HF 5 WWL

BUDOWA REFLEKTOMETRU PRZELOTOWEGO 

Trochę uwag i przemyśleń [nie tylko moich ;) ] zebranych podczas budowy reflektometru który miał by służyć do pomiaru współczynnika SWR w paśmie 2 m i 70 cm. Zacznijmy od budowy zabezpieczenia naszego źródła sygnału którym zazwyczaj jest nadajnik naszego TRX-a na czas testów i ustawiania budowanego reflektometru. To bardzo prosty układ a zasługi jego są nieocenione.

Całość powinna zostać umieszczona w metalowym ekranie.

 

W najgorszym przypadku, gdy na wyjściu układu będziemy mieli zwarcie to nasz nadajnik będzie jednak obciążony co najmniej 32 omami. Natomiast przy otwartym obwodzie (brak obciążenia reflektometru) nadajnik będzie obciążony co najmniej 100 omami. Warto zauważyć, że takich przypadkach napięcie i / lub moc padająca i odbita powinny być takie same (pomocne przy sprawdzaniu symetrii układu pomiarowego). W ten sposób zabezpieczymy się przed „uwaleniem” nadajnika TRx-a. Powyższy układ jest zabezpieczeniem tylko na czas testów i ustawiania reflektometru. Podczas normalnej pracy należy go USUNĄĆ. 

 

 

GŁOWICA POMIAROWA

Układ pomiarowy ma pracować w paśmie 2 m jak i 70 cm.

Nie jest to prosta sprawa więc trzeba się zgodzić na wiele kompromisów które z pewnością odbiją się na parametrach całego reflektometru.

Ze względu na rodzaj i kształt obudowy (planuję obudowę  Hammond  1550A) zostały przyjęte następujące wymiary:

-PCB – 30 x 60 mm.

-Linia przesyłowa o szerokości 6 mm.

-Symetryczne linie pomiarowe o szerokości po 3 mm.

-Szczelina pomiędzy linią przesyłową a liniami pomiarowymi po 1 mm.

-Szczelina pomiędzy liniami pomiarowymi i masą po 1,5 mm.

-Wymiary są optymalizowane dla dwustronnego laminatu FR-4 o   grubości 1,6 mm i obudowy o przekroju kwadratowym.

-Skrajne pola masy połączone ze spodnią warstwą miedzi (masą) płytki za pomocą folii miedzianej (lutowanie).

 -Wszystkie elementy lutowane będą bezpośrednio do ścieżek.

 

 

Wzór płytki.

Schemat głowicy pomiarowej.

 

 

 

Wszystkie elementy elektroniczne będą montowane metodą "przestrzenną".

Już na początku testowania reflektometru okazało się, że:

- Diody muszą być dobrane pod względem parametrów. Istotna jest pojemność własna która powinna być jak najmniejsza i jednakowa dla obu diod.

- Złącza BNC (zwłaszcza tanie chińskie) nie nadają się do tego reflektometru. Należy stosować złącza typu N lub SMA.

- Sygnał z głowicy pomiarowej (FWD i REF) do układu pomiarowego należy doprowadzić przewodem ekranowanym. Zwłaszcza przy mocach nadajnika przekraczających 10W. 

 

 

Głowica pomiarowa w fazie projektowania.

 

 

Wreszcie stworzyłem pierwowzór głowicy. Teraz czas na testy.

 Wszystko zostało zamknięte w obudowie o której pisałem wcześniej.

Wejście i wyjście poprzez gniazda typu N. Wyjścia pomiarowe fali padającej i odbitej poprzez złącza SMA.

 Teraz wnętrze głowicy pomiarowej.

No i koncepcja z powyższego zdjęcia poległa...

Okazało się, że elementy elektroniczne umieszczone tak jak na zdjęciu nie mają racji bytu. W pasmie 2 m było jako tako ale wyniki pomiarów w paśmie 70 cm były nie do przyjęcia.

Więc kolejna zmiana. Elementy powędrował

 W stosunku do schematu wystąpiły pewne zmiany. Dodałem dławiki 100uH. Ale o tym później.

 W części "pomiarowej" znalazły się tylko rezystory obciążające (po 2x 100R równolegle). Do drugich końców linii pomiarowych przez otwory w laminacie przylutowane zostały diody.

Czuję jednak, że gniazda SMA stanowiące wyjścia sygnałów powinny również trafić pod spód płytki pod ekran. Chwilowo musi jednak tak zostać bo skończyły mi się obudowy :).

 

 

20.12.2021 r. 

Znalazłem trochę czasu i dokonałem pomiarów głowicy.

Pomiary wykonane NanoVNA H. Na wyjściu głowicy pomiarowej zapięte sztuczne obciążenie 50 R. Oczywiście kalibracja po każdej zmianie zakresu.

Rys. 1. Zakres pomiaru od 1 do 60 MHz. Wygląda nieźle.

 

 

Rys. 2. Zakres pomiaru od 50 do 250 MHz.

 

 

Rys. 3. Zakres od 300 do 500 MHz. Tu już się posypało...

 

 

Rys. 4. Zakres od 400 do 900 MHz. Tu wszystko poleciało w kosmos.

 

Niestety, linia pomiarowa jest za długa. Układ pomiarowy trzeba będzie przeprojektować i wykonać od nowa. Trzeba pomyśleć o lepszej optymalizacji dla 50 R.

Chociaż w paśmie KF wygląda całkiem dobrze :).

Niestety, ma pracować w pasmach 2 m i 70 cm.

 

Pomimo tego prace nadal trwają więc:

C.D.N.