Coordinating device: layunin at prinsipyo ng konstruksyon

2024 May -akda: Henry Conors | [email protected]. Huling binago: 2024-02-12 13:59

Sa amateur practice, hindi madalas na makahanap ng mga antenna kung saan ang input impedance ay katumbas ng wave impedance ng feeder, gayundin ang output impedance ng transmitter. Sa napakalaking karamihan ng mga kaso, hindi posible na makita ang gayong sulat, samakatuwid, dapat gamitin ang mga espesyal na pagtutugma ng mga aparato. Ang antenna, feeder, at gayundin ang output ng transmitter ay kasama sa iisang sistema kung saan ang enerhiya ay ipinapadala nang walang anumang pagkawala.

Paano ito gagawin?

Para magawa ang medyo kumplikadong gawaing ito, kailangan mong gumamit ng magkatugmang mga device sa dalawang pangunahing lugar - ito ang punto kung saan kumokonekta ang antenna sa feeder, at pati na rin ang punto kung saan kumokonekta ang feeder sa output ng transmitter. Ang pinakalat na kalat ngayon ay ang mga dalubhasang pagbabago ng mga aparato, mula sa oscillatory resonant circuit hanggang sa mga coaxial transformer, na ginawa sa anyo ng mga hiwalay na piraso ng isang coaxial cable ng kinakailangang haba. Ang lahat ng mga matcher na ito ay ginagamit upang tumugma sa mga impedance, sa huli ay pinapaliit ang kabuuang pagkawala ng linya ng transmission at, higit sa lahat, binabawasan ang mga out-of-band emissions.

Paglaban at mga tampok nito

Sa karamihan ng mga kaso, ang standard na output impedance sa modernong broadband transmitters ay 500 m. Kapansin-pansin na maraming mga coaxial cable na ginagamit bilang feeder ay iba rin sa karaniwang halaga ng wave impedance sa antas na 50 o 750 m. Gayunpaman, kung isaalang-alang ang mga antenna kung saan maaaring gamitin ang mga tumutugmang device, kung gayon, depende sa disenyo at uri, ang input impedance sa mga ito ay may medyo malawak na hanay ng mga halaga, mula sa ilang ohm hanggang daan-daan at higit pa.

Alam na sa mga single-element na antenna, ang input impedance sa resonant frequency ay praktikal na aktibo, habang mas ang transmitter frequency ay naiiba mula sa resonant na isa sa isang direksyon o iba pa, mas ang reactive component ng isang Ang inductive o capacitive na kalikasan ay lilitaw sa input impedance mismo na mga device. Kasabay nito, ang mga multi-element na antenna ay may input impedance sa resonant frequency, na kumplikado dahil sa katotohanan na ang iba't ibang passive na elemento ay nakakatulong sa pagbuo ng reactive component.

Kung aktibo ang input impedance, maaari itong itugma sa impedance gamit ang isang espesyal na antenna matching device. Dapat pansinin na ang mga pagkalugi dito ay halos bale-wala. Gayunpaman, kaagad pagkatapos magsimulang mabuo ang isang reaktibong bahagi sa resistensya ng input, ang pamamaraan ng pagtutugma ay magiging higit pa at higit pakumplikado, at mas kumplikadong pagtutugma ng antenna ay kailangang gamitin, na may kakayahang magbayad para sa hindi gustong reaktibiti, at dapat na direktang matatagpuan sa feedpoint. Kung ang reaktibiti ay hindi mabayaran, ito ay negatibong makakaapekto sa SWR sa feeder, gayundin sa makabuluhang pagtaas ng kabuuang pagkalugi.

Dapat ko bang gawin ito?

