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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Un repetidor es un accesorio radiogoniométrico para una estación de radio de 27 MHz. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / antenas de alta frecuencia Este decodificador no requiere ninguna conexión a la estación de radio, no tiene indicadores de luz, sonido ni dial y contiene un mínimo de piezas. Se utiliza junto con un receptor de radio para determinar la dirección de transmisores de 27 MHz ubicados a una distancia de no más de 0,5 km. El autor utilizó un decodificador con una estación de radio AM de un solo canal "Tom-1", que no tenía un conector de antena al que se pudiera conectar una antena direccional. El diseño del circuito de sus circuitos de entrada no permite la introducción de dicho conector. Además, el sistema AGC del receptor de radio anularía las propiedades direccionales de la antena, y la carcasa de plástico no impide que las señales radiogoniométricas penetren en la entrada del receptor, sin pasar por la antena. El radiogoniómetro era necesario para buscar vehículos (bicicletas) equipados con radiobalizas, abandonados temporalmente en un lugar apartado, y compañeros de viaje que se habían dispersado por el bosque en busca de setas durante las caminatas por el bosque. A una distancia de más de 200 m, el medio de comunicación popular "au" ya no funciona, especialmente en bosques densos y zonas montañosas. Un navegador por satélite a menudo sólo funciona de forma fiable en zonas abiertas. Informar su ubicación por radio también es difícil debido a la falta de puntos de referencia confiables. El accesorio radiogoniómetro propuesto es un repetidor de la señal del transmisor radiogoniométrico. Todas las señales de RF ubicadas en la banda de paso del repetidor y recibidas por su antena de cuadro se modulan mediante una señal de frecuencia de tono utilizando un modulador balanceado, amplificada y reirradiada por una antena omnidireccional. Como resultado, se resumen dos señales en la entrada de un receptor ubicado cerca del repetidor: una que proviene directamente del transmisor radiogoniométrico y otra que se retransmite. La señal total adquiere modulación mediante una señal de tono aplicada a la entrada del modulador en el repetidor. La naturaleza de esta modulación (AM o FM) depende de la diferencia en el camino de los componentes de la señal desde el transmisor al receptor, por lo tanto, de la posición relativa del receptor, repetidor y transmisor. La naturaleza de esta dependencia se puede juzgar a partir de los gráficos de la Fig. 1. Las distancias se indican en las longitudes de onda λ del transmisor radiogoniométrico. En el rango de 27 MHz λ=10,9 m, si el repetidor está ubicado en una de las líneas rojas, entonces la modulación de la señal total es amplitud, y si está en una de las líneas azules, es frecuencia. En los espacios entre líneas están presentes ambos tipos de modulación, pero en diferentes proporciones. A medida que el repetidor se acerca a la línea azul, AM disminuye y a medida que se acerca a la línea roja, FM disminuye.
