В эксперименте сравниваются варианты питания антенны VP2E на 20М: через ферритовую защелку и через согласующее устройство.
Полотно антенны подвешено с углом раскрыва чуть более 90 градусов, высота концов полотна около 0.5 м от земли.
В качестве индикаторов использую встроенный SWR-метр Yaesu-FT817, и внешний измеритель поля на двух германиевых диодах.
Первым делом, нужно подобрать длину полотна антенны, подгибая или раскручивая концы полотна. Далее - перемещая ферритовую защелку по полотну найти точку с активным волновым сопротивлением близким к 50 Ом, при выполненном первом этапе - реактивность в точке питания окажется минимальной.
Подключив кабель питания через защелку к полотну антенны на расстоянии 3 метра от края, убедился по показаниям FT-817, что риски КСВ не зажигались в диапазоне 14000-14490 кГц.
Значит длина моего полотна вполне соответствует рабочим частотам даже без скручиваний-расскручиваний.
Теперь установив на некотором удалении от полотна измеритель поля, перемещаем ферритовую защелку по полотну для поиска точки, обеспечивающей максимальное излучение от антенны.
Знак перед измерением зависит, какой полярностью подключен измеритель поля, нас интересует модуль этой величины.
При этом на расстоянии 6м согласование было заметно хуже, FT-817 показал 2 риски при f>14270 и 1 риску SWR при f<14270.
Таким образом условный оптимум размещения защелки получился в районе 4 метров от края антенны.
Заметил интересную особенность. При выключенном трансивере показания измерителя не опускались в ноль, а показывали некоторые значения, которые по полярности были обратные значениям, получаемым в настоящем эксперименте (!).
Здесь датчик поля отсоединен и мы видим показание близкое к 0.
А вот здесь измеритель подключен и мы видим 31 мВ в полярности, обратной чем в эксперименте.
Для продолжения эксперимента разворачиваю Inv-V на удалении от VP2E (между вершинами антенн) около 50 метров, что близко к началу дальней зоны VP2E.
Inv-V подключается к измерителю через BNC разъем. Сохраняем значения по модулю и сводим в таблицу.
На FT-817 переключаем мощности. На полотно сигнал подается через
1) защелку;
2) самодельное СУ на дискретных элементах; [Антенный QRP тюнер на дискретных элементах CQ-QRP #59]
3) Китайский KIT СУ (QRP Tuner) http://lavrinenkov.blogspot.com/2016/11/qrp-aliexpress.html
В процессе измерений нашел варианты согласования на китайском тюнере с чуть большей и чуть меньшей индуктивностью. При этом уровень сигнала больше на варианте с большей индуктивностью, а полоса уже (менее 300 кГц, против 500 кГц). Сигнал на каждое устройство подается одним и тем же кабелем-удлинителем.
Предварительная оценка показаний моего преобразователя показала, что его можно считать квадратичным в области малых сигналов, когда измеренные значения <<200 мВ, и линейным в области измеренных значений >200 мВ.
Рассмотрим замеры полученные при питании VP2E с СУ на дискретных элементах и подтвердим, что
написанное выше правильно описывает характеристику измерителя.
Соотношение между 5 Вт и 2.5 Вт соответствует 3 дБ.
Соотношение между 1 Вт и 0.5 Вт также соответствует 3 дБ.
Напомню формулу соотношений двух логорифмических величин:
Log(U1/U2)=Log(U1)-Log(U2)
Возьмем два ближайших измерения для максимальных измеренных сигналов (питание через СУ на дискретных элементах).
Найдем 20*log(U(5Вт)/U(2.5Вт)) = 20*log(312/220) = 3.03 дБ - подтверждается линейная зависимость преобразователя.
Возьмем два ближайших измерения для минимальных измеренных сигналов (питание через ферритовую защелку).
Найдем 10*log(U(1Вт)/U(0.5Вт)) = 10*log(57/27)= 3.2 дБ. - подтверждается квадратичная зависимость преобразователя.
Теперь переведем снятые значения в логарифмическую шкалу, используя формулу перехода в дБ D=20*log(U1/U2) при мощности 5 Вт, и D=10*log(U1/U2) при мощности 0.5 Вт.
Определим ослабление сигнала относительно СУ на дискретных элементах.
В теории цифры ослабления должны совпасть для 5 и 0.5 Вт, однако небольшой разброс есть, допустимый для любительской оценки.
В итоге получаем, что питание через ферритовую защелку менее эффективно чем через СУ (где катушка без сердечника, ёмкости дискретные) на 3...4 дБ, а питание через китайский тюнер менее эффективно на 2...3 дБ в оптимальном случае.
