Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Гражданская радиосвязь

 Комментарии к статье

В статье приводится описание несложной аппаратуры, которая поможет радиолюбителям в начальном освоении диапазона 1296 МГц. Комплект аналогичной аппаратуры участвовал а соревнованиях "Полевой день - 2002" и, несмотря на простоту, позволил проводить связи на расстояния 150...200 км.

Цель данной публикации - показать коллегам-радиолюбителям, что бытующее мнение о трудности конструирования аппаратуры на диапазон 1260...1300 МГц не вполне справедливо. Статья предназначена для тех, кто, как и автор, еще не разучился пользоваться паяльником и предпочитает работать на аппаратуре собственного изготовления. Хотелось бы подчеркнуть, что и самодельная аппаратура может быть весьма высокого класса, в принципе, и даже лучше иного аппарата промышленного изготовления. Но в этом случае ее конструирование потребует значительного времени и сил.

Для ускорения освоения диапазона 1296 МГц была поставлена задача разработать аппаратуру максимальной простоты, позволяющую при хороших антеннах работать на расстояниях в несколько десятков километров и более. Изготовив описанный здесь простейший конвертер, можно принимать сигналы любительских станций, работающих на диапазоне 23 см. Если у радиолюбителя есть еще и передатчик диапазона 432 МГц, то, добавив к нему несложный варакторный утроитель, можно начать работу и на передачу.

Конвертер 1296/144 МГц

Конвертер предназначен для совместной работы с приемником двухметрового диапазона. Если этот приемник перекрывает лишь любительский участок 144... 146 МГц, то и на диапазоне 23 см перекрытие будет всего лишь 2 МГц. При большем перекрытии на двухметровом диапазоне будет и большее перекрытие на диапазоне 23 см. Обычно вполне достаточно полосы принимаемых частот 2 МГц, но при этом, для того чтобы выделить нужный принимаемый участок диапазона 1260... 1300 МГц, потребуется точный подбор частоты задающего генератора гетеродина конвертера. Например, для того, чтобы частоте 1296 МГц соответствовала частота настройки базового приемника 145 МГц, необходимо иметь кварцевый резонатор на 63,944 МГц. При большей полосе перекрытия базового приемника требования к частоте кварцевого резонатора менее жесткие.

Принципиальная схема конвертера показана на рис. 1.

(нажмите для увеличения)

Входной сигнал фильтруется укороченным полуволновым резонатором, образованным полосковой линией L1 и подстроечным конденсатором С1. Такое выполнение входной цепи позволяет использовать конденсатор типа КПК-МП, имеющий весьма большую, для данных частот, собственную индуктивность. Усилитель ВЧ в конвертере не предусмотрен, и первым каскадом является смеситель на диоде VD1. Отсутствие УВЧ объясняется тем, что, во-первых, чувствительность базового приемника, как правило, весьма высока и даже в таком простейшем варианте чувствительность всей системы на 1296 МГц будет порядка 1 мкВ. Во-вторых, на частотах порядка 1 ГГц для получения высокой чувствительности целесообразно установить УВЧ непосредственно возле антенны, в виде отдельного блока. Такой блок может быть изготовлен в дальнейшем.

Особенностью данного конвертера является также то, что смеситель работает на третьей гармонике гетеродина и в нем применен широко распространенный диод с барьером Шоттки типа КД922А, который, имея предельную паспортную частоту 1000 МГц, хорошо работает и на 1300 МГц. Работа смесителя на третьей гармонике означает то, что последнее утроение частоты генератора, служащего гетеродином, осуществляется в самом смесительном диоде VD1 без выделения соответствующей частоты каким-либо контуром. Применение диода с барьером Шоттки является существенным. Расчеты, проведенные автором, показывают, что применение обычного диода с р-n переходом и сохранение высокой эффективности преобразования на третьей гармонике требует напряжения гетеродина около 5 В непосредственно на диоде, что приводит к неоправданному усложнению гетеродина.

В связи с тем, что смеситель работает на высшей гармонике гетеродина, к диоду приложено также постоянное запирающее автоматическое смещение, формируемое на резисторе R1. По расчетам, при напряжении гетеродина около 1 В и токе через диод КД922А, равном 0,25 мА, эффективность преобразования на третьей гармонике гетеродина оказывается всего на 2 дБ хуже, чем эффективность преобразования на первой гармонике гетеродина. Рабочий ток диода обеспечивается подбором резистора R1.

