ум на 1296 мгц
УМ на 1296 МГц
При напряжении 2.5кВ анода и с хорошим воздушным охлаждением, усилитель легко даёт 250W с приблизительно 12dB усилением. Это может быть повышено до 500W, но тепловая стабильность становится проблемой. Возможно водяное охлаждение помогло бы здесь, но я подозреваю, что охлаждение катода также должно было бы быть улучшено. (Больше и большие отверстия в частях E и J, другая распорная деталь I.)
СПИСОК ЧАСТЕЙ И ОПИСАНИЕ: (см. фигуры)
А) Проходной конденсатор, 1nF для катода и нити накала
B) Четвертьволновые дросселя для катода и нити накала. Два 6cm дросселя 0.6mm медный провод.
C) Соединитель Входа (мама BNC). Диаметр пластины сцепления 8mm. D=31mm.
D) Настраивающий винт. Медь M6 (медный) винт.
E) Линия Сетки. 40/36mm (наружний/внутренний). медная труба, 174mm длинной. Чтобы соответствовать трубе (ги-7), сделайте 8.. 12 разрезов с отверстиями (см. рис..). Отверстия также служат для вентиляционной струи (охлаждение катода). Слишком много больших отверстий здесь могли вызвать возбуждение.
F) Линия Катода. Труба меди 20/18mm, 140mm длинной.
G) Линия Нити. Труба меди 10/7mm, 122mm длинной.
H) Разделительная пластина Анода. от 10mm Толстая медная пластина от 10mm, спаянная, чтобы разделить E. M76x1 нарезают на внешней стороне. Расстояние а=87mm.
I) Изолирующая распорная деталь для трубки катода. 6mm PTFE с отверстиями для вентиляции. По идее она должна была находиться в узле напряжения (четверть длинны волны с открытого конца), но нет никакой реальной разомкнутой цепи в конце трубки катода (дроссельные катушки накала, входной разъём, узел настройки и т.д.). Поместите это приблизительно 4.. 5cm с открытого конца. Возможно это должно быть заменено радиальным вставками, чтобы улучшать воздухообмен.
K) Винт, настраивающий анод. Медь M10 или медная, более прекрасная желательная нить.
L) Выходной разъём. Диаметр пластины сцепления 10mm. е=66mm
М.) Верхняя заглушка анодной трубы. Медная пластина от 3-х мм, спаянная, чтобы разделить J. c=34mm.
N) Пластина конденсатора Анода. Толстая медная пластина от 3-х мм.
O) Фиксирующее кольцо. Отрезок от 80/74mm медной трубы 8mm длинной, M76x1 внутреняя резьба. Закрутите его сильно.
Q) Распорная деталь трубки накала. Материал и положение, не важное, как нет никакой ВЧ
У Вас недостаточно прав для добавления комментариев.
Возможно, Вам необходимо зарегистрироваться на сайте.
Ум на 1296 мгц
Принципиальная схема антенного усилителя изображена на рис.1. Он выполнен на транзисторах V1, V2. Контуры L2C5, L3C8, включенные в коллекторную цепь транзисторов, настроены на 1296 МГц. Конденсаторы C1—С3, индуктивность их выводов и базового вывода транзистора V1 образуют согласующие элементы входа. Катушка L1 играет роль фильтра верхних частот, подавляющего сигналы ниже рабочей частоты. Элементы L4, R5. С10—C12 обеспечивают развязку питающей цени по высокой частоте и фильтрацию.
Антенный усилитель собран на плате из двустороннего фольгироваиного стеклотекстолита толщиной 1. 2 мм на опорных точках по методике, описанной в [1].
Приняв сигнал, конденсаторами СЗ, С5, С8 добиваются максимума выходного сигнала. Может оказаться необходимым подобрать точки подключения конденсаторов С4, С6, С7 и С9 к катушкам L2, L3 по максимуму коэффициента усиления. Но каждый раз нужно подстраивать конденсаторы С5 и С8.
После предварительной настройки усилителя выключают маяк и подстраивают конденсаторы С3, С5 и С8 по максимуму шумов на выходе усилителя. Особенно тщательно следует подстроить конденсатор СЗ. Настройка по шумам не должна сильно отличаться от настройки по сигналу. Затем усилитель и конвертер соединяют фидером, который предполагается использовать, и, включая н выключая питание усилителя, измеряют приращение шумов на выходе приемника. Если длина фидера 30 м, кабель РК-75-9-12, то шумы должны увеличиваться в 5. 8 раз.
Усилитель, который сделал автор, имеет коэффициент усиления 15. 18 дБ и коэффициент шума 2,5.
