Здравствуйте, коллеги. Хочу опубликовать прилично большой объем информации в этой теме по измерению мощности на УКВ и о многом том, что крутится вокруг всего этого и на что радиолюбители не хотят и не обращают внимания. Данная публикация будет разбита на несколько разделов.
Раздел 01 Нагрузки Для измерения мощности с помощью направленного ответвителя, необходима хорошая нагрузка и сам НО плюс хороший комплект соединительных кабелей. О нагрузках и поговорим в первой части. Это наиболее частый метод измерения среди радиолюбителей. Есть измерители как бы поглощаемой мощности, когда НО и нагрузка установлены внутри корпуса. Здесь всё намного компактней и удобней и требуется всего один соединительный кабель. Как правило, грамотно разработанный и изготовленный измеритель такого типа имеет очень хороший КСВ. Лучше, чем с использованием внешнего НО и джамперов. Но этот вариант измерителя радиолюбители изготовляют крайне редко. Для честного измерения мощности обязательно необходим эквивалент с КСВ, очень близким к единице. И это важно. Конечно, можно подключить 600 Ваттный РА на 1296 МГц прямо в комнате на антенну и у Вас при наличии мощности люминесцентные лампы в комнате загорятся. (Мне жаль чужие глаза.) Можно выставить кастрюлю-излучатель в форточку. Это всё рабочие, но неправильные и неточные методы измерения мощности. Правильней иметь хороший эквивалент и проводить измерения на столе.
Однокиловаттный усилитель на 144 МГц при проверке на эквивалент, имеющий КСВ 1,3 выдаст не более ориентировочно 800 Ватт. При использовании эквивалента с КСВ равным 1.02 у Вас РА автоматически становится киловаттным. Усилитель на 1300 МГц вместо 180 Ватт выдаст ориентировочно 130 Ватт. Таблица передачи мощности, опубликованная в книги Рэда при применении к усилителям не работает. Данная таблица применима при подключении 2 линейных четырехполюсников, имеющих разное волновое сопротивление, друг к другу. В транзисторном усилителе имеется иная проблема, связанная с постоянным и неизменяемым в процессе эксплуатации, коэффициентом трансформации выходного импеданса транзистора в импеданс нагрузки. В ламповых усилителях часто используется перестраиваемое согласующее устройство (Р-контур), с помощью которого можно подстроить изменяющийся выходной импеданс лампы к импедансу нагрузки. В транзисторных усилителях такого обычно нет. Изменяя выходную мощность или напряжение питания выходного транзисторного усилителя, мы изменяем выходной импеданс транзистора, при этом коэффициент трансформации выходной линии усилителя и импеданс нагрузки остаются постоянными. Попросту говоря, не вдаваясь в теорию, из-за несогласования от транзистора не отбирается желаемая мощность. Усилители обычно настраиваются с применением нагрузки, имеющей КСВ, близкий к единице. Если применить при измерении мощности несколько нагрузок, имеющие различные значения КСВ, то один и тот же усилитель покажет разную выходную мощность, что вполне реально и объяснимо, но как бы настоящая мощность РА будет измерена неверно. По этой причине настоятельно рекомендую во время измерений применять очень хорошие эквиваленты. Для меня значение КСВ эквивалента, равное 1.1 является уже очень плохим параметром.
Естественно, для изготовления хорошего, в особенности широкополосного эквивалента, нужны хорошие резисторы. Речь идет о частотах 1296 и 2400. И эти резисторы радиолюбители очень часто покупают на аукционах, при этом получая часто резисторы, параметры которых нас не удовлетворяют. В Китае очень хорошо клонируют различные комплектующие с их «фирменной» маркировкой, которые на практике имеют не очень хорошие параметры. Можно купить недорогой резистор, кусок меди, разъем, радиатор, затратить время и изготовить эквивалент, который на практике будет иметь не очень хорошие параметры. Всё выбросите в ведро… По этой причине при серьезном отношении к своему измерительному оборудованию я бы рекомендовал до изготовления окончательной красивой конструкции проверять резисторы на упрощенном макете. Это займёт дополнительное время, но позволит получить хорошие результаты.
