Самодельные приборы для радиолинков.
Как обещал поделюсь несколькими своими разработками претендующими на то что это уже не показометры.
Желающим можно будет повторить для личного пользования,но не для коммерческого применения.
Подход и примененная база позволяет при должной калибровке применять их для измерений.
Ранее мной были сделаны несколько приборов, автономных, с собственными индикаторами. С полгода назад захотелось иметь возможность управления и индикации от прибора на персоналке, с возможностью распечатки на бумаге результатов измерений. Начал знакомится с пакетом LabView и случайно наткнулся в инете на приборы и программу для них WinNWT4.
Надобность в своей программе для персоналки отпала, так как найденная полностью устраивала. Протокол обмена для нее открытый, и я быстро свои наработки перевел на управление от этой проги.
Для начала наиболее простой прибор для диапазона 5.8 ггц, который позволяет измерять АЧХ четырехполюсников, КСВ нагрузок-антенн, мощность передатчиков.
Тут более крупно
Выполнен как рабочий макет. Ардуино нано, в коробочке логарифмический детектор на AD8317, генератор из модуля TX5813 и направленный ответвитель, выполненный из жесткого коаксиального кабеля.
Таким вот образом выглядит программа на экране персоналки-
А вот для примера графики, с них будет понятно как это выглядит и можно понять, для тех кто владеет этой темой, каковы возможности прибора.
Красная линия- открытый выход, без нагрузки. Желтая линия - на выходе согласованная нагрузка. Зеленая линия- отраженка от подключенной антенны по фото ниже.
Как видно направленность ответвителя получилась от 20 до 24 дб, на нужных частотах ближе к 23-24 дб.
Измерения можно проводить в диапазоне 5400-6100 мгц.
Это график SWR антенны что на фото ниже-
А для 1,2 что-нить подобное ожидается?
Да, и на 1200 и на 433 и на 2400 мгц.
Сергей ,а где можно прошивочки посмотреть,схемы,хотелось бы поучаствовать!
После того как обзорно изложу выложу остальное.
Очередность будет зависеть от заданных вопросов.
Второй прибор может работать на всех нас интересующих диапазонах. Его диапазон 137-4400 мгц и с умножителем может быть расширен на диапазон 4400-7000 мгц.
Основа- Ардуино нано, Синтезатор 137-4400 мгц ( при применении ADF4351 35-4400 мгц) с усилителем РЧ на общей плате, логарифмический детектор AD8317 ( если планировать частоты до 2000-2500 мгц можно много более дешевый и простой в монтаже AD8313). В зависимости от диапазона к перечисленной основе нужно направленный ответвитель( или мост) и желательны полосовые фильтра.
На фото в комбинации 5400-6100 мгц, между платой синтезатора и направленного ответвителя умножитель с фильтром.
Как видно направленность ответвителя получилась от 20 до 24 дб, на нужных частотах ближе к 23-24 дб.
Я бы так голословно не утверждал - направленность это тонкая штука. И без возможности изменять фазу отражения от образцовой рассогласованной нагрузки ( можно подключать кабелями различной длины ), приводить цифры некорректно.
Фото с подключенным качественным аттенюатором с согласованной нагрузкой
Далее графики
Красный- без нагрузки
Синий- качественный аттенюатор с согласованной нагрузкой что на фото выше
Зеленый нижний- согласованная нагрузка
Зеленый выше- от подключенного патча
Я бы так голословно не утверждал - направленность это тонкая штука.
Слово голословно- тут не уместно… Действительно, нагрузка по параметрам не ахти. Тут же я привел графики где просто простенькая нагрузка и с отличным аттенюатором. Во втором случае разница еще лучше.
То есть утверждать что направленность такая как на графике нельзя, но надеяться что не хуже- оснований достаточно много. То что хуже- вряд ли…
Далее продолжим.
Фото измерения КСВ патча.
График КСВ от этого патча
Я не о том - сам пользуюсь при настройке антенн десятидецибельным ответвителем 1 -12 ГГц с направленностью не лучше 30 дБ и при этом не комплексую. хотя есть и сорокадецибельные.
