Автор Тема: Измерители мощности и КСВ для 1296 МГц  (Прочитано 43792 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3879
  • Репутация: +432/-152
  • Дружу с паяльником 52 года
           Осваивая УКВ диапазоны, все продвинутые радиолюбители в конечном итоге вынуждены  производить измерения параметров антенно-фидерных трактов, узлов деления и сложения мощности, а так же мощности передатчиков, во время их настройки и эксплуатации. Наиболее проблемно эта задача решается на частотах 1296 МГц и выше. Фирменные приборы дороги и не все имеют возможность их приобрести или делать измерения на работе. Часть задач можно решить при помощи мостов, хорошо работающие конструкции которых многократно раз описаны. Анализируя форумы, выяснилось, что многие радиолюбители всё же желают иметь возможность измерения КСВ непосредственно во время работы на радиостанции и сталкиваются с проблемой отсутствия конструктива КСВ метра для диапазона 1296МГц.
        На форуме я описываю несколько самодельных 50-ти Омных КСВ метров, вполне удовлетворительно работающих в диапазоне 1296 МГц.     Предлагаю радиолюбителям  в этой ветви форума обсудить данный вопрос, а также описать свои конструкции КСВ метров, предназначенных для работы на частотах 1296 МГц и выше. Думаю, что представленная информация, учитывая резкий подъём активности российских радиолюбителей на этих частотах, будет полезна очень многим.
          Основа всех направленных ответвителей – кусок коаксиала квадратного сечения с внутренним расстоянием между стенками 17 мм. Центральный проводник – трубка диаметром 8мм. В одних случаях она медная, в других выполнена из посеребренной латуни. Всё выполнено из меди. Ответвителей было сделано три варианта. Один с разъёмами СР-50 165ФВ (диам.18мм.) имеет два выхода с детекторами для измерения прямой и падающей волн. КСВ данного ответвителя в тракте с нагрузкой 50 Ом на частоте 1296 МГц равен 1.16. Он помещен в корпус из оцинкованного железа. Предназначен для работы с мощностями сотни Ватт. Его фотография до сборки приведена на Рис 1. Такие КСВ метры у меня постоянно включены в тракт передачи как дома, так и в полевых условиях при работе на УКВ QRO.
      Второй направленный ответвитель предназначен для измерения различного уровня мощности с помощью детектора на основе микросхем  серии AD8307,   AD8313 и т.п. Он имеет только один выход без детектора с использованием миниатюрного разъёма СР-50. Коэффициент ослабления на частоте 1296 МГц при длине линии ответвителя 25 мм  равен 23 dB. КСВ данного ответвителя в тракте с нагрузкой 50 Ом на частоте 1296 МГц равен 1.1. При использовании для измерения мощности  в сотни Ватт применяется либо самодельный аттенюатор повышенной мощности, либо отдельная детекторная головка. Три фотографии  приведены.   Более подробно будет описан третий вариант ответвителя. Юрий. RZ4HD
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3879
  • Репутация: +432/-152
  • Дружу с паяльником 52 года
Re: Измерители мощности и КСВ для 1296 МГц
« Ответ #1 : 09 Май 2008, 11:43:03 »
       Извиняюсь, но неправильно прикрепил фотографию первого ответвителя. Она здесь первая.

