Компенсатор реактивного сопротивления.

[Serg73]

У многих узкополосных антенн, когда перестраивается частота, сильно меняется реактивная составляющая, а активная составляющая - несущественно. Отсюда возникла идея измерять фазовый сдвиг между током и напряжением и полученную величину подавать на мотор, который будет вращать переменный конденсатор или катушку. Родилась вот такая схема:


Собрал макет по ЛУТ технологии. Плата однослойная.


Токовый трансформатор сделан на кольце 30ВЧ.
Нагрузка - 50 Ом + последовательно индуктивность и КПЕ.
Подаем высокочастотный сигнал - мотор крутит КПЕ до компенсации индуктивного сопротивления катушки.

Схема заработала, но обнаружился "глюк" : иногда конденсатор не трогается из крайнего положения. Вроде бы "вылечилось" резистором R10. (Я предположил, что причина в слишком большом сдвиге фаз. Сложение сигналов через R10 сдвиг фаз уменьшает.)

Буду делать опыты, доводить до рабочего состояния. Наверное, надо улучшать экранировку электронной части, добавив второй слой платы или металлическим корпусом.

К схеме надо добавить датчик высокочастотного сигнала, чтобы при выключенном передатчике мотор не крутил КПЕ.

Буду благодарен за любые советы и пожелания, особенно, что касается снятия сигнала напряжения и тока.

[RX4CD]

Супер! Если доведешь "до ума" эту схему - этой самоделке цены не будет!

[RZ6FE]

У многих узкополосных антенн, когда перестраивается частота, сильно меняется реактивная составляющая, а активная составляющая - несущественно.

Хотелось бы услышать о каких узкополосных антеннах идёт речь. На ум приходит ML, которая перестраивается даже в нескольких диапазонах с помощью одного КПЁ...
Что касается неэкзотических КВ антенн - вот одна из "узкополосных" антенн - GP на диапазон 80 метров:



А вот как ведут себя R и jX по диапазону:



Не вижу несущественного изменения активной составляющей...

Я к чему всё это - в конечном итоге для согласования антенны с волновым сопротивлением фидера понадобится не только компенсатор реактивной, но и активной части импеданса этой антенны. "Крутить" для достижения цели придётся как минимум два элемента такого СУ. Такое устройство уже существует и называется "Автоматический антенный тюнер".

Но в целом порыв благородный.

[R8OA]

Такое устройство уже существует и называется "Автоматический антенный тюнер".

Ну если есть такие автоматы для 1 киловатта....., то тогда да....
Но что-то я сумлеваюсь.
А здесь, если взять переменник с большим зазором, то ого-го.....
Да и с переходом с CW участка на SSB в контестах, исчезает проблема для многих не широкополосных антенн

[RZ6FE]

Ну если есть такие автоматы для 1 киловатта....., то тогда да....
Но что-то я сумлеваюсь.

Автоматический антенный тюнер MFJ-998 позволяет работать при подводимой мощности до 1500 Ватт в режимах CW и SSB.

А здесь, если взять переменник с большим зазором, то ого-го.....

Возьмите, никто не мешает... А лучше вакуумированный КПЁ.

Да и с переходом с CW участка на SSB в контестах, исчезает проблема для многих не широкополосных антенн

Я уже спрашивал ТС, теперь вопрос к вам - какие многие узкополосные антенны на КВ вы можете назвать и на каких диапазонах эти антенны можно считать узкополосными?

[RX4CD]

Компенсатор реактивного сопротивления.

Вообще-то здесь тема не про конкретные антенны, а про...компенсацию реактивности в антенне.

[RZ6FE]

Вообще-то здесь тема не про конкретные антенны, а про...компенсацию реактивности в антенне.

Вообще-то здесь надо кроме заголовка темы читать и саму тему:

У многих узкополосных антенн, когда перестраивается частота, сильно меняется реактивная составляющая, а активная составляющая - несущественно. Отсюда возникла идея измерять фазовый сдвиг между током и напряжением и полученную величину подавать на мотор, который будет вращать переменный конденсатор или катушку.

