Każdy, kto zaczął się interesować SO2R lub multioperacją z możliwością pracy na kilku pasmach jednocześnie napotkał na kwestię ochrony odbiornika lub tworzenia produktów intermodulacyjnych. Dlaczego?
Specyfiką multi - multioperacji jest skupienie wielu urządzeń na niewielkiej przestrzenizazwyczaj jednego budynku. Do anteny indukuje się więc z innych pasm stosunkowo wysokie napięcie, które wpływa na intermodulacje w odbiorniku. Przy użyciu dużych mocy i nieszczęśliwym zbiegu okoliczności może dojść nawet do zniszczenia obwodów wejściowych odbiornika.
Obliczenia matematyczne przesyłu z jednej anteny do drugiej anteny
Jeśli weźmiemy moc 1kW, to jest to +60 dBm. W zależności od odległości anten, ich ustawienia, polaryzacji, podaje się, że tłumienie między antenami wynosi od -20 do -35 dB. Można to całkiem ładnie zmierzyć - podłącz moc do jednej anteny, a drugą obciąż sztucznym obciążeniem z wattemetrem (lub voltmetrem VF lub oscyloskopem). Ile zmierzyłeś?
Jeśli weźmiemy lepszą wartość -35 dB, to na wejście drugiego odbiornika RX przychodzi sygnał na poziomie +60 dBm - 35 dB = +25dBm, co daje około 0,3W.
Pierwsze obwody odbiornika są więc obciążone mocą 0,3W, co może prowadzić nie tylko do powstania niepożądanych IMD produktów, ale nawet ich uszkodzenia.
Zaletą jest to, że jako sygnał o odległej częstotliwości, będzie dodatkowo tłumiony w filtrach wejściowych odbiornika (oktawowe, pasmowe lub przesiewacz).
Zamarznięte anteny KV
Obliczenia matematyczne przesyłu z jednej anteny do drugiej anteny harmonicznych częstotliwości produkowanych przez stopień końcowy
Drugim czynnikiem powodującym problemy są produkty harmoniczne z nadajnika na niższym paśmie. Same TCVR-e mają dość skuteczne tłumienie produktów harmonicznych (co najmniej 50 do 60dB), gorzej jest z końcowymi stopniami.
Ponownie wyjdźmy od mocy 1kW (łatwo przeliczyć na 100W lub 10W). Mamy więc poziom +60 dBm. W zależności od jakości końcowego stopnia tłumienie produktów harmonicznych może wynosić około -30 dB. Jak w takim razie wygląda sytuacja? Tłumienie między antenami wynosi -20 do -35 dB.
+60 dBm - 30 dB - 35 dB = -5 dBm
To jest bardzo silny sygnał, ale powinien być poniżej poziomu, gdy jakość odbiornika zaczyna produkować produkty IMD. Z poprzedniego artykułu o S-metrach możesz sprawdzić, że będzie to sygnał na poziomie S9+67 dB.
Jeśli na przykład będę nadawać na 14,250 MHz, to na 28,500 MHz znajdę taki bardzo silny sygnał, który z pewnością uniemożliwi mi pracę na tej częstotliwości (i w jej okolicy).
Możliwe rozwiązania filtrów dla SO2R i multioperacji
Rozwiązaniem są filtry pasmowe do konkursu. Podłączenie takiego filtra zwęża szerokość pasma odbiornika, eliminując sygnały z innych pasm i jednocześnie tłumiąc harmoniczne częstotliwości emitowane przez nadajnik.
Wykonanie filtrów LC zwłaszcza dla większych mocy jest problematyczne z powodu braku odpowiednich kondensatorów.
Dla wielostanowiskowej pracy MW5W kiedyś wykonałem filtry z przewodów koaksjalnych według K2TR. W przeciwieństwie do filtrów LC działają inaczej. Nie tworzą pasma przepustowego, ale tłumią tylko określone częstotliwości określone przez typ i wymiary przewodów koaksjalnych. Poprzez odpowiednie połączenie można osiągnąć odpowiednie filtrowanie dla żądanego pasma. Ich zaletą jest wykonalność i efektywność. Doskonałe wyniki potwierdzają pomiary OK1VWK
Na końcowych parametrach filtra znacząco wpływa jakość kabla koaksjalnego. Lepiej unikać RG-58 - tłumienie niepożądanych częstotliwości jest niskie, a także bez sensu tracimy część mocy w kablu. Dla mocy około 1 kW PEP RG-213 będzie odpowiedni, z którym również dobrze pracuje. Tłumienie niepożądanej częstotliwości jest wystarczające, a dodatkową zaletą jest to, że filtry na wyższe pasma tłumią nie tylko wyższe harmoniczne, ale dodając kolejną gałąź, również niższe pasma. Ostateczne tłumienie jest więc bardzo duże.
Dla mocy rzędu setek watów można użyć złączy PL T. Wszystkie filtry najlepiej wykonać z kabla koaksjalnego od jednego producenta, najlepiej także z jednej bębny. Współczynnik skracania może się nieznacznie różnić od wartości deklarowanej przez producenta. Korzystne jest rozpoczęcie produkcji filtra na 160 lub 80 m i zmierzenie filtra.