Лавриненков Игорь Сергеевич
Для связи mail: lis-soft /*at*/rambler точка ру
Полотно антенны подвешено с углом раскрыва чуть более 90 градусов, высота концов полотна около 0.5 м от земли.
Первым делом, нужно подобрать длину полотна антенны, подгибая или раскручивая концы полотна. Далее - перемещая ферритовую защелку по полотну найти точку с активным волновым сопротивлением близким к 50 Ом, при выполненном первом этапе - реактивность в точке питания окажется минимальной.
Подключив кабель питания через защелку к полотну антенны на расстоянии 3 метра от края, убедился по показаниям FT-817, что риски КСВ не зажигались в диапазоне 14000-14490 кГц.
Значит длина моего полотна вполне соответствует рабочим частотам даже без скручиваний-расскручиваний.
Расстояние
от края полотна, м
|
Показания
ИП, мВ
|
1.8
|
79
|
3
|
136
|
4
|
156
|
5
|
152
|
6
|
123
|
Таким образом условный оптимум размещения защелки получился в районе 4 метров от края антенны.
Заметил интересную особенность. При выключенном трансивере показания измерителя не опускались в ноль, а показывали некоторые значения, которые по полярности были обратные значениям, получаемым в настоящем эксперименте (!).
Для продолжения эксперимента разворачиваю Inv-V на удалении от VP2E (между вершинами антенн) около 50 метров, что близко к началу дальней зоны VP2E.
Inv-V подключается к измерителю через BNC разъем. Сохраняем значения по модулю и сводим в таблицу.
На FT-817 переключаем мощности. На полотно сигнал подается через
1) защелку;
2) самодельное СУ на дискретных элементах; [Антенный QRP тюнер на дискретных элементах CQ-QRP #59]
3) Китайский KIT СУ (QRP Tuner) http://lavrinenkov.blogspot.com/2016/11/qrp-aliexpress.html
В процессе измерений нашел варианты согласования на китайском тюнере с чуть большей и чуть меньшей индуктивностью. При этом уровень сигнала больше на варианте с большей индуктивностью, а полоса уже (менее 300 кГц, против 500 кГц). Сигнал на каждое устройство подается одним и тем же кабелем-удлинителем.
Мощность,
Вт
|
Ферритовая
защелка, мВ
|
KIT L=2, мВ
|
KIT L=3, мВ
|
СУ
дискретное, мВ
|
5
|
190
|
188
|
220
|
312
|
2.5
|
117
|
116
|
138
|
202
|
1
|
57
|
57
|
70
|
110
|
0.5
|
27
|
27
|
35
|
60
|
Рассмотрим замеры полученные при питании VP2E с СУ на дискретных элементах и подтвердим, что
написанное выше правильно описывает характеристику измерителя.
Соотношение между 5 Вт и 2.5 Вт соответствует 3 дБ.
Соотношение между 1 Вт и 0.5 Вт также соответствует 3 дБ.
Напомню формулу соотношений двух логорифмических величин:
Log(U1/U2)=Log(U1)-Log(U2)
Возьмем два ближайших измерения для максимальных измеренных сигналов (питание через СУ на дискретных элементах).
Найдем 20*log(U(5Вт)/U(2.5Вт)) = 20*log(312/220) = 3.03 дБ - подтверждается линейная зависимость преобразователя.
Возьмем два ближайших измерения для минимальных измеренных сигналов (питание через ферритовую защелку).
Найдем 10*log(U(1Вт)/U(0.5Вт)) = 10*log(57/27)= 3.2 дБ. - подтверждается квадратичная зависимость преобразователя.
Мощность,
Вт
|
Ферритовая
защелка, дБ
|
KIT L=2, дБ
|
KIT L=3, дБ
|
СУ
дискретное, дБ
|
5
|
-14.4
|
-14.5
|
-13.1
|
-10.1
|
0.5
|
-15.6
|
-15.6
|
-14.5
|
-12.2
|
Определим ослабление сигнала относительно СУ на дискретных элементах.
Мощность,
Вт
|
Ферритовая
защелка, дБ
|
KIT L=2, дБ
|
KIT L=3, дБ
|
СУ
дискретное, дБ
|
5
|
-4.3
|
-4.4
|
-3
|
0
|
0.5
|
-3.4
|
-3.4
|
-2.3
|
0
|
В итоге получаем, что питание через ферритовую защелку менее эффективно чем через СУ (где катушка без сердечника, ёмкости дискретные) на 3...4 дБ, а питание через китайский тюнер менее эффективно на 2...3 дБ в оптимальном случае.
Лавриненков Игорь Сергеевич
Для связи mail: lis-soft /*at*/rambler точка ру
