Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radiocomunicazioni civili

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Un misuratore del rapporto di onde stazionarie (SWR) è uno degli apparecchi più essenziali in una stazione radioamatoriale. Tuttavia, i misuratori SWR più comuni hanno una banda di frequenza operativa limitata. L'articolo descrive un apparecchio a banda larga con una frequenza operativa superiore di 2,5 GHz. Il dispositivo è di piccole dimensioni e facile da usare.

I misuratori SWR facilitano notevolmente la configurazione, il funzionamento e il monitoraggio delle condizioni del percorso dell'antenna-alimentatore. Sono realizzati sulla base di accoppiatori direzionali o ponti CA. Gli accoppiatori direzionali hanno una notevole dipendenza dalla frequenza e non consentono la creazione di un misuratore SWR a banda larga.

Una descrizione del progetto di un misuratore SWR basato su un ponte sbilanciato viene offerta all'attenzione dei radioamatori. Il dispositivo consente inoltre di misurare la potenza di uscita di un trasmettitore o ricetrasmettitore. Lo strumento funziona nella gamma di frequenze da 1,5 a 1300 MHz e con precisione ridotta anche fino a 2500 MHz.

Il dispositivo è composto da due unità: alta frequenza e indicatore. Ognuno di essi è realizzato sotto forma di un blocco separato. Sono collegati tra loro tramite filo schermato. Grazie a questa soluzione, l'unità ad alta frequenza può essere posizionata direttamente sull'oggetto da misurare, ad esempio su un'antenna, e l'unità indicatore può essere installata in un luogo comodo per l'osservazione. Come sorgente del segnale viene utilizzato un generatore di segnale, trasmettitore o ricetrasmettitore standard.

Lo schema elettrico del blocco ad alta frequenza è mostrato in Fig. 1. È costituito da un attenuatore resistivo con attenuazione di circa 2 dB, montato sui resistori R1 - R6, e da un ponte resistivo sugli elementi R9 - R14. Un braccio del ponte è il carico, di cui viene misurato l'SWR. Il carico è collegato alla presa XW2. Per ridurre la componente induttiva dell'impedenza e aumentare la dissipazione di potenza, due resistori sono collegati in parallelo nei bracci del ponte.

Il diodo VD1 rettifica la tensione RF rilasciata sui resistori R10, R12 e viene utilizzato come riferimento per calibrare il dispositivo e misurare la potenza del trasmettitore. Il diodo VD2 rettifica la tensione nella diagonale di misura del ponte, che dipende dall'SWR del carico collegato al dispositivo.

La presenza di un attenuatore significa che è necessario fornire una maggiore potenza al dispositivo, ma allo stesso tempo garantisce un adattamento soddisfacente dell'ingresso del dispositivo con la sorgente del segnale ad alta frequenza, molto spesso la stazione radio stessa. Quindi, ad esempio, senza attenuatore (a seconda dell'SWR del carico), l'SWR del dispositivo in ingresso può raggiungere 2, il che non è sempre accettabile per il ricetrasmettitore. Con un attenuatore l'SWR all'ingresso del dispositivo non supererà in ogni caso 1,5...1,6. Lo schema dell'unità indicatore del dispositivo è mostrato in Fig. 2. Utilizza un dispositivo puntatore di piccole dimensioni: un microamperometro M4247 con una corrente di deviazione totale di 100 μA. I diodi VD1 e VD2 proteggono il dispositivo dal sovraccarico.

Utilizzare il dispositivo come segue. Il carico di cui si desidera misurare l'SWR viene collegato alla presa XW2 “Load” e alla presa XW1 “Input” viene fornito un segnale RF con una potenza di almeno 0,08...0,1 W. Nella posizione dell'interruttore SA2 “SWR” e SA1 “Calibration”, il resistore R3 “Calibration” imposta la freccia del dispositivo sull'ultima divisione della scala. Successivamente, l'interruttore SA1 viene commutato sulla posizione "Misurazione" e le letture vengono lette dalla scala del comparatore. Per misurare la potenza in uscita, l'interruttore SA2 viene commutato sulla posizione "Power" e un carico adattato con un SWR vicino a 3, una dissipazione di potenza di almeno 1... 0,5 W viene collegato alla presa XS1 "Load", e le letture vengono lette dalla scala dell'indicatore.

Nel dispositivo possono essere utilizzate le seguenti parti: resistori - PH1-12, dimensione 1206, possono funzionare a temperature fino a 125 °C. Con una potenza di dissipazione del resistore di 0,25 W, è possibile fornire al dispositivo fino a 3 W di potenza per un lungo periodo e molte volte di più per un breve periodo. Se si utilizzano resistori da 0,5 W, la potenza del segnale di ingresso può essere raddoppiata. Resistenze trimmer - SPZ-19, variabili - SP4 o SPO, condensatori - K10-17v o simili importati.

