Диплексер КВ-УКВ
Диплексер - это устройство, позволяющее разделять (или объединять) сигналы разных частот. Оно может быть использовано для подключения антенн или трансиверов разных частотных диапазонов к общему фидеру.
В тех случаях, когда кабель фидера имеет большую длину, его затухание может быть существенным, особенно на частотах УКВ диапазонов. Поэтому приходится использовать кабель большого диаметра и высокого качества, стоимость которого может быть весьма внушительной. Поэтому использование одного общего фидера для антенн всех диапазонов становится актуальным.
На рис.1 приведен пример использования диплексера. К общему фидеру через диплексер подключены КВ и УКВ антенны, а на другом его конце через такой же диплексер подключены КВ и УКВ трансиверы. Схема допускает одновременную работу в обоих диапазонах.
Рис. 1. Пример использования диплексера.
Диплексер должен иметь низкие потери на каждом из частотных диапазонов, высокую величину изоляции между частотными выходами и хорошее согласование на всех частотах.
Всем этим требованиям отвечает схема, приведенная на рис.2. Она состоит из ФНЧ и ФВЧ, соединенных входами. Частота разделения выбрана равной 75 МГц. Это обеспечивает малое затухание как в диапазоне КВ до 30 МГц, так и в диапазоне УКВ выше 100 МГц. Диплексер хорошо согласован как в каждом из рабочих диапазонов, так и на частотах разделения.
На рис.3 и 5 приведены измеренные характеристики диплексера. По выходу КВ затухание на частотах до 30 МГц составляет 0,1 дБ, по выходу УКВ затухание на частоте 150 МГц составляет 0,2 дБ, до 500 МГц - менее 0,5 дБ. Обычно затухание в кабеле намного превышает эти величины. Развязка между выходами на частотах КВ и УКВ дипазонов превышает 40 дБ. Это позволяет одновременно работать на передачу на КВ и УКВ трансиверах без риска повредить входы их приемников.
Если в диапазоне УКВ даже эти небольшие потери нежелательны, можно использовать диплексер только внизу, а антенны переключать с помощью реле. Однако наилучшим решением будет установка на антенне УКВ усилителя, компенсирующего затухание как кабеля, так и диплексеров.
Рис.2. Практическая схема диплексера. Первая схема измерения. Выход 2 - КВ диапазон.
Рис.3. Частотные характеристики со входа на КВ выход: S21 - величина ослабления, S11- КСВ со входа.
Рис.4. Практическая схема диплексера. Вторая схема измерения. Выход 2 - УКВ диапазон.
Рис.5. Частотные характеристики со входа на УКВ выход: S21 - величина ослабления, S11- КСВ со входа.
На рис.6 приведено фото печатной платы с монтажом. Размеры платы - 50х50 мм. Катушки - бескаркасные, намотаны проводом ПЭВ диаметром 1,5 мм на оправке диаметром 5 мм. Моточные данные - в таблице 1.
Таблица 1
|
Величина индуктивности nH |
Число витков |
Внешний диаметр катушки |
Диаметр провода мм |
|
164 |
10 |
8 |
1.5 |
|
146 |
9 |
||
|
118.6 |
7 |
||
|
63,6 |
4 |
||
|
32,8 |
3 |
После намотки катушки подстраивались на необходимую индуктивность по прибору MFJ-269 путем растяжения - сжатия витков. Конденсаторы - керамические типа КМ. Если допуск на величину емкости выдерживался в пределах ±5%, после монтажа плата подстройки не требовала. Величина КСВ диплексера на частотах КВ и 2м диапазона УКВ не превышала 1,2.
В 70 см диапазоне УКВ КСВ не превышал 1,35 без специальных мер по обеспечению согласования. При необходимости он может быть улучшен более точной подстройкой величины емкостей и индуктивностей, входящих в ФВЧ.
Владислав Щербаков, RU3ARJ