В данной конструкции при закороченном резисторе автоматического смещения ток через диод должен быть не менее 0,4 мА, иначе эффективность преобразования начнет снижаться. Большее значение тока только увеличивает эффективность преобразования, хотя и незначительно. В любом случае необходимо добиться максимального напряжения гетеродина и подбором резистора автосмещения установить ток через диод, обеспечивающий максимальную чувствительность. Обычно это около 0,25 мА.

Гетеродин конвертера трехкаскадный и состоит из стабилизированного кварцем ZQ1 задающего генератора на транзисторе VT3 и двух умножителей частоты на транзисторах VT2 и VT1. Кварцевый резонатор ZQ1 возбуждается на пятой механической гармонике, что дает частоту 63,5 МГц. В умножителях для улучшения фильтрации применены двухконтурные полосовые фильтры. В фильтре L6C10C11C12L7 выделяется вторая гармоника частоты задающего генератора - 127 МГц, а в фильтре L2C2C4CсвL5C3 выделяется третья гармоника частоты 127 МГц - 381 МГц. Конденсатор Ссв выполнен конструктивно, так как нужна весьма малая его емкость.

Напряжение гетеродина с частотой 381 МГц поступает на смесительный диод VD1, причем последний контур гетеродина L2C2C4 по отношению к сигналу промежуточной частоты работает как фильтр нижних частот. Контур L3C6L4 осуществляет фильтрацию сигнала ПЧ, а также согласование смесителя с входом базового приемника.

В задающем генераторе автором применен специальный гармониковыи кварцевый резонатор на 63,5 МГц, но может также использоваться обычный резонатор на 12,7 МГц. При этом, однако, следует иметь в виду, что не все экземпляры таких резонаторов устойчиво работают на пятой механической гармонике. Можно также применить резонатор с основной частотой 14,1 МГц, возбудив его на третьей механической гармонике - 42,3 МГц. Для этого необходимо увеличить емкость конденсатора С15. В таком варианте в первом умножителе должна выделяться третья гармоника задающего генератора - 126,9 МГц.

Конвертер собран на плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Ее габариты и расположение элементов на ней показаны на рис. 2. Фольга платы, используемая в качестве общего провода, должна покрывать большую часть платы.

Монтаж выполнен навесным способом на выводах элементов с использованием также нескольких монтажных площадок, вырезанных острым ножом. Можно также применить известную технологию изготовления монтажных площадок, некогда предложенную С. Жутяевым (RW3BP). В качестве точек крепления деталей используются статорные выводы подстроенных конденсаторов (роторные выводы припаивают к фольге платы, чем обеспечивается жесткое крепление конденсаторов).

Не следует забывать, что на СВЧ длина соединительных проводов и выводов устанавливаемых деталей должна быть минимальной. На этих частотах и 5 мм - уже весьма длинный проводник. Особенно это касается выводов смесительного диода VD1, длина которых должна быть минимальной. При пайке диода необходимо применять теплоотвод и желательно использовать низкотемпературный припой.

В конвертере применены подстроенные конденсаторы КПК-МП, постоянные - КД, КТ или КМ. Конденсатор С4 желательно использовать безвыводный, типа К10-42. Конденсатор Ссв - два отрезка провода ПЭВ-2 диаметром 1 мм и длиной 15 мм, расположенных на расстоянии 1 мм друг от друга. На один из них желательно надеть фторопластовую трубку во избежание замыканий.

В качестве блокировочных конденсаторов С5, С8, С13, С19 удобно применить опорные конденсаторы, что уменьшит требуемое количество вырезаемых монтажных площадок, так как в их качестве можно будет использовать выводы этих конденсаторов. Все резисторы - МЛТ-0,25. Транзисторы можно заменить на KT316, KT325 с любой буквой.

Линия входного резонатора L1 изготовлена из полоски медной фольги шириной 6 и длиной 62 мм. Выгибается П-образная скобка длиной 50 мм и высотой 3 мм с откосами по 3 мм (см. верхнюю часть рис. 3), которую затем припаивают к плате. Толщина медной фольги не существенна, лишь бы она обеспечивала достаточную механическую прочность конструкции (0,2 мм уже достаточно). В центре линии припаивается статорный вывод подстроечного конденсатора С1. Выводы ротора конденсатора припаиваются к "общему проводу" (нижняя часть рис. 3).

