Koordinierungsgeräte: Zweck und Konstruktionsprinzip

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-02-12 05:34

In der Amateurpraxis ist es oft nicht möglich, Antennen zu finden, bei denen die Eingangsimpedanz gleich der Wellenimpedanz des Feeders sowie der Ausgangsimpedanz des Senders ist. In den allermeisten Fällen ist es nicht möglich, eine solche Korrespondenz zu erkennen, daher müssen spezialisierte Abgleichgeräte verwendet werden. Antenne, Zuleitung und auch der Ausgang des Senders sind in einem System zusammengefasst, in dem die Energie verlustfrei übertragen wird.

Wie geht das?

Um diese ziemlich komplizierte Aufgabe zu erfüllen, müssen Sie an zwei Hauptstellen Anpassungsgeräte verwenden - das ist der Punkt, an dem die Antenne mit dem Feeder verbunden ist, und auch der Punkt, an dem der Feeder mit dem Ausgang des Senders verbunden ist. Am weitesten verbreitet sind heute spezialisierte Transformationsgeräte, die von Schwingkreisen bis zu Koaxi altransformatoren reichen und in Form von separaten Stücken eines Koaxialkabels der erforderlichen Länge hergestellt werden. Alle diese Anpasser werden verwendet, um Impedanzen anzupassen, um letztendlich den Gesamtverlust der Übertragungsleitung zu minimieren und, was noch wichtiger ist, Out-of-Band-Emissionen zu reduzieren.

Widerstand und seine Eigenschaften

In den meisten Fällen beträgt die Standard-Ausgangsimpedanz moderner Breitbandsender 500 m. Es ist erwähnenswert, dass viele Koaxialkabel, die als Zuleitung verwendet werden, sich auch im Standardwert des Wellenwiderstands auf der Ebene von 50 oder 750 m unterscheiden Betrachten wir jedoch Antennen, für die Anpassgeräte verwendet werden können, dann hat die Eingangsimpedanz bei ihnen je nach Bauart und Typ einen ziemlich weiten Wertebereich, der von einigen Ohm bis zu Hunderten und sogar mehr reicht.

Es ist bekannt, dass bei Einelementantennen die Eingangsimpedanz bei der Resonanzfrequenz praktisch aktiv ist, während je mehr die Senderfrequenz in der einen oder anderen Richtung von der Resonanzfrequenz abweicht, desto mehr der reaktive Anteil an an Induktive oder kapazitive Natur erscheint in der Eingangsimpedanz selbst Geräte. Gleichzeitig haben Mehrelementantennen bei der Resonanzfrequenz eine Eingangsimpedanz, die komplex ist, da verschiedene passive Elemente zur Bildung des Blindanteils beitragen.

Wenn die Eingangsimpedanz aktiv ist, kann sie mit einem speziellen Antennenanpassungsgerät an die Impedanz angepasst werden. Dabei ist zu beachten, dass die Verluste hier praktisch vernachlässigbar sind. Unmittelbar nachdem sich im Eingangswiderstand eine reaktive Komponente zu bilden beginnt, wird der Anpassungsvorgang jedoch immer umfangreicheraufwändige und immer aufwändigere Antennenanpassungen mit der Fähigkeit, unerwünschte Reaktivität zu kompensieren, erforderlich und sollten direkt am Speisepunkt platziert werden. Wird die Reaktivität nicht kompensiert, wirkt sich dies negativ auf das SWR im Abzweig aus und erhöht die Gesamtverluste erheblich.

Soll ich das tun?

Ein Versuch, die Reaktivität am unteren Ende des Speisers vollständig zu kompensieren, ist erfolglos, da sie durch die Eigenschaften des Geräts selbst begrenzt ist. Jegliche Frequenzänderung des Senders innerhalb der schmalen Bereiche der Amateurbänder führt letztendlich nicht zum Auftreten einer nennenswerten Blindkomponente, weshalb diese häufig nicht kompensiert werden muss. Es ist auch erwähnenswert, dass das korrekte Design von Mehrelementantennen auch keine große reaktive Komponente der verfügbaren Eingangsimpedanz vorsieht, die nicht kompensiert werden muss.

In der Luft finden Sie häufig verschiedene Streitigkeiten über die Rolle und den Zweck eines Anpassungsgeräts für eine Antenne („langer Draht“oder ein anderer Typ) bei der Anpassung eines Senders daran. Einige setzen ziemlich große Hoffnungen in ihn, während andere ihn einfach für ein gewöhnliches Spielzeug h alten. Deshalb müssen Sie richtig verstehen, wie ein Antennentuner in der Praxis wirklich helfen kann und wo sein Einsatz überflüssig ist.

Was ist das?

