокое напряжение, особенно когда сильный дождь совпадает с сильным ветром. На своем пути сквозь облака капли дождя создают электрический потенциал. Однажды я видел искры длиной от 1 до 2 см в своей хижине, когда я поднес провод фидерной линии антенны к заземленному металлическому шкафу.

Первое впечатление о производительности

Тюнером уже три недели пользуюсь.Моя антенна имеет общую длину 40 метров, высота от 10 до 12 метров над землей. Точка подачи примерно отцентрирована. Антенна с этим тюнером позволяет работать на всех 5 диапазонах моего мультибендера QRP. Отчеты о сигналах обычно хорошие. На 20м очень часто получаю 5 и 9 отчетов. Только мощность передачи составляет 10 Вт. На 40м и 80м верно то же самое. Даже 15 метров, что обычно не так хорошо на дублете длиной 40 метров, работают нормально. 10 метров еще не тестировались из-за условий диапазона.

Максимальное расстояние до сих пор было до W2YP (восточное побережье Нью-Йорка) с моей установкой, имеющей выходную мощность 10 Вт, 25 февраля, получив отчет 57.

Корпус

Я использовал простую пластиковую коробку, доступную для электроустановок. ВЧ-выводы сверху:

Полуавтоматический антенный тюнер для QRP (C) 2016, автор Peter Rachow (DK7IH)

Программное обеспечение

В настоящее время я работаю над улучшением программного обеспечения. Если вас интересует программное обеспечение, напишите мне: peter.rachow (at) web.de !

Усиление тюнера

Этот тюнер предназначен в основном для согласования длиннопроводных антенн со сравнительно высоким Z по сравнению с 50 Ом радиотрансивера.Если вы также хотите согласовать антенны с малым Z (короче 1/4 длины волны), конденсатор необходимо поставить напротив катушек:

Если вы хотите установить конденсатор для переключения между антеннами с высоким и низким Z, другое реле выполнит эту работу. На микронтроллере еще много портов, которые можно использовать.

Спасибо за чтение!

Питер (DK7IH)

Нравится:

Нравится Загрузка ...

Автор: Петр (DK7IH)

Радиолюбитель с 1987 года, конструктор радиоаппаратуры, разработчик программного обеспечения, учитель естествознания в средней школе.Просмотреть все сообщения Peter (DK7IH)

,

Смотрите также