Эквивалент антенны 50 Ом

Как рассчитать и сделать эквивалент антенны для настройки радиопередатчика в домашних условиях, об этом и пойдет речь в данной статье. В основном, радиопередающие устройства рассчитаны на нагрузки с сопротивлением 50 и 75 Ом. Они должны быть согласованными, т.е. иметь малый коэффициент стоячей волны, во всем диапазоне рабочих частот конкретного ПРД.

Волей судьбы мне пришлось ремонтировать судовые радиостанции «Кама-Р», передатчик имел пятидесятиомный выход и радиостанцию «Рейд» — имеющую 75-омный выход. Ранее ремонт проходил в условиях лаборатории, но при этом необходимо было доставить станции на берег. И иногда из-за пустяка тратилось много сил и времени зря. Вот тогда и задумался об изготовлении самодельных нагрузок и КСВ метра. Кстати, конструкция КСВ метра из данного комплекта была описана в статье «Полосковые линии и КСВ метр». Интернета еще не было и пришлось долго искать подходящую информацию. Приглянулась статья «Элементы коаксиального тракта» из книги Изюмовой и Свиридова — «Волноводы, коаксиальные и полосковые линии» Как такового расчета согласованной нагрузки ВЧ и СВЧ трактов нет, но если «приспособить» имеющиеся в этой статье формулы к своим нуждам, то все должно получиться, что я и сделал. На фото внизу вид изготовленных мной нагрузок.

Слева, серая, это нагрузка для «Камы». Диапазон частот 300-336 мГц. КСВ в этом диапазоне составляет 1,2… 1,3. Когда я вырезал для нее конус, из жести от банки из-под половой краски, я о таком КСВ в данном диапазоне и не мечтал. Справа от нее – КСВ метр, который описан в вышеупомянутой статье, а за ним нагрузка и КСВ метр для СВ диапазона, они рассчитаны на коаксиальные линии с волновым сопротивлением 75 Ом. В основе нагрузок лежат безындукционные резисторы, образцы некоторых из них показаны на фото 1.

Верхний резистор имеет мощность 200 Вт, средний – 50 Вт, нижний не помню. Я делал нагрузки на 50 ваттном резисторе. Позже я пробовал делать нагрузки из соединенных определенным образом резисторов ОМЛТ-2. Брал 5 резисторов по 10 Ом. С помощью смывки старой краски удалял с резисторов покрытие. Для примера я уже сейчас сделал для вас фото с «голыми » резисторами.

У резисторов удалены выводы и зачищены торцы латунных контактных чашек. Торцы впоследствии облуживаются и все резисторы затем соосно этими торцами спаиваются в общий резистор. Получается что то подобие того, что показано на фото 1. Все надо делать аккуратно, лишний припой удалить, все должно быть ровно,/ прямо и гладко. От этого зависит КСВ нагрузки.
А теперь все по порядку. Наиболее интересным для нас является рисунок 45.

Он уже похож на то, что надо нам.

Я не стал на рисунке выставлять все обозначения. И так, D1 – это внутренний диаметр вашего разъема, d1 – диаметр внутреннего контакта разъема, d2 – диаметр Ом резистора. Теперь нам надо определить D2 и расстояние между концом резистора и металлизацией фольгированного стеклотекстолита – δ (дельта), я из него делал фланец. Практически и теоретически δ – это небольшая индуктивность, компенсирующая эквивалентную емкость.

Волновое сопротивление коаксиальной линии равно:

Вот из этой формулы мы найдем большой диаметр фланца – D2. Волновое сопротивление разъема – 50 Ом, диаметр резистора, составленного из 5 ОМЛТ – 8мм, диэлектрическая проницаемость воздуха – ε, почти единица. Отсюда получаем:

Решаем уравнение относительно D.
50 = 138 (lg D – lg d) = 138lg D – 138lg d ;
lg d = lg8 = 0,903;
Отсюда 138lg D = 50 + 138∙ 0,903 = 50 + 124,6 = 174,6;
Получаем lg D = 174,6 : 138 = 1,265;
Таким образом, D = 10 в степени 1,265,
Воспользовавшись инженерным калькулятором винды, получаем D = 18,425056469655975849728067062433мм. Т.е. D = 18,4 мм
Расстояние дельта в большинстве практических случаев равна 0,1 D2. Получаем, дельта равна 1,85мм.

Теперь дело техники. Каждый это решит сам, будет он делать, как у меня, просто конус, или сделает экспоненциальный экран, у которого наружный проводник имеет в продольном сечении вид экспоненты, т.е.

Ну, здесь все понятно, я надеюсь, — делаем простой конус или, что-то приближенное к экспоненте. А теперь, когда мы умеем рассчитывать согласованные нагрузки, можно для проверки посмотреть эту выдержку из книги:

Теперь проверим наш расчет. d2 = 8мм. D2 = 8 ∙ 2,3 = 18,4мм. Ну, у нас точнее — 18,425056469655975849728067062433мм.

Теперь о дополнительном входе в корпусе нагрузки. Это вход для ВЧ головки для измерения мощности передатчика. На фото в правом верхнем углу виден разъем, в который вставлен горячий конец резистора, т.к. при пайке непосредственно самого резистора, серебреное напыление сразу исчезало. Толщина стеклотекстолита, из которого сделан фланец была меньше нужной величины дельта, поэтому, были применены дополнительные изоляционные шайбы. КСВ измерялся на 42 линии. На этом все. Успехов! К.В.Ю.

Скачать статью