Ang pagtatangkang ganap na mabayaran ang reaktibiti sa ibabang dulo ng feeder ay hindi matagumpay, dahil nalilimitahan ito ng mga katangian ng device mismo. Ang anumang mga pagbabago sa dalas ng transmitter sa loob ng makitid na mga seksyon ng mga amateur band ay sa huli ay hindi hahantong sa paglitaw ng isang makabuluhang reaktibong sangkap, bilang isang resulta kung saan madalas ay hindi na kailangang magbayad para dito. Dapat ding tandaan na ang tamang disenyo ng mga multi-element na antenna ay hindi rin nagbibigay ng malaking reaktibong bahagi ng magagamit na input impedance, na hindi nangangailangan ng kabayaran nito.

Sa himpapawid, madalas kang makakahanap ng iba't ibang hindi pagkakaunawaan tungkol sa papel at layunin ng pagtutugma ng device para sa isang antenna (“mahabang wire” o ibang uri) sa proseso ng pagtutugma ng transmitter dito. Ang ilan ay may mataas na pag-asa para dito, habang ang iba ay itinuturing lamang itong isang ordinaryong laruan. Iyon ang dahilan kung bakit kailangan mong maunawaan nang tama kung paano talagang makakatulong ang isang antenna tuner sa pagsasanay, at kung saan magiging labis ang paggamit nito.

Ano ito?

Una sa lahat, kailangan mong maunawaan nang tama na ang tuner ay isang high-frequency resistance transformer, kung saan, kung kinakailangan, posibleng mabayaran ang inductive o capacitive reactivity. Isaalang-alang ang isang napakasimpleng halimbawa:

Split vibrator, na sa resonant frequency ay may aktibong input impedance na 700 m, at sa parehong oras ay gumagamit ito ng coaxial cable na may transmitter na may input impedance na humigit-kumulang 500 m. Ang mga tuner ay naka-install sa output ng transmitter, at sa sitwasyong ito ay para sa anumang antenna (kabilang ang isang "mahabang cable") na tumutugma sa mga device sa pagitan ng transmitter at feeder, nang walang anumang kahirapan sa pagharap sa pangunahing gawain nito.

Kung higit pang nakatutok ang transmitter sa isang frequency na naiiba sa resonant frequency ng antenna, kung gayon sa kasong ito, maaaring lumitaw ang reaktibiti sa input resistance ng device, na pagkatapos ay halos agad na magsisimulang lumitaw sa ibaba. dulo ng feeder. Sa kasong ito, ang tumutugmang device na "P" ng anumang serye ay makakabawi din dito, at ang transmitter ay muling makakatanggap ng pare-pareho sa feeder.

Ano ang magiging output kung saan kumokonekta ang feeder sa antenna?

Kung eksklusibo mong gagamitin ang tuner sa output ng transmitter, sa kasong ito, hindi posibleng magbigay ng buong kabayaran, at magsisimulang mangyari ang iba't ibang pagkalugi sa device, dahil magkakaroon ng hindi kumpletong pagtutugma. Sa sitwasyong ito, kakailanganin mong gamitinisang konektado sa pagitan ng antenna at feeder, na ganap na magwawasto sa sitwasyon at magbibigay ng reactivity compensation. Sa halimbawang ito, gumaganap ang feeder bilang isang katugmang linya ng transmission na may di-makatwirang haba.

Isa pang halimbawa

Loop antenna, na may aktibong resistensya sa pag-input na humigit-kumulang 1100 m, ay dapat itugma sa isang 50 ohm transmission line. Ang output ng transmitter sa kasong ito ay 500 m.

Dito kakailanganin mong gumamit ng tumutugmang device para sa transceiver o antenna, na i-install sa punto kung saan kumokonekta ang feeder sa antenna. Sa karamihan ng mga kaso, maraming mga hobbyist ang mas gustong gumamit ng iba't ibang uri ng RF transformer na nilagyan ng mga ferrite core, ngunit sa katunayan, ang quarter-wave coaxial transformer, na maaaring gawin mula sa karaniwang 75 ohm cable, ay isang mas maginhawang solusyon.

Paano ito ipatupad?

