Dispositivos de coordinación: propósito y principio de construcción

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Última modificación: 2024-02-12 06:03

En la práctica amateur, a menudo no es posible encontrar antenas en las que la impedancia de entrada sea igual a la impedancia de onda del alimentador, así como la impedancia de salida del transmisor. En la gran mayoría de los casos, no es posible detectar tal correspondencia, por lo tanto, se deben usar dispositivos de comparación especializados. La antena, el alimentador y también la salida del transmisor se incluyen en un solo sistema en el que la energía se transmite sin pérdidas.

¿Cómo hacerlo?

Para llevar a cabo esta tarea bastante complicada, necesita usar dispositivos coincidentes en dos lugares principales: este es el punto donde la antena se conecta al alimentador y también el punto donde el alimentador se conecta a la salida del transmisor. Los más difundidos en la actualidad son dispositivos de transformación especializados, que van desde circuitos resonantes oscilatorios hasta transformadores coaxiales, hechos en forma de piezas separadas de un cable coaxial de la longitud requerida. Todos estos emparejadores se utilizan para igualar las impedancias, lo que en última instancia minimiza la pérdida general de la línea de transmisión y, lo que es más importante, reduce las emisiones fuera de banda.

Resistencia y sus características

En la mayoría de los casos, la impedancia de salida estándar en los transmisores de banda ancha modernos es de 500 m. Vale la pena señalar que muchos cables coaxiales utilizados como alimentador también difieren en el valor estándar de la impedancia de onda al nivel de 50 o 750 m Sin embargo, si considera antenas para las que se pueden usar dispositivos de adaptación, entonces, según el diseño y el tipo, la impedancia de entrada en ellas tiene un rango de valores bastante amplio, que va desde unos pocos ohmios hasta cientos e incluso más.

Se sabe que en las antenas de un solo elemento, la impedancia de entrada en la frecuencia resonante es prácticamente activa, mientras que cuanto más se diferencia la frecuencia del transmisor de la resonante en una u otra dirección, mayor es la componente reactiva de una La naturaleza inductiva o capacitiva aparecerá en la impedancia de entrada de los propios dispositivos. Al mismo tiempo, las antenas de elementos múltiples tienen una impedancia de entrada en la frecuencia de resonancia, que es compleja debido al hecho de que varios elementos pasivos contribuyen a la formación del componente reactivo.

Si la impedancia de entrada está activa, se puede adaptar a la impedancia utilizando un dispositivo de adaptación de antena especializado. Cabe señalar que las pérdidas aquí son prácticamente insignificantes. Sin embargo, inmediatamente después de que comience a formarse un componente reactivo en la resistencia de entrada, el procedimiento de adaptación será cada vez másSerá necesario utilizar una adaptación de antena cada vez más compleja, con la capacidad de compensar la reactividad no deseada, y debe ubicarse directamente en el punto de alimentación. Si no se compensa la reactividad, esto afectará negativamente la ROE en el alimentador y aumentará significativamente las pérdidas generales.

¿Debería hacer esto?

Un intento de compensar completamente la reactividad en el extremo inferior del alimentador no tiene éxito, ya que está limitado por las características del propio dispositivo. Cualquier cambio en la frecuencia del transmisor dentro de las secciones estrechas de las bandas de radioaficionados finalmente no dará lugar a la aparición de un componente reactivo significativo, como resultado de lo cual a menudo no hay necesidad de compensarlo. También vale la pena señalar que el diseño correcto de antenas de elementos múltiples tampoco proporciona un gran componente reactivo de la impedancia de entrada disponible, que no requiere su compensación.

En el aire, a menudo puede encontrar varias disputas sobre el papel y el propósito de un dispositivo de adaptación para una antena ("cable largo" u otro tipo) en el proceso de adaptación de un transmisor. Algunos tienen grandes esperanzas en él, mientras que otros simplemente lo consideran un juguete ordinario. Es por eso que debe comprender correctamente cómo un sintonizador de antena realmente puede ayudar en la práctica y dónde su uso será superfluo.

¿Qué es esto?