Ustawienie SO2R TCVR
Jak taki filtr wpłynie na sytuację przesyłu z jednej anteny do drugiej anteny?
Znowu moc 1 kW, czyli +60 dBm i tłumienie między antenami -35 dB. Dodatkowo tłumienie filtra -25 dB.
Sygnał drugiego Rx jest sygnał na poziomie +60 dBm -35 dB -25 dB = 0 dBm
To wciąż powyżej S9+70 DB, ale to tylko 1 MW. Taki poziom nie powinien prowadzić do uszkodzenia odbiornika lub tworzenia produktów IMD.
Przykład produkcji filtra dla pasma 80m
Na końcu kabla zainstaluj złącze. Oblicz długość odcinka sprężyny kwartalnej zgodnie z wzorem 75 x v / f (np. 75 x 0,66 / 3,68 MHz = 13,45 m). Jako rezerwę utrzymujemy 20 cm, aby mieć coś do skrócenia. Mierzymy więc 13,65 m od złącza, odcinamy kabel i skracamy koniec (prawidłowo zaczynając).
Podłącz filtr przez PSV mierzymy do urządzenia i obciążamy je poprzez watometr obciążeniem sztucznym. W paśmie 80m filtr nie może wpłynąć na wartość PSV, a watometr musi pokazywać pełną moc. Jeśli urządzenie może nadawać także poza pasmami krótkofalarskimi, możemy podczas przestrajania do wyższych pasm sprawdzić na watometrze, jak maleje moc do obciążenia sztucznego. Pomiar wykonujemy przy zmniejszonej mocy, ponieważ PSV jest bardzo wysokie (jeśli mamy element tłumiący na daną moc, zalecam jego użycie). W paśmie 40m możemy więc znaleźć częstotliwość, która jest maksymalnie tłumiona, co potwierdzi także ustawienie na pasmie podstawowym. Jeślije różne od wymaganego, dostosujemy długość drutu i powtórzymy pomiar. Jeśli będzie różnić się od obliczonej długości (13.45m, patrz wyżej), obliczymy po ustawieniu drutu również współczynnik skracania - ułatwimy sobie ustawianie filtrów na kolejne pasma. Koniec kabla następnie zabezpieczamy taśmą izolacyjną lub rozciągliwym termokurczliwym rękawem.
Druga opcja to użycie analizatora VNA lub podobnego i zmierzenie filtra za jego pomocą.
Filtr możemy podłączyć bezpośrednio do końcowego stopnia za pomocą złącza T lub poprzez krótki, około 1,5-metrowy kabel koncentryczny. Antena może leżeć na ziemi. Koniecznie dobrze oznacz wszystkie kable - po wykonaniu wszystkich filtrów będziesz miał dużo kabli. Bardzo ładnym mechanicznym rozwiązaniem jest nawinięcie kabla na cewkę i umieszczenie go w dużej puszce po farbie.
Filtry były używane w konkursowym trybie pracy MW5W podczas CQ WW SSB (sześć oddzielnych stacji z PA na każdym paśmie) w tym roku. Zarejestrowałem tylko dwa-trzy częstotliwości na paśmie 15m, na których pojawił się sygnał z innego pasma, ale tylko o sile S2. Anteny były jednak na dużej powierzchni, a limit mocy jest niższy w UK.
Wymiary filtrów dla wszystkich pasm, segmenty CW, współczynnik skracania kabla koncentrycznego 0,66
A: tłumi pasmo 20m, długość 3,486m, koniec otwarty B: tłumi pasma 40m i 15m, długość 6,969m, koniec otwarty
A: tłumi pasma 20m i 10m, długość 6,969m, koniec skrócony
A: tłumi pasma 40m i 15m, długość 6,969m, koniec otwarty B: tłumi pasmo 10m, długość 3,486m, koniec skrócony
A: tłumi pasma 20m i 15m, długość 6,969m, koniec skrócony B: tłumi pasmo 15m, długość 4,648m, koniec skrócony C: kompensuje reaktancję anteny B, długość 2,337m, koniec otwarty
A: tłumi pasma 40m, 20m, 15m i 10m, długość 13,938m, koniec skrócony
A: tłumi pasma 80m, 40m, 20m, 15m i 10m, długość 27,876m, koniec skrócony
Wymiary filtrów dla pasm 160m i 80m, segmenty SSB, współczynnik skracania kabla koncentrycznego 0,66
A: tłumi pasma 40m, 20m, 15m i 10m, długość 13,451m, koniec skrócony
A: tłumi pasma 80m, 40m, 20m, 15m i 10m, długość 26,470m, koniec skrócony
Istnieją inne możliwości poprawy odporności między pasmami, na przykład stosując końcowy stopień push-pull, który naturalnie tłumi parzyste harmoniczne (2. harmoniczna, 4. harmoniczna, ...) produkty. Ponadto można użyć dodatkowych filtrów pasmowych na wejściu odbiornika i nadajnika (do 100W), co pozwala uzyskać dodatkową poprawę.
