AntennaBOX: Як підключити Hybrid Couplers до Cross-YAGI

Часте питання для тих, хто вирішив використовувати фірмовий і дорогий гібридний спрямований відгалужувач, але не подужав Wilkinson bridge та приписують йому вузькосмуговість без розуміння того, що антенно-фідерний тракт розраховується і проектується в комплексі. Насамперед, використання гібридних спрямованих відгалужувачів не покращує ваші антени, а лише компенсує ваші косяки і спрощує конструктив. Але повернемося до наших баранів. Для отримання правої кругової поляризації (RHCP, righthand circular polarization) вихід із затримкою -3dB гібридного направленого відгалужувача (див. схему*) підключають до правого плеча горизонтального диполя поляризації, вихід без затримки -3dB до верхнього плеча вертикального диполя поляризації. Екрани відповідно до протилежних плечей. Довжини 50 омних коаксіальних ліній від Hybrid Couplers до плечей диполів повинні бути однакової фазової (електричної) довжини...

* Майте на увазi, схема пiдключення спрямованного вiдгалуджувача до Cross-YAGI вище - моєї розробки із публікації. Зустрiчаються випадки, коли її наводять на сторонніх ресурсах з видаленим авторством LaboratoryW та видаленим посиланням на блог

Тобто ви можете використовувати навіть різні кабелі різної фізичної довжини, головне дотримати однакову тимчасову затримку RF-сигналів після гібридного направленого відгалужувача в точках живлення вібраторів і з тим самим ослабленням (втратами у фідерах). Підключення безіндукційного еквівалента 50-омного фіктивного навантаження Rf здійснюється до висновку ISOL Hybrid Couplers безпосередньо (всі порти гібридного направленого відгалужувача мають імпеданс*** 50 Ohm). Потужність розсіювання еквівалента вибирається не менше максимальної вихідної потужності використовуваного трансівера. Загальна схема підключення показана без симетруючого пристрою - його використання обов'язково і варіанти виконання можуть бути різноманітними. Декілька з них представлені далі за текстом (тим, хто вириває цю схему з контексту і наводить її на сторонніх ресурсах без опису, що супроводжує, можете сміливо плюнути в обличчя).

Підключення портів до плечей диполя виконується через балуни, але вистачить і ferrite bead (це спеціальні ферити з великими втратами на перемагнічування, тобто з активними втратами) на кабель. Причому це один із добрих способів придушити синфазний струм. У таких феритах, починаючи з певної частоти, активний опір різко переважає реактивний і енергія майже повністю переходить у тепло. До того ж, активні втрати знижують добротність паразитних контурів (що можуть утворитися в АФП) і не дають їм "задзвеніти".

Однак не забуватимемо і про класичні способи симетрування несиметричної лінії на VHF/UHF. Наприклад, симетруючий місток довжиною λ/4. Cимметрирующий місток реалізується одним лише проводом, не потрібна запірна склянка або запірний дросель. Фізика його в тому, що він має зворотний знак реактивного опору вібратору, і краях лінії реактивності компенсуються і загальна АЧХ антени у результаті розширюється.

Для розширення смуги роботи симетруючого пристрою рекомендуємо використовувати широкосмугове узгодження Робертсона (симетрування не позбавляє вас необхідності використання суматора і фазуючої лінії у разі виконання на коаксіальних лініях).

*** Нагадаємо, що хоч і прийнято вважати імпеданс диполя близьким до 75 Ohm, але він безпосередньо залежить від співвідношення довжини хвилі до діаметра вібратора, а також від відстані між лівою та правою частинами вібратора. А ще він залежить від близькості першого директора в антені хвилі типу Uda-Yagi (який по суті директором і не є). Наприклад, можна розрахувати вібратор і 25 і 50 Ohm. Розширити смугу диполя, Cross-YAGI або YAGI з активним розрізним вібратором можна не тільки великим діаметром елементів. Ще можна в точці підключення кабелю зниження підключити паралельно чвертьхвильовий короткозамкнутий шлейф. При цьому "вбивається два зайці" - захист від статики (виходить короткозамкнена по постійному струму антена) і оскільки реактивний імпеданс шлейфу має зворотний знак реактивному імпедансу диполя, реактивності взаємно компенсуються і смуга робочих частот антени розширюється.

Реалізація такого підключення у Trivec-ах:

Після того як схема була викладена на паблік, звернув увагу, що народ з метою економії місця та засобів використовує як еквівалент SMD резистор, а то й звичайний вуглецевий з обрізаними висновками. Певною мірою це виправдано, оскільки основне завдання даного еквівалента на ISOL порту гібридного АЛЕ "робити добре" трансіверу завжди (у штатному режимі в середині діапазону на еквіваленті розсіюється потужність близька до нуля), тобто. Hybrid Couplers зливає в нього всі надлишки відбитої енергії на краях діапазону та компенсує високий SWR у разі обриву одного з плечей вібраторів. У разі портативки, при короткочасній роботі, середньої потужності розсіювання такого еквівалента буде достатньо (див. обґрунтування в даному матеріалі). При тривалій роботі та більших потужностях для позаштатних режимів рекомендую використовувати потужні безіндукційники RFR-50-100/150/250. Придбати їх можна, наприклад на AliExpress

Постскриптум

Шановні читачі, якщо мої дописи вас зацікавили – пiдтримайте збiр або ставайте спонсорами Youtube-каналу LaboratoryW з ексклюзивними лайфхаками.

Кориснi матерiали

вівторок, 31 жовтня 2023 р.

Як підключити Hybrid Couplers до Cross-YAGI

вівторок, 31 жовтня 2023 р.