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無線電子工学および電気工学の百科事典 リピータは、27 MHz 帯域の無線局への方向探知付属装置です。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
このセットトップ ボックスはラジオ局への接続を必要とせず、光、音、矢印インジケーターがなく、最小限の部品が含まれています。 これは、27 km 以内の距離にある 0,5 MHz 送信機への方向を決定するために、無線局受信機と組み合わせて使用されます。 筆者は、シングルチャンネル AM ラジオ局「Tom-1」のセットトップ ボックスを使用していましたが、このセットトップ ボックスには指向性アンテナを接続できるアンテナ コネクタがありませんでした。 入力回路の回路設計上、このようなコネクタを導入することはできません。 さらに、ラジオ局受信機の AGC システムはアンテナの指向特性を無効にし、プラスチック ハウジングは方向探知信号の信号が受信機入力に侵入してアンテナをバイパスするのを妨げません。 方向探知機は、人里離れた場所に一時的に放置された電波ビーコンを備えた車両（自転車）や、キノコを求めて森に分散する仲間を捜索するために必要でした。 距離が 200 メートルを超えると、特に密林や山岳地帯では、民間の通信手段である「au」が使えなくなります。 衛星ナビゲーターは、多くの場合、オープンエリアでのみ確実に機能します。 信頼できる目印がないため、無線で自分の位置を報告することも困難です。 提案されたプレフィックス方向探知器は、方向探知送信機信号の中継器です。 リピータの通過帯域内のすべての RF 信号とそのループ アンテナで受信された RF 信号は、平衡変調器を使用してトーン周波数信号で変調され、全方向性アンテナで増幅および再放射されます。 その結果、リピータの近くにある受信機の入力では、方向探知送信機から直接来た信号と再ブロードキャストされた信号の XNUMX つの信号が合計されます。 和信号は、リピータの変調器の入力に加えられるトーン信号によって変調されます。 この変調 (AM または FM) の性質は、送信機から受信機までの信号項の経路の違い、つまり受信機、中継機、および送信機の相対位置に依存します。 この依存関係の性質は、図のグラフから判断できます。 1. その上の距離は、方向探知送信機の波長 λ で示されます。 27 MHz の範囲では、λ=10,9 m。中継器が赤い線の XNUMX つ上にある場合、信号全体の変調は振幅であり、青い線の XNUMX つ上にある場合、それは周波数です。 線の間のギャップには、両方のタイプの変調が存在しますが、比率は異なります。 リピーターが青い線に近づくと AM が低下し、リピーターが赤い線に近づくと FM が低下します。
「純粋な」変調線の位置は、中継器のトランシーバー経路によって導入される位相シフトにも依存すると言わなければなりません。 たとえば90の場合о, すると赤と青の線が反転します。 オペレーターの身体など、局所的な物体からの信号の歪みや反射が画像に反映されます。 それにもかかわらず、方向探知信号に導入される変調が可能な限り最良の方法で聞こえるように、レピータを受信機の近くに配置することは常に可能です。 送信機への方向は、中継器のループ アンテナを垂直軸を中心に回転させることによって決定されます。 これは、最大変調（フレームの平面が決定される方向にある）または最小値（フレームの平面が決定される方向に垂直）に従って実行できます。 通常、DF を最小にするとより正確になります。 ループ アンテナの双方向性に関連する不確実性は、1 つの方法のいずれかで除去できます。 XNUMX つ目は伝統的なもので、ほぼ垂直な線上にあるいくつかの点から方向を一貫して決定します。 このようにして見つかった方位は、送信機の位置で交差します。 もちろん、測定の間は動いてはいけません。 送信機までの距離が比較的短い場合、通常は数メートル離れた点から XNUMX つのセリフを作成するだけで十分です。 XNUMX 番目の方法は、図の曲線の性質に基づいています。 XNUMX. 送信機からの方向では、より頻繁に追跡します。 目標は、茂みの中を持ち運ぶ必要があるため、最小限の重量と寸法のデバイスを作ることでした。 実際、森の中では、観光客やキノコ狩りのグループごとに XNUMX 台の方向探知機があれば十分であることがわかっています。 他の各車両には無線局とコンパスが装備されており、収集ポイントに到達するための移動方向を無線で報告できます。 リピータ回路を図に示します。 2. 受信ループアンテナ WA1、変圧器 T3、T6 を備えたダイオード VD1 ～ VD2 上のリング平衡変調器、トランジスタ VT1 と VT2 のマルチバイブレータ上の変調信号発生器、トランジスタ VT3 上の高周波増幅器、送信アンテナ WA2 と延長コイル L3。
