ОСВАИВАЕМ СВЧ ДИАПАЗОН! (часть 2)
К. ФЕХТЕЛ (UB5WN), мастер спорта СССР, г. Киев
Возможные варианты формирования сигнала- в телеграфном передатчике показаны на рис. 1. На структурных схемах кроме частотных соотношений указаны и примерные энергетические параметры отдельных каскадов [1, 2]. Следует заметить, что применение утроителей при формировании сигнала передатчика более рационально и выгодно с точки зрения получения высокого КПД, достигающего в этом случае 40...50 % (умножитель на 5 имеет КПД только 10...15 %).Предлагаемые способы формирования позволяют очень просто решить вопрос перестройки частоты выходного сигнала, так как даже незначительный увод частоты кварцевого резонатора в задающем генераторе известными способами, например, с помощью варикапа или конденсатора переменной емкости, при многократном умножении приведет к изменению выходной частоты в довольно больших пределах. При этом высокая стабильность частоты, присущая кварцевым генераторам, сохраняется. Если перестраивать генератор (рис. 1, а) в пределах 10 кГц, та, частота на выходе такого передатчика будет изменяться в- интервале 600 кГц. Диапазон перестройки во втором передатчике (рис. 1, б) будет еще больше — 810 кГц, и заметим, это легко осуществимо на практике [3].
Рис. 1На структурной схеме, изображенной на рис. 2, показана возможность формирования сигнала передатчика с помощью отдельного гетеродина и имеющегося в распоряжении радиолюбителя маломощного передатчика на 144 МГц (SSB или с узкополосной ЧМ). Там же указаны примерные энергетические и частотные соотношения [4].
Рис.2Часть радиолюбителей, занимающихся конструированием связной аппаратуры для сантиметрового диапазона волн, используют в ней отрезки стандартных прямоугольных волноводных секций (волноводов). На практике чаще всего применяют волноводы, в которых удается возбудить основной или простейший тип волны, например Н10. Для возбуждения в прямоугольном волноводе волны типа Ню можно использовать петлю, расположенную в узкой стенке волновода, или же четвертьволновый штырь, помещенный в середине широкой стенки.
Учитывая, что ультракоротковолновиками накоплен достаточный опыт в настройке варакторных умножителей, работающих в диапазоне 23 см, рассмотрим некоторые особенности конструирования высокочастотных головок, применяемых в качестве оконечной сту-
Рис.3второй на рабочую частоту [4]. Каждый фильтр образован четырьмя стержнями из посеребренной проволоки диаметром 2 мм и регулировочного винта М5. Стержни припаяны с наружной стороны волновода мягким припоем.
Развязывающие конденсаторы смесителя и умножителя частоты самодельные, изготовлены из латунных полосок размерами 25Х14Х1 мм (С1) и 18Х6Х Х2 мм (С2). Пластинки отделены от корпуса волновода изоляционными прокладками из фторопластовой пленки толщиной 0,13 мм размерами 30X18 и 22X10 мм соответственно. Конденсаторы прикреплены капроновыми винтами М3 длиной 5 мм.
Если СВЧ головка будет использоваться как передатчик смесительного типа, то вход смесителя необходимо согласовать с выходом маломощного передатчика на 144 МГц с. помощью простейшего узла согласования (рис. 4). Он позволяет подобрать наивыгоднейший режим работы смесителя при больших сигналах. При настройке между контрольной точкой КТ1 и корпусом волновода включают микроамперметр. На вход согласующего устройства (разъем XS1) подают сигнал, частота которого лежит в диапазоне 144 МГц, мощностью 200... 300 мВт. Подстроечными конденсатором С1 и резистором R1 добиваются максимального показания прибора [5]. Затем настраивают входные цепи (см. рис. 1 в материале В. Прокофьева — прим. ред.) и варакторный умножитель. К выходу головки присоединяют измеритель мощности и, регулируя подстроечные винты сначала М4 и у варактора, затем в фильтрах и наконец у выходного штыря, добиваются каждый раз максимального выходного сигнала.
