hamradioshop.ro
Articole > Echipamente si constructii radio Litere mici Litere medii Litere mari     Comentati acest articol    Tipariti

Ampermetru de radiofrecventa

Adrian Florescu YO3HJV

Cresterea activitatii solare si imbunatatirea conditiilor de propagare determina tot mai multi radioamatori sa activeze in regim portabil in unde scurte folosind antene simple dar eficiente.

Una din aceste antene este antena dipol semiunda alimentata la un capat, cunoscuta sub acronimul “EFHW” (End Fed Half Wave).

Antena consista intr-un element radiant de lungime L/2 alimentat la unul din capete prin intermediul unui autotransformator al carui raport de transformare a fost stabilita experimental la 1:49.

Aceasta intrucat, daca observam distributia curentului RF in modelul teoretic, la capatul dipolului semiunda avem tensiune maxima si curent zero. Prin comparatie, un dipol semiunda alimentat la mijloc va prezenta curent maxim si tensiune minima datorita impedantei scazute, de 72 Ohmi.

De cele mai multe ori, ajustarea elementului radiant al antenei se realizeaza prin raportare la indicatiile unui SWR-metru sau, in unele cazuri, ale unui VNA, radioamatorul constructor masurand parametrii intregului sistem radiant, compus din cablu coaxial, transformator si firul – antena propriu-zisa.

Desi aceasta metoda este destul de confortabila, in special din perspectiva adaptarii impedantei sistemului radiant la cea de la iesirea transceiverului, ea introduce o serie de erori care se traduc in scaderea randamentului de radiatie; daca atunci cand folosim puteri de 20-50W acestea pot fi ignorate (cu pretul convertirii in caldura in sistemul radiant), in cazul in care operam cu un transceiver QRP cu puteri de ordinul a 3-4 W sau chiar si mai putin, diminuarea pierderilor devine un obiectiv.

In mod ideal, optimizarea acestui tip de antena (si nu numai), ar trebui sa porneasca de la stabilirea corecta a lungimii elementului radiant si doar a acestuia, urmand ca autotraformatorul sa fie realizat tatonand raportul de transformare pentru adaptarea la impedanta ridicata a radiatorului EFHW.

O modalitate convenabila pentru stabilirea lungimii elementului radiant ar fi, asadar, masurarea curentului la punctul de alimentare al elementului radiant, urmarind o valoare minima a acestuia.

Pentru acest tip de masuratoare insa, este necesar un dispozitiv simplu desi rar intalnit in shack-ul radioamatorului, anume AMPERMETRUL DE RADIOFRECVENTA.

Daca in cazul curentului continuu, masuratoarea directa se realizeaza prin introducerea in circuit a unui sunt cu o valoare cunoscuta apoi masurarea tensiunii pe acesta, in cazul curentului de radiofrecventa intercalarea unui astfel de circuit ar afecta semnificativ masuratoarea.

O alta metoda este cea indirecta, in care masuram intensitatea campului electric generat in jurul conductorului prin intermediul unui “senzor”. Cu siguranta cunoasteti ampermetrele care fixeaza un colier in jurul unui cablu din circuitul in care dorim sa masuram curentul; in acelasi mod putem proceda si in cazul curentului de radiofrecventa: in jurul conductorului strabatut de curent RF asezam o bobina ce va transforma campul magnetic aferent curentului RF in tensiune RF pe care apoi o detectam cu ajutorul unei diode, o masuram si o aplicam unui indicator microampermetric.

Voi lasa teoretizarea diverselor aspecte pentru alta data si as dori sa prezint realizara practica a unui astfel de instrument.

Pentru realizarea indicatorului, cea mai importanta piesa este bobina pe care o asezam in jurul conductorului prin care dorim sa masuram curentul RF. Pentru ca masuratorilor se efectueaza pentru o plaja mare de frecvente, de la 1 MHz la 30 MHz, este necesar ca intre fir si bobina sa existe un cuplaj magnetic cat mai consistent si constant in intreaga plaja. In cazul transformatoarelor de RF de banda larga, un compromis bun este oferit de celebrul “Mix43”, un amestec de pulberi de ferita standardizat de Fairrite. Il folosim in Bal-Unuri si Un-Un-uri, il putem folosi si aici pentru ca senzorul de curent este, in esenta un transformator.

Am ales sa testez o serie de ferite pentru supresia curentilor de mod comun de tip “clema”, in camasa de plastic pentru ca permit atasarea pe fire deja conectate, fara a intrerupe circuitul.

In mod convenabil, acestea sunt cilindrici, sectionati pe generatoarea cilindrului in doua semicochile, fixate in suporti de plastic, astfel ca putem scoate una din cele doua jumatati si bobina cu o sarma de CuEm si apoi reintroduce ferita in suport.

Pentru infasurarea secundara am tatonat diverse variante si am gasit convenabil un numar de 10-12 spire, folosind Cu-Em 0.3mm.

Detectia curentului de RF are loc intr-un circuit cu redresare cu dublare de tensiune cu doua diode (pentru varianta “de laborator” si cu o dioda pentru cea pentru “field day”).

Testarea diverselor astfel de ferite aflate la indemana a aratat de, desi nu se specifica tipul materialului folosit, din compararea cu masuratorile efectuate cu un tor cu caracteristici cunoscute, acesta este Mix-43 sau similar.

Din acest motiv, varianta pentru portabil a ampermetrului de RF a incorporat si torul folosit in teste, ce permite atasarea la un sistem alimentat prin cablu coaxial, folosind mufe BNC.

