Российский УКВ портал
Главная arrow Статьи arrow Аппаратура arrow Начинаем работать на 3см.


Начинаем работать на 3см.

Версия в формате PDF Версия для печати
Автор Brian Coleman(G4NNS) и Ian Lamb(G8KQW)   
Среда, 03 Декабрь 2008

Brian Coleman(G4NNS) и Ian Lamb(G8KQW) описывают, как начать работать на диапазоне 10GHz  с минимальными усилиями.

10GHz QUICKSTARTER.10GHz является наиболее популярным  любительским СВЧ-диапазоном и предоставляет богатые 
возможности для совершенствования техники. Текущим рекордом Великобритании (наземное тропо), является расстояние 1347км, и был установлен между двумя стационарными позициями.Это может быть сюрпризом для тех, кто думает, что связь на этом диапазоне на такое расстояние возможна только между двумя горными вершинами.Есть, конечно, много возможностей для тех, кто хочет работать от переносных установок, имеющих компактные размеры и малый вес всей системы. Цель настоящей статьи состоит в том, чтобы описать, как начать работать на диапазоне 10Ггц при минимальных усилиях, но с системой которая обеспечивает прочную основу для будущего творчества. Даже на выездном оборудовании связи на 300 или 400 км становятся возможными из домашних условий. 
Проводить QSO на такие расстояния можно в ходе использования распространения радиоволн, которые основаны на отражении от дождя(rain scatter) и тепловом инверсном рассеянии.

 

 

Параболическая антенна
Рисунок 1
Система состоит из трансвертера от DB6NT, коаксиального реле, которое разделяет прием и передачу. Все размещается в водонепроницаемый пластиковый корпус.Трансвертер имеет малые размеры и вес, что позволяет смонтировать его, облучатель и реле на штатный держатель для LNB в офсетном зеркале для спутникового ТВ, (см. рисунок1)

Таким образом, необходимость применения волновода сведено к минимуму. Хотя 200mW вывод может звучать как очень низкая мощность (QRP), но  небольшое зеркало для спутникового ТВ обеспечивает усиление  около 30dBi и тем самым получается Эффективная Изотропная Излучаемая Мощность (ЭИИМ) около 200Вт.

THE TRANSVERTER. Kuhne Electronic(DB6NT) предлагает современные ,высокопроизводительные 10GHz трансвертеры либо в качестве готового настроенного модуля или конструктор, который необходимо самому спаять и настроить.Хотя

конструктор легко собрать и настроить, этот путь должен быть выбран только опытным радиолюбителем, хорошо разбирающемся в работе электронных компонентов. Чтобы помочь вам это сделать, если все-таки выбран путь покупки конструктора-набора, вы ожно скачать инструкцию по сборке бесплатно на веб-сайте Kuhne. Хотя комплект поставляется с адекватной инструкцией, Джон, G8ACE, имеет некоторые дополннения к сборке и настройке, сведения о которых можно найти в разделе аппаратуры на сайте UK Microwave Group.

Совместно с трансвертером можно использовать любой трансивер, работающий в диапазоне 144 Мгц и позволяющий установить мощность от 200 мВт до 5Вт. Предпочтение конечно отдается всемодовым трансиверам, т.к. на 10 Ггц в основном работают SSB или CW. Здесь трансивер используется в качестве ПЧ. Фактическая мощность трансивера здесь не так критична, потому, что внутри трансвертера имеется регулируемый аттеннюатор, котрый позволяет отрегулировать полную отдачу на 10 Ггц при разной входной мощносьти на 144. Для этих целей чаще всего используются небольшие, с батарейным питанием, Yaesu FT290 или FT817.

THE CHANGE OVER RELAY. В трансвертере все СВЧ входы и выходы раздельные и применены разъмы типа SMA. Поэтому для развязки входных цепей нужно применять реле, чтобы подключать антенну к выходу передатчика или входу приемника. Такие реле с малыми затуханиями (<1дб) и достаточной развязкой между портами на 10Ггц можно приобрести на каком-нибудь аукционе. Цены как правило, в диапазоне от £ 10 до £ 25, в зависимости от типа и состояния. Эти реле всегда имеют SMA разъемы.

SMA рэле
Рисунок 2
В качестве примера показано на рисунке 2, но они бывают различных форм, размеров и цветов, и чаще всего имеют 28В катушки. Эти реле будут удовлетворительно функционировать  примерно до 20 вольт, но простая схема показана на рисунке 3 может быть использована для подключения от 12В.

Схема управления рэле 28/12 V
Рисунок 3
 

  Если позже вы  добавите усилитель мощности, то нужно будет подумать о секвенсере, чтобы избежать повреждения РА. Вы должны проверить корректную работу реле по постоянному току прежде чем подключить его к трансвертеру. Коаксиальный кабель всегда имеет значительные потери на 10Ггц, поэтому его 

использование должно быть сведено к абсолютному минимуму. В этой конструкции трансвертер специально расположен в фокусе зеркала, чтобы исключить потери в фидерных линиях. Облучатель состоит из 2-х компонентов, которые объеденены в единое целое. Эти компоненты: коаксиально-волноводный переход(КВП) и рупор, и они специально рассчитаны для наиболее эффективного облучения всего зеркала. Конструкция КВП показана на рисунке 4.

КВП
Рисунок 4
 

Его сделать гораздо легче, чем вы думаете, однако можно купить уже готовый. Критичнимы здесь являются: Установка SMA разъема по центру волновода, длинна зонда и расстояние от зонда до тыльной стороны волновода. Если у вас имеются приборы для настройки, то можно эксперементально, немного изменяя размеры, добиться наилучшего КСВ. Если все выполнить строго по размерам, то можно сразу получить довольно удовлетворительный результат. Конструкцию и детали а также шаблон рупора можно найти на веб-странице G4NNS(воспользуйтесь поиском).