Вопрос и к вам - какие многие узкополосные антенны на КВ вы можете назвать и на каких диапазонах эти антенны можно считать узкополосными?
Я показал одну в диапазоне 80 метров. Таки там надо "крутить" сразу два элемента, чтобы скомпенсировать реактивность и достичь согласования с фидером 50 Ом:

[RJ3FF]

Не вижу несущественного изменения активной составляющей...

Я к чему всё это - в конечном итоге для согласования антенны с волновым сопротивлением фидера понадобится не только компенсатор реактивной, но и активной части импеданса этой антенны.

Александр, так , или иначе в Вашем случае надо делать СУ, чтобы довести активную часть до 50 Ом, а вот , на выходе СУ надо заняться компенсацией реактивности.

Если довести эту задумку до работающего железа, да ещё и не только с QRP источником сигнала, это станет настоящим прорывом в радиолюбительском антенносторении.

Не стоит демотивировать молодого энтузиаста, его надо только поддерживать, не сказать больше ...

[UA4HZ]

To Serg73!
Я полагаю, что Вы не просто боритесь с реактивной составляющей, а хотите улучшить (или сохранить) согласование. Тогда Вам прямая дорога кроме фазы контролировать или КСВ, или модуль входного сопротивления, или его активную составляющую. Попробуйте! (КСВ метр у Вас, наверняка, есть!). В посте №3 от RZ6FE в последних двух абзацах это чётко просматривается. Конкретные варианты датчиков КСВ были на этом форуме недавно. Если Вам интересно, могу в личную почту кинуть книжку именно по антенным согласующим устройствам. Результаты Ваших экспериментов интересны, пожалуйста выкладывайте.

[RJ3FF]

Вопрос и к вам - какие многие узкополосные антенны на КВ вы можете назвать

Извините, что отвечаю на вопрос, заданный не мне.


Узкополосной, к примеру, можно считать любую антенну с укороченными элементами. Я Вас понимаю, имея ввиду, что Вы намекаете на отношение ширины рабочей полосы антенны к ширине используемого диапазона.

Могу привести в пример и множество полноразмерных антенн, у которых усиление задрано ( а чем это плохо?) так , что полоса сужается до непотребности.

Я так не считаю. Не прав в корне тот, кто утверждает, что его устроит полоса пропускания в тридцать килогерц на двадцатке, так как он работает только "цифрой" - эту антенну надо ещё и в диапазон вогнать, и от дождя и тумана спасать перестройкой ...

На мой взгляд антенну можно считать узкополосной, если отношение ширины полосы пропускания по КСВ меньше 1,5 к центральной частоте меньше примерно полутора процентов.

[Serg73]

Мне хочется сделать простое и недорогое устройство, которое можно поставить около антенны, чтобы КСВ было в разумных пределах для подключения к кабелю. Окончательно настроить можно около трансивера.

Текущие вопросы.
1) Иногда не работает при сильной расстройке. Просто держит на двигателе напряжение неверной полярности. Ситуацию улучшил R10. Смотреть сигналы двухлучевым осциллографом на входе фазового детектора не получается т.к. щупы вносят сильную погрешность в работу.
2) Надо улучшить схему делителя т.к. на некоторых диапазонах настраивает не на 100%, регулируется емкостью делителя. Токовый трансформатор на эти частоты делаю первый раз в жизни.
3) Надо добавить схему автоматического включения при подаче ВЧ сигнала.

Эта плата сделана однослойной, следовательно плохо по ЭМС. Возможно, достаточно перейти на 2 или 4 слоя и все проблемы уйдут. Или плясать с бубном и железным корпусом.

Основной вопрос - плясать с бубном или сразу сделать плату с выполнением всех требований по ЭМС ?