Дело в том, что при измерении идеальной нагрузки ответвителем с направленностью 10 дБ ( для наглядности ) мы намеряем КСВн от 1,00 и до 2 в зависимости от фазы.
Поэтому настройка ( проверка-поверка ) направленности производится с помощью калиброванной рассогласованной нагрузки с переменной фазой и никак иначе.
То есть даже с помощью ответвителя с направленностью 10 дБ при определённом фазовом раскладе мы увидим согласованную нагрузку как 1,00 и сделаем неправильный вывод что у нас направленность 40 дБ.
с переменной фазой
По этому поводу можно сказать и это я естественно учитывал- что обязательно увидим влияние фазы на графике. Если график ровный- можно надеяться что этого влияния нет или небольшое.
можно подключать кабелями различной длины
Подобные кабели ( наборчик) будут стоить на порядки дороже чем этот приборчик.
Прежде чем делать ответвитель я для начала делал кабельные сборки и проверял их на КСВ. Задача еще та… Попортив изрядное количество разъемов на частотах 6 ггц у меня и сейчас получаются далеко не всегда кабельные сборки с КСВ< 1.15… И что мы там намеряем, если меж ответвителем и нагрузкой включим кабель с КСВ 1,3 к примеру.
Сейчас делаю индукторный нагрев специально для пайки разъемов на кабель.
[quote=Панкратов Сергей;6094708]
Подобные кабели ( наборчик) будут стоить на порядки дороже чем этот приборчик.
В этом и специфика СВЧ измерительной аппаратуры, как только мы от синтезатора - анализатора спектра как таковых переходим к СВЧ измерительным узлам, так сразу денежный счётчик начинает крутиться с бешеной скоростью.
И если для диапазонов 1,2 и 2,4 относительно просто сделать приличный мост, то для 5,8 сделать мост в домашних условиях практически нереально, а узкополосные ( диапазонные ) ответвители нужно будет настраивать по направленности.
И если для диапазонов 1,2 и 2,4 относительно просто сделать приличный мост, то для 5,8 сделать мост в домашних условиях практически нереально, а узкополосные ( диапазонные ) ответвители нужно будет настраивать по направленности.
Все уже пройдено, шишки набиты, результаты есть. До 3 ггц рабочие макеты моста , ответвитель, хорошо работающий на 5-6 ггц. Не желающие их повторять могут приобрести и фабричные.
Проект более широкий чем то на что вы обратили внимание.
В открытом доступе в инете ничего подобного я не обнаружил.
Во 1х спасибо за рассказ.
Во 2х я недавно понял, что между генератором и ответвителем стоит ставить 6-10dB аттенюатор. Проблема в том, что генератор обычно плохо согласован на 50ом по выходу (S22). В идеале все, что отразилось от антенны и вернулось через ответвитель в генератор должно в нем же и гаситься (если выход генератора правильно согласован). Иначе отражение от антенны (или отсутствия ее на выходе) пойдет многократно переотражаться между генератором и антенной, появляется зависимость мощности от длинны кабеля между антенной и генератором, от фазы отражения, что сильно портит все измерения.
Для проверки согласования генератора достаточно замерить открытый выход (без антенны) и короткозамкнутый - оба варианта дают 100% отражение, но с разной фазой сигнала. В идеале графики должны совпадать.
Короче, 2-х графиков (с открытым выходом и с 50омной нагрузкой) недостаточно, для оценки самодельных измерителей нужен 3-й, с замкнутым выходом.
Во 2х я недавно понял, что между генератором и ответвителем стоит ставить 6-10dB аттенюатор.
Они стоят. На фото видны.
Мало того, стоят и перед детектором. Ранее делал просто на резисторах, сейчас стоят СМД 0805 аттенюаторы, заявлены до 18 ггц.
Для проверки согласования генератора достаточно замерить открытый выход (без антенны) и короткозамкнутый - оба варианта дают 100% отражение, но с разной фазой сигнала. В идеале графики должны совпадать.
Не привел графики, при следующих измерениях сделаю- приведу. Практически полное совпадение, худшее несовпадение в некоторых местах менее 1 дб.
Они стоят. На фото видны.