Антенный блок эксплуатируется на радиостанции UA1MC в стационарных и в полевых условиях уже в течение четырех лет. За это время было проведено более сотни QSO с любителями UA1, UR2, ОН5, ОН2, ОНЗ, ОН4, SMO, SM5.
1. Жутяев С. Г. Любительская УКВ радиостанция. М.. Радио и связь. 1981
2. Жутяев С. О чувствительности УКВ приемников. Радио. 1975, N 4. с. 30.
Освоение 23 см диапазона. Трансвертер 144/1296 от LZ4AU.
Друзья всем Привет. Полевой День на УКВ 2020 уже не за горами. Но ещё есть время подготовиться и улучшить свои результаты.
Решил добавить новый для нашей команды EW4WQ, диапазон 23 см. На днях пришла новая игрушка. Трансвертер 144 / 1296 МГц. Те кто читает мой Instagram уже в курсе. Для всех остальных немного раскажу что это такое и с чем его едят.
Наверное самый знаменитый трансвертер на постсоветском пространстве от LZ4AU. Plug & Play в чистом виде. Подключил. Отрегулировал входную мощность и КСВ антенны. И айда в эфир.
Немного ТТХ от изготовителя:
Я уже писал, что трансвертер Plug & Play в чистом виде. Подключил. Отрегулировал входную мощность и КСВ антенны. И айда в эфир. Для начала нужно распаять разъем на антенне.
Сложного ничего нет.Справиться даже ребенок. Разъем идет в комплекте. Поэтому мудрить ничего не надо. Кстати антенна в комплекте HB9CV на это диапазон. Если есть необходимость вынести повыше, тогда нужно будет распаять кабель нужной длинны. Ну а для тестов и первого запуска и так сойдет.
Что еще нужно для первого запуска? Да вообщем-то еще распаять кабель питания и фидер для подачи ПЧ 144. Кстати на моем FT-857D ПЧ можно подавать прям с УКВ разъема 144/433 МГц. По факту трансвертер можно подключить к любой радиостанции с ПЧ на 144 МГц и мощностью не более 5 Вт. То есть для тестов может подойти и простая носимая радиостанция с ФМ модуляцией. В этом случае, антенна естественно должна быть в вертикальной поляризации у обоих корреспондентов.
И так все кабели подключены. Мощность выставлена на отметке 5 Вт. Для удобства отображения частоты в своем трансивере включил трансвертерный режим. Никоим образом не влияет на качество работы трансивера или трансвертера, просто удобно. Жмем кнопку PTT. Смотрим входную мощность по встроенному светодиоду и резистором подстраиваем КСВ антенны по выходу. Вот и все. Можно выходить в эфир.
PA на 1296 МГц на лампе ГС34
даже от обладателей 10 и более метровых тарелок. Тут я озверел и за оставшееся до второго тура время собрал усилитель на ГС34. Усилитель получился достаточно удачным, поэтому я сделал его еще раз в более «чистовом» варианте и теперь готов поделиться результатами работы. Ламповые усилители на коаксиальных резонаторах разделяются на две основных схемы. Их иногда называют односторонняя и двухсторонняя. В двухсторонней входной и выходной резонаторы расположены по разные стороны от лампы. В односторонней оба резонатора находятся на стороне катода. Для этого анодный резонатор как бы вывернут наизнанку и натянут на катодный резонатор как известное, широко рекламируемое нынче изделие. Это открывает доступ к аноду лампы и позволяет использовать эффективный радиатор для воздушного охлаждения.
Я с самого начала сориентировался на водяное охлаждение, поэтому выбрал более простую и понятную двухстороннюю схему. Почему водяное охлаждение? Прежде всего, оно мне нравится своей эффективностью. Небольшая струйка воды легко заменяет громко воющий вентилятор. Водяное охлаждение легко сделать практически бесшумным. Если же надо отвести большую мощность из малого объема, то других способов просто не существует. Впрочем, недостатки у водяного охлаждения конечно тоже есть.
Основная проблема мощных ламповых усилителей диапазона 1296 МГц это термическая расстройка анодного резонатора. Даже если резонатор хорошо сделан и мало нагревается, расстройка происходит за счет изменения емкости анод-сетка. Анод лампы, это медный цилиндр (или приблизительно цилиндр) один торец которого находится на малом расстоянии от плоской сетки, а другой торец предназначен для отвода тепла. Медный цилиндр обладает хорошей теплопроводностью, однако мы хотим использовать лампу в режимах, которые и не снились разработчикам. При этом как ни охлаждай радиатор, торец, прилегающий к сетке здорово нагревается. Как и положено цилиндр от нагревания удлиняется, и емкость анод-сетка возрастает. Если нагреть посильнее, то можно уменьшить расстояние анод-сетка до пробоя. Для получения максимальной мощности желательно повышать анодное напряжение. Однако термодрейф при этом возрастает в квадрате. Скажем мы хотим увеличить напряжение с 1000В до 2000В. Пусть кпд и анодный ток при этом не меняется. В результате мощность, рассеиваемая на аноде, увеличивается в два раза. К тому же оптимальное сопротивление нагрузки для лампы надо удвоить. Для этого ослабляем связь с антенной и увеличиваем нагруженную добротность в два раза. В результате влияние изменения емкости анод-сетка возрастает еще в два раза. Не будем обсуждать более сложные процессы, происходящие в лампе на столь высоких частотах за счет конечного времени пролета электронов. Ясно одно – охлаждение анода должно быть максимально эффективным.
