Дачная энциклопедия опытных советов

3.5.2. О важности заземления конструкции

Заземление не только вводит дополнительную «страховку» электрооборудования (молниевая защита), но и улучшает качество антенного хозяйства радиолюбителя: передачи (и приема) при использовании в полевых условиях радиолюбительских трансиверов и радиостанций. При установке антенны необходимо позаботиться о ее грозовой защите, что защитит трансивер и тюнер при возможном попадании в элементы растянутой антенны электрического разряда. Опасность поражения приемо-передающих узлов существует не только при прямом попадании молнии, но и при накоплении заряда статического электричества, который может возникнуть даже при сухой погоде и сильном ветре. Поэтому заземление весьма важно. И особенно актуально применение «естественного» заземления в сельской местности. Но здесь же и возникают «естественные» проблемы.

К примеру, как вбить штырь в землю (до влажного слоя) при отрицательной температуре окружающей среды?

Отвод заземления делаю по оплетке кабеля; а само заземление – с помощью металлического штыря, вбитого в грунт на глубину 0,8 м (до влажного слоя). Устраивал заземление в предыдущий год поздней осенью, поэтому пришлось «конопатить» относительно мерзлую почву.

Теперь на основании практического опыта могу сказать, что устройство заземления зимой и в морозную погоду существенно облегчается, если накануне работ (к примеру, вечером) землю в выбранном месте очистить от снега (и льда), засыпать негашеной известью, и снова укрыть снегом (если нет снега – полить водой 1–2 литра в зависимости от площади разрабатываемой земли).

Химическое соединение извести с водой (снегом) отличается тем, что известь выделяет тепло, достаточное для того, чтобы земля размягчилась через 8–10 часов, и стала доступной для вскапывания даже при морозе до –20 °C.

Чуть худший результат по эффективности вместо негашеной извести даст зола из русской печи.

3.5.3. Полезный и простой эквивалент нагрузки антенны для настройки радиопередатчиков и антенно-фидерных систем

Измерение мощности на выходе передающего каскада радиостанции (на входе антенны) актуально для радиолюбителей, запускающих не одну-две, а десяток радиостанций в год. Особенно, если мощность передающего устройства составляет десятки Вт.

Суть предлагаемого способа заключается в том, что на выход передающего устройства (радиостанции, трансивера) к антенному разъему подключают эквивалент антенны. Он представляет собой радиотехнический кабель с волновым сопротивлением 50 Ом (например, РК-50) длиной 0,5 м, на конце которого вольтметром или осциллографом (разница в действующем или амплитудном значении контролируемого параметра напряжения) производят измерение действующего значения или амплитуды ВЧ сигнала.

Эквивалент антенны, подключаемый на конце радиотехнического кабеля длиной 50 см, представляет собой 20 постоянных резисторов МЛТ-2 сопротивлением 1 кОм, включенных параллельно.

На рис. 3.22 представлена схема соединения резисторов, а на рис. 3.23 внешний вид монтажа устройства.

Рис. 3.22. Схема соединения резисторов

Рис. 3.23. Вид готового блока смонтированных на плате резисторов

Общее сопротивление предложенной нагрузки составляет 50 Ом, что согласуется с волновым сопротивлением кабеля.

Как известно, включать передатчик (с любой частотой) в режим «передача» без присоединенной антенны нельзя – можно вывести из строя выходной каскад передатчика. Как правило, это дорогие мощные ВЧ транзисторы. Поэтому, в условиях радиолюбительской лаборатории, не оснащенной специальным оборудованием и приборами, допустимо использовать рекомендованный выше эквивалент антенны.

При подключении параллельно эквиваленту антенны вольтметру в режиме измерения действующего значения напряжения, очевидно, удается выяснить мощность передающего устройства, что полезно при его настройке.

В данном случае применяется формула:

P = UІ/R,

где P – мощность ВЧ излучения передатчика, Вт R – активное сопротивление, Ом

U = U_m/2 – действующее напряжение ВЧ сигнала, В

U_m – амплитудное значение ВЧ сигнала, В

Таким образом, при использовании в качестве измерительного прибора ВЧ-вольтметра определяется величина U (см. первую формулу), а при использовании осциллографа – U_m.

Например, при измерении выходного сигнала на рекомендуемом эквиваленте антенны осциллографом С1-77, амплитуда ВЧ сигнала оказалась равной 29 В. Исходя из этого, выходная мощность радиопередатчика вычисляется согласно вышеприведенным формулам P = (29/1,44) І/50, что в результате примерно равно мощности 8 Вт.

На основе данной методики можно оперативно вычислить мощность различных радиостанций.

Особенности оформления в корпус

В домашних условиях лаборатории радиолюбителя, эквивалент антенны удобно оформить в любой подходящий корпус, например, как это сделано в авторском варианте – в жестяную банку из под кофе. Внешний вид конструкции представлен на рис. 3.24.

Рис. 3.24. Вид эквивалента нагрузки в самодельном корпусе

Жестяной корпус одновременно является ударопрочным, удобным для закрепления разъема антенны, а также экранирует шунт из резисторов. Общий провод припаивают внутри корпуса устройства непосредственно к жести.

3.5.4. Настройка антенного хозяйства с помощью тюнера

Для совместной работы с трансивером FT897D на даче я использую тюнер MFJ-941E.

Схема согласующего устройства представляет собой классический вариант Г-образной электрической схемы.

Существуют два варианта схемного построения тюнера: Т-образная и Г-образная схемы. Преимущества и недостатки каждой из них довольно хорошо известны. Так Т-образный вариант лежит в основе всех промышленных конструкций антенных тюнеров. А вот о недостатках такой схемы нередко умалчивается: при удовлетворительной ситуации и широкой полосе рабочих частот, без подстройки КСВ (коэффициент стоячей волны) достичь хороших результатов (с помощью максимального согласования – КСВ 1:1) не удается.

Другое дело Г-образная схема: позволяет без проблем согласовать нагрузку до почти «идеального» КСВ. Отчего это происходит?

Включенные в корпусе неавтоматического (а потому относительно доступного по цене) антенного тюнера MFJ-941E последовательно секции конденсатора переменной емкости выдерживают удвоенное напряжение ВЧ на контуре или, при том же пробивном напряжении, возможно уменьшение зазора между пластинами, что в конечном итоге позволяет применить малогабаритные сдвоенные секции переменного конденсатора. Г-образная схема малогабаритна и позволяет точно согласовать, к примеру, такие капризные к КСВ антенны как магнитная рамка или вертикальный штырь на магнитном основании (без заземления).

При работе тюнера MFJ-941E на нагрузку с волновым сопротивлением 50 Ом в компенсации индуктивной составляющей антенны, не требует высокой точности установки значения емкости. Электрическая схема согласующего устройства представлена на рис. 3.25.

Введение в схему ШПТ трансформатора сопротивлений выполненного в виде дополнительного переходника, на выходе схемы тюнера с соотношением 1:4 и 1:9, позволяет согласовывать симметричный фидер и антенну.

Рис. 3.25. Электрическая схема согласующего устройства