Меню

Антенна четырехсекционная передатчик мощностью 27 дбм



Антенны диапазона 27 МГц

Новый диапазон гражданской связи 27 МГц дал возможность выйти в эфир многим тысячам радиолюбителей. Но рано или поздно перед владельцем такой радиостанции становится вопрос об увеличении дальности связи. Это может быть необходимо для связи с удаленным объектом, к примеру, дачей, местом отдыха или со знакомыми владельцами радиостанций на 27 МГц, проживающими на значительном удалении.
Возможно, Вы увлечетесь и дальней связью на 27 МГц, и коллекционированием QSL. В мире сотни тысяч людей увлекаются этим, и QSL-карточки СВ-станций, на мой взгляд, гораздо красивее карточек коротковолновиков.

Во всяком случае, проведение дальней связи с той штыревой антенной, которая прилагается к радиостанции, невозможно. Необходимо иметь эффективную наружную антенну. Но антенну необходимо еще соответствующим образом присоединить к передатчику.

Большинство импортных передатчиков СВ-связи имеет байонет-ный антенный разъем, что позволяет отсоединить штыревую антенну и подключить наружную (рис.1). Такой передатчик позволяет подключать 50-омный коаксиальный кабель, нагруженный на антенну сопротивлением от 30 до 100 Ом.

Антенны, описанные в этой статье, как раз и будут подходить под эти параметры. Трансиверы СВ-связи производства СНГ и простые зарубежные трансиверы могут и не иметь такого разъема. В случае использования Вашего трансивера для дальней связи такой разъем дкрбходимо установить. Далее, выход таких передатчиков для со-лгасования его с 75- или 50-Омным кабелем будет нуждаться в простом согласующем устройстве, изображенном на рис.2.

Катушка индуктивности, используемая в согласующем устройстве, — бескаркасная. Она намотана медным проводом диаметром 1-2 мм на оправке диаметром 2,2 см и растянута на длину 4 см. Количество витков — 10. Кабель первоначально подключается ко 2-му витку катушки, а антенна трансивера — к 4-му.

Конденсатор переменной емкости должен быть воздушным. Использование керамического подстроечного конденсатора ведет к снижению КПД устройства. Конструктивно устройство можно оформить в виде, показанном на рис.3. Коробка должна быть выполнена из металла — меди или фольгированного стеклотекстолита. Стыки должны быть тщательно пропаяны. После настройки коробка может быть закрыта крышкой, и конденсатор подстраивают еще раз. Настроить согласующее устройство можно используя сигналы СВ-станций или простейший ВЧ-вольтметр. Присоединяя антенну и выход трансивера к разным виткам катушки, добиваются максимума отклонения стрелки вольтметра или максимума приема сигнала.

Но для настройки согласующего устройства, конечно, необходима антенна. Любителям дальней СВ-свяэи необходимо помнить — антенна для DX должна быть или высокой, или длинной. Обычно на дачах или в частном доме нет проблем с установкой антенны.

Это может быть простой полуволновой диполь с длиной плеч по 2,7 м. Для эффективной работы диполь должен быть поднят на высоту хотя бы 2,5 метра от земли. Диполь имеет диаграмму направленности в форме восьмерки. Он может быть выполнен из медного, алюминиевого или железного провода диаметром 1-4 мм.

Центральный изолятор удобно выполнить из фольгированного стеклотекстолита, разрезав фольгу посередине. Кабель можно или непосредственно припаять к фольге, или сделать его изогнутым, что лучше, так как в этом случае кабель надежнее защищен от попадания влаги вовнутрь.

В любом случае раскрытый кабель следует защищать от влаги с помощью парафина или эпоксидной смолы.

Читайте также:  Мощность алфавита равна 64 сколько кбайт памяти потребуется 128 страниц 256 чтобы сохранить

Концевые изоляторы можно также выполнить из толстого стеклотекстолита, фольгированного и нефольгированного, а можно и просто привязать оттягивающий капроновый шнур или леску к полотну антенны.

Желательно, чтобы кабель от дипольной антенны был перпендикулярен полотну антенны хотя бы на длину 2,5 метра. Эту антенну можно располагать не только параллельно земле, но и вертикально, и под углом к ней.

Для штыревой антенны (рис.4) можно использовать в качестве изолятора пластмассу, дерево или, что еще лучше, специальный опорный изолятор. Полезно верхний конец антенны растянуть с помощью капронового шнура для повышения ее устойчивости. Штыревая антенна имеет круговую диаграмму направленности, что в некоторых случаях удобно. Такие антенны можно устанавливать и на крышах городских многоэтажных домов.

Если Вы хотите связаться с места рыбалки или охоты, желательно использовать антенну Бевереджа (рис.5). Сама антенна должна иметь длину полотна не менее 40 метров (можно больше) и может быть выполнена из провода диаметром 0,5-1 мм. Провод может быть подвешен на небольшой высоте над землей — 1-2 метра. На конце нагрузки антенны и на согласующем устройстве желательно использовать 3-4 противовеса.