       Третий направленный ответвитель предназначен для измерения мощности и КСВ на частоте 1296 МГц при мощности 1 Ватт и выше. Верхний диапазон  мощности  зависит от применяемых диодов в детекторе и может достигать 500 Ватт и более. Конструкция ответвителя позволяет пропускать такие уровни мощности на этих частотах. КСВ данного ответвителя в тракте на частоте 1296 МГц равен 1.1. Это наиболее интересная конструкция и  я её опишу более подробно. Все достаточно просто, нужно только аккуратно все изготовлять, собирать и припаивать. Основные размеры конструктива приведены во вложении.  Сначала собирается заготовка из дна, двух торцевых стенок с разъёмами и центрального проводника с двумя переходами для его припаивания к контактам разъёма.  Затем изготовляются две боковые стенки и впаиваются в них стеклобусы.  В стеклобусы впаиваем тоненькие проволочки, на которые монтируем линии ответвителя с одной стороны и резисторы с детекторами- с другой. Волновое сопротивление линий 50 Ом. Чтобы выдержать корректно расстояние между линией и боковой стенкой, при  монтаже  линии под неё подкладывается кусочек стеклотекстолита толщиной 1мм. Резисторы 4 штуки по 200 Ом надо припаивать быстро и аккуратно, чтобы не отпаялась линия ответвителя. При монтаже направленного ответвителя удобно использовать два сверла диаметром 4.5 мм, подсовывая их между  центральным проводником и стенками. Это позволяет очень точно выдержать размеры  конструкции.
      КСВ данного ответвителя на частоте 432 МГц 1.04   Хочу отметить, что измерения малых значений КСВ ответвителя в тракте, сделанные на частотах 1296 МГц и 432 МГц на специализированном цифровом приборе Р2-102 очень точно совпали на этих же частотах с измеренными значениями по прибору, подключенному к ответвителю. Очень корректно изменяются показания прибора  при изменении частоты с 1296 МГц на 432 МГц.  При мощности более трёх Ватт  наблюдается отличная зависимость показаний прибора в зависимости от проходящей мощности, что даёт возможность, хоть и с погрешностью, но   всё же оттарировать прибор на большую мощность, имея  источник сигнала с гораздо меньшей мощностью.   Во время экмериментов использовались диоды КД-922 и ВАТ-62, которые показали практически одни и те же результаты, но последний имеет гораздо большее обратное напряжение. Из-за лимита вложений дополнительные фотографии выложу позже.
       Всем, у кого есть наработки по измерению КСВ и различных уровней мощности на УКВ, просьба выложить конструктивы с размерами на данном форуме. Думаю, что для улучшения  информативности, большее количество фотографий будет помещено с разрешения администрации сайта в архиве в виде статьи. Юрий. RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3879
  • Репутация: +432/-152
  • Дружу с паяльником 52 года
Re: Измерители мощности и КСВ для 1296 МГц
« Ответ #2 : 09 Май 2008, 11:59:32 »
Ширина линии ответвителя 4.5 мм. Она изготовлена из меди толщиной 0.25 мм. и подгоняется точно по размеру в тисках при помощи надфиля и штангенциркуля. Юрий. RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3879
  • Репутация: +432/-152
  • Дружу с паяльником 52 года
Re: Измерители мощности и КСВ для 1296 МГц
« Ответ #3 : 09 Май 2008, 12:11:35 »
    Довольно простой и неплохо работающий измеритель мощности был сделан на основе кусочка импортного фторпластового кабеля диаметром 8мм с посеребренной оплёткой и длинной 50 мм. Его КСВ в тракте с нагрузкой 50 Ом на частоте 432 МГц равен 1.03, на частоте 1296 МГц КСВ равен 1.05 и на частоте 2150 МГц КСВ равно1.5. Как всё делать? На оплётке кабеля маркером наносят симметрично относительно концов две пометки на расстоянии 25 мм между собой. Оплётка с двух концов сдвигается немного к середине и снимаетя. В помеченних маркером точках, шилом раздвигают оплётку и вставляют вовнутрь кусок провода МГТФ. Оплетку одевают обратно на фторопластовый изолятор кабеля и распрямляют. Далее вся оплётка хорошо пролуживается. Перед пайкой с целью хорошего прижатия оплётки к изолятору и приближению волнового сопротивления новой полученной линии к 50 Омам , я на оплётку накрутил несколько витков эмалированного провода. После пропайки всё смотал. С обоих концов аккуратно скальпелем удалил по 7 мм оплетки и зачистил на 4 мм центральный проводник. Фото полученной заготовки приведено на фото. Далее из меди толщиной 1 мм вырезал два квадрата со стороной 23мм  с отверстиями по центру и запаял на них разъёмы N-типа. Центральный проводник кабеля парипаивается к разъёмам с помощью бандажа шинкой. На места пайки одеваются  фторопластовые шайбы с наружным диаметром 8 мм, внутренним 4мм (по имевшимуся у меня разъёму ф. ROSENBERG) и длиной 4мм. Шайба в одном месте разрезается для установки на место пайки.  На шайбу вместе с изолятором кабеля одевается кольцо шириной 7мм, сделанное из меди толщиной 0.5 мм.   Кольцо хорошо пропаивается. Полученную заготовку припаивают к дну  ответвителя ( или делают иной конструктив). Один конец провода отрезают, аккуратно зачищают и припаивают к SMD резистору номиналом 51 Ом, второй вывод которого припаивается непосредственно на оплётку. Второй конец провода припаивают к резистору МЛТ-0.125 Ватта, с которого удаляется  абразивом резистивный слой. Второй вывод резистора так же припаивают к оплётке. Монтаж детектора приведен на фото. Я использовал диод КД-922. Общий вид ответвителя будет показан позже. Юрий. RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3879
  • Репутация: +432/-152
  • Дружу с паяльником 52 года
Re: Измерители мощности и КСВ для 1296 МГц
« Ответ #4 : 09 Май 2008, 13:09:22 »
      Внешний вид ответвителя, сделанного  на основе куска кабеля, приведен на фотографии. Хочу отметить хорошую повторяемость ответвителей на основе квадратного коаксиала. Думаю подобный конструктив, изготовляемый за один день, может стать альтернативой фирменным КСВ метрам для больших мощностей на частотах 1296 МГц с ценой 250-300$. Разбирал КСВ метр Syncron SX 144/432, единственный, условно понравившийся мне,  стоимостью в 100 $ и предназначенный для измерений на частотах 144 МГц и 432 МГц. Ответвитель я себе никогда не стал бы делать так как там. Плюс разъёмы PL. Может за бугром просто возиться с качеством не хотят за такие деньги. Да, вроде работает и этого достаточно для радиолюбительских целей.
     Сергей Георгиевич Жутяев, как всегда, оригинально и просто решил проблему с ответвителем для измерения мощности в сотни Ватт на частоте 1296 МГц. За основу был взят бочка-переход мама-мама для кабеля СР-50 типоразмера 18 мм. Было вынуто стопорное кольцо, вынуты потроха, в корпусе просверлено два отверстия, в которые был вставлен кусок провода МГТФ. Всё собиралось в обратном порядке. Окультуривается в зависимости от целей и задач. Детектора не было, так как измерения мощности производились дополнительным прибором. Коэффициент ослабления на частоте 1296 МГц был порядка 20 dB.
     Поздравляю всех с наступившим Днём Победы и прошедшим Днём Радио. Здоровья, успехов и взаимопонимания жён по поводу нашего хобби. 73! Юрий. RZ4HD
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