Ang haba ng seksyon ng cable na ginamit ay dapat kalkulahin gamit ang formula na A/40.66, kung saan ang A ay ang wavelength at 0.66 ang velocity factor na ginagamit para sa karamihan ng mga modernong coaxial cable. Ang mga aparatong tumutugma sa HF antenna sa kasong ito ay ikokonekta sa pagitan ng 50-ohm feeder at ng antenna input, at kung sila ay igulong sa isang bay na may diameter na 15 hanggang 20 cm, kung gayon sa kasong ito ay magsisilbi rin itong pagbabalanse. aparato. Ang feeder ay ganap na awtomatikong itugma sa transmitter, pati na rinpagkakapantay-pantay ng kanilang mga paglaban, at sa ganoong sitwasyon ay magiging posible na ganap na tanggihan ang mga serbisyo ng isang karaniwang antenna tuner.

Isa pang opsyon

Para sa gayong halimbawa, maaari naming isaalang-alang ang isa pang pinakamainam na paraan ng pagtutugma - gamit ang multiple ng kalahating wave o kalahating wave na coaxial cable, sa prinsipyo, na may anumang wave impedance. Ito ay kasama sa pagitan ng tuner na matatagpuan malapit sa transmitter at ng antenna. Sa kasong ito, ang input impedance ng antenna, na may halagang 110 ohms, ay inilipat sa ibabang dulo ng cable, pagkatapos nito, gamit ang isang antenna matching device, ito ay binago sa isang paglaban na 500 m. kaso, ibinigay ang buong pagtutugma ng transmitter sa antenna, at ginagamit ang feeder bilang repeater.

Sa mas malalang sitwasyon, kapag ang input impedance ng antenna ay hindi angkop para sa katangian ng impedance ng feeder, na, naman, ay hindi tumutugma sa output impedance ng transmitter, dalawang HF antenna matching device ang kinakailangan. Sa kasong ito, ang isa ay ginagamit sa itaas upang itugma ang feeder sa antenna, habang ang isa ay ginagamit upang itugma ang feeder sa transmitter sa ibaba. Kasabay nito, walang paraan upang gumawa ng ilang katugmang device gamit ang iyong sariling mga kamay, na maaaring gamitin nang mag-isa upang tumugma sa buong circuit.

Ang paglitaw ng reaktibidad ay gagawing mas kumplikado ang sitwasyon. Sa kasong ito, ang mga HF na tumutugma sa mga aparato ay makabuluhang mapabutitumutugma sa transmitter sa feeder, kaya nagbibigay ng isang makabuluhang pagpapasimple ng gawain ng huling yugto, ngunit hindi ka dapat umasa ng higit pa mula sa kanila. Dahil sa ang katunayan na ang feeder ay hindi magkatugma sa antena, ang mga pagkalugi ay lilitaw, kaya ang kahusayan ng aparato mismo ay mababawasan. Ang isang naka-activate na SWR meter na naka-install sa pagitan ng tuner at ng transmitter ay titiyakin na ang SWR=1 ay naayos, at ang epektong ito ay hindi makakamit sa pagitan ng feeder at ng tuner, dahil mayroong mismatch.

Konklusyon

Ang benepisyo ng tuner ay nagbibigay-daan ito sa iyong mapanatili ang pinakamainam na mode ng transmitter sa proseso ng pagtatrabaho sa isang hindi pantay na pagkarga. Ngunit kasabay nito, hindi matitiyak ang pagpapabuti sa kahusayan ng anumang antenna (kabilang ang "mahabang wire") - walang kapangyarihan ang mga tumutugmang device kung hindi ito tumutugma sa feeder.

