Универсальное согласующее устройство

Предлагаю электрическую схему и краткое описание согласующего устройства (СУ) к антеннам разной конструкции. На мой взгляд, описываемое СУ может служить сравнительно простой и дешёвой альтернативой автоматизированным устройствам аналогичного назначения.

По принципу работы СУ представляет собой Г-образное LC-звено с плавно регулируемыми величинами L и C. В отличие от автоматизированных СУ, где подбор величин L и C производится системой автоматики "вслепую" и каждый раз заново для каждого диапазона, в моём устройстве ОДИН РАЗ производится предварительное определение необходимых значений L и C на каждом диапазоне для конкретной антенны (с помощью программы-моделировщика MMANA). Затем ТАКЖЕ ОДИН РАЗ производится установка заданных значений этих параметров и их подстройка по минимуму КСВ в питающем кабеле. После этого перестройка СУ при смене диапазона сводится к переключению оператором ручки выбора диапазона. При необходимости можно подстроить L и C по минимуму показаний КСВ-метра.

Рис.1

Устройство СУ видно на фото 1. Катушка L цилиндрическая, со скользящим контактом и переменным шагом намотки. Она вращается вокруг своей оси с помощью реверсивного микродвигателя постоянного тока ML с редуктором. Ротор двухсекционного конденсатора переменной ёмкости С вращается с помощью аналогичного микродвигателя MC. Положение ползунка катушки и угол поворота ротора конденсатора контролируются с помощью потенциометров RL и RC.

Электрическая схема СУ представлена на рисунке 1. Исходное положение контактов реле КL и КC (при отсутствии сигнала управления на их обмотках) определяет включение L и C, необходимое для согласования питающего кабеля с антенной, имеющей более высокое входное сопротивление, чем волновое сопротивление кабеля. Конденсатор С при этом включён со стороны антенны, а его обе секции С1 и С2 соединены последовательно, чтобы уменьшить его ёмкость. При включении реле КС конденсатор С включается со стороны передатчика для согласования с антенной, входное сопротивление которой меньше волнового сопротивления кабеля. При этом обе секции С1 и С2 соединяются параллельно.

Максимальная индуктивность катушки 20 мкГн, конденсатор - две секции по 12...500 пФ. Потенциометры RL и RC прецизионные, проволочные. Потенциометр RL - десятиоборотный. Для ограничения хода ползунка L и ротора C введены концевые переключатели (на схеме не показаны). Элементы СУ помещены в герметизированный бокс, который устанавливается в непосредственной близости от точки питания антенны.

Рис.2

Электрическая схема блока дистанционного управления СУ показана на рисунке 2. Блок состоит из двух идентичных каналов управления - для L и для C. Резисторы R1, R2, RL (RC), R3, R4 и R5 образуют резистивный мост, диагональю которого служит цепь, включённая между входом 3 операционного усилителя МС1 и входом 2 усилителя МС2. Назначение усилителей - исключение шунтирующего действия исполнительных цепей на элементы моста. Резистор R4 определяет зону нечувствительности цепи управления двигателями для обеспечения устойчивой работы СУ. Ось резистора R2 с ручкой управления выведена на переднюю панель блока. Все остальные регулируемые резисторы - прецизионные, проволочные, многооборотные. Они спрятаны под панель блока, и имеют на осях шлицы под отвёртку. Развязывающие дроссели - стандартные, 100...300 мкГн.

Источник питания +9В - общий на обоих каналов. При настройке блока измеряют выходное напряжение источника с точностью до 0,01 вольта, затем на входе 6 микросхемы МС2 резистором R5 устанавливают наряжение, равное половине напряжения источника (с той же точностью 0,01 вольта), после чего между входами 2 и 6 микросхемы МС2 резистором R4 устанавливают напряжение 5...15 милливольт.

Когда мост находится в равновесии, напряжение на его диагонали (между входом 3 усилителя МС1 и входом 2 усилителя МС2) равно нулю, напряжение на выходе 1 усилителя МС2 близко к нулю, а на выходе 7 - близко к напряжению питания источника. Оба реле К1 и К2 обесточены, их контакты находятся в положении, показанном на схеме, и двигатель не вращается. Если разбаланс моста таков, что напряжение на входе 3 усилителя МС1 выше напряжения на входе 2 усилителя МС1, включается реле К1, и двигатель вращается в одну сторону. Если напряжение ниже, включается реле К2, и двигатель вращается в противоположную сторону.

Соединительный кабель СУ и блока управления СУ - восьмижильный, экранированный, широко применяемый как сетевой кабель для компьютеров. Для подавления наведенных от антенны высокочастотных токов на него необходимо надеть несколько ферритовых колец.