Катушки индуктивности L2-L8 бескаркасные, намотаны медным голым проводом диаметром 0,8 мм. Катушки L2, L5 имеют по 2 витка, намотанных на оправке диаметром 4 мм, длина намотки - 7 мм. Катушки L3, L4 - по 7 витков, намотанных на оправке диаметром 6 мм, длина намотки - 14 мм. Отвод у L4 от третьего слева по схеме витка. Катушки L6, L7 - по 4,5 витка, намотанных на оправке диаметром 6 мм, длина намотки - 10 мм. Отвод у L7 от 1-го витка, считая от "горячего" конца. Катушка L8 имеет 6 витков, намотанных на оправке диаметром 6 мм, длина намотки - 18 мм. Отвод у L8 от верхнего по схеме 2-го витка.

Вход конвертера соединяют с ВЧ разъемом небольшим, подходящим по конструктивным соображениям, отрезком коаксиального кабеля. Оплетку кабеля необходимо припаять к общему проводу платы (не расплетая ее) в непосредственной близости от точки входа. Кабель лучше применить с фторопластовой изоляцией, которая не плавится при пайке. Входной разъем удобно применить "кабельного" типа, например, СР-50-1, CP-50-163. Если использовать разъем "приборного" типа, то необходимо соединить оплетку кабеля с корпусом разъема, непосредственно возле изолятора разъема, несколькими полосками фольги минимально возможной длины. В остальном конструкция конвертера особенностей не имеет.

Настройка конвертера сводится к настройке контуров на указанные частоты и установке рабочего тока через диод смесителя. Для этого на этапе настройки последовательно с резистором R1 необходимо включить миллиамперметр с током полного отклонения 1 мА. То, что в контурах умножителей гетеродина выделяются нужные гармоники и то, что задающий генератор работает на нужной частоте, желательно проконтролировать по подходящему приемнику. Необходимо помнить, что при изменении режима смесительного диода несколько расстраивается входной резонатор и последний контур гетеродина за счет изменения емкости диода. Поэтому при изменении резистора автосмещения диода надо подстраивать контуры.

В качестве входного сигнала на первом этапе настройки автор использовал сигналы базовых станций системы GSM-900, которые работают около частоты 960 МГц, настроив входной резонатор на зеркальный канал. Подстроечным конденсатором С1 входной резонатор перестраивается в пределах примерно 800...1500 МГц. При использовании кварца на 63,5 МГц сигналы GSM-900 (характерное жужжание цифровой передачи) прослушиваются при настройке приемника на частоту (приблизительно!) (3 х 381) - 960 = 183 МГц. Также эти сигналы прослушиваются на частоте 960 - (2 х 381) = 198 МГц (преобразование на второй гармонике гетеродина). Следует выбирать преобразование на рабочей третьей гармонике гетеродина (максимумы эффективности преобразования на разных гармониках гетеродина соответствуют несколько разным настройкам). После этого останется только перестроить входной резонатор на рабочую частоту (тут уж понадобится сигнал с частотой любительского диапазона), подстроить конденсатором С6 выходной контур конвертера на промежуточную частоту и немного уточнить настройку контура L2C2C4.

Умножитель 432/1296 МГц

Простой умножитель частоты 432/1296 МГц, схема которого приведена на рис. 4, в сочетании с передатчиком, работающим в диапазоне 430...433 МГц, позволяет получить сигнал, лежащий в диапазоне 1290...1299 МГц.

В качестве варактора в конструкции применен переход база-коллектор транзистора КТ610А. Также был опробован транзистор КТ913А, позволивший получить большую мощность. Выбор транзистора в качестве варактора обусловлен удобным его конструктивным исполнением, позволяющим применить последовательную схему умножителя. Выводы эмиттера транзистора не используются, и их необходимо отрезать в непосредственной близости от корпуса транзистора.

Как показали проведенные эксперименты и теоретические расчеты, для получения достаточной эффективности генерации третьей гармоники необходимо в схему ввести так называемый "холостой контур", настроенный на вторую гармонику входного сигнала. Этот "холостой контур" обозначен на схеме как L2C4 и включен на входе варактора. На выходе умножителя применены два связанных резонатора L3C5L4L5C6, что позволяет получить низкий уровень побочных излучений. Конструкция резонаторов (как выходных, так и "холостого") идентичны примененным в конвертере. Напомним, что такой резонатор можно перестраивать в диапазоне 800... 1500 МГц подстроечным конденсатором и поэтому "холостой контур" по конструкции идентичен выходным, хотя он и настраивается на другую гармонику входного сигнала.

В случае, когда настроить "холостой контур" на 864 МГц не удается, можно несколько увеличить емкость конденсатора C3. Входной резонатор L1C1, настроенный на 432 МГц, представляет собой "половину" резонатора на 1296 МГц, и, кроме того, в нем применен подстроенный конденсатор большей емкости.

