Антенна AliExpress на 2.1-2.7 ГГц [Wi-Fi PCB Antenna]

 

Антенна AliExpress на 2.1-2.7 ГГц. Двухполюсная антенна 2100-2700MH 2.1dB 10W Bluetooth WiFi LTe 293 р. с доставкой в 2023 году.

Внешний вид:

Приведу измерение ее КСВ на R&S ZNB-20.

Полоса 1-3 ГГц

Полоса 1 МГц - 11 ГГц

Итог: Может работать в зоне GPS (L-Band), Wi-FI (S-band), и даже 10 ГГц (Ku-band)

Материал подготовил: Лавриненков Игорь / R2AJA

для связи позывной + @ + mail.ru

Сенсорный телеграфный ключ для прямого входа [Capacitive CW Touch Key M0UKD + YACK - morse memory keyer]

Благодаря радиолюбителю Сергею R2ALA у меня в руках оказалась очередная самоделка, которая вылилась в некоторое радио расследование. 

Сенсорные уголки, коннектор 3.5, тумблер включения. После запуска, прикасаюсь к панелям и слышу точки и тире. А что внутри?

Сразу два KIT! 

1) https://m0ukd.com/homebrew/capacitive-cw-touch-key-circuits/

Сенсорный телеграфный ключ. Его схема:

Выпускался M0UKD (сейчас нет в продаже), цена собранной платы 17 фунтов, не собранной 14 и только печатки -  8 фунтов.

Микросхема AT42QT1011 реагирует на контакт человека с пластиной и изменяет свой выходнйо уровень на пине 1 с 0 на 1, открывая n-канальные транзисторы IRFML8244, таким образом устанавливая низкий логический уровень на выходе Dit/"Tip"/Точка или Dash/"Ring"/Тире, смотря какую пластину вы нажали. По логике, далее вы можете уже подключать данное устройство к современному трансиверу, имеющее в себе электронный ключ. От двух батареек АА такая плата проработает около 3000 часов! 

Потребляемые токи и сопротивление открытого перехода в зависимости от напряжения питания показаны в таблице:

Voltage	Current (µA)	MOSFET on resistance (Ω)
1.8v	550 µA	100Ω
2.0v	604 µA	30Ω
2.5v	760 µA	0.6Ω
3.0v	922 µA	0.07Ω
3.5v	1140 µA	0.05Ω
4.0v	1370 µA	0.03Ω
4.5v	1632 µA	0.02Ω
5.0v	2000 µA	0.02Ω
5.5v	2260 µA	0.02Ω

0.07 Ом должно вполне хватать, чтобы логический ноль оставался логическим нулём для электронного ключа.

2) https://hamshop.cz/kits-c4/ и описание https://blog.ok1cdj.com/2013/05/yack-telegrafni-klic.html

YACK - отдельный электронный ключ на базе микроконтроллера Attiny45. 

В данной схеме сигналы о точках и тире поступают на цифровые входы 2 и 3. Входы подтянуты напряжением питания через резисторы в 1 КОм. Цифровые выход 6 - для спикера, вход 7 - кнопка запуска автопроигрывания и функций. Питание подключается +8, -4 пины, от 3 до 5 В.

Управляющих выход - 5. Через резистор R3 подает положительный потенциал для открытия транзистора BC547, таким образом формируя логический ноль, в случае поступления на выход точки или тире.

В продаже имеется как KIT 7.34 €, так и собранная плата 9.66 €. Прошитый МК можно взять отдельно за 3.86 €. 

Приведу вольный перевод с блога OK1CDJ.

Этот ключ построен на ATtiny45 и основан на проекте YACK с открытым исходным кодом , написанном на C. Две памяти (?)

После подачи питания ключ находится в режиме IAMBIC B, а скорость составляет 12 слов в минуту. Частота звукового генератора - 800 Гц.

Изменение скорости:

Изменение скорости осуществляется одновременным удерживанием командной клавиши и клавишей точка/тире. Точки - замедление, тире- ускорение. При изменении скорости клавиша не управляет выходном электронного ключа. Изменения можно услышать только при прослушивании.

Командный режим

Кратковременным нажатием командной кнопки попадаем в командный режим. Ключ ответит знаком вопроса. Еще одним коротким нажатием выходим из командного режима. При вводе команд все слышно только из подслушивания (?)

Список команд выглядит следующим образом:

V - Версия

Ключ сообщит версию программного обеспечения.

P - шаг, шаг

Позволяет регулировать высоту прослушивания. Подгоняем с помощью ловушки. Если в течение 5 секунд ничего не происходит, клавиша ответит «ОК» и вернется в командный режим.

Р - сброс

Все настройки вернутся к состоянию по умолчанию.