Мало того, стоят и перед детектором. Ранее делал просто на резисторах, сейчас стоят СМД 0805 аттенюаторы, заявлены до 18 ггц.
Тогда отлично, вопрос закрыт. Я аттенюатор увидел только перед детектором.
Что за smd аттенюаторы? Можно ссылку (желательно где его же и заказать).
между генератором и ответвителем стоит ставить 6-10dB аттенюатор. Проблема в том, что генератор обычно плохо согласован на 50ом по выходу (S22). В идеале все, что отразилось от антенны и вернулось через ответвитель в генератор должно в нем же и гаситься (если выход генератора правильно согласован). Иначе отражение от антенны (или отсутствия ее на выходе) пойдет многократно переотражаться между генератором и антенной, появляется зависимость мощности от длинны кабеля между антенной и генератором, от фазы отражения, что сильно портит все измерения.
Верно. Подобное решение (использование генератора с запасом по выходной мощности и далее аттенюатора)
используется в профессиональной схемотехнике для соединения узлов с критичным поведением при рассогласовании.
Есть ещё более правильное решение - в старые времена, когда измерители были относительно узкополосными, применяли ферритовые вентили.
Если график ровный- можно надеяться что этого влияния нет или небольшое.
Сергей, сейчас поговорил на эту тему с разработчиком измерительных ответвителей ( моя супруга ), так во она утверждает, что если собственный КСВн ответвителя не более 1,1 и подключенная к нему образцовая согласованная нагрузка измеряется не более чем 1,1, то при этом направленность не менее 30 дБ. Естественно это во всём диапазоне.
Если у тебя нет такой нагрузки, то попрошу на достаточно продолжительное время её для тебя.
Если у тебя нет такой нагрузки, то попрошу на достаточно продолжительное время её для тебя.
Был бы премного благодарен.
Что за smd аттенюаторы? Можно ссылку (желательно где его же и заказать).
Про 18 ггц наврал, сейчас глянул- они до 10 ггц.
PAT1220 пробные заказывал тут-
www.ebay.com/itm/…/310137608152
Только на 6 и 8 дб.
Пока в теме специалисты есть вопрос.
Я для пробы заказал советские поглотители-аттенюаторы. Попробовать сделать свой, одноватный дб на 30-40. Для измерения мощности передатчиков.
18 ггц наврал потому как у них этот параметр. Марка С6-8
www.kbikar.ru/catalog/c6-8.pdf
Но глядя на их размер понимаю что с грамотным монтажем на ПП проблема, боюсь что конструктив будет слишком дорогим.
По крайней мере сам вижу только сложные конструктивно а следовательно и дорогие решения.
Никто не работал с подобными? Нет примеров их использования? В сети ничего не нашел.
Как согласовать их с полоском шириной 1.52 мм?
По С6-8.
Предназначены для использования в коаксиальных аттенюаторах сечения 7 на 3 ( N ). Вкратце о конструкции. Две половинки, внутренность цилиндр. Зажимается через “гребёнку”. Разъёмы до 18 ГГц . Над обеими поверхностями по центру в корпусе подстроечные винты. Геометрия: сквозной коаксиальный тракт 50 Ом.
Для полосковой линии. Можно попробовать в копланаре, перейдя от полоска к размерам поглотителя, с “землей” под ним или без, в зависимости от диэлектрика и толщины. До 6 ГГц должно работать.
СA0805-c-04dB попроще - его размеры позволяют считаться элементом с сосредоточенными параметрами. В полоске сделать разрыв длиной 08’, удалить диэлектрик до нижней фольги по всей ширине линии и так бочком его припаять. Вход-выход к полоску, “землю” к “земле” полосковой линии. Немного сумбурно, но думаю, что понятно.
Анатолий, именно так и думал. Про плоский полосок ( в качестве него сам поглотитель) в воздухе, находящийся в прямоугольной или круглой трубе меж разъемами.
Но это сложный в выполнении конструктив.
Едут и импортные одноватные, они для микрополоскового исполнения, но заявлены только до 7ггц и дороже. Попробую их.
Вернусь к ответвителям. Пробовал я давненько полосковые делать, бился-бился- результат плохой.