Смонтирован умножитель на пластине из фольгированного стеклотекстолита (можно применить и медный лист). Расположение деталей показано на рис. 5. Необходимые конструктивные размеры резонаторов и точки подключения элементов к ним приведены на рис. 4. Особенности подсоединения входного и выходного коаксиального кабелей и замечания относительно разъемов, как и в первой части статьи.

Для настройки умножителя желательно иметь подходящий селективный микровольтметр или хотя бы сканер. В первую очередь настраивают входной резонатор L1C1 на частоту 432 МГц, затем - "холостой контур" L2C4 на вторую гармонику - 864 МГц. Для этого на вход умножителя необходимо подать сигнал с частотой 432 МГц мощностью 1...2 Вт и, принимая на сканер сигнал второй гармоники, настроить конденсаторы С1 и С4 по максимальному уровню принимаемого сигнала. Антенну сканера, скорее всего, потребуется отключить. В дальнейшем, при настройке выходных резонаторов L3C5 и L5C6, необходимо несколько раз подстраивать С1 и С4, так как настройки влияют друг на друга

Настройку выходных резонаторов конденсаторами С5 и С6 необходимо осуществить по максимуму показаний индикатора выхода РА1, микроамперметра с током полного отклонения 200 мкА. Следует не забывать, что диапазон перестройки резонаторов подстроечными конденсаторами достаточно велик, и можно ошибочно настроить выходные резонаторы на вторую гармонику вместо третьей. Обычно настройка на вторую гармонику получается при емкости подстроечного конденсатора, близкой к максимальной, а на третью - примерно в среднем положении ротора конденсатора. Кроме того, настойка резонаторов несколько зависит от уровня входного сигнала. Поэтому при изменении мощности передатчика на 432 МГц необходимо уточнить настройку. При правильной настройке умножителя его КПД должен составлять 50...70 %. Поэтому, подведя к нему сигнал мощностью порядка 5 Вт, например, на частоте 432 МГц, можно получить мощность 2,5...3,5 Вт на частоте 1296 МГц.

Автор: А.Юрков (RA9MB), г.Омск

Смотрите другие статьи раздела Гражданская радиосвязь.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива Искусственные креветки 14.10.2020 Сингапурский стартап Shiok Meats, основанный всего два года назад,вырастил "в пробирке" искусственные креветки из клеток реальных ракообразных и готовится выйти с новым продуктом на рынок. Авторы стартапа утверждают, что уже через два года смогут наладить массовое производство искусственных креветок. "Мы видим, что на рынке появляется множество новых игроков. Следующие пять лет определят, кто выживет, кто проведет серию сокращений, а кто сможет поддержать такие компании, как наша, и сделать этот важный шаг к крупномасштабному производству",- объясняет исполнительный директор и соучредитель Shiok Meats Сандхья Шрирам. ShiokMeats создала биореакторы и поместила в них микроскопические клетки ракообразных. Там их нагревают до 82 градусов и "кормят" заранее подготовленными веществами, которые имитирует диету реальных креветок. В результате получается аналог настоящей креветки с теми же питательными свойствами и вкусовыми качествами. Ключевая цель Shiok Meats - сделать "мясо из пробирки" конкурентноспособным с продуктами естественного происхождения. "Если первые креветки, выращенные с помощью стволовых клеток, стоили несколько тысяч долларов, то нынешняя цена составляет уже около 300 долларов за килограмм. В дальнейших планах - снижение стоимость одного килограмма креветок до 50 долларов к 2021 году. Этого должен быть достаточно, чтобы конкурировать на рынке с выловленными натуральными креветками", - считают представители Shiok Meats. Shiok Meats также рассматривает возможности выхода за рамки фарша из креветочного мяса и перехода к более сложным продуктам- крабам и лобстерам.

Другие интересные новости:

▪ Пластик в воздухе

▪ Телевизионный сервис Intel

▪ Чистый воздух помогает думать

▪ Космические мусорщики на ионных двигателях

▪ NXP открыла в Сингапуре дизайн-центр для развития технологии W-USB

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудио и видеонаблюдение. Подборка статей

▪ статья Вильфредо Парето. Знаменитые афоризмы

▪ статья У какого дерева кора может быть окрашена во все оттенки радуги? Подробный ответ

▪ статья Перец душистый лекарственный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Ветряк-автомат. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья УКВ ЧМ радиостанция. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua
2000-2024