Для получения максимальной эффективности была использована доработка лампы, предложенная KD5FZX. Прямо на анод надевается латунный стаканчик с патрубками для воды. В отличие от оригинала медная трубка, по которой поступает холодная вода, вставлена в углубление в аноде (в котором обычно находится болт крепления радиатора). Это позволило почти в два раза снизить термодрейф. Далее я попытался развить успех и увеличить размеры углубления, чтобы приблизить воду к месту, где выделяется тепло. Результат был плачевный. Оказалось, что всего в двух миллиметрах от дна углубления проходят каналы с газопоглотителем. Теперь эта лампа может служить только наглядным пособием. Кстати в более старых лампах ( ГИ7Б, ГС9Б и т.д. ) таких каналов нет. Там в принципе можно из анода сделать медную чашку. Только сделать это, не угробив лампу довольно тяжело.
На рисунке показан латунный стаканчик в разрезе. Медные трубки плотно вставлены в отверстия в дне стаканчика и опаяны обычным припоем. После этого длинная трубка подогнута так, чтобы ее конец находился в центре стаканчика. Для пайки стаканчика к лампе я использовал пасту, которая используется для печатных плат с поверхностным монтажем. Предварительно облуживал внутреннюю поверхность 9мм проточки. Затем наносил пасту на боковую поверхность анода, надевал одно на другое и грел мощным феном. Как только припой начинал плавиться, помогал стаканчику встать на свое место. После этого все это медленно охлаждал. Две лампы, которые я подверг такому издевательству, пережили экзекуцию без последствий.
У Вас недостаточно прав для добавления комментариев.
Возможно, Вам необходимо зарегистрироваться на сайте.
Анализ полученных результатов.
Последние четыре года я занимался в основном одной задачей. Задачу можно сформулировать примерно так: «Как построить маленькую радиостанцию с большими возможностями». Имеется в виду радиосвязь с отражением от Луны в диапазоне 1296 МГц. Удалось достичь определенных успехов в этом направлении. Особенно в повышении чувствительности приемной системы. Однако предел уже виден и, по крайней мере, мои возможности уже почти исчерпаны. Итак, пора подводить итоги и искать новую задачу.
Этот диапазон мне давно нравится, еще с семидесятых, когда разрабатывал транзисторный трансвертер на 23см. Очень понравился он в конце девяностых, когда проводил свои первые EME QSO на маленькую параболу 1.6м. Это живой диапазон. Даже в будни есть шанс кого-то встретить. Своего рода микроволновый аналог двух метров.
Дальнейшее изложение решил делать по отдельным узлам, которыми за это время занимался. За скобками останутся те немаловажные части, которые сам не делал, а использовал в готовом виде. Прежде всего, это трансвертер конструкции Владимира Прокофьева RA3ACE. Главная особенность, это то, что все гетеродины трансвертера синхронизированы с помощью ФАП с опорой 5 МГц (Гиацинт). Опорный генератор в трансивере IC-746PRO также привязан к этой частоте. Все это обеспечивает исключительно высокую точность и стабильность частоты. После регулярной калибровки Гиацинта по GPS стандарту это 1..2Гц на 1296 МГц. Трансвертер работает давно и надежно. Не буду также писать про различные компьютерные программы, которые так облегчают нашу жизнь. Тут моей заслуги тоже нет.
В чем особенности связи с отражением от Луны, чем она отличается от других видов УКВ связи? От чего зависит результат? Чем хорош диапазон 1296 МГц?
Итак, что такое шумовая температура приемника. Это температура резистора, который генерирует входные шумы, равные внутренним шумам реального приемника, приведенным к его входу. Что такое шумовая температура антенны. Это температура резистора, который генерирует шумы, равные шумам антенны. Удобно то, что эти температуры можно просто складывать. Коэффициент шума приемника связан с его шумовой температурой простым соотношением:
F = Tr/To + 1
Tr = ( F-1 ) * To
Видно, что шумовая температура и коэффициент шума равнозначны при оценке чувствительности приемника. Отличие в том, что коэффициент шума нормируется по комнатной температуре. Однако это связано не столько с физическим смыслом, сколько с принятой методикой измерений. Для оценки МШУ более привычен коэффициент шума. Но когда имеешь дело со всей приемной системой это неудобно. Постоянно приходится делать пересчет из шумовой температуры в коэффициент шума и обратно. Впрочем, если надо что-то прикинуть «в уме», то можно считать, что 0.1 дБ коэффициента шума это 7 градусов Кельвина. Например, МШУ 0.3 дБ, имеет шумовую температуру примерно 21К.