Zunächst müssen Sie richtig verstehen, dass der Tuner ein Hochfrequenz-Widerstandstransformator ist, mit dem bei Bedarf eine induktive oder kapazitive Reaktivität kompensiert werden kann. Betrachten Sie ein extrem einfaches Beispiel:

Split-Vibrator, der bei der Resonanzfrequenz eine aktive Eingangsimpedanz von 700 m hat und gleichzeitig ein Koaxialkabel mit einem Sender mit einer Eingangsimpedanz von etwa 500 m verwendet. Am Ausgang sind Tuner installiert des Senders, und in dieser Situation werden für jede Antenne (auch ein "langes Kabel") passende Geräte zwischen Sender und Speiseleitung ohne Schwierigkeiten ihrer Hauptaufgabe gerecht.

Wenn der Sender weiterhin auf eine Frequenz abgestimmt wird, die von der Resonanzfrequenz der Antenne abweicht, kann in diesem Fall eine Reaktivität im Eingangswiderstand des Geräts auftreten, die anschließend fast sofort am unteren zu erscheinen beginnt Ende der Zuführung. In diesem Fall kann das passende Gerät "P" einer beliebigen Serie dies auch kompensieren, und der Sender erhält wieder eine Übereinstimmung mit dem Einspeiser.

Was wird der Ausgang sein, wo der Feeder mit der Antenne verbunden ist?

Wenn Sie den Tuner ausschließlich am Ausgang des Senders verwenden, ist in diesem Fall keine vollständige Kompensation möglich, und es treten im Gerät verschiedene Verluste auf, da eine unvollständige Anpassung erfolgt. In dieser Situation müssen Sie verwendeneine, die zwischen der Antenne und dem Feeder angeschlossen ist, wodurch die Situation vollständig korrigiert und eine Reaktivitätskompensation bereitgestellt wird. In diesem Beispiel fungiert der Feeder als angepasste Übertragungsleitung beliebiger Länge.

Noch ein Beispiel

Rahmenantenne, die einen aktiven Eingangswiderstand von etwa 1100 m hat, muss mit einer 50-Ohm-Übertragungsleitung angepasst werden. Die Sendeleistung beträgt in diesem Fall 500 m.

Hier müssen Sie ein passendes Gerät für den Transceiver oder die Antenne verwenden, das an der Stelle installiert wird, an der die Zuführung an die Antenne angeschlossen wird. In den allermeisten Fällen ziehen es viele Bastler vor, verschiedene Arten von HF-Transformatoren mit Ferritkernen zu verwenden, aber tatsächlich ist ein Viertelwellen-Koaxi altransformator, der aus einem Standard-75-Ohm-Kabel hergestellt werden kann, eine bequemere Lösung.

Wie wird es implementiert?

Die Länge des verwendeten Kabelabschnitts sollte mit der Formel A/40,66 berechnet werden, wobei A die Wellenlänge und 0,66 der Geschwindigkeitsfaktor ist, der für die überwiegende Mehrheit moderner Koaxialkabel verwendet wird. Die HF-Antennenanpassgeräte werden in diesem Fall zwischen 50-Ohm-Zuleitung und Antenneneingang gesch altet und wirken in diesem Fall, wenn sie in eine Bucht mit 15 bis 20 cm Durchmesser eingerollt werden, auch als Symmetrierung Gerät. Der Einspeiser wird vollautomatisch auf den Sender abgestimmt, sowieGleichheit ihrer Widerstände, und in einer solchen Situation ist es möglich, die Dienste eines Standard-Antennentuners vollständig abzulehnen.

Weitere Option

Für ein solches Beispiel können wir eine andere optimale Methode der Anpassung in Betracht ziehen - die Verwendung eines Vielfachen einer halben Welle oder eines Halbwellen-Koaxialkabels mit im Prinzip beliebiger Wellenimpedanz. Es ist zwischen dem Tuner in der Nähe des Senders und der Antenne enth alten. In diesem Fall wird die Eingangsimpedanz der Antenne, die einen Wert von 110 Ohm hat, auf das untere Ende des Kabels übertragen und anschließend mit einem Antennenanpassgerät in einen Widerstand von 500 m umgewandelt In diesem Fall ist eine vollständige Anpassung des Senders an die Antenne vorgesehen, und die Zuleitung wird als Repeater verwendet.

In schwierigeren Situationen, wenn die Eingangsimpedanz der Antenne nicht zum Wellenwiderstand der Zuleitung passt, die wiederum nicht der Ausgangsimpedanz des Senders entspricht, sind zwei HF-Antennenanpassgeräte erforderlich. In diesem Fall wird einer oben verwendet, um den Feeder an die Antenne anzupassen, während der andere verwendet wird, um den Feeder unten an den Sender anzupassen. Gleichzeitig gibt es keine Möglichkeit, mit Ihren eigenen Händen ein passendes Gerät herzustellen, das alleine verwendet werden kann, um die gesamte Sch altung anzupassen.

Das Auftreten von Reaktivität wird die Situation noch komplizierter machen. In diesem Fall verbessern sich HF-Anpassungsgeräte erheblichAbgleich des Senders mit dem Einspeiser, wodurch die Arbeit der Endstufe deutlich vereinfacht wird, mehr sollte man sich aber auch nicht von ihnen erwarten. Aufgrund der Tatsache, dass der Feeder nicht mit der Antenne übereinstimmt, treten Verluste auf, sodass die Effizienz des Geräts selbst unterschätzt wird. Ein aktiviertes SWR-Meter, das zwischen Tuner und Sender installiert ist, sorgt dafür, dass das SWR=1 festgelegt ist, und dieser Effekt kann zwischen der Zuleitung und dem Tuner nicht erzielt werden, da eine Fehlanpassung vorliegt.