Cum, “o fotografie face cat o mie de cuvinte”, atasez imaginile cu cele doua variante constructive:

Pentru aceasta versiune, capatul de scala este de circa 35 mA in toata gama 1-30 MHz, surprinzator de liniar dar functioneaza (testat) si la frecvente superioare de pana la 70 MHz.

In cazul primei variante, infasurarea secundarului senzorului se inchide pe doua rezistente de 100 Ohmi, in paralel. Indicatorul are cap de scala de 100uA si in circuit este folosit si un potentiometru pentru stabilirea precisa a capului de scala.

Trebuie spus ca scopul nu este masurarea valorii curentului - un PWR metru intercalat in circuit o face in mod convenabil, ci determinarea relativa a valorilor curentului de RF. Aceasta versiune este destinata detectarii curentului de mod comun ce apare pe cablurile din shack, deci este suficienta indicarea prezentei si stabilirea cablurilor unde acesta este maxim pentru a putea aplica ferite de supresie exact in acele locuri.

A doua varianta este mai putin sensibila, capatul de scala fiind la circa 60 mA si am renuntat la calibrarea capatului de scala cu potentiometru in favoarea unor valori fixe pentru doua game de putere: 5 si 50W.

O nota finala cu privire la abordarea practica a reglajului antenei EFHW cu acest dispozitiv:

Scopul este de a obtine un curent maxim la capatul radiantului, vom putea efectua masuratorilor folosind autotraformatorul cu raport 1:49 aflat la indemana. In cursul ajustarilor firului, la capatul liber pliem un segment de circa 40-60 cm pentru a avea o rezerva in cazul in care taiem la capatul unde masuram mai mult decat este cazul.

Desi antena EFHW este prezentata ca “fara radiale”, ca orice dipol, aceasta necesita o a doua parte chiar daca, spre deosebire de alte antene filare, aceasta este scurta, de circa 2-3m, in functie si de frecventa de lucru. Este obligatorie atasarea unui astfel de radial.

Dupa stabilirea lungimii corecte a elementului radiant, putem folosi un VNA sau un SWR metru pentru a determina cu precizie raportul de transformare al autotransformatorului pe care il vom folosi iar la folosirea antena-tunerului vom sti ca acesta acum realizeaza adaptarea iesirii emitatorului si nu “acordarea” antenei.

Succes si 73 de YO3HJV
www.yo3hjv.blogspot.com

Adrian Florescu YO3HJV

Articol aparut la 6-11-2023

1312

Inapoi la inceputul articolului

Comentarii (5)  

  • Postat de Dragos - YO3HEY (yo3hey) la 2023-11-07 08:39:22 (ora Romaniei)
  • Felicitări pentru articol, foarte documentat și bine explicat.

  • Postat de Dan - YO3GH (yo3gh) la 2023-11-08 16:23:55 (ora Romaniei)
  • Felicitari , fac si eu unul ca e f util , am acum info din articolul tau!
    Multumim

  • Postat de Marian - YO4HGX (yo4hgx) la 2023-11-09 14:56:19 (ora Romaniei)
  • Ma vad nevoit sa subliniez o contradictie, la inceputul articolului se face afirmatia, citez:

    "O modalitate convenabila pentru stabilirea lungimii elementului radiant (a EFHW - nota mea) ar fi, asadar, masurarea curentului la punctul de alimentare al elementului radiant, urmarind o valoare minima a acestuia (a curentului - nota mea)."


    Dupa care mai tarziu, se afirma exact contrariul:

    "Scopul este de a obtine un curent maxim la capatul radiantului (EFHW - nota mea)..."

    73 Marian

  • Postat de Liviu - YO6QCD (yo6qcd) la 2023-11-12 08:49:24 (ora Romaniei)
  • Excelenta idee! Cum am la indemana tot ce imi trebuie, inclusiv un EFHW pe 160m, ma apuc sa construiesc instrumentul. Antena fiind una scurtata, sper ca instrumentul sa ma ajute sa gasesc valoarea optima a inductantei de lungire. Multumesc pentru publicarea realizarii. Succes!

  • Postat de Adrian - YO3HJV (yo3hjv) la 2023-11-14 22:50:19 (ora Romaniei)
  • Salut Marian (YO4HGX), da, ai dreptate, voiam sa introduc in discutie si acordul unui radiant sfert de unda si s-au amestecat ideile. Asa este, la EFHW se urmareste curentul minim, corespunzator unei tensiuni maxime.
    Multumesc pentru observatie!
    73
    yo3hjv

    Scrieti un mic comentariu la acest articol!  

    Opinia dumneavoastra va aparea dupa postare sub articolul "Ampermetru de radiofrecventa"
    Comentariul trebuie sa se refere la continutul articolului. Mesajele anonime, cele scrise sub falsa identitate, precum si cele care contin (fara a se limita la) atac la persoana, injurii, jigniri, expresii obscene vor fi sterse iar dupa caz se va ridica dreptul de a posta comentarii.
    Comentariu *
     
    Trebuie sa va autentificati pentru a putea adauga un comentariu.


    Opiniile exprimate în articole pe acest site aparţin autorilor şi nu reflectă neapărat punctul de vedere al redacţiei.

    Copyright © Radioamator.ro. Toate drepturile rezervate. All rights reserved
    Articole | Concursuri | Mica Publicitate | Forum YO | Pagini YO | Call Book | Diverse | Regulamentul portalului | Contact