us2iep

  • Гость
Re: Измерители мощности и КСВ для 1296 МГц
« Ответ #5 : 12 Май 2008, 10:58:11 »
     Здравствуйте!
Огромное спасибо за интересную информацию!
Может Вы имели опыт использования М5-78?
Как эту штуку можно задействовать для наших целей?
   С уважением, Иван,73!

Оффлайн UA6EM Виктор

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 935
  • Репутация: +177/-186
  • QRA: LN14AE
Re: Измерители мощности и КСВ для 1296 МГц
« Ответ #6 : 12 Май 2008, 19:52:49 »
Меня всегда при рассмотрении конструкций  направленных ответвителей
мучает один вопрос. Надо ли приводить и сам ответвитель (линию) к сопротивлению
нагрузки, то-есть, каков должен быть диаметр проводника и расстояние его расположения
над "подстилающей поверхностью"?
Это просчитывается или изготавливается как бог на душу положит?
Сомневаюсь что провод протянутый под оболочкой (линия)
имеет сопротивление, на которое мы её нагружаем.

Или это не столь важно?


Никогда свобода слова не бывает столь драгоценной, как при случайном
ударе молотком по пальцу...

Оффлайн khach

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 345
  • Репутация: +35/-6
Re: Измерители мощности и КСВ для 1296 МГц
« Ответ #7 : 12 Май 2008, 21:55:57 »
Важно конечно, особенно если строится широкополосный НО. Вот кусочек старой советской книжки, где все расписано. Не обращайте внимания, что в начале идет инфа про двухпроводный НО- там даны определения для переменных для рассчета коаксиального НО. А еще мне нравится делать самодельные НО из медных труб для отопления- они получаются еще точнее и жестче механически и можно делать низкочастотные, хоть полуметровые. А еще полезная вещь- двунаправленный НО. Конструкция точно такая же, но стержней НО два, по обе стороны от центрального стержня. А в стенки я запаиваю вместо бусинок SMA раземы. Тогда и нагрузку можно использовать фабричную, с малым КСВ.
Александр