Schlussfolgerung

Der Vorteil des Tuners besteht darin, dass er es Ihnen ermöglicht, den optimalen Modus des Senders beizubeh alten, während Sie mit einer inkonsistenten Last arbeiten. Gleichzeitig kann jedoch keine Verbesserung des Wirkungsgrades jeder Antenne (einschließlich des „Langdrahts“) gewährleistet werden - die Anpassgeräte sind machtlos, wenn sie nicht mit der Zuleitung übereinstimmen.

P-Sch altung, die in der Ausgangsstufe des Senders verwendet wird, kann auch als Antennentuner verwendet werden, aber nur, wenn es zu einer betriebsbedingten Änderung der Induktivität und jeder Kapazität kommt. In den allermeisten Fällen sind sowohl manuelle als auch automatische Tuner resonanzkonturabstimmbare Geräte, unabhängig davon, ob sie im Werk zusammengebaut werden oder ob jemand beschlossen hat, mit eigenen Händen ein passendes Gerät für die Antenne herzustellen. Es gibt zwei oder drei Regulierungselemente in manuellen, und sie selbst sind im Betrieb nicht funktionsfähig, während automatische teuer sind und für Arbeiten mit ernsthaften Kapazitäten ihre Kosten extrem hoch sein können.

Breitbandanpassungsgerät

Dieser Tuner erfüllt die allermeisten Varianten, bei denen es notwendig ist, die Anpassung der Antenne an den Sender sicherzustellen. Solche Geräte sind sehr effektiv bei der Arbeit mit Antennen, die für Oberwellen verwendet werden, wenn der Feeder ein Halbwellen-Repeater ist. In dieser Situation unterscheidet sich die Eingangsimpedanz der Antenne auf verschiedenen Bändern, aber der Tuner ermöglicht eine einfache Anpassung an den Sender. Die vorgeschlagene Vorrichtung kann problemlos bei Sendeleistungen bis zu 1,5 kW im Frequenzband von 1,5 bis 30 MHz betrieben werden. Sie können ein solches Gerät sogar mit Ihren eigenen Händen herstellen.

Die Hauptelemente des Tuners sind ein HF-Spartransformator auf einem Ferritring aus dem Umlenksystem TV UNT-35 sowie ein Sch alter, der für 17 Positionen ausgelegt ist. Es können Konusringe der Modelle UNT-47/59 oder andere verwendet werden. Es gibt 12 Windungen in der Wicklung, die zu zwei Drähten gewickelt sind, während der Anfang des einen mit dem Ende des zweiten kombiniert wird. Im Diagramm und in der Tabelle sind die Windungen durchnummeriert, während der Draht selbst verseilt und mit einer Fluorkunststoffisolierung umgeben ist. Für die Isolierung beträgt der Drahtdurchmesser 2,5 mm und bietet Abgriffe von jeder Windung, beginnend mit der achten, wenn vom geerdeten Ende aus gezählt.

Der Spartransformator wird so nah wie möglich am Sch alter installiert, wobei die Verbindungsleiter zwischen ihnen ein Minimum haben müssenLänge. Es ist möglich, einen Sch alter mit 11 Positionen zu verwenden, wenn das Design des Transformators mit einer nicht so großen Anzahl von Abgriffen gespeichert wird, beispielsweise von 10 auf 20 Windungen, aber in einer solchen Situation verringert sich auch das Widerstandstransformationsintervall.

Wenn Sie den genauen Wert der Eingangsimpedanz der Antenne kennen, können Sie mit einem solchen Transformator die Antenne an eine 50- oder 750-m-Zuleitung anpassen, indem Sie nur die nötigsten Abgriffe verwenden. In einer solchen Situation wird es in eine spezielle feuchtigkeitsbeständige Box gelegt, danach mit Paraffin gefüllt und direkt am Speisepunkt der Antenne platziert. Das Anpassungsgerät selbst kann als eigenständiges Design ausgeführt oder in einer speziellen Antennenumsch alteinheit eines Radiosenders enth alten sein.

Zur besseren Übersicht zeigt das am Sch altergriff angebrachte Etikett den Widerstandswert, der dieser Stellung entspricht. Um eine vollständige Kompensation des induktiven Blindanteils zu gewährleisten, kann nachträglich ein Drehkondensator angeschlossen werden.

Die folgende Tabelle zeigt deutlich, wie der Widerstand von der Anzahl der Umdrehungen abhängt, die Sie gemacht haben. In diesem Fall wurde die Berechnung anhand des Widerstandsverhältnisses durchgeführt, das in quadratischer Abhängigkeit von der Gesamtzahl der gemachten Windungen steht.