U - режим отладки

Блокируется постоянно на 20 секунд или до тех пор, пока ловушка не будет нажата.

А - ЯМБ А

Включает режим IAMBIC A, и клавиша отвечает «A OK».

Б - ЯМБ Б

Включает режим IAMBIC AB и клавиша отвечает "B OK".

L - Ультиматик

Устанавливает режим ключа ULTIMATIC. 

D - режим приоритета DAH. Приоритет запятой, запятая отправляется при нажатии обоих манипуляторов.

Имитирует устаревший ключевой режим.

X - реверсивный весло 

Щелкая подрулевыми лепестками, ключ отвечает "ОК".

S - включить прослушивание

Включает или выключает прослушивание. Подслушивание всегда включено в командном режиме. Ключ ответит «ОК».

K - выключение, включение выхода манипуляции

Включает или выключает вывод ключа, ключ ответит «ОК». В командном режиме манипуляция отключена.

I - настройка выхода манипуляции

Устанавливает вывод манипуляции на 1 или 0 при манипуляции. Это зависит от подключения выхода манипуляции. В нашей проводке поставил единицу.

W - возвращает текущую скорость в WPM

1 и 2 - память записи 1 или 2

ключ ответит "1" или "2" и тогда можно будет загрузить до 100 символов. Через 5 секунд бездействия сообщение воспроизводится и сохраняется в EEPROM. Если вы ничего не загружаете, исходный контент удаляется.

E и T - воспроизведет память 1 или 2

Н - автоматический маяк

Клавиша отвечает "N" и цифрой от 0 до 9999. Через 5 секунд клавиша отвечает цифрой и "ОК". После возврата в режим манипуляции с заданным интервалом проигрывается память №2. Все хранится в EEPROM и ключ запоминает настройки после включения.

Интервал 0 останавливает маяк.

0 - блокировка конфигурации

Команда блокирует текущую конфигурацию, кроме изменения скорости, тона.

С - обучение бренду

Ключ генерирует метки (только для целей прослушивания), и пользователь должен повторить его. Если знак повторяется правильно, за ним следует буква «R» и еще один знак. Если в отметке ошибка, то снова 8 точек и отметка. Если в течение 10 секунд ничего не происходит, ключ вернется в командный режим.

(перевод машинный, надо разбираться)

Итак, мой набор выглядит так:

YACK - заводская плата, Capacitive CW Touch Key - похоже на ЛУТ. Также я заметил дополнительный транзистор STC945 (NPN) тип.

Подключено начальное смещение через делитель 10 КОм. Думал предположить, что ключ не полностью открывается закрывается, и конструктор решил добавить еще один каскад.

Попробовал работать с ключом, выход каскада STC945 устойчиво дает высокий уровень (нет нажатия). Отпаял лишний каскад, проверил, что происходит на выходе BC547. А там все с точностью до наоборот. Когда питание с ключа снято - "высокий уровень", когда питание на схему подано "низкий уровень", когда поступают точки или тире, уровень переходит в "высокий уровень". Такая же картина на управляющем пине 5. - дает низкий уровень (нажатие), когда  точки или тире не поступают на входы платы (логическими нулями).  Похоже на ошибку в коде прощивке, которую и пытался исправить R2ALA установив, дополнительный инвертирующий каскад. В конечном итоге весь этот огород нужен, если

а) Нет механического ямбик-ключа, тогда его вполне заменяет такой сенсорный ключ;

б) Когда у устройства нет встроенного электронного ключа, и нужен какой-то внешний (например простейший трансивер Пикси, или любой другой самодельный телеграфный передатчик).

Обычно на всех мало-мальски  ходовых трансиверах есть встроенный электронный ключ, поэтому платы сенсорного ключа будет вполне достаточно. Электронный ключ YACK вынимаю из корпуса, и зачем там инверсия?!

Также я заметил, что памяти в ключе почти нет. Если быстро попытаться предать *** ключ отработает лишь * *. 

условно говоря у меня в ключе память на ползнака. т.е. быстро .-  он отрабатывает, а .. или -- уже нет. Букву .-.   может а ..-. уже нет если я быстро передавать.