Такая антенна может быть установлена и на крыше многоэтажного дома. Согласующее устройство в этом случае необходимо как на стороне антенны, так и на стороне трансивера.

При соответствующем опыте Вы можете использовать любую сложную любительскую связную антенну, пересчитав ее размеры для СВ-диапазона.

В заключение хочу дать совет: не пытайтесь усиливать сигнал Вашего СВ-трансивера. Многие СВ-радиостанции производства СНГ и простые зарубежные переносные трансиверы не позволяют получить качественный выходной сигнал при его усилении, потому что передатчик в них собран по простой схеме, где задающий генератор с кварцевой стабилизацией работает на частоте передачи радиостанции. Вследствие недостаточной (а иногда и полностью отсутствующей) экранировки корпуса радиостанции при усилении ее ВЧ-мощности качество сигнала может значительно ухудшиться, не говоря уже о помехах телевидению.

Лучше приложите силы к установке более эффективной антенны или купите радиостанцию промышленного изготовления с мощным выходом.

Источник

Простой ВЧ-передатчик (27 МГц)

Хотя идея создания беспроводного включателя/выключателя может быть тривиальной, разработка, внедрение и понимание происходящего намного сложнее, чем кажется на первый взгляд. На протяжении многих лет я хотел построить ВЧ-передатчик и ВЧ-приемник с нуля, но это всегда оказывалось слишком сложным. На этот раз все будет иначе!

В этой статье мы рассмотрим, что нужно для создания простого ВЧ-передатчика на 27 МГц, различные процессы, которые происходят в передатчике, как все взаимодействует, и протестируем его на некотором измерительном оборудовании. Конечная цель заключается в создании парного с этим передатчиком с приемника, чтобы при передаче на приемнике включался светодиод. Вот как все просто.

complete_rf_transmitter_s.jpg

Цель и обзор этого проекта

Целью данного проекта является создание ВЧ-передатчика, который может отправить импульсы включения/выключения со своей антенны на некоторый приемник. Передатчик должен быть небольшим и помещаться в мою ладонь и должен действовать в рамках государственного регулирования выходной мощности и частотных диапазонов. Мы будем делать этот передатчик ориентируясь на то, что мы хотим сделать приемник, который включает светодиод во время передачи. Простая идея, но не простая реализация.
Передатчик должен выдавать цифровой сигнал вкл/выкл с частотой 350 Гц и использовать несущую частоту 27.145 МГц. Это должен быть непрерывный передатчик ВЧ волн, поэтому никакой модуляции нет, сигнал просто включен или выключен.

Читайте также:  Компьютерный блок питания для усилителя мощности

Обзор схемы

Схема этого проекта на самом деле обманчиво проста по сравнению со сложностью того, что происходит в цепи.

Принципиальная схема

Особенности схемы

Задающий генератор

Первый транзистор T1 сконфигурирован так, что возбуждает кварц 27,145 МГц и заставляет его колебаться на своей собственной частоте.

Создание сигнала включения/выключения 350Гц

Таймер 555 сконфигурирован для получения сигнала 350Гц с его вывода 3 и подачи его на цепь нашего передатчика.

Смешение сигналов

Два сигнала, которые мы только что сгенерировали смешиваются на базе T2 и как только они выходят из коллектора транзистора, наш ВЧ сигнал готов для передачи.

Обзор платы

Разводка платы была сделана так, чтобы все детали были расположены очень плотно. Это трудно сделать с выводными элементами, но не невозможно.

board_layout_small.jpg

Особенности платы

Земля
Земля охватывает всю плату (но прерывается дорожками), так что все элементы, которые должны иметь доступ к земле, легко получают ее. Земля также очень важна, т.к. действует как часть нашей антенны.

Ширина трассировки
Я просто выбрал хорошую ширину для красоты ПП, но кажется, что менее широкие дорожки быть лучше для ВЧ схем … Но я не верю, что на таких низких частотах будет выигрыш в производительности.

Сборка печатной платы

Наша плата готова, и теперь мы будем припаивать на неё все элементы. Так что соберите все элементы вместе, как у меня ниже:

5_rf_transmitter_hardware_s.jpg

Для начала паяем генератор импульсов включения/выключения на таймере 555. Его работу легко проверить нажав на кнопку питания и измерив его любым вольтметров.

6_rf_transmitter_hardware_s.jpg

Теперь, припаяйте схему генератора 27,145МГц.

7_rf_transmitter_hardware_s.jpg

Затем припаяйте схему смесителя.

8_rf_transmitter_hardware_s.jpg

Наконец, припаяйте последний индуктор 10uH и антенный провод 12″(дюймов) к плате.