Ang

P-circuit, na ginagamit sa yugto ng output ng transmitter, ay maaari ding gamitin bilang antenna tuner, ngunit kung mayroong pagbabago sa pagpapatakbo sa inductance at bawat kapasidad. Sa karamihan ng mga kaso, ang mga manu-mano at awtomatikong tuner ay mga resonant na contour tunable na device, hindi alintana kung sila ay na-assemble sa pabrika o may nagpasya na gumawa ng isang pagtutugma ng aparato para sa antenna gamit ang kanilang sariling mga kamay. Mayroong dalawa o tatlong elementong nagre-regulate sa mga manu-mano, at ang mga ito mismo ay hindi gumagana sa pagpapatakbo, habang ang mga awtomatiko ay mahal, at para sa trabaho sa mga seryosong kapasidad, ang kanilang gastos ay maaaring napakataas.

Broadband na tumutugma sa device

Ang tuner na ito ay nakakatugon sa karamihan ng mga variation kung saan kinakailangan upang matiyak ang pagtutugma ng antenna sa transmitter. Ang ganitong kagamitan ay medyo epektibo sa proseso ng pagtatrabaho sa mga antenna na ginagamit sa mga harmonika, kung ang feeder ay isang half-wave repeater. Sa sitwasyong ito, ang input impedance ng antenna ay naiiba sa iba't ibang banda, ngunit ang tuner ay nagbibigay-daan para sa madaling pagtutugma sa transmitter. Ang iminungkahing aparato ay madaling gumana sa mga kapangyarihan ng transmitter hanggang sa 1.5 kW sa frequency band mula 1.5 hanggang 30 MHz. Maaari ka ring gumawa ng ganoong device gamit ang iyong sariling mga kamay.

Ang mga pangunahing elemento ng tuner ay isang RF autotransformer sa isang ferrite ring mula sa deflecting system TV UNT-35, pati na rin isang switch na idinisenyo para sa 17 na posisyon. Posibleng gumamit ng mga cone ring mula sa mga modelong UNT-47/59 o anumang iba pa. Mayroong 12 na pagliko sa paikot-ikot, na nasugatan sa dalawang wire, habang ang simula ng isa ay pinagsama sa dulo ng pangalawa. Sa diagram at sa talahanayan, ang pag-numero ng mga pagliko ay tapos na, habang ang wire mismo ay na-stranded at nakapaloob sa fluoroplastic insulation. Para sa insulation, ang diameter ng wire ay 2.5 mm, na nagbibigay ng mga gripo mula sa bawat pagliko, simula sa ikawalo, kung binibilang mula sa grounded na dulo.

Ang autotransformer ay naka-install nang mas malapit hangga't maaari sa switch, habang ang mga nagkokonektang konduktor sa pagitan ng mga ito ay dapat na may pinakamababahaba. Posibleng gumamit ng switch na may 11 na posisyon, kung ang disenyo ng transpormer na may hindi masyadong malaking bilang ng mga gripo ay nai-save, halimbawa, mula 10 hanggang 20 na pagliko, ngunit sa ganoong sitwasyon, bababa din ang pagitan ng pagbabago ng paglaban..

Dahil alam mo ang eksaktong halaga ng input impedance ng antenna, maaari mong gamitin ang naturang transpormer upang itugma ang antenna sa isang 50 o 750 m feeder, gamit lamang ang pinakakailangang mga gripo. Sa ganoong sitwasyon, ito ay inilalagay sa isang espesyal na moisture-proof na kahon, pagkatapos nito ay puno ng paraffin at direktang inilagay sa feed point ng antenna. Ang katugmang device mismo ay maaaring gumanap bilang isang independiyenteng disenyo o kasama sa isang espesyal na antenna-switching unit ng ilang istasyon ng radyo.

Para sa kalinawan, ipinapakita ng label na naka-mount sa switch handle ang resistance value na tumutugma sa posisyong ito. Upang matiyak ang buong kompensasyon ng reactive inductive component, posibleng ikonekta ang isang variable capacitor.

Malinaw na ipinapakita ng talahanayan sa ibaba kung paano nakadepende ang paglaban sa bilang ng mga pagliko na nagawa mo. Sa kasong ito, isinagawa ang pagkalkula batay sa ratio ng mga resistensya, na nasa quadratic na pagdepende sa kabuuang bilang ng mga pagliko na ginawa.