Ксв метр своими руками для трансивера
Почти каждый пользователь радиостанции или трансивера сталкивается с необходимостью оптимального согласования антенно-фидерного устройства и передатчика. Эта проблема актуальна как для тех, кто пользуется «стационарными» радиостанциями (в том числе для радиообмена в гражданском диапазоне 27 МГц), так и для тех, кто использует автомобильные AM и ЧМ трансиверы. Для увеличения зоны действия портативной (носимой) радиостанции подключают соответствующую внешнюю антенну. Решение этой проблемы важно для тех, кто уже имеет или собирается приобрести и зарегистрировать радиостанцию, ведет активный и эффективный (на дальние расстояния) радиообмен. Для этого и необходим КСВ-метр.
КСВ-метр — это измеритель коэффициента стоячей волны. Автор в своей лаборатории имеет два промышленных измерителей КСВ -SWR-430 Optim (вариант SWR-121) и SX-40 (вариант SX-40). Об общих принципах настройки антенного хозяйства с помощью КСВ-метров хорошо описано в [1].
КСВ-метр SWR-430
КСВ-метр SWR-430, внешний вид которого показан на фото 1 внизу, измеряет КСВ в линиях питания (фидерных линиях) антенного хозяйства гражданского диапазона 27 МГц (диапазон частот измерений 24. 30 МГц) и является необходимым устройством для качественной настройки антенн.
Это, в свою очередь, обеспечивает качественную работу приемо-передающих устройств. Поскольку любая антенна настраивается «под передатчик», именно от резонанса антенного хозяйства и передающего тракта конкретной радиостанции зависит эффективность и дальность работы конкретного радиокорреспондента.
Прибор SWR-430 помимо КСВ может измерять выходную мощность передатчика радиостанции. Шкала стрелочного индикатора (фото 1 внизу) в устройстве только одна, функции измерения КСВ и мощности передатчика переключаются на передней панели полозковым переключателем.
Погрешность устройства не более 5%, импеданс 50 Ом. Устройство годится для измерения проходной мощности до 100 Вт, что вполне удовлетворяет запросам радиолюбителей, поскольку большинство современных трансиверов имеют
максимальную мощность до 100 Вт, кроме того, в России по требованиям Роскомнадзора работать с мощностью выше этого значения могут только специалисты.
Диапазон градуировки стрелочного индикатора 1. 1:3. Это прибор небольшой точности измерения, однако с его помощью можно настроить антенну простым способом, что, безусловно, лучше, чем полное отсутствие приборов настройки антенного хозяйства.
Замечу, что аналогичные по характеристикам устройства SWR-420 Optim и SWR-121 могут изменять только КСВ без возможности измерения мощности.
Измерители КСВ и мощности SX-20 и SX-40
Измеритель КСВ и мощности SX-40 (см. фото 1 вверху) представляет собой устройство с двумя функциями: позволяет измерить мощность и КСВ в диапазоне 140. 525 МГц.
На передней панели прибора установлен переключатель максимальной измеряемой мощности 15/150 Вт. Причем минимальная измеряемая мощность всего 1 Вт, что позволяет настраивать антенное хозяйство портативных радиостанций в режиме «LOW», не опасаясь выхода из строя выходного каскада при любом из возможных значений входного сопротивления антенны.
КСВ-метр модели SX-20 предназначен для измерения мощности и КСВ в диапазоне 1,8.. 200 МГц. Он имеет переключатель максимальной измеряемой мощности 30/300 Вт.
У обоих устройств волновое сопротивление (импеданс) 50 Ом (для подключения к кабелю с волновым сопротивлением 50 Ом), подключаемый с помощью разъема UHF. Минимальная мощность радиостанции 2 Вт.
Самодельный КСВ-метр
Те радиолюбители, кто редко ремонтирует и настраивает радиостанции, пользуются для настройки и согласования трансиверов и АФУ услугами «выездных специалистов», что сегодня обходится весьма дорого, как и любые работы в сфере обслуживания и ремонта. Хотя специалисты для настройки и согласования пользуются все теми же измерителями КСВ. Так не проще ли собрать его самому? Для тех, кто готов сам собрать измеритель КСВ и научиться пользоваться им, предлагаю следующие рекомендации.
Для согласования выхода передатчика с фидером используется специальное согласующее устройство, а антенна согласуется с кабелем, как правило, изменением длины антенны.
Принципиальная электрическая схема самодельного измерителя КСВ с согласующим устройством показана на рис.1.
Согласующее устройство состоит из двух конденсаторов переменной емкости С1 и С2 с воздушным диэлектриком (например, КПЕ-4. 50, 1КЛМВ-1) и бескаркасной катушки индуктивности L1. Она содержит 8 витков медного провода без изоляции диаметром 2,2 мм с диаметром намотки 25 мм и длиной 22 мм. Индуктивность такой катушки составит 1,2 мкГн. Настройка согласования производится конденсаторами С1 и С2. Показания считывают по шкале миллиамперметра ИП. КСВ-метр при настройке устанавливается между согласующим устройством и фидерной линией.
