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無線電子工学および電気工学の百科事典 1296 MHz - とてもシンプルです。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
この記事では、アマチュア無線家が 1296 MHz 範囲の初期開発に役立つ簡単な機器について説明します。 同様の機器一式が「Field Day - 2002」コンテストに参加し、そのシンプルさにもかかわらず、150 ～ 200 km の距離で通信を行うことが可能になりました。 この出版物の目的は、1260 ～ 1300 MHz 範囲の機器設計の難しさに関する一般的な意見が完全に公平ではないことをアマチュア無線家仲間に示すことです。 この記事は、著者と同じように、はんだごての使い方をまだ忘れておらず、自分で作った機器で作業したい人を対象としています。 自家製の機器は原則として非常に高級なものになり得、他の工業的に製造された機器よりもさらに優れていることを強調したいと思います。 ただし、この場合、その構築にはかなりの時間と労力がかかります。 1296 MHz 範囲の開発を加速するために、優れたアンテナを使用して数十キロメートル以上の距離で動作できる、最大限にシンプルな機器を開発するという課題が設定されました。 ここで説明する最も単純なコンバータを作成することで、23 cm 範囲で動作するアマチュア局からの信号を受信できます。アマチュア無線家が 432 MHz 範囲の送信機も持っている場合は、それに単純なバラクタ トリプラーを追加することで、動作を開始できます。送信中。 コンバーター1296/144MHz このコンバータは、144 メートルの範囲の受信機と連携して動作するように設計されています。 この受信機が 146...23 MHz のアマチュア セクションのみをカバーする場合、2 cm の範囲ではオーバーラップは 23 MHz のみになります。 2 メートルの範囲でのオーバーラップが大きくなると、1260 cm の範囲でもより多くのオーバーラップが発生します。通常、受信周波数帯域は 1300 MHz で十分ですが、同時に、受信周波数帯域の必要な部分を選択するために、 1296 ～ 145 MHz の範囲では、コンバータにはマスター局部発振器の周波数を正確に選択する必要があります。 たとえば、63,944 MHz の周波数が XNUMX MHz の基本受信機の同調周波数に対応するには、XNUMX MHz の水晶振動子が必要です。 ベース受信機のオーバーラップバンドが大きくなると、水晶共振器の周波数の要件が緩和されます。 コンバーターの回路図を図 1 に示します。 XNUMX。
入力信号は、ストリップライン L1 とトリマーコンデンサ C1 によって形成される短縮された半波長共振器によってフィルタリングされます。 この入力回路の設計により、これらの周波数に対して非常に大きな自己インダクタンスを持つ KPK-MP タイプのコンデンサの使用が可能になります。 コンバータには RF アンプはなく、初段は VD1 ダイオードをベースとしたミキサーです。 UHF が存在しないことは、第 1296 に、ベース受信機の感度が原則として非常に高く、この最も単純なバージョンでも 1 MHz でのシステム全体の感度が約 1 μV であるという事実によって説明されます。 第二に、XNUMX GHz 程度の周波数では、高い感度を得るために、UHF を別個のユニットの形でアンテナの近くに直接設置することをお勧めします。 このようなブロックは将来的に製造される可能性があります。 このコンバータの特別な特徴は、ミキサーが局部発振器の 922 次高調波で動作し、広く使用されている KD1000A タイプのショットキー バリア ダイオードを使用していることです。このダイオードは、最大銘板周波数が 1300 MHz であり、1 MHz でも良好に動作します。 MHz。 5 次高調波でのミキサーの動作は、局部発振器として機能するジェネレーターの周波数の最後の XNUMX 倍化が、対応する周波数を回路で分離することなく、ミキシング ダイオード VDXNUMX 自体で実行されることを意味します。 ショットキーバリアダイオードの使用は必須です。 