У M0UKD подсмотрел интересную идею:

Использовать мама 3.5" разъем, вместо пайки провода с штекером 3.5. Хорошие штекеры 3.5 под пайку сейчас дефицит, а готовые сборки 3.5-3.5 папа-папа - сколько угодно есть! =)

Материал подготовил: Лавриненков Игорь / R2AJA

для связи позывной + @ + mail.ru

Широкополосный трансформатор и LW [HF Broadband Transformer and LW]

 Иногда, становится надоедливым постоянно крутить ручку СУ, при переходе с диапазона на диапазон, особенно если тюнер находится на удалении от трансивера. Для решения этой проблемы были придуманы автоматы - ATU, тюнеры, умеющие настраивать себя по минимуму КСВ. Еще одно решение - выполнять трансформацию сопротивлений, антенну луч - то предполагаем высокоомную! Перефразирую немного Игоря DL2KQ:
Питание луча 41 м через повышающий широкополосный трансформатор известно давно.
На повышающем конце получается (1к9) 450 Ом, (1к16) 800 Ом, (1к49) 2450 Ом, (1к64) 3200 Ом,
а относительно этого сопротивления импедансы от 400 до 1800 Ом дают КСВ <2. (усредненно по диапазоном).
Противовес может быть единственным и довольно плохим, коротким в несколько метров, нерезонансным и даже просто в виде заземления на арматуру дома.
На фоне килоома полезного входного сопротивления даже сотня ом плохого противовеса не сильно снизит КПД.
Минус такой антенны в том, что очень трудно сделать широкополосный трансформатор 50 Ом - 800 Ом с хорошей полосой. У ШПТ, к сожалению, чем больше коэффициент трансформации, тем уже полоса.
Реально при 100 ваттах, хорошем сердечнике и луче 41 м можно получить КСВ в кабеле меньше 3 на всех диапазонах от 80 до 10 м, включая WARC.
Какие варианты ШПТ предлагает нам глобальная паутина? Отмечу, что именно интернет, а не книги умные 😏

Отношение напряжений на первичной и вторичной обмотке трансформатора = отношению витков первичной и вторичной обмотки трансформатора.

Отношение сопротивлений первичной и вторичной обмотки трансформатора = отношению квадратов витков первичной и вторичной обмотки трансформатора.

k = U1/U2 = N1/N2;  

R1/R2 = N1^2/N2^2 = k^2;

R1 = R2*k^2;

здесь R2 = 50 Ом (наш коаксиал)

Картинка 1

Обмотка TRX 9 витков, обмотка LW 27 витков. Коэффициент трансформации 27/9 = 3  для работы с лучом  450 Ом. 

Картинка 2

Обмотка TRX 10 витков, обмотка LW 30 витков. Коэффициент трансформации 30/10 = 3 для работы с лучом 450 Ом. 

Картинка 3

Здесь уже посерьезнее, есть упоминание разных материалов сердечника магнитопровода для НЧ и ВЧ диапазонов. Обмотка TRX 2 витка, обмотка LW 16 витков. Коэффициент трансформации 16/2 = 8 для работы с лучом 3200 Ом.  Показан корректирующий конденсатор в 100 пФ, метод его подбора не ясен. 

Эквивалентная схема подключения антенны и трансивера:

Теоретически, мой луч может иметь на диапазонах 80М и 40М (под 1000 и под 2000 Ом соответственно)

Итак, по последнему рисунку два экземпляра готовы: 

Красное колечко из тюнера KIT AliExpress (Т106-2)

Черное колечко - какое-то из СССР загашников (кольцо, 38х24х7 мм, М2000НМ)

Давайте подключим образцы к лучу и посмотрим на графики КСВ

Красное колечко:

Черное колечко:

С такими кольцами, особо на КВ не поработаешь. Также я провел тест Холодный, Теплый, Горячий (ХТГ). Для черного кольца 3560 кГц, 100 Вт около 30 секунд. Для красного кольца 24490 кГц, 50 Вт около 30 секунд. Оба колечка горячие.

Идеи: Не хватает индуктивности у колец, попробовать перемотать трансформаторы, удвоив витки. 

2023.02.07 

Дополнение.

Перемотал красное колечко, удвоил витки. Таким образом 4 витка со стороны TRX и 32 витка со стороны LW. k=8, трансформация сопротивлений 50 к 3200 Ом.

Проверил по NanoVNA:

Результат лучше, чем был, КСВ уменьшился. Но этого всё ещё недостаточно для нормальной работы. 

Материал подготовил: Лавриненков Игорь / R2AJA

для связи позывной + @ + mail.ru

ВЧ токи по оплетке коаксиального кабеля [HF current in coaxial cable shield]

 В городских условиях для работы на КВ я использую антенну - луч, подключенный к СУ - типа. В качестве "ВЧ земли" - рама окна. Поскольку такая антенна сильно несимметричная, ожидаю появление больших токов по внешней оплетке коаксиального кабеля. Стало быть возникает вопрос - нужен ли блокирующий дроссель сразу за СУ со стороны коаксиального кабеля? Неожиданно возможность провести эксперимент появилась сама-собой - межкомнатный переезд, луч остался где и висел, появился удлиняющий коаксиальный кабель. Излишки коаксиального кабеля я сбухтовал, дроссель готов! 😀

Можно видеть лучик идущий вправо вверх, и коаксиал, идущий влево от балкона. 