Измеритель КСВ показывает, насколько близко к режиму бегущей волны (отсутствие отраженного сигнала от нагрузки) находится система «радиостанция-фидер-антенна».
Согласующее устройство измерителя подключают к гнезду антенны передатчика с помощью отрезка кабеля (длиной не более 1 м) с волновым сопротивлением 50 Ом, например, РК-50 или аналогичного.
Измерительная часть КСВ-метра конструктивно выполнена из отрезка того же кабеля длиной 160 мм с удаленной внешней изоляцией. Этот отрезок кабеля после всех подготовительных работ загибают подковой. Экран провода соединяют с «общим проводом» передатчика. Конструкция и внешний вид окончательно оформленного отрезка кабеля показан на рис.2.
Внутреннюю жилу кабеля (2) подсоединяют соответственно одним концом к согласующему устройству (конденсатор С2), а другим — к фидеру антенны. Внутри экранирующего провода КСВ-метра (отрезка кабеля длиной 160 мм с удаленной изоляцией — 1) аккуратно с помощью иголки прокладывают гибкий изолированный провод типа МГТФ-0,8 (3) и от его середины выводят отвод для подключения резистора R1. Концы внутреннего провода МГТФ-0,8 (может быть применен любой аналогичный провод МГТФ-1, МГТФ-2) припаивают к германиевым диодам VD1, VD2.
Резистор R1 мощностью 2 Вт с сопротивлением в пределах 30. 150 Ом. Переменный резистор R2 типа СПО-1. В качестве диодов VD1, VD2 используются «старые» германиевые диоды из серий Д2, Д9, Д220, Д311 с любым буквенным индексом.
Измерительный прибор любой градуированный, стоком полного отклонения 1 мА. Переключатель SB1 типа тумблер, например MTS-1. Корпус для устройства измерителя КСВ может быть выбран любым подходящим, экранированным.
Внешний вид готового устройства может быть таким (например, как в авторском варианте), как показано на фото 2.
Перед включением радиостанции и согласующего устройства проводят необходимые подготовительные работы: подключают антенно-фидерное устройство, устанавливают переключатель SB1 в положение «ПР» (в левое по схеме положение), а движок переменного резистора R2 устанавливают в среднее положение.
После подачи питания на радиостанцию и включения ее в режим «передача», перемещением движка переменного резистора R2 добиваются максимального отклонения стрелки миллиамперметра вправо, к примеру, до цифры «10» (если эта цифра является максимальной градуированной величиной на шкале). После этого переводят переключатель SB1 в положение «ОБР» и фиксируют новое показание по шкале прибора (заметно меньше предыдущего), что соответствует значению обратной волны.
По формуле КСВ=(Ппр +Побр )/(Ппр -Побр)) находят значение КСВ, где Ппр -показание прибора в режиме фиксации прямой волны (переключатель SB1 в левом по схеме положении).
Побр — показание прибора при обратной волне.
Например, Ппр =10, Побр=2, тогда КСВ =(10+2)/( 10-2)= 12/8=1,5.
Потери на отражение волны в цепи «передатчик-фидер-антенна» зависят от величины КСВ и приведены в таблице.
Для оптимального согласования желательно иметь КСВ в пределах 1,1. 1,5, в этом случае потери на отражение волны составят 5. 12%, что вполне допустимо.
Перед началом настройки антенны желательно убедиться в правильности показаний имеющегося КСВ-метра и иметь «контрольную» антенну, которой может быть штатная антенна от переносной радиостанции или даже самодельный четвертьволновый (1/4) «штырь».
В своих запасах хорошо иметь два КСВ-метра, рассчитанных для работы с фидерами, имеющими волновое сопротивление и 50 и 75 Ом, и, конечно, несколько «образцов» используемых кабелей.
Сравнительные измерения (сравнительная эффективность) сводятся к определению уровня напряженности поля создаваемого настраиваемой антенной относительно контрольной.
Еще более точную оценку эффективности работы антенны можно получить, используя стандартный калиброванный измеритель напряженности поля, и тогда снять диаграмму направленности антенны, но такие возможности имеются не у всех радиолюбителей.
Согласование антенного хозяйства с помощью рассмотренного самодельного прибора сводится к тому, что при условии постоянной длины штыря антенны, изменением емкости конденсаторов С1 и С2 согласующего устройства, а также изменением емкости подстроечного конденсатора в основании антенны добиваются необходимых значений КСВ.
Если штырь антенны, а в некоторых моделях и его «противовес», конструктивно имеют возможность регулировки длины, то это является дополнительной возможностью настройки всей системы согласования.
Таким простым методом можно воспользоваться для настройки радиолюбительских УКВ-трансиверов и даже автомобильных радиостанций, работающих в гражданском диапазоне частот, с выходной мощностью 0,5. 15 Вт и укомплектованных простыми конструкциями антенн.
Источник
Ксв метр своими руками для трансивера
Измеритель КСВ и мощности передатчика с программируемым диапазоном измерения мощностей и сопротивления нагрузки.
