|
V případě, že se pustíte do konstrukce transvertoru pro 23cm z pásma 28MHz, budete mít stejně jako já potíže s parazitním vyzařováním transvertoru, poněvadž 28 MHz je pro 23cm už opravdu velice nízká mezifrekvence. Bohužel v případě vícepásmové stanice, která by měla soutěžit na více pásmech spoučasně, je vítané mít pásma 70 a 23cm upkonvertorované z pásma krátkých vln, protože pásma 13cm a vyšší se už z krátkých vln řeší hodně špatně a mít na jednom contestovém pracovišti jedno subpásmo pro více soutěžních pásem, není příliš šikovné. Druhým důvodem, proč mít pásmo 23cm převedené z KV, je nedostatek dostatečně kvalitních dvoumetrových transceiverů, které by byly schopné se vyrovnat s nároky na moderní contestový provoz v pásmu 23cm. Klasický transvertor má ve vysílací cestě nejprve útlumový článek, potom směšovač (obvykle se Schottky diodami), za ním oddělovač, následuje pásmový filtr a několik zesilovacích stupňů. Bohužel typický komerční pásmový filtr ve vysílací cestě nemá z důvodu nízké mezifrekvence obvykle dostatečný útlum na zrcadlovém kmitočtu a proto toto parazitní vyzařování na ± 56MHz bývá potlačeno jen o cca 25 - 30dB. Podobný problém nastane s kmitočtem oscilátoru, který je de facto potlačen jen vyvážením směšovače a proto oscilátorový signál 1268MHz je ve výstupním spektru prakticky stejně silný, jako parazit na zrcadlovém kmitočtu. Protože na 23cm se narozdíl od nižších VKV pásem příliš nepoužívají elektronkové PA, které mají dodatečnou selektivitu, ale tranzistorové PA, jejichž šířka pásma je pro pokles 3dB široká celé desítky MHz, nezbývá konstruktérům nic jiného, než mezi transvertor a vstup budiče, který obvykle představuje hybridní zesilovač, zařadit dostatečně selektivní filtr. Máme-li splnit technické požadavky, kladené na amatérskou radiokomunikační službu, měli bychom mít potlačen ve výstupním spektru vysílače signál oscilátoru, jakož i zrcadlový kmitočet a další parazity, nejméně o 60, ale lépe o 70dB i více. Pokud budeme předpokládat, že potlačení parazitů na vstupu filtru je okolo 30dB, potřebujeme tedy zhotovit filtr, který bude mít na 1296 MHz co nejmenší útlum, ale na kmitočtu 1268 MHz bude jeho útlum již okolo 40dB. To vede ke konstrukci 4 až 5-ti obvodového pásmového filtru, sestaveného obvykle ze zkrácených rezonátorů lambda/4, vázaných elektromagnetickým polem. Návrhů takových filtrů najdete na internetu dost, mezi radioamatéry je asi nejznámější návrhový sofware VK3UM, který je aplikací staršího programu, který napsal G3SEK. Výsledkem použití SW VK3UM je návrh následujícího pásmového filtru:
Zbývá tedy jen maličkost - takový filtr udělat. A právě tato praktická zkušenost, týkající se zhotovení filtru, je tematem dalších řádek. V profesionální praxi jsou takové filtry vždy frézované z nějakého odlitku, víčka bývají sofistikovaně vysokofrekvenčně utěsněné a vše je samozřejmě tlustě postříbřeno. To je v amatérské praxi problém. Musel jsem tedy najít nějaký jiný způsob výroby takového pásmového filtru. Krabičku na filtr jsem vyřešil nejjednoduším způsobem - byla vyrobena z pocínovaného železného plechu 0,3mm - a ujal se toho člověk, se kterým spolupracuji už cca 25 let - p. Semerád ze Žalan u Teplic, který krabičky z pocínovaného plechu dělat určitě umí. Krabička z pocínovaného plechu má vnější rozměry 138 x 58 x 20,5. Jako rezonátory jsem použil mosaznou trubku 10 x 1mm, kterou jsem koupil v nějakém hypermarketu s domácími potřebami. Na rámeček krabičky jsem zevnitř kolem dokola připájel spodní víčko a potom jsem už vrtal ... Vrtat je nutno na stojanové vrtačce, a navíc ještě velice opatrně - rámeček krabičky z pocínovaného by se mohl při "zakousnutí" vrtáku snadno zničil. Doporučuji tedy předvrtávat všechny otvory vrtákem 1,5 až 2mm a potom použít vrták do dřeva se středním trnem (klasickým vrtákem do kovu se pocínovaný plech vrtat nedá) - vrták o průměru 10mm jsem použil pro rezonátory a 6mm pro konektory SMA. Naproti v ose přesně oproti rezonátorům jsem vyvrtal otvor 4mm pro ladicí šrouby a připájel tam (zevnitř krabičky) mosaznou matici M4 pro ladicí šroub (M4 x 20). Ještě předtím jsem si nachystal rezonátory - na mém malém domácím soustruhu jsem tyčky rezonátorů upíchnul na délku 50mm (dovnitř krabičky čouhá délka 49mm) a dovnitř do mosazné trubky naklepnul cca 1 cm dlouhou vložku z teflonu o průměru 8mm a délky cca 10mm, opatřenou centrálním otvorem 4mm (do otvoru v teflonové vložce trubky rezonátoru při ladění "zalézá" ladicí šroub M4). Rezonátory jsem do krabičky zapájel a namontoval do připravených otvorů konektory SMA. Střed konektorů SMA jsem
umístil 7mm nade dnem krabičky, aby se tam vešly matičky šroubů M2, které
uchycují konektor SMA. Vazbu na rezonátory jsem udělal nikoli galvanickou,
jak je uvedeno v návodu VK3UM, ale induktivní vazbou - nakonec se ale
ukázalo, že jsem měl raději sledovat původní návrh, protože 7mm dlouhá
vazební smyčka je dlouhá až příliš a útlum odrazu na vstupu i výstupu není
příliš dobrý, resp. jeho maximum nastává asi o 5 až 6 MHz mimo pracovní
frekvenci (při nastavení optimálního tvaru přenosové A/F charakteristiky
filtru). To jsem ale ještě před nevratným zaletováním filtru nevěděl...