Рассмотрим тестирование 50 Омного 250 Ваттного резистора фирмы FLORIDA, купленного на аукционе, двумя способами. Для этого изготавливаем правильно рассчитанную полосковую линию и корректно подсоединяем ее к размеру N-типа. Фото прилагаю. В этом случае у резистора предварительно с фланца напильником удаляется никелировка и медная поверхность залуживается. Это наиболее простой и нерискованный способ. Конструкция резистора и его размеры таковы, что вывод резистора расположен на пару мм выше поверхности полосковой линии. Я привожу рисунок разреза конструкции нагрузок. Изготовление нагрузки, как на Рисунке №1 не есть хорошо, но у хороших резисторов такой монтаж для частоты 1296 МГц вполне применим и КСВ получается достаточно хорошим. Тестирование резистора Флорида при таком монтаже показывает КСВ в 1.3 Конструкционными конденсаторами можно уменьшить КСВ до 1.16, но это плохое значение параметра. Демонтируем на электроплитке резистор с медной пластины, нагреем фланец 100 Ваттным паяльником и аккуратно демонтируем резистивный элемент, который припаян к фланцу-радиатору. Конструкция резистивного элемента именно этого типа резистора хорошо встает на полосковую линию, изготовленную из ламината толщиной 1мм. Я припаял резистивный элемент на медь и распаял вывод на полосковую линию. Это правильное!!! изготовление нагрузки, как на Рисунке № 3. В этой конструкции уже нет длинного, как бы неправильного подсоединения резистора к полосковой линии, как было при случае, когда резистор применялся с фланцем. Данный конструктив нагрузки имеет также КСВ 1.3 и при помощи конструкционных конденсаторов КСВ можно снизить до 1.16 Эксперимент показывает, что этот резистор не очень хорош для применения на частоте 1296 МГц, хотя его можно применить для некоторых других задач.
Проделан точно такой же эксперимент с 250 Ваттным пятидесяти Омным резистором фирмы АТС. Его чисто резистивный элемент хорошо монтируется на полосковую линию, изготовленную из ламината толщиной 1.5мм Сначала припаиваем резистор с фланцем, предварительно удаляя с него никелировку и залуживая медный фланец. Резистор ATC имеет чуть более длинный вывод при пайке на полосковую линию, нежели резистор FLORIDA. Но КСВ в конечном итоге очень легко получить в 1.01 при помощи конструкционного конденсатора на контакте разъёма. Это уже достойное значения для 1296 МГц. Спаивать резистивный элемент не имеет смысла! Всё работает и с «кривым» монтажом резистора, как на Рисунке №1 Можно сделать вывод о том, что именно этот резистор имеет хорошие параметры и его можно закупать и применять для изготовления хороших эквивалентов. Отмечу, что я изготовил на базе этого резистора очень хороший эквивалент и на 2400 МГц с КСВ 1.018 Конструктив представляет из себя кусок меди толщиной 10 мм, на который монтируется разъём, полосковая линия и резистор. Вес меди грамм 300 и я использую этот эквивалент без радиатора. Он не требуется для проведения измерений.
Сейчас есть возможность купить оригинальные резисторы на мощность в 100 Ватт для частоты 6 ГГц и изготовить эквивалент на такую мощность. Я такой резистор покупал и тестировал. Фото прилагаю. Всё нормально при грамотном исполнении узла. Есть и резисторы на 800 и 1500 Ватт Ватт, прекрасно работающие на 1296 МГц. Так же эти резисторы покупал и тестировал. Но они очень дорогие.
К резисторам на мощность в 800 Ватт нужно относиться очень осторожно. Пятидесяти Омный 800 Ваттный резистор для частоты 1000 МГц на 1296 МГц НЕ РАБОТАЕТ!!! Не стоит надеяться, что изготовите хороший эквивалент. Особенно большая проблема есть у резисторов на 100 Ом 800 Ватт и 200 Ом 800 Ватт. Соединив два резистора по 100 Ом Вы получите КСВ на 144 МГц не лучше 1.3 А некоторые резисторы сгенерируют КСВ на частоте 144 МГц, равный двум! Про 432 МГц и выше писать не стоит. Всё зависит от типов резисторов. Самые дорогие будут иметь это значение КСВ 1.3 на 144 МГц. Более дешёвые будут иметь КСВ в 2.0 Я тестировал три пары различных 100 Омных 800 Ваттных резисторов и в конечном итоге от них отказался и остановился на дорогом 1500 МГц 800 Ваттном резисторе и четырёх 50-ти Омных 250 Ваттных резисторах от АТС. Продолжение следует. Юрий.
