أجهزة التنسيق: الغرض ومبدأ البناء

2024 مؤلف: Henry Conors | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-12 03:32

في ممارسة الهواة ، ليس من الممكن في كثير من الأحيان العثور على هوائيات تكون فيها مقاومة الدخل مساوية لمقاومة الموجة للمغذي ، وكذلك مقاومة خرج المرسل. في الغالبية العظمى من الحالات ، لا يمكن الكشف عن مثل هذه المراسلات ، لذلك يجب استخدام أجهزة مطابقة متخصصة. يتم تضمين الهوائي والمغذي وكذلك خرج المرسل في نظام واحد تنتقل فيه الطاقة دون أي خسارة.

كيف افعلها

لإنجاز هذه المهمة المعقدة نوعًا ما ، تحتاج إلى استخدام أجهزة مطابقة في مكانين رئيسيين - هذه هي النقطة التي يتصل فيها الهوائي بوحدة التغذية ، وأيضًا النقطة التي يتصل فيها المغذي بإخراج جهاز الإرسال. الأكثر انتشارًا اليوم هي أجهزة التحويل المتخصصة ، بدءًا من دوائر الرنين المتذبذبة إلى المحولات المحورية ، المصنوعة في شكل قطع منفصلة من كبل متحد المحور بالطول المطلوب. تُستخدم جميع أدوات المطابقة هذه لمطابقة الممانعات ، مما يؤدي في النهاية إلى تقليل الخسارة الإجمالية لخط النقل ، والأهم من ذلك ، تقليل الانبعاثات خارج النطاق.

المقاومة وخصائصها

في معظم الحالات ، تكون مقاومة الخرج القياسية في أجهزة الإرسال ذات النطاق العريض الحديثة 500 متر. وتجدر الإشارة إلى أن العديد من الكابلات المحورية المستخدمة كمغذي تختلف أيضًا في القيمة القياسية لمقاومة الموجة عند مستوى 50 أو 750 مترًا.ومع ذلك ، إذا فكرت في الهوائيات التي يمكن استخدام الأجهزة المطابقة لها ، إذن ، بناءً على التصميم والنوع ، فإن مقاومة الإدخال فيها لها نطاق واسع إلى حد ما من القيم ، تتراوح من بضعة أوم إلى مئات وحتى أكثر.

من المعروف أنه في الهوائيات أحادية العنصر ، تكون مقاومة الإدخال عند تردد الطنين نشطة عمليًا ، في حين أنه كلما زاد اختلاف تردد المرسل عن الطنين في اتجاه أو آخر ، زاد المكون التفاعلي في ستظهر الطبيعة الاستقرائية أو السعوية في أجهزة معاوقة الإدخال نفسها. في الوقت نفسه ، تحتوي الهوائيات متعددة العناصر على معاوقة دخل عند تردد الطنين ، وهو أمر معقد بسبب حقيقة أن العناصر المنفعلة المختلفة تساهم في تكوين المكون التفاعلي.

إذا كانت مقاومة الإدخال نشطة ، فيمكن مطابقتها مع الممانعة باستخدام جهاز مطابقة هوائي متخصص. وتجدر الإشارة إلى أن الخسائر هنا تكاد لا تذكر. ومع ذلك ، فورًا بعد أن يبدأ المكون التفاعلي في التكوين في مقاومة الإدخال ، سيصبح إجراء المطابقة أكثر فأكثرسيتعين استخدام مطابقة معقدة وأكثر تعقيدًا للهوائي ، مع القدرة على التعويض عن التفاعل غير المرغوب فيه ، ويجب وضعها مباشرة عند نقطة التغذية. إذا لم يتم تعويض التفاعل ، فسيؤثر ذلك سلبًا على SWR في وحدة التغذية ، بالإضافة إلى زيادة الخسائر الإجمالية بشكل كبير.