Тонкий коаксиал нормально проходит через резиновый уплотнитель окна. Пока созданием/покупкой полоскового перехода не озадачивался. 

Вот здесь видна бухта и согласующее LC-типа. 

Используется дроссель 11 витков, диаметр 11 см. Очень примерно оценю индуктивность как 30 мкГн. Тогда по диапазонам, реактивное сопротивление создаваемое таким дросселем будет:

Диапазон	Частота, кГц	Сопротивление (|jWL|), Ом
80M	3600	678
40M	7100	1338
20M	14100	2657
15M	21100	3977
10M	28300	5334

Для измерения ситуации около коаксиального кабеля я буду использовать датчик ВЧ-поля:

Стрелочный микроамперметр, также является датчиком поля. 

Также я буду использовать датчик ВЧ-тока, на ферритовой защелке:

Здесь к кабелю (за кадром) подключен NanoVNA анализатор, и этого достаточно, чтобы датчик зафиксировал ВЧ-напряжение 5-7 мВ. 

С помощью NanoVNA оценим что происходит с КСВ во всем КВ диапазоне. 

Сначала нагруженный на резистор 50 Ом кабель:

Теперь нагруженный на 1к9 трансформатор с лучом кабель:

Я отметил маркерами частоты 3.5, 7, 14 МГц - основные для радиолюбительства.

Измерения будут проводиться для сбухтованного в дросель коаксиала, а также разбухтованного варианта:

День 1 измерений

Начал измерения датчиком поля. Работаем на FT-891 с выходной мощностью 5 Вт. Коаксиал нагружен на СУ. Каждый диапазон настраивается по минимальному КСВ. Измерения в мВ.

Диапазон	С дросселем 11/11	Без дросселя	Подавление сигнала по оплетке, дБ
80М	300 (КСВ=1.8)	440 (КСВ=1.8)	3.3
40М	150 (КСВ=1.6)	170 (КСВ=1.6)	1.08
20М	580 (КСВ=1.8)	800 (КСВ=1.5)	2.79

На диапазоны 15-10М не пошел, т.к. СУ сложно их строит, слишком большая начальная ёмкость.

Теперь подключу трансформатор 1 к 9.

Диапазон	С дросселем 11/11	Без дросселя	Подавление сигнала по оплетке, дБ
80М	82 (КСВ=HSWR!)	100 (КСВ=HSWR)	1.7
40М	104 (КСВ=3)	76 (КСВ=3)	-2.7
20М	260 (КСВ=1.7)	742 (КСВ=1.5)	9.1
15М	2500 (КСВ=1.7)	2820 (КСВ=1.1)	1.04
10М	1440  (КСВ=1.1)	2460 (КСВ=1.5)	4.65

На 40М без дросселя ситуация лучше, чем с ним. 😯

Заметил, что чем ближе КСВ к 1 тем больше показания датчика поля.

Датчик поля работает в режиме больших токов – используем линейную логарифмическую зависимость: d = 20*log(V2/V1). 

День 2 измерений

По совету Димы UB3APP делаю измерения на эквиваленте резисторе, датчиком тока.

Диапазон	С дросселем 11/11	Без дросселя	Подавление сигнала по оплетке, дБ
80М	50 (КСВ=1!)	39 (КСВ=1!)	-2.15
40М	284 (КСВ=1)	72 (КСВ=1!)	-11.9
20М	250 (КСВ=1)	73 (КСВ=1!)	-10.7
15М	320 (КСВ=1)	236 (КСВ=1)	-2.64
10М	340  (КСВ=1)	175 (КСВ=1)	-5.76

Теперь ставит трансформатор 1к9 и измеряем по датчику тока:

Диапазон	С дросселем 11/11	Без дросселя	Подавление сигнала по оплетке, дБ
80М	129 (КСВ=HSWR)	344  (КСВ=HSWR)	8.5
40М	1669 (КСВ=3)	963  (КСВ=3)	-4.77
20М	3440 (КСВ=1.5)	8000 (КСВ=1.5)	7.33
15М	25000 (КСВ=1.7)	18000 (КСВ=1.5)	-2.85
10М	6900 (КСВ=1)	14800 (КСВ=1)	6.62

Результаты говорят о том, что непонятно, что я вообще измеряю. Похоже, что появление и исчезновение дросселя в структуре кабеля изменяет распределение пучностей и узлов напряженности по внешней стороне кабеля, и проводить измерение в фиксированной точке не имеет смысла. Пишите что думаете в комментариях или мне на почту.

Материал подготовил: Лавриненков Игорь / R2AJA

для связи позывной + @ + mail.ru