[Serg73]

Не хочется уходить в сторону от конструкции прибора, но немного про полноценные тюнеры и компенсатор реактивности.
1) На балконе удочка 7М, включенная через регулируемую индуктивность и трансформатор 1:2. На диапазоне 3.5М, при каждой перестройке частоты иду на балкон крутить вариометр, после чего мой трансивер показывает КСВ=1. Расчёты показывают другое, но такова практика. В любом случае, если даже КСВ будет 2, встроенный в трансивер тюнер это скомпенсирует.
2) У меня есть опасение, что современные автоматические тюнеры с катушками на феррите внесут большие потери, чем хорошая катушка из посеребрённого провода и воздушный КПЕ. Это предположение.

Ухожу до вечера. 73!

[RZ6FE]

Александр, так , или иначе в Вашем случае надо делать СУ, чтобы довести активную часть до 50 Ом, а вот , на выходе СУ надо заняться компенсацией реактивности.

А вам не кажется, что только компенсация реактивности на выходе СУ - занятие бессмысленное применительно к "узкополосным" антеннам?
Впрочем, Как ТС поставил задачу, так и решит:

Мне хочется сделать простое и недорогое устройство, которое можно поставить около антенны, чтобы КСВ было в разумных пределах для подключения к кабелю. Окончательно настроить можно около трансивера.

Не без вашей помощи, разумеется.

[RZ6FE]

На балконе удочка 7М, включенная через регулируемую индуктивность и трансформатор 1:2. На диапазоне 3.5М, при каждой перестройке частоты иду на балкон крутить вариометр, после чего мой трансивер показывает КСВ=1. Расчёты показывают другое, но такова практика. В любом случае, если даже КСВ будет 2, встроенный в трансивер тюнер это скомпенсирует.

Мне хочется сделать простое и недорогое устройство, которое можно поставить около антенны, чтобы КСВ было в разумных пределах для подключения к кабелю. Окончательно настроить можно около трансивера.

Дерзайте, удачного прорыва:

Если довести эту задумку до работающего железа, да ещё и не только с QRP источником сигнала, это станет настоящим прорывом в радиолюбительском антенносторении.

Не пустить реактивку в фидер с помощью автоматики около антенны, а потом догнать КСВ до нормы встроенным в трансивер тюнером - это несомненно настоящий прорыв в радиолюбительском антенностроении!
Как только раньше профессионалы не догнались... А, Владимир?
Потерять на плохом КСВ в фидере, потом трансиверу тюнером показать чистые 50 Ом - несомненно прорыв! Респект и уважуха!



Это удочка 7 метров со сведённой в 0 реактивностью и кабелем 10 метров (не знаю сколько его у ТС точно от балкона до трансивера)
Кстати, при такой длине (кусая тоже можно КСВ править! ) этого фидера тюнер возле трансивера тоже трансформируется в компенсатор принесённой реактивности:

[RW4HFN]

Прорыв - не прорыв, а направление, ИМХО, правильное... При питании узкополосных антенн по коаксиалу, даже в пределах диапазона, КСВ на верхнем конце фидера может дойти до неприемлемых для кабеля величин.

Компенсация же реактивки значительно облегчает работу АФУ в целом. Для некоторых антенн подобное устройство "наверху" позволяет и вовсе обойтись без тюнера "внизу". Например: http://forum.qrz.ru/40-antenny-kv/45...ml#post1404356. Без компенсации при переходе с 3,55 на 3,65 мГц КСВ=11. С ней - 1,08. На 3,75 без - под 40, что для кабеля - катастрофа, с ней - 1,14. Практически - почти идеал.

Другое дело, что, по моему мнению, это должно быть, в идеале, автономное устройство без внешнего питания. Энергия "обратной волны" мощного КСВ метра вращает электродвигатель "кругового" КПЕ. Возникающая при этом "зона нечуствительности" не принципиальна. Настройка производится десяток-другой кГц выше\ниже, работа - там, где КСВ минимален.