Рис. 4Если головку используют в качестве конвертера, то вначале налаживают гетеродин. Затем смесительный диод волновода соединяют с усилителем ПЧ [6], схема которого приведена на рис. 5 (Из-за отсутствия резистора в эмиттерной цепи транзистора VTI термостабильность каскада невысока. Чтобы повысить ее, целесообразно исключить резистор R4. (Прим. ред.). Между точкой А и корпусом волновода включают микроамперметр, подают напряжение с гетеродина и регулировочным винтом фильтра Z2 добиваются максимального отклонения стрелки прибора. При этом фильтр оказывается точно настроенным на частоту гетеродина. Для настройки фильтра 21 на частоту принимаемого сигнала, гетеродин временно отключают, на вход конвертера подают сигнал с генератора и подстройкой винта фильтра Z1 добиваются максимального отклонения стрелки микроамперметра.
Рис.5Окончательная настройка конвертера заключается в том, что на него подают сигналы гетеродина и генератора, а к контрольной точке узла (см. рис. 5) подключают милливольтметр. Подстраивая но очереди регулировочный винт входной части волновода и у варактора, добиваются максимального показания прибора. Затем прибор переносят на выход усилителя ПЧ и настраивают его на нужную полосу пропускания конденсаторами СЗ и С6, а также катушками L2 и L3. Обычно ширина полосы пропускания выбирается в пределах 2...3 МГц.
При повторении СВЧ головки вместо зарубежных элементов можно попробовать использовать диоды Д403, Д405, АА111, А110 (в качестве смесительного), варакторы АА603, КА602, КА609. Если у радиолюбителя не окажется подходящего отрезка стандартного волновода, его можно изготовить самостоятельно из листовой латуни толщиной 1...2 мм. Регулировочные винты (делают из латуни) должны быть с мелкой резьбой.
Катушка L1 (рис, 4) состоит из 6 витков посеребренного провода диаметром 1 мм. Ее внутренний диаметр 6 мм. Отводы сделаны от 1 и 1,5 витков, считая от заземленного вывода. Дроссель L2 намотан на каркасе диаметром 3 мм проводом ПЭВ-2 0,4 длиной 50 см. Аналогично выполнен дроссель в усилителе ПЧ, но более тонким проводом (ПЭВ-2 0,25). Катушка L2 (рис. 5) изготовлена на каркасе диаметром 4 мм с подстроечником 20ВЧ. Она содержит 4 витка посеребренного провода диаметром 1 мм. L3 намотана таким же проводом (5 витков). Внутренний диаметр катушки 6 мм. Отвод сделан от 1-го витка (считая от заземленного вывода).
В заключение несколько практических советов. Так как СВЧ токи распространяются в поверхностных слоях проводников, их желательно серебрить во избежании больших потерь. В то же время это свойство СВЧ токов приводит к тому, что каждый открытый кусочек проводника, полоски хорошо излучает энергию в окружающее пространство, так как он соизмерим с длиной волны. Поэтому все высокочастотные цепи должны быть тщательно заэкранированы и развязаны. Хотя мощности, с которыми придется иметь дело радиолюбителям, очень малы, с СВЧ техникой необходимо обращаться осторожно, соблюдая технику безопасности, особенно при настройке и наладке вновь построенных узлов и блоков СВЧ аппаратуры.
ЛИТЕРАТУРА
1. Tomasbettl G. Microonde.-- Radio Rivista. 1980. april. p. 429—431.
2. Neublft B. Extrem rauscharmer 96-MHz-Quarzoszilator fur die UHF/SHF-Frequenzaufbereitung.— UKW - Berichte, I98L. N I, S. 24—32, N 2. S. 91-100.
3. Медннец Ю. Девятидиапазонный тран-сивер.— Радио, 1984, № 5, с. 19—20.
4. Morzinck T. Empfangskonverter fur das6-cm-Band.-- UKW-Bericht*. 1981, N 3, S. 173-177.
5. Senckel H.-J. 6-cm-Sender fur FM und SSB.— UKW-Berichtc. 1982, N 2, S. 173-177.
6. Heldemann R. Empfangsmischer [fir das o-cm-Band.- UKW-Berichte, 1979. N 3. S. 142—146.
РАДИО № 5, 1985 r.