I diodi VD1, VD2 del blocco ad alta frequenza sono rilevatori di microonde, preferibilmente con barriera Schottky. Puoi anche utilizzare KD922, 2A201, 2A202 e per frequenze fino a 500 MHz - KD419 con qualsiasi indice di lettere. I diodi nel blocco indicatore sono diodi al silicio pulsati a bassa potenza. I connettori RF XW1, XW2 possono essere di qualsiasi tipo, ma devono essere predisposti per l'installazione congiunta direttamente con la linea a microstriscia.

Come prese per le basse frequenze dell'XS1 potete utilizzare connettori a tre poli (stereo) per cuffie (3,5 mm di diametro) o microfoni (2,5 mm di diametro); inoltre avrete bisogno di due connettori corrispondenti e di un cavo schermato. metri di lunghezza per collegare i blocchi ad alta frequenza e indicatori. È possibile utilizzare un altro microamperometro, incluso uno grande, con una corrente di deviazione totale di 50-100 μA e una resistenza del telaio di diversi kOhm. Interruttori: qualsiasi interruttore a bassa frequenza con due posizioni e due direzioni.

Strutturalmente, anche il dispositivo è costituito da due blocchi. La maggior parte delle parti dell'unità ad alta frequenza sono posizionate su un circuito stampato in fibra di vetro a doppia faccia, il cui schizzo è mostrato in Fig. 3.

Il secondo lato della tavola viene lasciato completamente metallizzato. Attraverso i fori indicati nello schizzo con cerchi luminosi, la metallizzazione su entrambi i lati della tavola è collegata con brevi pezzi di filo. La scheda viene installata mediante saldatura lungo il bordo su entrambi i lati in una custodia di metallo stagnato di dimensioni adeguate e sulle sue pareti sono posizionate le prese (Fig. 4).

Tutti gli elementi della parte indicatore sono inoltre collocati in una custodia metallica di dimensioni adeguate (Fig. 5).

Per configurare il dispositivo è necessario un ricetrasmettitore da 144 MHz o 432 MHz con una potenza di uscita regolabile fino a 3 W e resistenze di carico con SWR noto. Effettuare le impostazioni nella seguente sequenza. Impostando l'interruttore SA2 sulla posizione “SWR”, un segnale con una potenza di 0,3...0,5 W viene fornito all'ingresso dello strumento e l'uscita viene lasciata scarica. Nella posizione dell'interruttore SA1 “Misura”, il resistore R3 dell'indicatore del dispositivo imposta la freccia del dispositivo sull'ultima divisione della scala. Quindi, nella posizione “Calibrazione”, il resistore R8 dell'unità ad alta frequenza imposta la freccia anche sull'ultima divisione della scala. Riducendo la potenza del segnale, troviamo il suo valore al quale le letture dello strumento nelle posizioni “Calibrazione” e “Misurazione” differiranno notevolmente l'una dall'altra. Questo sarà il valore di potenza inferiore al quale è possibile effettuare le misurazioni.

Quindi la scala del misuratore di potenza viene calibrata. Per fare ciò, all'uscita del dispositivo (XW2) è collegato un carico con un ROS vicino a 1. Nella posizione dell'interruttore SA2 "Power", un segnale con una potenza di 2,5...3 W e resistori R1 (liscio) e R2 (ruvido) del blocco indicatore vengono forniti all'ingresso impostare la lancetta dello strumento sull'ultima divisione della scala. Riducendo la potenza e monitorandola utilizzando un qualche tipo di dispositivo di misurazione, ad esempio un voltmetro RF, la scala del dispositivo viene calibrata in unità di potenza. Ad esempio nella Fig. La Figura 6 mostra un grafico registrato sperimentalmente della dipendenza della potenza misurata dalle letture dell'indicatore.

Infine viene calibrata la scala del misuratore SWR; per questo viene fornito un segnale che supera il valore minimo di 1,5...2 volte. Collegando resistori di carico con un SWR noto, la scala del dispositivo viene calibrata e il suo funzionamento viene controllato sull'intera gamma di frequenza e viene determinata la gamma dei livelli del segnale di ingresso a cui il dispositivo fornisce la precisione richiesta. Nella fig. La Figura 7 mostra la dipendenza misurata sperimentalmente dell'SWR dalle letture dell'indicatore.

Per verificare rapidamente la funzionalità del dispositivo, il dispositivo deve includere due o tre resistori di carico con un SWR noto.

Autore: I. Nechaev (UA3WIA), Kursk

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