リピーターは、13 つの AG0,03 ディスク ガルバニック セルまたは同じ設計 D-4 のバッテリーによって電力を供給されます。 消費電流は1mAを超えません。 通常、方向探知中はレピータの電源がオンになっているため、大容量の電池は必要なく、SBXNUMX ボタンを使用して電源をオンにします。 素子の数を XNUMX つまで増やすことが可能ですが、中継器の伝達係数と、中継器によって方向探知信号に導入される変調の深さは増加しますが、これにより自己励起が発生する可能性があります。 送信アンテナ WA2 として、長さ 20 ～ 30 cm の同軸ケーブル編組を垂下させて使用しました。 このアンテナはループアンテナ WA1 の電動スクリーンとしても機能します。 これを行うには、図に十字で示されているように、スクリーンと共通線の接続を切断し、図に従ってポイントAを（WA3アンテナの代わりに）L2コイルの上部端子に接続する必要があります。 ）。 点 A は、フレームのワイヤがシールドから出る場所の間に、上部のカットに対してできるだけ対称に配置する必要があります。 ただし、このようにループ アンテナ シールドを使用すると、リピータが自己励起しやすくなることに留意する必要があります。 自己励起の主な理由は、受信アンテナと送信アンテナの一方が磁気的で、もう一方が電気的であるにもかかわらず、両者の間で完全な絶縁を達成することが不可能であることです。 フレーム設計の避けられない非対称性と、送信アンテナに対するフレームの位置、およびオペレーターの身体の影響が影響します。 フレームスクリーンの形状は一辺120mmの正方形です。 外径5mmの銅管でできています。 正方形の上辺の中央に幅約５ｍｍの切開を入れた。 すべての設定の最後に、チューブ内に湿気が入らないように、このカットを何らかの方法で密閉する必要があります。 スクリーン下側中央にフレーム巻き線の出口用のカットを設けました。 スクリーンを共通線または L5 コイル (スクリーンを送信アンテナとして使用する場合) に接続するために、銅ストリップもここにはんだ付けされます。 フレームはリピーターを運ぶ際のハンドルとして機能するため、フレームの固定は十分な強度が必要です。 PTFE 絶縁体の XNUMX 本または XNUMX 本のワイヤがチューブに通されます。 両側の端は並列に接続されており、ワイヤは XNUMX ターンを形成します。 もちろん、ターンを直列に接続することもできますが、フレームを目的の周波数に調整することが難しい場合があります。 このデバイスは、薄肉のアルミニウム パイプで作られたスクリーン内に配置された細長いボード上に組み立てられており、同時に WA2 アンテナに対する釣り合いおもりとしても機能します。 パーツは「一列に」組み立てられ、ボードの長軸に沿って対称的に配置されます。 WA1 アンテナから最も遠いのはコイル L1 ～ L3 である必要があります。 それらの軸は、ループ アンテナの軸と方向が一致してはなりません。 また、コイル L3 の軸はコイル L1、L2 の軸と直交する必要があります。 ダイオード VD1、VD2 は、平衡変調器の入力における信号を制限する役割を果たします。 方向探知送信機の信号が強すぎる場合と、独自の送信機の動作中の両方で必要になる場合があります。 コンデンサ C2 と C3 は、干渉と 27 MHz 帯域未満の信号を抑制します。 要素 R3、C7、R4、C9 はマルチバイブレーターの発振周波数を決定します。 図に示されている定格では、1 kHz に近くなります。 マルチバイブレータから取得された方形信号は、R1、C8、R6 回路によって平滑化され、形状が正弦波に近づきます。 これは、コンデンサ C8 を選択することによって実現されます。 変調電圧は、変圧器 T1 と T2 の巻線の中点を介して平衡変調器に供給されます。 コンデンサ C5 は変調信号の DC 成分を除去し、コンデンサ C6 と C10 は変調器の高周波成分をフィルタリングする役割を果たします。 トランス T1 と T2 は、7NN フェライトで作られたサイズ 4x2x400 mm のリング磁気コアに巻かれています。 巻き付けは、直径 4 mm の PEL ワイヤ 6 本を 0,14 ～ 8 mm のピッチで撚り合わせて行われます。 