Радиосвязь. Доска объявлений. Форум

UR8LV.COM

иное

Cross-Yagi 10el на 70cm

20.11.2021 08:19:13     185    Сергей - UR3QQJ
Основа 10el антенны - пересчитанная модель RA6FOO [1]. В качестве бума использован - алюминиевый квадрат 15х15 mm, элементы - алюминиевые трубки 6 mm, крепежи - 3D печать пластиком ABS+ [2]. Круговая поляризация реализована - фазирующей четвертьволновой линией, согласование антенн горизонтальной и вертикальной поляризации - сумматором Вилкинсона.





Сумматор Wilkinson

По сути предназначен для синфазного суммирования/деления потока мощности и согласования источников (n- полюсников) с приемником. Такими источниками/приемниками могут быть усилители мощности (УМ, паллеты на MOSFET), антенны с одинаковым фазовым центром. Обычно представляет собой мост. В случае 3-х полюсника - два трансформирующих четверть лямбда отрезка линии с волновым импедансом Zw = sqrt(Zа х Zb), где Zа - импеданс источника, а Zb - импеданс приемника:

Например нам надо согласовать и сложить две 50-ти омных антенны с кабелем с 50 Ohm. Тогда эквивалентный импеданс Zw каждого из двух отрезков в одной точке (в месте подключения фидера снижения) должен быть 100 Ohm. Т.е. нам надо трансформировать 50 в 100, в итоге импеданс согласующего четверть лямбда куска с учетом коэффициента укорочения должен быть = √(50*100)= 70.7 Ohm. Установка резистора 100 Ohm между выходными портами обязательна при сложении мощностей двух УМ для предотвращения выхода из строя второго при неисправности первого. В антенном применении он необязателен. На практике используется близкий по импедансу кабель с импедансом 75 Ом, из-за несоответствия которого расчетному эквивалентный импеданс после трансформации будет 112 Ohm. Два таких параллельно по 112 дадут 56 Ohm и рост SWR до 1.12. Для снижения SWR до 1.0 на всех портах сумматора Вилкинсона можно включить корректирующие высоковольтные конденсаторы Ck (см. ниже) с малым тангенсом угла диэлектрических потерь и емкостью 2-5 pF. Например, на небольшие мощности подойдут подстроечные КТ4-21б с керамическим диэлектриком с тангенсом угла диэлектрических потерь менее 0.002. Однако в своей практике для сохранения электромагнитной изоляции мест стыка при изготовлении Вилкинсона привык обматывать соединения посеребрянной плетенкой с обрезков коаксиального кабеля и восстановлением фторопластового изолятора. Вот эти навески и служат такими полезными паразитными монтажными емкостями, снижающими SWR, что вы можете видеть на видеотестах Cross-YAGI в сборе. В остальном на дальнейший рост SWR и потери оказывает влияние неточность изготовления Вилкинсона и материал диэлектрика (потери в диэлектрике).

На этом самом Вилкинсоне при делении сигнала поровну на каждый выход "потери" -3 dB (на самом деле не потери, а отбор мощности), но при суммировании двух антенн с разной поляризацией мы потеряем в худшем случае 0.5 dB (зависит от материала диэлектрика, SWR и точности изготовления). Каждый дополнительный директор в YAGI дает прирост приблизительно +2 dB и уменьшается с каждым элементом.

О коаксиальном кабеле замолвите слово

Использованы коаксиальные кабели с фторопластовым изолятором РК 75-2-21 (подойдет РК 75-1-21 или RG-179) и РК 50-2-21 (RG-142, RG-316 или Meritec 700212-02). В принципе, неплохо показал себя и 50-тиомный RG-174, но у него полиэтиленовый изолятор и при монтаже не следует доспускать его перегрева. Работа с РК 75-1-21 требует большей аккуратности поскольку его центральные жилки крайне тонкие.

Как определить коэффициент укорочения неизвестного кабеля

Замечу, что коэффициент укорочения можно определить не только с помощью NanoVNA в режиме TDR:



или с помощью осциллографа и обычной батарейки:



Но и обычным LC-метром (мультиметром) при известном импедансе Zв коаксиального кабеля. Достаточно измерить его погонную емкость Cп на метр длины и искомый коэффициент укорочения Кук = 10000 / (3*Zв*Сп). Да, вот так просто.

Ресурсы

1. MAA model Yagi70 10el
2. 3D STL model holder
3. MMANA модели всех YAGI из наших мастер-классов по VHF/UHF
4. ‎Сумматоры мощности на трубках и квадратах
MENU