Для измерения мощности передатчика и степени его согласования с нагрузкой — антенной предлагаю простое, но надёжное и полезное устройство разработанное Юрием (UT3MK) — это измеритель КСВ и мощности. Заходите к нему на сайт, там найдёте кучу всяких вкусностей и полезностей 🙂 ссылочка чуть ниже по тексту. На самом деле функционал устройства шире. Оно может: работать в качестве измерителя уровня принимаемого сигнала S-метра, измерять ток потребляемый усилителем передатчика, измерять температуру цифровым датчиком, управлять работой вентилятора, выдавать сигнал ALC для регулирования мощности раскачки выходного каскада. Но я в данной конструкции использовал только основные функции — это измерение КСВ и мощности. все остальные сигналы присутствуют на разъёмах и их можно использовать в Ваших самоделках 🙂 Единственное, нужно будет приобрести выносной датчик тока ACS712. На плате есть место для его установки, но на мой взгляд, рационально установить датчик в усилителе, а на плату контроллера измерителя SWR завести выходной сигнал от датчика, чтобы не тянуть толстые провода с понятными последствиями.
Полное описание конструкции, а также прошивки контроллера выложены у автора на сайте здесь >>>
Конструктивно устройство выполнено из скреплённых латунными монтажными стойками и винтами М2,5 передней панели, платы контроллера с ЖКИ дисплеем, разделительной экранирующей платы, платы датчиков прямой и отражённой волны на кольцах FT50-43 и задней панели. Платы можно разделить на части в зависимости от того, как всё это будет использоваться. Плату контроллера с ЖКИ можно вынести на переднюю панель усилителя или трансивера, а плату с датчиками ВЧ токов закрепить на задней стенке усилителя или трансивера. В общем у конструктора руки развязаны 🙂
Единственное условие — это предельные уровни исследуемых сигналов прямой и обратной волны. Максимальное его значение не должно превышать уровень 5 В. Этот предел будет равен максимальной мощности на соответствующем эквиваленте. В меню устройства есть два пункта настроек — ограничитель мощности и изменение сопротивления измерительного датчика антенны. Предположим, что у вас ламповый усилитель с мощностью 500W на 75 Ом нагрузку, то Вам придется изготовить датчик под 75 Ом. Это значение изменить кнопками Step+ и Step- c 50 Ом на желаемое. Так же в пункте меню выставить максимальную мощность в 500 Вт. При максимальной мощности усилителя с детекторного датчика должно приходить не более 5 В. Для выравнивания неравномерности диодов на датчике предусмотрены входные подстроечные резисторы. Для измерения тока выходного каскада применена модульная сборка на микросхеме ACS712 — 5A. Эти платы продаются уже готовые в тех же магазинах где и Arduino.
Все подробности по работе устройства в качестве S-метра, ключа для вентилятора, измерителя температуры я описывать не буду, всё это есть на сайте у Юрия, заходите к ему в гости и не пожалеете 🙂 При необходимости задавайте вопросы, я постараюсь ответить.
Мощность можно задавать ну хоть 5000 Вт, но тогда нужно соответствующим образом изготовить датчики тока.
По умолчанию я комплектую наборы для сборки колечками FT50-43, на них, я думаю, получится измеритель до 1000 Вт, по крайней мере при 500 Вт никаких проблем не обнаружено. На колечках намотано 24 витка, напряжение при максимальной мощности на подстроечных резисторах порядка 9,3В, мощность резистора прямой волны не менее 2 Вт, я кладу в комплект всего четыре резистора 1 Вт по 100 Ом, 1%.
Пока устройство без корпуса 🙁
Разъёмы для подключения передатчика и нагрузки типа BNC, то есть возможность укомплектовать набор переходниками BNC/SO-239 см. на фото.
Для установки параметров на передней панели устройства есть три кнопки. Питание подаётся через стандартный круглый разъём 5,5х2,1 расположенный на задней стенке устройства. Напряжение питания 7-12 В постоянного тока.
Схемы ниже по тексту и по ссылкам:
платы датчиков тока здесь >>> и контроллера здесь >>>
Для токовых трансформаторов можно использовать Амидоновские бинокли BN43-202 или ферритовые кольца FT50-43 и т.п.
Небольшое видео работы:
Вариант измерителя SWR с гнёздами SO-239:
Вариант крышек для сборки корпуса измерителя SWR — буквально немножко растачиваем пазы надфилем, чтобы плотно внатяг собралась конструкция, и получается вот такая коробка 🙂
Ардуинку предварительно программирую — прошивка 3.1
Прошу прощения у коллег земляков, виноват, каюсь, немного зарапортовался 🙂
Стоимость набора для самостоятельной сборки измерителя SWR (BNC) — 1000 грн. или 2500 руб.
Стоимость переходника BNC/SO-239 — 45 грн./шт. или 120 руб./шт.
Состав набора можно увидеть здесь >>>
Стоимость набора для самостоятельной сборки измерителя SWR (SO-239) — 1050 грн. или 2650 руб.
Стоимость четырёх крышек из стеклотекстолита для сборки корпуса — 250 грн./комплект или 650 руб./комплект
Заказы можно оформлять через форму обратной связи,
письмом на e-mail или по телефону указанному в разделе контакты, доставка и оплата
Всем мирного неба, удачи, добра, 73!
Источник