フッ素樹脂、シルクなどの厚い絶縁体の電線は使用できません。 合計 1 ターンが巻かれ、各ワイヤは別個の巻線として機能します。 変圧器 T2 では、巻線 II の終端が巻線 III の始端に接続されています。 同様に、トランス TXNUMX の巻線 I と II が接続されます。 出力回路のコイル L1 はフレームレスで、直径 12 mm のマンドレルに巻かれ、長さ 0,4 mm に伸ばされた直径 0,5 ～ 4 mm のワニス線を 10 回巻いたもので構成されています。 通信コイル L2 は、コイル L1 の途中で同じ線を 5 回巻き、XNUMX mm 伸ばしています。 延長コイルＬ３もフレームレスである。 同じワイヤを直径 3 mm のマンドレルに 36 層で 4 回巻き付けます。 巻き長さ約14mm。 このコイルの必要な巻き数は、WA2 送信アンテナのサイズと、アンテナとリピータを手に持つオペレータの間の静電容量によって異なります。 短いアンテナを備えたすべての携帯無線局には、同様の欠点があります [1、2]。 コイルＬ３の最適なインダクタンスは、アンテナＷＡ２によって放出される最大電界強度、および中継器によって生成される方向探知信号の関連する変調の深さに応じて実験的に選択される。 リピータ回路は、基板に取り付けられたループ アンテナで同調されます。 長いワイヤは重大なエラーを引き起こすため、外部電源の使用は推奨されません。 同調するには、別の無線局、GKCh、測定用信号発生器などの高周波テスト信号のソース、方向探知機と連携する無線局などが必要です。測定器、少なくとも高周波ミリボルト計またはオシロスコープ。 オシロスコープの帯域幅が不十分な場合は、たとえば [3] で説明されているように、オシロスコープ用の検出器ヘッドを作成する必要があります。 これを繰り返すと、ヘッドの入力コンデンサ C1 の容量を 100 ～ 470 pF に減らし、抵抗 R1 の後に最大 470 ～ 4700 pF の容量の平滑コンデンサを追加する必要があります。 [4] または [5] で説明されている同様のデバイス ノードを使用できます。 ヘッドの出力は、約 25x12x6 mm (スイッチング電源などから) のペアのフェライト リングの両端を装着して巻線した後、長さ約 6 メートルのツイスト ペア線でオシロスコープの入力に接続する必要があります。それらをXNUMXターンの撚り線で接続します。 これはオシロスコープから高周波を切り離すために必要です。 信号発生器または GKCh を使用する場合は、直径 51 ～ 30 mm のワイヤからなる直径約 1 cm の丸いフレームを、5 オームの抵抗を介してその出力に接続し、 WA1 アンテナと平行に数センチメートル。 信号レベルはジェネレーターアッテネーターだけでなく、フレーム間の距離を変えることでも調整できます。 フレーム スクリーン WA1 は、点 A でリピータの共通線に接続する必要があります。 まず、変圧器 T1 の巻線 II または III のいずれかに接続された検出ヘッドを備えたミリボルト計またはオシロスコープの最大読み取り値に従ってコンデンサ C1 を選択し、WA1 アンテナを選択した周波数に調整する必要があります。 この場合、制限ダイオード VD1 と VD2 がアンテナに並列に接続されているため、それらの信号振幅が 0,6 V 以下になるように調整を実行する必要があることに注意してください。ダイオードをオフにしないでください。それらの静電容量は同調回路の合計静電容量に含まれるためです。 さらに、平衡変調器ダイオードは大きな信号で開く可能性があり、これも適切なチューニングを妨げます。 カップリングコンデンサ C2、C3 も設定に影響します。 ラジオ局の送信機をテスト信号源として使用する場合、レピータとこのラジオ局の間の距離を変更することでレベルを調整します。 これを行うには外部の助けが必要になる場合があります。 ただし、最初にメーターがテスト信号を直接受信していないことを確認する必要があります。 これを行うには、WA1 アンテナ巻線の端子を短いジャンパーで一時的に接続する必要があります。 変圧器 T1 に接続されたミリボルト計またはオシロスコープの測定値はゼロになるはずです。 ループアンテナを設定したら、トランジスタVT3上のアンプの出力回路の設定に進みます。 HL1 LED は、このトランジスタのバイアス電圧レギュレータとして機能します。 設定するには、抵抗 R1 と R6 を平衡変調器から一時的に切断し、ダイオード VD3 と VD6 (または VD4 と VD5) と並列に一時的なジャンパを取り付ける必要があります。 