著者が行った計算によると、pn接合を備えた従来のダイオードを使用し、第XNUMX高調波で高い変換効率を維持するには、ダイオードに直接約XNUMXVの局部発振器電圧が必要であり、局部発振器が不必要に複雑になることが示されています。 。 ミキサは局部発振器の最高高調波で動作するため、抵抗器 R1 に形成される一定のブロッキング自動バイアスもダイオードに適用されます。 計算によると、局部発振器の電圧が約 1 V、KD922A ダイオードを流れる電流が 0,25 mA である場合、局部発振器の 2 次高調波での変換効率は、1 次高調波での変換効率よりわずか XNUMX dB 悪いだけです。局部発振器。 ダイオードの動作電流は、抵抗 RXNUMX を選択することによって確保されます。 この設計では、自動バイアス抵抗が短絡された状態で、ダイオードを流れる電流は少なくとも 0,4 mA でなければなりません。そうしないと、変換効率が低下し始めます。 電流値が高くても変換効率はわずかですが向上します。 いずれの場合も、最大の局部発振器電圧を達成し、最大の感度を提供するダイオードを流れる電流を設定する自動バイアス抵抗を選択する必要があります。 通常、これは約 0,25 mA です。 コンバータの局部発振器は 1 段構成で、トランジスタ VT3 上の ZQ2 水晶によって安定化されたマスター発振器と、トランジスタ VT1 および VT1 上の 63,5 つの周波数逓倍器で構成されます。 水晶共振子 ZQ6 は 10 番目の機械的高調波で励起され、周波数は 11 MHz になります。 フィルタリングを改善するために、乗算器は二重回路バンドパス フィルタを使用します。 L12C7C127C2L2 フィルタはマスター オシレータ周波数の 4 次高調波 (5 MHz) を選択し、L3C127C381CsvLXNUMXCXNUMX フィルタは周波数 XNUMX MHz ～ XNUMX MHz の XNUMX 次高調波を選択します。 コンデンサ CSV は構造的に静電容量が非常に小さいように作られています。 周波数 381 MHz の局部発振器電圧は混合ダイオード VD1 に供給され、最後の局部発振器回路 L2C2C4 は中間周波信号に対してローパス フィルターとして機能します。 L3C6L4 回路は、IF 信号をフィルタリングするだけでなく、ミキサーとベース受信機の入力をマッチングします。 マスターオシレータには63,5MHzの特殊高調波水晶発振子を使用しましたが、通常の12,7MHzの発振子も使用できます。 ただし、このような共振器のすべてが 14,1 番目の機械的高調波で安定して動作するわけではないことに留意する必要があります。 基本周波数 42,3 MHz の共振器を使用して、機械的第 15 高調波 (126,9 MHz) で励振することもできます。 これを行うには、コンデンサ CXNUMX の静電容量を大きくする必要があります。 この実施形態では、マスター発振器の第３高調波（１２６．９ＭＨｚ）を第１乗算器に割り当てる必要がある。 コンバータは、厚さ 1,5 mm のフォイルグラスファイバー製のボード上に組み立てられています。 その寸法とその上の要素の配置を図に示します。 2. 共通ワイヤとして使用される基板フォイルは、基板の大部分を覆う必要があります。
取り付けは、要素の端子にヒンジ付きの方法を使用して実行され、鋭いナイフで切断されたいくつかの取り付けパッドも使用されます。 かつて S. Zhutyaev (RW3BP) によって提案された、取り付けプラットフォームを製造するためのよく知られた技術を使用することもできます。 調整されたコンデンサのステータ リードは、部品の取り付けポイントとして使用されます (ロータ リードは基板のフォイルにはんだ付けされており、これによりコンデンサがしっかりと固定されます)。 電子レンジでは、接続ワイヤと取り付け部品のリード線の長さを最小限にする必要があることを忘れてはなりません。 これらの周波数では、5 mm はすでに非常に長い導体です。 これは、ミキシング ダイオード VD1 のリード線に特に当てはまり、その長さは最小限にする必要があります。 ダイオードをはんだ付けする場合はヒートシンクを使用する必要があり、低温はんだを使用することをお勧めします。 コンバータは、同調コンデンサ KPK-MP、定コンデンサ - KD、KT、または KM を使用します。 リードレス コンデンサ C4、タイプ K10-42 を使用することをお勧めします。 