УКВ-фильтр на спиральных резонаторах
Владимир Приходько (EW8AU), г. Гомель, Беларусь
В настоящее время в городах сложная электромагнитная обстановка, и не только в диапазонах ДВ-СВ-КВ, но и УКВ. Простые недорогие трансиверы имеют невысокую избирательность и небольшой динамический диапазон. Применив на входе радиоприёмника узкополосный фильтр, можно ослабить внеполосные помехи, что улучшает качество приёма.
Фильтр, описание которого приводится далее, был проверен с разными радиостанциями в разных районах нашего города. Без него в некоторых местах приём слабых станций был просто невозможен. Конкретные конструктивные данные фильтра полностью не приводятся, их можно получить в результате расчёта с помощью On-line калькулятора [1]. При налаживании был использован векторный анализатор цепей NanoVNA [2, 3].
Конструктивно фильтр состоит из корпуса, разделённого на два отсека перегородкой, в которой сделано прямоугольное окно связи. Использован хорошо проводящий материал. В каждом отсеке размещены катушка индуктивности и конструктивный подстроечный конденсатор. Для подключения к внешним устройствам предусмотрены коаксиальные разъёмы. Схема фильтра показана на рис. 1.
Корпус фильтра выполнен из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита, толщиной 1,5 мм, его конструкцию поясняют рис. 2 и рис. 3. Катушки намотаны медной трубкой диаметром 4,75 мм. Такую трубку можно приобрести на автомобильном рынке (трубка тормозная медная 4,75 мм). Конструкцию и способ изготовления катушек иллюстрируют рис. 4 и рис. 5.
Крепление катушки позволяет вращать её вокруг собственной оси относительно байонетного ВЧ-разъёма СР50-73Г1В (СР50-73ФВ), что необходимо при налаживании, когда надо подбирать, какую часть витка следует подключить на вход (или выход) фильтра. В моём случае отвод сделан от 1/6 части витка. Полоса пропускания фильтра зависит от добротности контуров, степени их связи с источником сигнала и нагрузкой, а также связи между контурами.I Эту связь можно регулировать, изменяя размер окна между катушками 5 индуктивности. В этой конструкции связь изменяется с помощью четырёх винтов М4.
Плавная подстройка фильтра по частоте осуществляется самодельными подстроечными конденсаторами С1 и С, конструкцию которых и способ изготовления поясняют рис. 6 и рис. 7.
Её можно изменить по своему усмотрению, например, переделать подстроечный конденсатор от старой ламповой радиостанции Р-105М (рис. 8). Для этого надо обрезать корпус и припаять шайбу. Шаг резьбы будет небольшой, есть цанга с пружиной, поэтому люфта не будет. В результате получается практически идеальный подстроечный конденсатор.
Порядок настройки фильтра. В корпус устанавливают катушки, припаивают центральный проводник ВЧ-разьёма к 1/5... 1/6 части первого витка. Подстроечные конденсаторы выводят на минимум ёмкости. Винты, которые регулируют связь между контурами, не ввинчивают и с помощью антенного анализатора смотрят, на какую частоту настроен фильтр. Полоса пропускания должна оказаться немного выше любительского диапазона, например в районе 147... 150 МГц. При этом мы увидим не один, а два резонансных пика разной амплитуды, так как у нас полностью открыто окно связи между контурами и связь больше критической. Далее необходимо сжать или раздвинуть витки одной из катушек, чтобы уровнять амплитуды этих двух резонансов.
Следующим действием с помощью подстроечных конденсаторов сдвигают полосу пропускания в середину требуемого диапазона. Ширину полосы и неравномерность АЧХ в этой полосе регулируют (уменьшают) за счёт уменьшения связи между контурами, вкручивая по очереди четыре винта в окне связи. Если полоса пропускания фильтра оказалась уже или шире, её можно немного изменить, перемещая отвод от первого витка к разъёму. В первой и второй катушке отвод должен быть на одинаковом расстоянии от начала витка. КСВ в полосе пропускания и АЧХ фильтра показаны на рис. 9.
ЛИТЕРАТУРА
1. Расчёт двухзвенного фильтра на спиральных резонаторах. — URL: https://coil32.net/ru/calc/helical-resonator.html
2. Обзор векторного анализатора цепей NanoVNA. — URL: https://radiochief.ru/radio/obzor-vektornogo-analizatora-tsepej-nanovna/
3. Что такое NanoVNA. — URL: https://www.42unita.ru/upload/medialibrary/6a2/6a26d5ce6837548198a085414d4eb518.pdf
Paдиo 2 2023