送信アンテナ WA2 は切り離す必要があり、L2 コイルの下側出力を共通線から切り離すことが望ましいです。 このコイルと並列に、約 50 オームの抵抗を持つ負荷抵抗が接続され、それと並列に、ミリボルト計またはオシロスコープの検出ヘッドの入力が接続されます。 リピータの電源を入れたら、まず発電機または送信機からのテスト信号がない場合、コイルL2の負荷の電圧がゼロであることを確認する必要があります。 そうでない場合、リピータは自己励振しています。 自己励起を排除するには、次の対策を講じることができます。 - 約 4 pF の容量を持つブロッキング コンデンサ C11、C12、C1000 の高周波セラミック コンデンサを並列に接続します。 上記の対策によっても自励励起が解消されない場合は、VT3 トランジスタをベースとしたアンプでその原因を探る必要があります。 これを解消するには、1 オームから 11 kオームの抵抗を持つ抵抗器 R470 で L4,7 コイルを分路し、VT3 トランジスタのコレクタとベースの間にピコファラッドの容量の一部または単位のコンデンサを接続し、 L2 通信コイルの巻数を変更するには、VT3 トランジスタをより低い周波数に置き換えます。 場合によっては、トランジスタ VT1 および VT2 をベースとしたマルチバイブレータの電源回路にデカップリング フィルタを導入すると効果的です。 フィルタは、この回路に直列に接続されたチョークと、マルチバイブレータと並列に接続されたブロッキング コンデンサで構成されます。 インダクタはトランス T1 および T2 と同じ磁気コア上に巻かれ、フェライト リングの円周の半分から 0,12 分の 0,14 まで、直径 XNUMX ～ XNUMX mm の PEL ワイヤで積層されたターンとターンを埋めることができます。 抵抗 R8 は最高のゲインに従って選択する必要があります。ゲインが増加するにつれて、自励励起の有無をチェックし、制限を避けるためにテスト信号のレベルを下げます。 この限界は、ミリボルト計やオシロスコープの測定値がこの信号のレベルに依存しなくなるという事実に現れています。 自己励起時には、テスト信号がない場合でも測定値は最大になります。 L1C14 回路は、他のすべての中継器回路と同様に、方向探知無線局の周波数に同調されます。 この場合、トランジスタの動作モードを変更すると、トランジスタによって回路に導入される静電容量も変更されることを考慮する必要があります。 したがって、抵抗 R8 の選択と回路の構成を同時に行うことを推奨します。 実際には、その設定はコンデンサ C15 の静電容量の変化にも影響されることがわかっています。 この回路は、コンデンサ C14 を選択するか、L1 コイルのピッチと巻き数を変更するか、古いテレビの PTK にあるアルミニウム トリマーをコイルにねじ込む (インダクタンスを減らす) ことによって調整されます。 セットアップの最後に、一時的なジャンパを取り外し、抵抗 R1 と R6 を再接続します。 コンデンサ C8 の選択について簡単に触れておきます。 静電容量が低いため、変調信号の形状はマルチバイブレータの出力におけるパルスの初期形状に近く、その振幅は最大になります (図 3a)。 しかし、方形波で変調すると、側波帯が多すぎます。 その結果、複数の送信機が近い周波数で動作すると、中継器で変調された信号のスペクトルが重なる可能性があり、相互干渉が発生して方向探知が困難になります。
コンデンサ C8 の静電容量が増加すると、信号は平滑化され (図 3、b)、ますます三角信号に近づきます (図 3、c)。 振幅が減少するため、形状を三角形にすることはお勧めできません。マルチバイブレータの電源電圧が小さく、変調信号が弱すぎて平衡変調ダイオードが開くことができないためです。たとえゲルマニウムであってもです。 変調器の正確なバランスは必要なく、そのための手段も提供されていません。 変調器用のダイオードの選択については、[6] を参照してください。 上記の操作をすべて実行すると、ラジオ局の受信機と一緒にリピーターの動作を聞くことができるようになります。 これを行うには、受信機の入力回路がリピータの L1d4 ループに近接するように無線機を配置します。 リピータがオンの場合、テスト信号は 1 kHz のトーン（マルチバイブレータの周波数に対応）による変調で、またオフの場合はこのトーンなしで聞かれなければなりません。 テスト トーンがオフのときにトーンが聞こえる場合、リピータは自励式です。 最も難しいステップは、L2 延長コイルを使用して WA3 アンテナを調整することです。 