هل يجب أن أفعل هذا؟

محاولة للتعويض الكامل عن التفاعل في الطرف السفلي من وحدة التغذية غير ناجحة ، لأنها محدودة بخصائص الجهاز نفسه. أي تغييرات في تردد جهاز الإرسال ضمن الأقسام الضيقة لنطاقات الهواة لن تؤدي في النهاية إلى ظهور مكون تفاعلي مهم ، ونتيجة لذلك لا توجد في كثير من الأحيان حاجة لتعويضه. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن التصميم الصحيح للهوائيات متعددة العناصر لا يوفر أيضًا عنصرًا تفاعليًا كبيرًا لمقاومة الدخل المتاحة ، والتي لا تتطلب تعويضها.

على الهواء ، يمكنك غالبًا العثور على خلافات مختلفة حول دور والغرض من جهاز مطابق لهوائي ("سلك طويل" أو نوع آخر) في عملية مطابقة جهاز إرسال معه. البعض يعلق عليها آمالًا كبيرة ، بينما يعتبرها البعض الآخر مجرد لعبة عادية. هذا هو السبب في أنك بحاجة إلى أن تفهم بشكل صحيح كيف يمكن لموالف الهوائي أن يساعد حقًا في الممارسة العملية ، وأين يكون استخدامه غير ضروري.

ما هذا؟

بادئ ذي بدء ، تحتاج إلى أن تفهم بشكل صحيح أن الموالف هو محول مقاومة عالي التردد ، والذي ، إذا لزم الأمر ، سيكون من الممكن تعويض التفاعل الاستقرائي أو السعوي. فكر في مثال بسيط للغاية:

هزاز منفصل ، عند تردد الرنين له مقاومة دخل نشطة تبلغ 700 متر ، وفي نفس الوقت يستخدم كبلًا متحد المحور مع جهاز إرسال بمقاومة دخل تبلغ حوالي 500 متر. يتم تثبيت الموالفات عند الخرج من جهاز الإرسال ، وفي هذه الحالة سيكون لأي هوائي (بما في ذلك "كابل طويل") أجهزة مطابقة بين المرسل والمغذي ، دون أي صعوبات في التعامل مع مهمته الرئيسية.

إذا تم ضبط جهاز الإرسال على تردد يختلف عن تردد الرنين للهوائي ، ففي هذه الحالة ، قد تظهر التفاعلية في مقاومة إدخال الجهاز ، والتي تبدأ بعد ذلك على الفور تقريبًا في الظهور عند المستوى الأدنى نهاية وحدة التغذية. في هذه الحالة ، سيتمكن الجهاز المطابق "P" من أي سلسلة أيضًا من تعويضه ، وسيستقبل جهاز الإرسال مرة أخرى الاتساق مع وحدة التغذية.

ماذا سيكون الإخراج حيث يتصل المغذي بالهوائي؟

إذا كنت تستخدم الموالف حصريًا عند إخراج جهاز الإرسال ، فلن يكون من الممكن في هذه الحالة تقديم تعويض كامل ، وسيبدأ حدوث خسائر مختلفة في الجهاز ، حيث ستكون هناك مطابقة غير كاملة. في هذه الحالة ، سوف تحتاج إلى استخدامواحد متصل بين الهوائي والمغذي ، والذي سيصحح الموقف تمامًا ويوفر تعويضًا تفاعليًا. في هذا المثال ، تعمل وحدة التغذية كخط نقل متطابق بطول عشوائي.

مثال آخر

الهوائي الحلقي ، الذي يتمتع بمقاومة دخل نشطة تبلغ حوالي 1100 متر ، يجب أن يتطابق مع خط نقل 50 أوم. خرج المرسل في هذه الحالة هو 500 م

هنا ستحتاج إلى استخدام جهاز مطابق لجهاز الإرسال والاستقبال أو الهوائي ، والذي سيتم تثبيته في النقطة التي يتصل فيها المغذي بالهوائي. في الغالبية العظمى من الحالات ، يفضل العديد من الهواة استخدام أنواع مختلفة من محولات الترددات اللاسلكية المجهزة بقلب من الفريت ، ولكن في الواقع ، يعد المحول المحوري رباعي الموجة ، والذي يمكن تصنيعه من كابل قياسي 75 أوم ، حلاً أكثر ملاءمة.