А сейчас один из них попался мне на глаза- взял и померил.
Коэффициент ответвления четко соответствует расчетному, 15 дб.
А направленность только около 10 дб, для измерений КСВ абсолютно не пригоден.
Причина не до конца ясна, думаю что проблема в переходе полосок-разъем, а может и сам разъем.
…поговорил на эту тему с разработчиком измерительных ответвителей ( моя супруга ), …
Тот редкий случай, когда можно вот так, сидя дома и просто повернувшись в сторону, спросить все у специалиста. Мечта многих 😃
Если что, то эл.схемы , платы и монтажа и все относительно сборки интересно, для не очень разбирающихся. ( интересен диапазон !.2 G ) Если дойдет до него.
Для полосковой линии. Можно попробовать в копланаре, перейдя от полоска к размерам поглотителя, с “землей” под ним или без, в зависимости от диэлектрика и толщины. До 6 ГГц должно работать.
Этот вариант я тоже думал, в принципе даже заказал платы. Нужно было несколько небольших платок, насобирал их на размер 10*10 см то что нужно на 0.8 мм стеклотекстолите.
Я так понимаю что землю на такой толщине нужно будет как то удалять… Примеры б увидеть, картинки. А на 1.5 мм стеклотекстолите может и пойдет и со сплошной землей, попробую.
Да я и сам вроде бы как специалист только в области генераторов СВЧ. В прошлой жизни ещё при Советской власти был Главным конструктором СВЧ генераторов Г4-191, Г4-192 и Г4-193. Это не считая участия в разработках векторных и скалярных панорамных измерителий СВЧ нескольких поколений.
Причина не до конца ясна, думаю что проблема в переходе полосок-разъем, а может и сам разъем.
Причина в другом. Наряду с ТЕМ волной в полосковой линии распространяется продольная волна на границе диэлектрик-воздух. Для неё геометрия является неоптимальной - направленность резко падает. Полосковые ответвители делают только на симметричной полосковой линии ( обычно с низким переходным ослаблением ) - неизмерительные, или для измерительных целей на полосковой линии без диэлектрика. С кучей настроечных винтов в области связи. Все измерительные ответвители на самом деле воздушные полосковые с модифицированным центральным проводником.
Я так понимаю что землю на такой толщине нужно будет как то удалять.
Не обязательно - копланары бывают как с подстилающей землёй так и без. Типичный пример тому копланар с “пристроченной” вдоль полоска металлизированными отверстиями землёй.
( интересен диапазон !.2 G ) Если дойдет до него.
Я думаю, если анализатор будет до 6 ГГц, то 1,2 войдёт автоматом. Только уже с мостом. А такой мост можно будет повтортить и без спецзнаний и измериловки, это при наличии прямых ручек.
Я думаю, если анализатор будет до 6 ГГц, то 1,2 войдёт автоматом. Только уже с мостом. А такой мост можно будет повтортить и без спецзнаний и измериловки, это при наличии прямых ручек.
Да, так и есть.
Его диапазон 137-4400 мгц и с умножителем может быть расширен на диапазон 4400-7000 мгц.
Основа- Ардуино нано, Синтезатор 137-4400 мгц ( при применении ADF4351 35-4400 мгц) с усилителем РЧ на общей плате, логарифмический детектор AD8317 ( если планировать частоты до 2000-2500 мгц можно много более дешевый и простой в монтаже AD8313). В зависимости от диапазона к перечисленной основе нужно направленный ответвитель( или мост) и желательны полосовые фильтра.
На фото в комбинации 5400-6100 мгц, между платой синтезатора и направленного ответвителя умножитель с фильтром.
Для диапазона 433 мгц и 1.2 ггц я ранее делал автономный, с индикатором.
По сути если задаваться одним диапазоном- то эта конструкция проще для повторения.
Но не такая универсальная. Потому я планирую больше описания дать на вторую конструкцию в этой ветке.
Вот фото высокочастотной части. Синтезатор работает с двумя ГУН-ами, один перекрывает частоты 380-520 мгц, второй 850- 1600мгц. Усилители и измерительный мост, логарифмический детектор- все на одной плате.
И фото прибора в сборе.