En primer lugar, debe comprender correctamente que el sintonizador es un transformador de resistencia de alta frecuencia con el que, si es necesario, será posible compensar la reactividad inductiva o capacitiva. Considere un ejemplo extremadamente simple:

Vibrador dividido, que a la frecuencia de resonancia tiene una impedancia de entrada activa de 700 m, y al mismo tiempo utiliza un cable coaxial con un transmisor que tiene una impedancia de entrada de unos 500 m. En la salida se instalan sintonizadores del transmisor, y en esta situación será para cualquier antena (incluido un "cable largo") dispositivos de adaptación entre el transmisor y el alimentador, sin ninguna dificultad para hacer frente a su tarea principal.

Si además el transmisor se sintoniza a una frecuencia que difiere de la frecuencia de resonancia de la antena, en este caso, puede aparecer reactividad en la resistencia de entrada del dispositivo, que posteriormente comienza a aparecer casi inmediatamente en la parte inferior final del alimentador. En este caso, el dispositivo coincidente "P" de cualquier serie también podrá compensarlo, y el transmisor volverá a recibir consistencia con el alimentador.

¿Cuál será la salida donde el alimentador se conecta a la antena?

Si usa el sintonizador exclusivamente en la salida del transmisor, en este caso no será posible proporcionar una compensación completa y comenzarán a ocurrir varias pérdidas en el dispositivo, ya que habrá una coincidencia incompleta. En esta situación, deberá utilizaruno conectado entre la antena y el alimentador, que corregirá completamente la situación y proporcionará compensación de reactividad. En este ejemplo, el alimentador actúa como una línea de transmisión adaptada de longitud arbitraria.

Otro ejemplo

La antena de cuadro, que tiene una resistencia de entrada activa de aproximadamente 1100 m, debe combinarse con una línea de transmisión de 50 ohmios. La salida del transmisor en este caso es de 500 m.

Aquí deberá utilizar un dispositivo compatible con el transceptor o la antena, que se instalará en el punto donde el alimentador se conecta a la antena. En la gran mayoría de los casos, muchos aficionados prefieren usar varios tipos de transformadores de RF equipados con núcleos de ferrita, pero, de hecho, un transformador coaxial de cuarto de onda, que puede fabricarse con un cable estándar de 75 ohmios, es una solución más conveniente.

¿Cómo implementarlo?

La longitud de la sección del cable utilizada debe calcularse mediante la fórmula A/40,66, donde A es la longitud de onda y 0,66 es el factor de velocidad utilizado para la gran mayoría de los cables coaxiales modernos. Los dispositivos de adaptación de antena HF en este caso se conectarán entre el alimentador de 50 ohmios y la entrada de antena, y si se enrollan en una bahía con un diámetro de 15 a 20 cm, en este caso también actuará como un equilibrador. dispositivo. El alimentador se emparejará automáticamente con el transmisor, así comoigualdad de sus resistencias, y en tal situación será posible rechazar completamente los servicios de un sintonizador de antena estándar.

Otra opción

Para tal ejemplo, podemos considerar otro método óptimo de emparejamiento: usar un múltiplo de media onda o un cable coaxial de media onda, en principio, con cualquier impedancia de onda. Se incluye entre el sintonizador ubicado cerca del transmisor y la antena. En este caso, la impedancia de entrada de la antena, que tiene un valor de 110 ohmios, se transfiere al extremo inferior del cable, después de lo cual, utilizando un dispositivo de adaptación de antena, se transforma en una resistencia de 500 m. caso, se proporciona una coincidencia completa del transmisor con la antena, y el alimentador se utiliza como repetidor.

En situaciones más severas, cuando la impedancia de entrada de la antena es inapropiada para la impedancia característica del alimentador que, a su vez, no corresponde a la impedancia de salida del transmisor, se requieren dos dispositivos de adaptación de antena HF. En este caso, uno se usa en la parte superior para hacer coincidir el alimentador con la antena, mientras que el otro se usa para hacer coincidir el alimentador con el transmisor en la parte inferior. Al mismo tiempo, no hay forma de hacer un dispositivo de emparejamiento con sus propias manos, que pueda usarse solo para emparejar todo el circuito.