コンデンサ SSV - 直径 2 mm、長さ 1 mm の 15 本の PEV-1 ワイヤが、互いに XNUMX mm の距離に配置されています。 ショートを避けるために、そのうちのXNUMXつにフッ素樹脂チューブを取り付けることをお勧めします。 サポート コンデンサをブロッキング コンデンサ C5、C8、C13、C19 として使用すると便利です。これにより、これらのコンデンサのリード線をそれらとして使用できるため、必要な切り抜き実装パッドの数が減ります。 抵抗はすべて MLT-0,25 です。 トランジスタはKT316、KT325の任意の文字に置き換えることができます。 入力共振線路 L1 は幅 6 mm、長さ 62 mm の銅箔で構成されています。 長さ 50 mm、高さ 3 mm、傾斜 3 mm の U 字型ブラケットを曲げて (図 3 の上部を参照)、基板にはんだ付けします。 銅箔の厚さは、構造に十分な機械的強度が得られる限り、重要ではありません (0,2 mm で十分です)。 同調コンデンサ C1 のステータ端子は線路の中央にはんだ付けされています。 コンデンサロータのリード線は「共通ワイヤ」にはんだ付けされています（図3の下部）。
インダクタ L2 ～ L8 はフレームレスで、直径 0,8 mm の裸銅線が巻かれています。 コイル L2、L5 はそれぞれ 2 回巻かれ、直径 4 mm のマンドレルに巻かれ、巻線長は 7 mm です。 コイル L3、L4 - それぞれ 7 ターン、直径 6 mm、巻き長さ - 14 mm のマンドレルに巻き付けられます。 L4の分岐はコイルパターンによると左から6番目からです。 コイル L7、L4,5 - それぞれ 6 ターン、直径 10 mm、巻き長さ - 7 mm のマンドレルに巻かれます。 L1のタップは「熱い」側から数えて8ターン目からです。 L6 コイルは、直径 6 mm のマンドレルに 18 回巻かれており、巻き長は 8 mm です。 L2の分岐はXNUMXターン図によると上からです。 コンバータの入力は、設計上の理由から適切な小さな同軸ケーブルを使用して RF コネクタに接続されます。 ケーブル編組は、入口点のすぐ近くで基板の共通ワイヤに (ほぐさずに) はんだ付けする必要があります。 はんだ付け時に溶けないフッ素樹脂絶縁のケーブルを使用することをお勧めします。 CP-50-1、CP-50-163などの「ケーブル」タイプの入力コネクタを使用すると便利です。 「デバイス」タイプのコネクタを使用する場合は、最小限の長さの複数のホイル ストリップを使用して、ケーブル編組をコネクタ本体のコネクタ絶縁体のすぐ隣に接続する必要があります。 それ以外の場合、コンバータの設計には特別な機能はありません。 コンバータの設定は、結局のところ、回路を指定された周波数に設定し、ミキサ ダイオードを流れる動作電流を設定することになります。 これを行うには、セットアップ段階で、抵抗 R1 と直列に合計偏差電流 1 mA のミリ電流計をオンにする必要があります。 必要な高調波が局部発振器乗算回路で分離されていること、およびマスター発振器が適切な受信機を使用して必要な周波数で動作していることを確認することをお勧めします。 混合ダイオードのモードを変更すると、入力共振器と最後の局部発振器回路がダイオード容量の変化により多少離調することに注意してください。 したがって、ダイオードの自動バイアス抵抗を変更する場合には回路の調整が必要となります。 セットアップの最初の段階で、作成者は、900 MHz 付近の周波数で動作する GSM-960 システムの基地局からの信号を入力信号として使用し、入力共振器をミラー チャネルに同調させました。 同調コンデンサ C1 を使用して、入力共振器は約 800 ～ 1500 MHz の範囲内で同調されます。 63,5 MHz のクォーツを使用する場合、受信機が (およそ!) (900 x 3) - 381 = 960 MHz の周波数に同調すると、GSM-183 信号 (デジタル伝送特有のノイズ音) が聞こえます。 また、これらの信号は 960 - (2 x 381) = 198 MHz (局部発振器の第 6 高調波での換算) の周波数で聞こえます。 局部発振器の動作第 2 高調波での変換を選択する必要があります (局部発振器のさまざまな高調波での最大変換効率は、わずかに異なる設定に対応します)。 この後、残っているのは、入力共振器を動作周波数に調整し（ここではアマチュア範囲の周波数の信号が必要です）、コンバータの出力回路をコンデンサC2で中間周波数に調整し、わずかに調整するだけです。 L4CXNUMXCXNUMX回路の設定。 乗数432/1296MHz 単純な周波数逓倍器 432/1296 MHz の回路を図に示します。 4 を 430 ～ 433 MHz の範囲で動作するトランスミッタと組み合わせると、1290 ～ 1299 MHz の範囲の信号を受信できます。