Вот вид на пайку снизу:

9_rf_transmitter_hardware_s.jpg

Точно такой же вид сверху. Разве это не красиво?

10_rf_transmitter_hardwarex.jpg

Передатчик собран! Теперь давайте пройдемся по теории его работы.

Принцип работы

Вместо того, чтобы сосредоточиться на математической и сырой теоретической сторонах этого простого ВЧ-передатчика, мы сделаем упором на элементы в каждом из этапов. Математика, как/почему эта схема действительно работает, ужасно уродлива и слишком сложна . так что это интересно (для меня) просто построить и «чувствовать» что, где и как работает.
Так что давайте потратим некоторое время, чтобы пройти схему шаг за шагом, чтобы понять каждую часть цепи, её цель и вид сигнала в важных моментах. Мы пройдем через 3 раздела, в первом взглянем на то, как сигналы, которые мы хотим передать, создаются, а затем пойдем дальше, чтобы увидеть, как эти сигналы выглядят, когда мы хотим передать их, а затем, наконец, мы посмотрим на измерения выходной мощности передатчика.

Генерация несущей частоты

Прежде всего нам нужно сгенерировать сигнал, которые мы будем передавать. Вот часть схемы с кварцевым генератором:

Читайте также:  Увеличение мощности мотоцикла минска

oscillator_theory.pngT1_collector_small.jpg
Выше вы можете видеть, что схема выдает синусоидальную волну на необходимой нам частоте. Нет фильтрации многих присутствующих гармоник, что незначительно искажает наш результат, но этот сигнал будет работать.

Генерация сигналов включения/выключения

Следующий сигнал, который мы хотим генерировать, является низкочастотным «цифровым» сигналом включения/выключения. Для этого мы используем простой 555 таймер:

555_out.png555_output_small.jpg
На его выходе наблюдаем меандр, что мы и ожидали увидеть. Теперь, давайте посмотрим, что происходит, когда эти два сигнала смешиваются.

Смешение сигналов

После того, как несущая частота 27,145 МГц выходит из конденсатора 150 пФ, она встречается с меандром 555 таймера после резистора 22кОм и эти два сигнала смешиваются (умножаются, если вам хочется). Ниже вы можете увидеть конечный результат этого смешивания и где именно на схеме это происходит:

mixed.pngmixed_together.jpg

Меандр от 555 таймера по-прежнему очень заметен и сигнал готов перейти в базу транзистора и будут выглядеть как то, что мы хотим передать.

Получающийся непрерывный сигнал

После того, как смешанный сигнал идет в транзисторе, мощное переключение включения/выключения от 555 таймера помогает делать хороший непрерывный выходной сигнал на нашей несущей частоте, готовый попасть в нашу антенну (после прохождения одного последнего блокировочного DC конденсатора).
cw_wave_out.pngto_antenna_small.jpg
Выходит либо гигантская синусоидальная волна с амплитудой 2В между пиками или основные 0В. Расстояние между включением/выключением соответствует нашему первоначальному сигналу 350 Гц. Итак, давайте теперь сделаем несколько измерений мощности, чтобы увидеть, как «мощен» наш передатчик на самом деле!

Анализ спектра

Чтобы убедиться, что передатчик выдает то, что мы ожидаем, прототип передатчика, построенный мной, был подключен к анализатору спектра:
output_power.jpgantenna_output_theory_.jpg
Наша несущая частота, безусловно, видна с самым высоким пиком в 9dmb (около 10 мВт), а затем с обоих сторон видны частоты гармоник. Гармоники всегда ожидаемы в системах, которые не имеют фильтрации.

Последнее, что нужно сделать, это посмотреть, как выглядят наши мощности, что бы убедиться, что правительство не будет охотиться на нас для создания чего-то слишком мощного. Потребляемая мощность на одной пиковой частоте анализируется . Обратите внимание, высокая мощность была на самом деле на 27,142 МГц и не было на 27,145 МГц. На это влияют многие факторы.

power_measure_theory.jpg

Мощные выходные волны, видимые выше, выглядят как меандр, который мы хотели передать, что довольно хорошо, учитывая, что мы смотрим на смешанный сигнал. Это означает, что наш приемник должен иметь менее требовательную схему детекции включения/выключения, которые попадают на 7dBm и -25dBm. Мощность передачи находится в пределах допуска большинства стран.

Данные и наблюдения

Передатчик сам по себе скучная вещь, чтобы смотреть на него в действии. Вы включаете его, и он передает . Вы должны иметь приемник. В следующей статье мы рассмотрим, как построить парный 27МГц приемник и когда это будет, вы сможете посмотреть тестовое видео ниже:

Как только вы посмотрите видео испытания передатчика выше, все сомнения покину т вас, т.к. система работает как задумано и как требуется в целях этого проекта. Вы передаете, светодиод загорается. Вы останавливаете передачу, светодиод гаснет. Превосходно!

Источник