كيفية تنفيذه؟

يجب حساب طول قسم الكبل المستخدم باستخدام الصيغة A / 40.66 ، حيث A هو الطول الموجي و 0.66 هو عامل السرعة المستخدم للغالبية العظمى من الكابلات المحورية الحديثة. سيتم توصيل أجهزة مطابقة هوائي HF في هذه الحالة بين وحدة التغذية 50 أوم ومدخل الهوائي ، وإذا تم لفها في فتحة بقطر 15 إلى 20 سم ، فستعمل أيضًا في هذه الحالة كموازنة جهاز. سيتم مطابقة وحدة التغذية تلقائيًا بالكامل مع جهاز الإرسال ، وكذلكمساواة مقاوماتهم ، وفي مثل هذه الحالة سيكون من الممكن رفض خدمات موالف الهوائي القياسي تمامًا.

خيار آخر

لمثل هذا المثال ، يمكننا التفكير في طريقة مثلى أخرى للمطابقة - باستخدام مضاعفات نصف موجة أو كبل متحد المحور نصف موجة ، من حيث المبدأ ، مع أي مقاومة موجية. يتم تضمينه بين الموالف الموجود بالقرب من جهاز الإرسال والهوائي. في هذه الحالة ، يتم نقل مقاومة دخل الهوائي ، التي تبلغ قيمتها 110 أوم ، إلى الطرف السفلي من الكبل ، وبعد ذلك ، باستخدام جهاز مطابق للهوائي ، يتم تحويلها إلى مقاومة تبلغ 500 متر. في هذا الحالة ، يتم توفير مطابقة كاملة لجهاز الإرسال مع الهوائي ، ويتم استخدام وحدة التغذية كمكرر.

في المواقف الأكثر خطورة ، عندما تكون مقاومة دخل الهوائي غير مناسبة للمقاومة المميزة للمغذي ، والتي بدورها لا تتوافق مع معاوقة خرج جهاز الإرسال ، يلزم وجود جهازي مطابقة لهوائي HF. في هذه الحالة ، يتم استخدام أحدهما في الجزء العلوي لمطابقة وحدة التغذية بالهوائي ، بينما يتم استخدام الآخر لمطابقة وحدة التغذية بجهاز الإرسال في الجزء السفلي. في الوقت نفسه ، لا توجد طريقة لعمل بعض الأجهزة المطابقة بيديك ، والتي يمكن استخدامها بمفردها لمطابقة الدائرة بأكملها.

ظهور التفاعلية سيجعل الوضع أكثر تعقيدًا. في هذه الحالة ، ستتحسن الأجهزة المطابقة للترددات العالية (HF) بشكل ملحوظمطابقة الارسال مع المغذي ، وبالتالي توفير تبسيط كبير لعمل المرحلة النهائية ، ولكن لا ينبغي أن تتوقع المزيد منهم. نظرًا لحقيقة أن وحدة التغذية ستكون غير متطابقة مع الهوائي ، ستظهر خسائر ، وبالتالي سيتم التقليل من كفاءة الجهاز نفسه. سيضمن عداد SWR المنشط المثبت بين الموالف وجهاز الإرسال أن SWR=1 ثابت ، ولا يمكن تحقيق هذا التأثير بين وحدة التغذية والموالف ، نظرًا لوجود عدم تطابق.

الخلاصة

فائدة الموالف هي أنه يسمح لك بالحفاظ على الوضع الأمثل لجهاز الإرسال في عملية العمل على حمل غير متناسق. لكن في الوقت نفسه ، لا يمكن ضمان تحسين كفاءة أي هوائي (بما في ذلك "السلك الطويل") - الأجهزة المطابقة لا حول لها إذا كانت غير متطابقة مع وحدة التغذية.