KT610A トランジスタのベース-コレクタ接合は、設計でバラクタとして使用されます。 KT913Aトランジスタもテストされ、より多くの電力を得ることが可能になりました。 バラクタとしてトランジスタが選択されたのは、逐次乗算回路の使用を可能にする便利な設計によるものです。 トランジスタのエミッタ リードは使用されないため、トランジスタ本体の近くで切断する必要があります。 実験や理論計算からわかるように、2次高調波の発生効率を十分に得るには、入力信号の4次高調波に同調したいわゆる「アイドラ回路」を回路に導入する必要があります。 この「アイドラー回路」は図では L3C5 として示されており、バラクターの入力に接続されています。 乗算器の出力では、4 つの結合された L5C6L800L1500CXNUMX 共振器が使用され、低レベルのスプリアス放射が可能になります。 共振器 (出力とアイドルの両方) の設計は、コンバータで使用されるものと同じです。 このような共振器は同調コンデンサを使用して XNUMX ～ XNUMX MHz の範囲で同調できるため、「アイドラー回路」の設計は出力回路と同じですが、周波数の異なる高調波に同調されることを思い出してください。入力信号。 「アイドル回路」を 864 MHz に調整できない場合は、コンデンサ C3 の静電容量をわずかに増やすことができます。 1 MHz に調整された入力共振器 L1C432 は 1296 MHz 共振器の「半分」であり、さらに大きなコンデンサが使用されています。 マルチプライヤは、ガラス繊維フォイルで作られたプレートに取り付けられています (銅シートも使用できます)。 部品の位置は図の通りです。 5. 共振器の必要な構造寸法と共振器への要素の接続点を図に示します。 4. 前編と同様、入出力同軸ケーブルの接続の特徴とコネクタに関する注意事項。
乗算器を構成するには、適切な選択的マイクロボルトメーターまたは少なくともスキャナーを用意することをお勧めします。 まず、入力共振器 L1C1 を 432 MHz の周波数に調整し、次に「アイドラー回路」L2C4 を 864 次高調波 - 432 MHz に調整します。 これを行うには、周波数 1 MHz、電力 2 ～ 1 W の信号を乗算器の入力に印加し、第 4 高調波信号をスキャナに受信して、コンデンサ C3 と C5 を調整する必要があります。受信信号の最大レベル。 スキャナ アンテナを取り外す必要がある可能性が高くなります。 今後、出力共振器 L5C6 と L1C4 を設定する場合、設定が相互に影響するため、CXNUMX と CXNUMX を数回調整する必要があります。 出力共振器は、合計偏差電流が 5 μA の微小電流計である出力インジケータ PA6 の最大読み取り値に従って、コンデンサ C1 および C200 を使用して調整する必要があります。 同調コンデンサを使用した共振器の同調範囲は非常に広いため、誤って出力共振器を 432 次高調波ではなく 50 次高調波に同調する可能性があることに注意してください。 通常、第 70 高調波への同調は同調コンデンサの静電容量が最大に近い場合に達成され、第 5 高調波への同調はコンデンサ ローターのほぼ中央の位置で実現されます。 さらに、共振器の調整は入力信号のレベルに多少依存します。 したがって、送信電力を 432 MHz に変更する場合は、設定を明確にする必要があります。 乗算器が正しく設定されている場合、その効率は 2,5 ～ 3,5% になるはずです。 したがって、たとえば 1296 MHz の周波数で約 XNUMX W の電力の信号を適用すると、XNUMX MHz の周波数で XNUMX ～ XNUMX W の電力を得ることができます。 著者：A。ユルコフ（RA9MB）、オムスク
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