METALWORK. Для многих из нас найти металлоконструкции большая проблема, поэтому я сохранил чертежи для этого проекта, все очень просто. Все может быть выполнено из алюминиевых листов, толщиной от 1,0 до 1,5 мм, используя основные инструменты, такие, как ножевка, дрель и тиски. По сути существуют 6 основных компонентов: пары согнутых под прямым углом скоб, которые удерживают облучатель на месте, показаны на рисунке 5,

Держатель облучателя
Рисунок 5
 

Ппара прямоугольных зажимов, которые удерживают основание на штанге от тарелки и показаны на рисунке 6, и две пластины, которые держат трансвертер в коробкеи показанны на рисунок 7. 

Кронштейн для трансвертера
Рисунок 6
Планка крепления трансвертера
Рисунок 7
 

Пары зажимов сложены в противоположных направлениях в зеркальном виде друг от друга. В пластиковом корпусе просверлено несколько отверстий, но мотом они должны быть тщательно заделаны от опадания влаги внутрь корпуса. Некоторые предпочитают сделать небольшое отверстие в нижней точке.

THE ANTENNA. Найти необходимое зеркало практически всегда можно на радиорынках или даже на свалке металлолома (HI). Важно то, чтобы поверхность зеркала была в хорошем состоянии и чтобы была поддерживающая стойка для крепления облучателя. А если на тарелке находиться еще и LNB, то мы еще сразу получаем четкое представление о том, где находиться фокус. Если этофокус неизвестен, то он может быть расчитан программой W1GHZ: HDL_Ant. Для связей вдоль земли я пердпочитаю использовать офсетные зеркала, закрепленные на вертикальной мачте и нижним расположением облучателя, т.к. это позволяет легко производить точные настройки, которые необходимы. Точный метод установки зависит от конструкции зеркала. Обычно сзади зеркала имеются крепления, которые обеспечивают поддержку штанги облучателя и добускают его регулировку. На рисунках 8 и 9 приведены конструкции этих узлов у автора.

Крепление параболы
Рисунок 8

Крепление параболы к мачте
Рисунок 9

 

Зеркало и облучатель
Рисунок 10.
На рисунке 11 приведено направление излучения основного липестка офсетной параболы, расположенной вертикально. Можно выполнить необходимую коррекцию по элевации и азимуту по сигналу станции с заранее известным направлением. Если зеркало установлено, как показано на рисунке 11, то становиться возможным установка дополнительного облучателя для другого диапазона (например 5.7 Ггц), при этом, т.к. облучатели будут установлены рядом, понадобиться небольшая коррекция по азимуту на каждом диапазоне.  ANTENNA SUPPORT. Описанная конструкция крепления параболы к мачте идеальна для стационарной или портативной работы. Для портативного использования удобна достаточно крепкая тренога, однако, если вокруг имеются преграды(деревья), то лучшим вариантом является короткая мачта. Неплохим вариантом является закрепление параболы на одной мачте с установленной вверху антенной 144 Мгц под её оттяжками с соответствующим узлом крепления по азимуту.

COAXIAL CONNECTIONS. Как упомянуто ранее любой коаксиальный кабель будет иметь большие потери на этих частотах, как и большинство ВЧ разъемов. Обычно используемый кабель - RG402 (также известный как UT141) полужесткий или более гибкий и легкий эквивалент, такой как Sucoflex и Quickform (Farnell 157-995).Все эти кабели имеют внешний диаметр приблизительно 3.5 мм и паяются напрямую к разъемам SMA, таким как Farnell 105-6352 и др. Эти кабели часто появляются на аукционах уже с разъёмами. Они вряд ли будут правильной длиной, но могут укорачиваться так, чтобы был необходим только один дополнительный разъем. Избегайте угловых разъемов, поскольку они могут иметь большие потери. Отрезать необходимую длинну кабеля удобно острыим концом надфиля по периметру. Далее пассатижами надламываем его в месте образовавшейся канавки. Затем острым ножом удаляем изоляцию и обрезаем требуемую длинну жилы в соответствии с необходимой для данного разъема. Общая длинна коаксиального кабеля, в котором вы нуждаетесь для этого проекта, составит 150 мм или меньше.

IF TRANSCEIVER. Самый популярный выбор - FT290 Mk1 и FT817, но и много других трансиверов способны обеспечить соответстветствующий  уровень. FT290 Mk1 может быть найден приблизительно за 100£. Этот трансивер удобен тем, что на его антенном разъеме может присутствовать сигнал РТТ в виде положительного напряжения, что удобно для совместного использования с трансвертером DB6NT. В этом случае не нужен отдельный РТТ кабель. С некоторой внутренней модификацией такой вариант возможен и с FT-817, как показано на рисунке 10.

Подача питания на трансвертер
Рисунок 11
 

Однако это имеет некоторое неудобство, т.к. FT-817 выключается без отключения БП, то трансвертер может переходить на передачу. Какой бы трансивер вы не выбрали, установите его мощность в минимальное положение.

                    ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Вариант, описанный здесь, обеспечит быстрое и легкое продвижения на 10GHz и хотя это не самый дешевый путь, но он приведет к хорошим результатам.

Ссылки:

 www.kuhne-electronic.de/english/transverter.htm

http://myweb.tiscali.co.uk/g4nns/FeedHorn.html

www.microwavers.org/ 

 

Перевод UA3DJG и RA3WND

Последнее обновление ( Среда, 03 Декабрь 2008 )
 

У Вас недостаточно прав для добавления комментариев.
Возможно, Вам необходимо зарегистрироваться на сайте.