КСВ-метр для УКВ диапазона
Иван Милованов, UYOYI, г.Черновцы
Увеличение частоты сигнала приводит к увеличению потерь в фидерной линии. Поэтому очень важно добиться наилучшего согласования между передатчиком и антенной системой, а именно, минимального коэффициента стоячей волны (КСВ).
Предлагаемым КСВ-метром можно проводить измерения вплоть до сантиметрового диапазона в линиях с волновым сопротивлением 50 Ом.
Описанный в [1] КСВ-метр на полосковых линиях имеет ограничение частотного диапазона сверху в силу особенностей своего конструктивного исполнения, хотя схемное решение такого ограничения не накладывает.
Принципиальная электрическая схема предлагаемого КСВ-метра аналогична описанной в [1] и показана на рис. 1 (отличия в типономиналах отдельных деталей).
Puc.1
Особенностью предлагаемого прибора является конструктивное исполнение детекторной части КСВ-метра, что позволило расширить диапазон измерений вплоть до 1 ГГц.
Автор опускает описание физики образования стоячих волн в соединительных линиях, математические расчеты величин падающей и отраженной мощностей при согласованной и не согласованной линии, принцип измерения КСВ, основанный на измерении определенных величин падающей и отраженной волн, основы конструирования приборов СВЧ-диапазона и технологических требований, предъявляемых к ним, и отсылает заинтересованных читателей к известной литературе [2,...6].
Конструкция
Корпус детекторной головки КСВ-метра состоит из двух частей (рис.2): П-образного основания 1 и крышки 2 (материал - бронза).
Puc.2
Конструкция направленных ответвителей 3 (L1 и L2) показана на рис.3.
Puc.3
Центральный проводник 4 (L2) припаян непосредственно к разъемам XS1 и XS2. В тело крышки 2 впаяны стаканы 5 (4шт.) и четыре стеклобусы 6. Диоды (VD1; VD2), конденсаторы (С1; С2) и резисторы (R1; R2) помещены в цилиндрические стаканы 5. Выводы диодов пропущены через канал стеклобусы и припаяны непосредственно к ответвителям.
Корпус детекторной головки КСВ-метра, направленные ответвители, центральный проводник перед сборкой полируют (в корпусе - только внутреннюю поверхность диаметром 15 мм; наружная поверхность чистотой Rz 20) и покрывают серебром.
Порядок сборки
Сначала устанавливают все детали, относящиеся к крышке детекторной головки. Затем, в основании головки закрепляют один из разъемов XS с припаянным центральным проводником, потом второй разъем и проводят пайку. После сборки основания и крышки их соединяют с помощью 6 винтов М3 и в крышке фиксируют разъемы XS1 и XS2.
Перед сборкой детекторную головку промыть спиртом и просушить. Работать в хлопчатобумажных перчатках, предварительно обезжирив кожу рук.
Детали
Требования к радиоэлементам стандартные для СВЧ-техники. Конденсаторы С1 и С2 - проходные. В авторском варианте использованы бескорпусные диоды АА113А. Возможна замена на другие типы диодов в зависимости от требуемой верхней граничной частоты. В этом случае возможно применение иного способа их крепления! Разъемы XS1 и XS2 конструктивного исполнения с серебряным покрытием; их тип определяется наружным диаметром кабеля.
Примечания
1. При использовании кабеля с волновым сопротивлением отличным от 50 Ом, диаметр центрального проводника расчитывают по формуле:
Zo=138lgD/d
где: Zo - волновое сопротивление линии, D - внутренний диаметр экрана коаксиальной линии детекторной головки, d -диаметр центрального проводника. Значения резисторов R1 и R2 приводят в соответствие с волновым сопротивлением кабеля.
ОТ РЕДАКЦИИ. Упростить конструкцию предлагаемого КСВ-метра можно применив коаксиальную линию с квадратным сечением экрана и круглым центральным проводником. Расчет размеров линии можно выполнить исходя из формулы:
Zo=138lg1,08D/d
где: Zo - волновое сопротивление линии, D - внутренняя сторона квадратного экрана коаксиальной линии, d-диаметр центрального проводника.
2. Необходимо точно выдерживать размеры деталей, тип соединения, а также посадочные размеры.
3. Для удобства детекторную головку можно конструктивно объединить с индикаторной частью в общем корпусе.
4. Если в распоряжении радиолюбителя нет готовых стеклобус, то можно воспользоваться подходящими по размерам, демонтировав их из металлобумажных конденсаторов.
Литература
1. И.Я.Милованов. КСВ-метр на полосковых пиниях. Радиохобби, № 6, 1998г. с. 16.
2. Радио, телевизия, электроника, N 1,1985г. ( НРБ).
3. С.Г.Бунин, Л.П.Яйленко. Справочник радиолюбителя коротковолновика, изд.2, пер. и доп., Киев, Техника, с.221,243.
4. С.М.Алексеев. Радиолюбительская УКВ аппаратура. Гос. энергетическое издательство, М., -Ленинград, 1958, с. 131.
5. М.Левит. Прибор для определения КСВ, Радио, 1978, N 6, c.20.
6. Техническое описание и схема электрическая принципиальная радиостанци "Лен".
Радиохобби 4/2000, с.42.