Записки программиста

Внимательный читатель мог заподозрить, что сравнение двух антенн в посте Знакомство с тюнером MFJ-971 и антенной «длинный провод» подразумевает наличие у автора какого-то антенного переключателя (коммутатора). Такой переключатель у меня действительно есть, и он был сделан своими руками.

Идея не моя, я просто следовал инструкции из видео Алексея Игонина, RA3TLB. Пользуясь случаем, отмечу, что я c большим удовольствием смотрю все видео Алексея.

Использованные компоненты, их количество и стоимость:

• Металлический корпус G0470 50.8х50.8х31.8мм — 1 x 180 руб;
• Тумблер ON-ON 10A 250VAC — 1 x 110 руб;
• Разъем UHF на панель — 3 x 120 руб;
• Немного болтов и гаек M3 — ~0 руб;

Итого общая стоимость устройства составила 650 рублей (< 10$) плюс где-то один час свободного времени. Для сравнения, цена самого дешевого готового антенного переключателя, что мне удалось найти, составляет 1850 рублей (27$). Разъемы UHF можно купить дешевле на eBay, но они будут долго до вас ехать. Тумблер у меня откуда-то уже был. Кажется, пара штук была в наборе к книге Чарльза Платта «Электроника для начинающих».

Внешний вид получившегося переключателя:

Его внутренности:

Да, конструкция тривиальная. Это просто тумблер, переключающий жилы UHF-разъемов. Но не дайте этой простоте ввести вас в заблуждение. На самом деле, сделать хороший антенный коммутатор не так-то просто.

Во-первых, переключатель может вызывать существенное рассогласование импеданса. Для минимизации данного эффекта соединения в переключателе должны быть как можно короче. Если по каким-то причинам сделать соединения короткими не получается, вместо проводов следует использовать кусочки коаксиального кабеля.

Переключатель я использовал долгое время в различных условиях и на различных частотах. Я ни разу не замечал, чтобы он как-то влиял на КСВ или что-то еще. Анализ при помощи КСВ-метра Mini60S и эквивалента нагрузки 50 Ом показал отсутствие влияния на КСВ на диапазонах от 160 до 20 метров. На диапазонах от 17 до 10 метров какое-то влияние есть, но оно незначительное. Так на 10 метрах без переключателя вы получите КСВ 1.0, а с ним — 1.06.

Во-вторых, когда речь идет о переменном токе, как бы разомкнутая цепь на самом деле не бывает полностью разомкнутой. Какая-то часть сигнала все равно пройдет, подобно тому, как она проходит в конденсаторе. Вопрос только в том, как сильно будет ослаблен прошедший сигнал.

Данная проблема была изучена при помощи осциллографа, генератора сигналов MHS-5200A и нагрузки 50 Ом на диапазоне частот от 1 до 25 МГц. Размах сигнала при генераторе, подключенном через коммутатор, составил 6 В. Когда же генератор отключен, проходит сигнал с размахом 7 мВ. Из заметки Базовые аналоговые фильтры: теория и практика вы можете помнить формулу:

Таким образом, аттенюация составила 58.7 дБ.

Дополнение: Позже этот результат был перепроверен при помощи анализатора спектра. На самом деле, изоляция портов на 30 МГц составила только 50 дБ. Генератор MHS-5200A имеет завал АЧХ на высоких частотах, но при написании статьи я этого еще не знал. Отсюда и ошибка в измерениях.

Допустим, мы решили использовать RTL-SDR с апконвертором и данным переключателем, как не самый удобный панадаптер к трансиверу Yaesu FT-891. Спрашивается — спалим ли мы «отключенный» RTL-SDR, если включить трансивер на передачу полной мощностью 100 Вт?

Мощность 100 Вт соответствует 50 dBm, которая после аттенюации превращается в -8.7 dBm. Максимальная входная мощность чипа R820T2, согласно его даташиту, составляет 10 dBm (10 mW). Следовательно, устройство в безопасности. Экспериментально это также подтвердилось. Судя по подсчетам, в такой конфигурации мы можем спокойно работать даже с максимально разрешенной мощностью 1000 Вт (60 dBm).

Само собой разумеется, ничто не мешает сделать аналогичный переключатель и с большим количеством разъемов. В таком случае вместо тумблера будет удобнее воспользоваться галетным переключателем. Помимо тумблеров и переключателей с тем же успехом можно воспользоваться и реле. Это позволит сделать коммутатор, управление которым происходит удаленно. Если у вас есть тюнер, и в нем отсутствует функция bypass (как в моем MFJ-971), можно взять тумблер с двумя контактными группами и добавить bypass.

В общем, здесь открывается большой простор для творчества.

Метки: Беспроводная связь, Любительское радио, Электроника.