ケースを含むすべての要素の影響を考慮するために、完全に組み立てられたリピーターで作成することをお勧めします。 まず、すべての測定装置をリピータから外し、L2 コイルに接続されている負荷を取り外し、図に従ってこのコイルの下部出力をリピータの共通線に接続し、上部出力を L3 コイルを介してリピータに接続する必要があります。 WA2アンテナです。 信号源として、方向探知無線局の代わりに、一定の距離にある無線局を従来のアンテナに置き換えて使用することをお勧めします。 リピータ本体とオペレータの身体が WA2 アンテナの釣り合いおもりとして機能するため、リピータは手で持つ必要があります。 「あなたの」ラジオ局の受信機の電源が入っており、リピーターから約XNUMXメートルの距離にある必要があります。 すでに述べたように、アンテナ WA2 として、幅 5 ～ 8 mm の滑らかな形状のシールド編組のセグメントが使用されました。 セグメントの初期の長さは 30 cm ですが、その自由端は 25 cm の長さまで押し込み、絶縁チューブで固定する必要があります。 アンテナを長くしないでください。中継器を持ち運ぶときに邪魔になります。 L3 コイルを調整するには、コイルの内側にフィットし、オペレーターの手の影響を排除するために木の棒の端に取り付けられたアルミニウムの棒が必要です。 受信機を送信機と中継器の信号に合わせて調整し、変調があることを確認したら、L3 コイルにアルミニウムの棒を挿入します。 ロッドがコイルの長さの約半分に挿入されたときに変調の深さ (トーンボリューム 1 kHz) が最大になる場合、目的は達成されます。ロッドを取り外し、代わりにアルミニウムのトリマーをコイルに挿入できます。 その正確な位置は、トーンの最大音量によってわかります。 アルミニウム棒を完全に挿入して最大値に達した場合は、コイル L3 の巻き数を伸ばすか数を減らすことによってコイル L2 のインダクタンスを低減し、その後棒を挿入してテストを繰り返す必要があります。 アルミニウム棒の導入によって体積が減少するだけの場合は、コイルの巻き数を増やす必要があります。 インダクタンスを増やすために強磁性トリマーを使用することはお勧めできません。 WAXNUMX アンテナの自由端を多少ひねって長さを変えることで、より正確に希望の周波数に同調できます。 WA3 アンテナ シールドが WA2 アンテナとして使用される場合、L1 コイルは同じ方法で設定されます。 送信アンテナを調整すると、リピータ全体の励振を観察できます。 これは、受信機での信号の損失または干渉の出現として現れます。 励起が DF 送信機の周波数で発生する場合、その送信機がオフになっても連続音は消えません。 励起を排除するには、以前に推奨したように、L1C14 回路を抵抗 R11 で分流するか、抵抗 R8 を選択するか、VT3 トランジスタのコレクタとベースの間にコンデンサを取り付けることによってゲインを下げる必要があります。 この場合、当然、方向探知信号の変調深度も減少することになる。 すべてが正しく設定されていれば、リピータの帯域幅は、チューニングが実行された周波数チャネルだけでなく、いくつかの隣接する周波数チャネルでも動作する無線局の方向探知に十分な広さであることがわかります。 高周波回路のコンデンサC1～C3、C6、C10、C13～C15はセラミック、C5、C7～C9はセラミックまたはフィルムでなければなりません。 コンデンサ C4 - 酸化物。 ダイオード KD512A は KD510A、KD520A に置き換えることができます。 バランス変調器でゲルマニウム ダイオード D311 が使用されるのは、デバイスの電源電圧が低いためです。 それを増やす場合は、KD503A などのシリコン高周波ダイオードも使用できます。 HL1 LED は 1,8 V 電圧レギュレータとして機能するため、赤色になっているはずです。 KT361B トランジスタの代わりに、KT209B をインストールするか、KT315B (npn) に置き換えることができます。 高周波トランジスタ KT3128A は、チャンネル セレクター SK-M-3127-24 にある KT2A に置き換えられています。 低周波の KT326B (pnp) または KT368A (npn) を取り付けることもできます。 pnp トランジスタと npn トランジスタの交換は同時に行う必要があることに注意してください。 この場合、電源、コンデンサC4、LED HL1の極性も変更する必要があります。 文学
著者: G. サフロノフ
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