Níže jsou obrázky celé mechanické sestavy filtru před zaletováním filtru.
Zdůrazňuji, že tyčky rezonátorů jsou uvnitř krabičky dlouhé 49mm, pokud by
byly delší, potom díky kapacitě vůči připájené MS matici M4 naproti
volnému konci rezonátoru ladí filtr okolo 1230MHz a není možné
ho dotáhnout na požadovaný kmitočet. Na obrázcích jsou délky tyček ještě
větší (52mm), po korekci jejich délky na 49mm jsem sestavu nového filtru
již nefotil, protože až na délku tyček vypadá stejně...
Pokud dostanete konstrukci filtru do tohoto stavu (doporučuji namísto induktivní smyčky udělat galvanickou odbočku na vstupním a výstupním rezonátoru 4mm nade dnem krabičky), určitě budete mít snahu si vyzkoušet, zdali jde filtr naladit a jaké má parametry ještě předtím, než bude víčko definitivně zapájeno. Zklamu vás... Zkoušel jsem leccos (například stlačení filtru ve svěráku mezi dva hliníkové plechy, podložené pěnovou gumou, ale moc to nefunguje... Dosáhnout perfektního kontaktu mezi stěnou filtru a víčkem po celém obvodu je mechanicky prakticky nemožné. Takže sestavu filtru ještě jednou pečlivě prohlédneme, zbytky pájecí kalafuny umyjeme nitroředidlem, nasadíme víčko (trochu jeho lem roztáhneme, aby mez olemování víčka a stěnu krabičky mohl zatéci cín), požehnáme se a celou krabičku po obvodu nerozebíratelně zapájíme. Po vychladnutí můžeme začít měřit. Doporučuji všechny ladicí šroubky vyšroubovat a začít ladit od vyššího kmitočtu. Je vhodné, pokud máte pro nastavování k dispozici spektrální analyzátor s tracking generátorem, pokud máte k dispozici jen generátor a měřicí přijímač, nastavujte filtr na kompromis mezi minimálním útlumem a maximálně plochou (a kmitočtově symetrickou) útlumovou A/F charakteristikou v oblasti mezi 1292 až 1300MHz. Mně se povedlo sestavit filtr, který má následující parametry: Průchozí útlum na 1296 MHz
........ 4,5 až 5 dB Útlum odrazu na vstupu a
výstupu filtru, jak jsem už avizoval výše, není dobrý a dosahuje jen
hodnot okolo 8 až 10 dB, ale to pro plánované použití v našem 23cm
transvertoru příliš nevadí (mezi budicí stupeň a vstup filtru dám 6dB
útlum, zisku ve vysílací cestě mám dostatek). Útlum odrazu (S11 a S22) se
dostane na rozumné hodnoty přesahující 20dB cca 5 až 6 MHz nad a pod
pracovním kmitočtem 1296MHz, což je výsledek příliš dlouhých vazebních
smyček. Ve vašem filtru jistě tuto moji chybu napravíte. Nakonec
nezapomeňte zafixovat ladicí šroubky kontramatkou.
Závěrem: konstrukce prokázala, že je možno zhotovit dostatečně selektivní pásmovou propust pro 23cm i z běžně dostupných materiálů v domácí dílně. Filtr by jistě bylo možné dále optimalizovat (zejména vazby), postříbřit a dosáhnout tak o několik dB lepšího průchozího útlumu, na místě ladicích šroubků použít šroubky s menším stoupáním, ale to už ponechávám na P.T. ctěných čtenářích. Nám tento filtr zcela vyhovuje i v tomto zjednodušeném uspořádání. Na slyšenou na 23cm! 73 OK1VPZ |