La aparición de la reactividad complicará aún más la situación. En este caso, los dispositivos de adaptación de HF mejorarán significativamentehaciendo coincidir el transmisor con el alimentador, proporcionando así una importante simplificación del trabajo de la etapa final, pero no se debe esperar más de ellos. Debido al hecho de que el alimentador no coincidirá con la antena, aparecerán pérdidas, por lo que se subestimará la eficiencia del dispositivo en sí. Un medidor de ROE activado instalado entre el sintonizador y el transmisor asegurará que la ROE=1 sea fija, y este efecto no se puede lograr entre el alimentador y el sintonizador, ya que hay una f alta de coincidencia.

Conclusión

El beneficio del sintonizador es que le permite mantener el modo óptimo del transmisor en el proceso de trabajar con una carga inconsistente. Pero al mismo tiempo, no se puede garantizar una mejora en la eficiencia de cualquier antena (incluido el "cable largo"): los dispositivos coincidentes no tienen poder si no coinciden con el alimentador.

El circuito

P, que se usa en la etapa de salida del transmisor, también se puede usar como sintonizador de antena, pero solo si hay un cambio operativo en la inductancia y cada capacitancia. En la gran mayoría de los casos, tanto los sintonizadores manuales como los automáticos son dispositivos sintonizables de contorno resonante, independientemente de si se ensamblan en la fábrica o si alguien decidió hacer un dispositivo de adaptación para la antena con sus propias manos. Hay dos o tres elementos de regulación en los manuales, y ellos mismos no están operativos en funcionamiento, mientras que los automáticos son caros, y para trabajos a capacidades serias, su costo puede ser extremadamente alto.

Dispositivo de coincidencia de banda ancha

Este sintonizador satisface la gran mayoría de variaciones en las que es necesario asegurar la coincidencia de la antena con el transmisor. Dicho equipo es bastante efectivo en el proceso de trabajo con antenas utilizadas en armónicos, si el alimentador es un repetidor de media onda. En esta situación, la impedancia de entrada de la antena difiere en diferentes bandas, pero el sintonizador permite una fácil coincidencia con el transmisor. El dispositivo propuesto puede funcionar fácilmente con potencias de transmisión de hasta 1,5 kW en la banda de frecuencia de 1,5 a 30 MHz. Incluso puedes hacer un dispositivo de este tipo con tus propias manos.

Los elementos principales del sintonizador son un autotransformador de RF en un anillo de ferrita del sistema deflector TV UNT-35, así como un interruptor diseñado para 17 posiciones. Es posible utilizar anillos cónicos de los modelos UNT-47/59 o cualquier otro. Hay 12 vueltas en el devanado, que se enrollan en dos hilos, mientras que el comienzo de uno se combina con el final del segundo. En el diagrama y en la tabla, la numeración de las vueltas es completa, mientras que el cable en sí está trenzado y encerrado en un aislamiento de fluoroplástico. Para el aislamiento, el diámetro del cable es de 2,5 mm, proporcionando tomas de cada vuelta, a partir de la octava, si se cuenta desde el extremo puesto a tierra.

El autotransformador se instala lo más cerca posible del interruptor, mientras que los conductores de conexión entre ellos deben tener un mínimolargo. Es posible usar un interruptor con 11 posiciones, si se guarda el diseño del transformador con una cantidad no tan grande de tomas, por ejemplo, de 10 a 20 vueltas, pero en tal situación, el intervalo de transformación de resistencia también disminuirá.

Conociendo el valor exacto de la impedancia de entrada de la antena, puede usar un transformador de este tipo para hacer coincidir la antena con un alimentador de 50 o 750 m, usando solo las tomas más necesarias. En tal situación, se coloca en una caja especial a prueba de humedad, luego se llena con parafina y se coloca directamente en el punto de alimentación de la antena. El dispositivo de coincidencia en sí puede realizarse como un diseño independiente o incluirse en una unidad especial de conmutación de antena de alguna estación de radio.

Para mayor claridad, la etiqueta montada en la manija del interruptor muestra el valor de resistencia que corresponde a esta posición. Para garantizar la compensación total del componente inductivo reactivo, es posible conectar posteriormente un condensador variable.

La siguiente tabla muestra claramente cómo la resistencia depende del número de vueltas que haya dado. En este caso, el cálculo se realizó en base a la relación de resistencias, la cual está en dependencia cuadrática del número total de vueltas realizadas.