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3879
  • Репутация: +432/-152
  • Дружу с паяльником 52 года
Re: Измерители мощности и КСВ для 1296 МГц
« Ответ #8 : 13 Май 2008, 20:09:55 »
То: US2IEP. Здравствуйте, Иван. Пардон за запоздалый ответ. Пользовался подобным преобразователем, но на мощность до 20 Вт и частоте 18 ГГц. Брал на прокат для экспериментов. Прибор понравился, так как с импортными приборами не работал. Ваш преобразователь имеет потолок мощности в 6-10 мВатт. На разных сайтах разные значения. Ответвитель и был сделан без детектора для измерения больших мощностей маломощными измерителями. Сам Ваш преобразователь не есть решение проблемы. Нужен ещё и индикаторный блок. В Москве преобразователи, подобные Вашему, покупаются за 1000 рублей. На описанном ответвителе при проходящей мощности в 500 Ватт на частоте 1296 МГц на разъёме при 50- ти Омной нагрузке выделяется чуть более 2 Ватт. У меня ещё сделан аттенюатор на мощность 2-5 Ватт, имеющий КСВ на 1296 МГц 1.1 и ослабление 10.1 dB. На 432 МГц ослабление ровно 10 dB и КСВ почти единица. Это для того, чтобы не палить маломощные преобразователи. Чуть позже выложу его описание  на этом форуме. Юрий. RZ4HD. 
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3879
  • Репутация: +432/-152
  • Дружу с паяльником 52 года
Re: Измерители мощности и КСВ для 1296 МГц
« Ответ #9 : 13 Май 2008, 20:26:14 »
То UA6EM. Здравствуйте, коллега. Волновое сопротивление линии ответвителя может не быть равным волновому сопротивлению центрального проводника. В КСВ метре для больших мощностей на полоске для 1296 МГц, который я не опубликовал, волновое сопротивление линии ответвителя равно 100 Ом, соответственно и линия нагружена на резистор в 100 Ом. Это всё высчитывается либо программой, либо по формулам или номограммам. Волновое сопротивление провода над проводящей поверхностью (это Ваш случай) тоже легко считается и выдерживается в конструктиве.  Так, к примеру, ширина линии 4.5 мм при расстоянии над  землёй в 1мм с воздушным диэлектриком даёт волновое сопротивление порядка 50 Ом. Конечно есть взаимовлияние линий друг на друга, но при ответвлении сигнала с делением мощности в 220 раз по отношению к проходящей по центральному проводнику мощности на частоте 1296 МГц, этим  влиянием можно пренебречь. Погрешность набежит достаточная в другом месте, а не здесь. Юрий. RZ4HD.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

Оффлайн UA6EM Виктор

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 935
  • Репутация: +177/-186
  • QRA: LN14AE
Re: Измерители мощности и КСВ для 1296 МГц
« Ответ #10 : 14 Май 2008, 14:54:58 »
TO RZ4HD!
Юрий, вопрос не праздный!
Имеется такой кабель воздушный с маркировкой XP.
У него достаточно плотная оболочка и внутри "звёздочка", так вот имею желание
оконцевать его двумя разъёмами N-типа, сделать два прокола и протащить проводок
МГТФ. Простейший ответвитель готов, хотелось бы методику или подбора или расчета
нагрузочного резистора.
Или лучше в программе просчитать.
Что-бы "просто и сердито"
Никогда свобода слова не бывает столь драгоценной, как при случайном
ударе молотком по пальцу...