يمكن أيضًا استخدام الدائرة P ، التي تُستخدم في مرحلة خرج المرسل ، كموالف للهوائي ، ولكن فقط إذا كان هناك تغيير تشغيلي في المحاثة وكل سعة. في الغالبية العظمى من الحالات ، تكون الموالفات اليدوية والآلية عبارة عن أجهزة ضبط محيط رنانة ، بغض النظر عما إذا تم تجميعها في المصنع أو قرر شخص ما صنع جهاز مطابق للهوائي بأيديهم. هناك عنصرين أو ثلاثة عناصر تنظيمية في العناصر اليدوية ، وهي نفسها ليست قيد التشغيل ، في حين أن العناصر الآلية باهظة الثمن ، وبالنسبة للعمل بقدرات جادة ، يمكن أن تكون تكلفتها مرتفعة للغاية.

جهاز مطابقة النطاق العريض

هذا الموالف يلبي الغالبية العظمى من الاختلافات التي من الضروري فيها ضمان مطابقة الهوائي مع المرسل. هذه المعدات فعالة جدًا في عملية العمل مع الهوائيات المستخدمة في التوافقيات ، إذا كانت وحدة التغذية عبارة عن مكرر نصف موجة. في هذه الحالة ، تختلف مقاومة دخل الهوائي باختلاف النطاقات ، لكن الموالف يسمح بسهولة المطابقة مع جهاز الإرسال. يمكن للجهاز المقترح أن يعمل بسهولة بقدرة إرسال تصل إلى 1.5 كيلو وات في نطاق التردد من 1.5 إلى 30 ميجاهرتز. يمكنك حتى صنع مثل هذا الجهاز بيديك.

العناصر الرئيسية للموالف هي المحول التلقائي للترددات اللاسلكية على حلقة الفريت من نظام الانحراف TV UNT-35 ، بالإضافة إلى مفتاح مصمم لـ 17 موضعًا. من الممكن استخدام الحلقات المخروطية من طراز UNT-47/59 أو أي طراز آخر. يوجد 12 لفة في اللف ، والتي يتم لفها في سلكين ، بينما يتم دمج بداية واحدة مع نهاية الثانية. في الرسم التخطيطي والجدول ، يتم ترقيم المنعطفات ، بينما السلك نفسه محصور ومُحاط بعزل من البلاستيك الفلوري. بالنسبة للعزل ، يبلغ قطر السلك 2.5 مم ، مما يوفر صنابير من كل منعطف ، بدءًا من الثامن ، إذا كان العد من الطرف الأرضي.

يتم تثبيت المحول التلقائي في أقرب مكان ممكن من المحول ، بينما يجب أن يكون للموصلات المتصلة بينهما حد أدنىالطول. من الممكن استخدام مفتاح بـ 11 موضعًا ، إذا تم حفظ تصميم المحول بعدد غير كبير من الصنابير ، على سبيل المثال ، من 10 إلى 20 دورة ، ولكن في مثل هذه الحالة ، سينخفض أيضًا فاصل تحويل المقاومة

بمعرفة القيمة الدقيقة لمقاومة إدخال الهوائي ، يمكنك استخدام مثل هذا المحول لمطابقة الهوائي مع مغذي 50 أو 750 مترًا ، باستخدام الصنابير الأكثر ضرورة فقط. في مثل هذه الحالة ، يتم وضعها في صندوق خاص مقاوم للرطوبة ، وبعد ذلك يتم ملؤها بالبارافين وتوضع مباشرة عند نقطة تغذية الهوائي. يمكن تنفيذ الجهاز المطابق نفسه كتصميم مستقل أو تضمينه في وحدة تبديل الهوائي الخاصة في بعض محطات الراديو.

من أجل الوضوح ، يُظهر الملصق المثبت على مقبض التبديل قيمة المقاومة التي تتوافق مع هذا الموضع. لضمان التعويض الكامل للمكوِّن الحثي التفاعلي ، من الممكن توصيل مكثف متغير لاحقًا.

يوضح الجدول أدناه بوضوح كيف تعتمد المقاومة على عدد الدورات التي قمت بها. في هذه الحالة ، تم الحساب بناءً على نسبة المقاومة ، والتي تعتمد على التربيعية على العدد الإجمالي للدورات التي تم إجراؤها.