Вернемся теперь к оценке всей приемной системы. Ее можно разделить на две основные части: на антенну и на приемник. Эффективность антенны определяется ее усилением Ga и шумовой температурой Ta. Отношение этих параметров Ga/Ta называют добротностью или коэффициентом качества антенны. Эффективность приемника определяется его шумовой температурой Tr. Сумма Ta и Tr это шумовая температура всей системы:
Tsys = Ta + Tr.
И, наконец, отношение
Это обобщающий параметр, который полностью характеризуют качество приемной системы.
В результате имеем всего два параметра, которые определяют энергетический потенциал радиостанций. Это эффективная изотропно-излучаемая мощность и добротность приемной системы.
Теперь попробуем подтвердить правоту этого утверждения. Итак, необходимо перекрыть потери в 270. 272 дБ на 1296 МГц. Эта цифра есть результат измерений, сделанных при радиолокации Луны в основном в 60х годах прошлого века. По некоторым данным эта цифра на 1 дБ больше.
Для примера посчитаем тот вариант, с которого я начинал поход на 23см чуть больше четырех лет назад (Рис 1.1).
Посчитаем теперь соотношение сигнал/шум SNR для полосы 2500 Гц в режиме эхо (или при связи с точно такой же радиостанцией). SNR = Ps/Pn на выходе приемника. Ps это мощность сигнала:
Ps = Ptx * Ga / L * Ga *Grx.
Т.е. это мощность передатчика, умноженная на усиление передающей антенны, деленная на потери на трассе, умноженная на усиление приемной антенны и на усиление приемного тракта. Теперь мощность шума Pn. Это мощность шумов всей приемной системы, приведенная к входу приемника и умноженная на усиление приемника:
В Формуле для SNR Grx сократится, и мы получаем
SNR = Ptx * Ga / L *Ga / Pns.
Подставим теперь наши цифры. Расчет идет в разах, а не в децибелах. Поэтому усиление антенны это 631раз, а потери на трассе 10 ^ 27.
Для человека, хотя бы временами работающего в режиме JT65C эта цифра говорит о многом. Это очень легкая и уверенная связь в JT65c. Наличие тональных посылок хорошо различается «на слух». Связь телеграфом CW проводится с некоторым напряжением, но без особого труда. В режиме SSB слышно только присутствие корреспондента. Отдельные фрагменты иногда слышны на пиках QSB.
Посчитаем добротность приемной системы для первого варианта радиостанции. При спокойном (Sf = 52) Солнце Y(dB) = 9.5 дБ. Переведем в разы, Y = 8.9. Тогда:
Для сравнения посчитаем радиостанцию в ее нынешнем состоянии, после четырех лет, потраченных на ее совершенствование (Рис 1.2).
SNR = 500 * 1200 / 10^27 *1200 / 18.6 * 2.9 * 10^19 =1.12.
В децибелах + 0.5 дБ. Выигрыш по отношению к первому варианту 14дБ.
Это уже громкое эхо в режиме SSB. Кстати программа JT65Cрассчитана на слабые сигналы и при таких уровнях начинает сильно занижать рапорт.
Добротность приемной системы теперь равна:
Ga/Tsys = 65 * 50 / 52 = 62.5 или Ga/Tsys = 18 дБ. Выигрыш 8.1 дБ.
Результат четырехлетних усилий:
Улучшение всей системы 14 дБ (25 раз).
Улучшение качества приемной системы 8.1 дБ.
Основное улучшение 5.3 дБ за счет снижения шумовой температуры антенны и шумовой температуры предусилителя.
Пока специально старался рассматривать систему крупными кусками, чтобы за мелочами не затерялись основные принципы. Однако любая большая система состоит из большого числа отдельных узлов. Именно в мелочах часто кроются основные проблемы. Связь с отражением от Луны (EME) не прощает даже мелких ошибок. Задан определенный порог, который надо преодолеть. Неаккуратно заделанный разъем и можно легко оказаться ниже этого порога. Супер-прохождение, которое может скомпенсировать ошибку здесь не бывает. Надеюсь в дальнейшем изложении более детально обсудить эти «мелочи».
У Вас недостаточно прав для добавления комментариев.
Возможно, Вам необходимо зарегистрироваться на сайте.