Оффлайн RZ4HD

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 3879
  • Репутация: +432/-152
  • Дружу с паяльником 52 года
Re: Измерители мощности и КСВ для 1296 МГц
« Ответ #11 : 16 Май 2008, 08:58:20 »
То: UA6EM. Здравствуйте, коллега. Пардон, второй раз не могу обратиться по имени. Ситуация понятна. Я бы делал всё только на фторопластовом кабеле. Просто для 1296 МГц надо все переходы с разъёмов на жилу кабеля и оплётку делать с минимумом изменения волнового сопротивления. Диапазон 432 МГц ещё даёт прощения за просчёты. Здесь сложнее. Поэтому на места пайки одеты фотопластовые шайбы и медная шинка. Всё очень хорошо было прогрето и пропаяно с обильным количеством олова. Полиэтиленовый кабель не выдержит такого издевательства, его изоляция поплывёт от температуры и уплывёт волновое сопротивление. Для квадратных коаксиалов волновое сопротивление всегда рассчитывалось как для центрального проводника, так и для линии ответвителя. Несколько лет назад делал линии ответвителей из посеребренного провода, но сопротивление так же считал и выдерживал. В моем случае с кабелем волновое сопротивление ответвителя так же можно рассчитать. У провода МГТФ практически монолитноя оболочка из фторопласта. Провод плотно прижат к оплётке. Но я этого не делал. В случае с переходом СР-50 мама-мама волновое сопротивление изогнутого внутри проводочка МГТФ  подсчитать трудно. Но всё работает и позволяет выстроить мощность усилителя на максимум. Есть ещё одна методика. Если Вы просмотрели файлик PDF по направленным ответвителям, предложенный на форуме, то там указано, что подбором резистора можно добиться отсутствия тока в линии ответвителя при присутствии тока по центральному проводнику, теоретически это будет только при КСВ=1. Можно (и так делают) резистор, на который нагружена линия ответвителя с одной стороны, подстроить по минимуму показания прибора обратной волны.  Но нужна нагрузка с хорошим КСВ на этом диапазоне.  Я это раньше делал. В некоторых промышленных КСВ метрах такие резисторы стоят - миниатюрные непроволочные подстроечники. Можно, просто заменить три - четыре резистора разных номиналов и добиться минимума показания обратной волны. Это лучше делать на 1296 МГц и с  мощностью в несколько Ватт или поболее. Так будет точнее. В этом случае можно не выяснять волновое сопротивление линии ответвителя. С такими регулировками я бы советовал не менять включение ответвителя в тракт наоборот.(Вход на выход). Но это всё теория, которую всё же необходимо уважать. На практике делайте и всё заработает. Берите покороче отрезок кабеля и покороче длину ответвителя. Этим Вы меньше внесёте неравномерности в изменение сопротивления фидера, но чутьё упадёт. Мощность в несколько Ватт на 1296 МГц и КСВ спокойно будет измерять.  Тарировать измеритель мощности на основе ответвителя из кусочка кабеля придётся каким-то дополнительным прибором прибором. Юрий.
Я не такой богатый, чтобы покупать дешёвые вещи. А скупой всегда платит дважды.

us2iep

  • Гость
Re: Измерители мощности и КСВ для 1296 МГц
« Ответ #12 : 16 Май 2008, 13:26:48 »
     Здравствуйте Юрий! Спасибо за ответ. Собрал ответвитель на соединителе мама-мама,
используя переходник с разъёма N-типа на малюсенький разъём диаметром 6 мм. Отпилил
от него 7 мм, а центральный штырек остался. Просверлил отверстие в соединителе и припаял,
центральный штырек выступает внутрь соединителя на 1 мм. К нему припаял посеребрёный проводок диаметром 0.7 мм, второй конец, через фторопластовую втулочку вывел наружу и
нагрузил на 4 МЛТ-0.25 по 200 ом, длина линии получилась 21 мм. Пробовал подключать
М5-78 и детекторную головку от  какого-то прибора, на ней написано "0,05-4GHz", под колпачком нагрузка 50 Ом, на выходе диод Д603. Работает и то и другое, только как откалибровать ??? Наверно IC-910 принять
за одного попугая :),и выходную мощность усилителя мерять в попугаях ;D. Или есть какие-то другие варианты?
    С уважением, Иван, 73!

Оффлайн UT4UBL

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 229
  • Репутация: +13/-2
    • UT4UBL HOME SITE
Re: Измерители мощности и КСВ для 1296 МГц
« Ответ #13 : 16 Май 2008, 15:03:20 »
Калибровать с помощью калиброваных нагрузок (КСВ 1,0 1,2 1,4 2,0). Они идут в комплекте с панорамными измерителями КСВ и АЧХ.
Alexander, UT4UBL, 73!!!

us2iep

  • Гость
Re: Измерители мощности и КСВ для 1296 МГц
« Ответ #14 : 16 Май 2008, 16:29:57 »
Александр, здравствуйте!
Спасибо, но у меня сейчас задача измерить мощность.
   С уважением, Иван, 73!