Hay que decir que la ubicación de las líneas de modulación "puras" también depende del cambio de fase introducido por la ruta del transceptor del repetidor. Por ejemplo, si es 90о, luego las líneas roja y azul cambian de lugar. La imagen se produce mediante distorsiones y reflejos de señales de objetos locales, incluido el cuerpo del operador. Sin embargo, siempre es posible colocar un repetidor cerca del receptor para que se escuche mejor la modulación que introduce en la señal radiogoniométrica. La dirección hacia el transmisor se determina girando la antena de cuadro del repetidor alrededor del eje vertical. Esto se puede hacer según la modulación máxima (el plano del marco se encuentra en la dirección determinada) o su mínima (el plano del marco es perpendicular a la dirección determinada). La radiogoniometría mínima suele ser más precisa. La incertidumbre asociada con la bidireccionalidad de una antena de cuadro se puede resolver de dos maneras. El primero, tradicional, consiste en determinar secuencialmente la dirección a partir de varios puntos que se encuentran en una línea aproximadamente perpendicular a ella. Los rumbos encontrados de esta manera se cruzan en el lugar del transmisor. Por supuesto, no debe moverse durante el tiempo entre mediciones. Cuando la distancia al transmisor es relativamente corta, suele ser suficiente hacer dos muescas en puntos separados por varios metros. El segundo método se basa en la naturaleza de las curvas de la Fig. 1. Se mueven con mucha más frecuencia en la dirección del transmisor. El objetivo era fabricar un dispositivo de peso y dimensiones mínimos, ya que hay que llevarlo consigo por el monte. La práctica ha demostrado que en el bosque basta con tener un radiogoniómetro por grupo de turistas o recolectores de setas. A cada uno de los demás, equipados con una estación de radio y una brújula, se les puede informar por radio del sentido del movimiento para llegar al punto de recogida. El circuito repetidor se muestra en la Fig. 2. Consiste en una antena receptora de cuadro WA1, un modulador balanceado en anillo sobre diodos VD3-VD6 con transformadores T1, T2, un generador de señal modulante sobre un multivibrador fabricado con transistores VT1 y VT2, un amplificador de alta frecuencia sobre un transistor VT3, un Antena transmisora WA2 con una bobina de extensión L3.
El repetidor funciona con dos celdas galvánicas de disco AG13 o baterías D-0,03 del mismo diseño. El consumo actual no supera los 4 mA. Dado que el repetidor generalmente se enciende durante la búsqueda de dirección, no hay necesidad de baterías de alta capacidad y el botón SB1 se usa para encender la alimentación. Puede aumentar el número de elementos a tres, mientras que el coeficiente de transmisión del repetidor y la profundidad de la modulación que introduce en la señal radiogoniométrica aumentarán, pero esto puede provocar su autoexcitación. Como antena transmisora WA2 se utilizó un trozo de cable coaxial trenzado de 20...30 cm de largo, colgando hacia abajo. La pantalla eléctrica de la antena de cuadro WA1 también puede servir como antena. Para hacer esto, debe romper la conexión de la pantalla con el cable común, como se muestra en el diagrama con una cruz, y conectar el punto A al terminal superior de la bobina L3 (en lugar de la antena WA2). El punto A debe ubicarse entre los lugares por donde salen los alambres del marco de la pantalla, lo más simétricamente posible al corte en su parte superior. Pero hay que tener en cuenta que cuando se utiliza la pantalla de la antena de cuadro de esta forma, el repetidor es más propenso a autoexcitarse. El principal motivo de la autoexcitación es la incapacidad de conseguir un aislamiento ideal entre las antenas receptora y transmisora, a pesar de que una de ellas es magnética y la otra eléctrica. Influyen la inevitable asimetría del diseño del marco y su posición con respecto a la antena transmisora, así como la influencia del cuerpo del operador. La mampara de marco tiene forma de cuadrado con un lado de 120 mm. Está fabricado en tubo de cobre con un diámetro exterior de 5 mm. Se hace un corte de unos 5 mm de ancho en el centro del lado superior del cuadrado. Después de completar todos los ajustes, este corte debe sellarse de cualquier forma para evitar que entre humedad en el tubo. Se hizo un corte en el centro de la parte inferior de la pantalla para que salieran los cables del devanado del marco. Aquí también se suelda una tira de cobre para conectar la pantalla al cable común o a la bobina L3 (si se supone que la pantalla se utiliza como antena transmisora). La sujeción del marco debe ser lo suficientemente fuerte, ya que puede servir como asa para transportar el repetidor. En el tubo se enroscan tres o cuatro cables con aislamiento fluoroplástico. Sus extremos a cada lado están conectados en paralelo y los cables forman una vuelta. Por supuesto, puede intentar conectar las espiras en serie, pero a veces surgen dificultades al configurar el marco a la frecuencia deseada. El dispositivo se ensambla sobre una tabla larga y estrecha colocada en una pantalla hecha de un trozo de tubo de aluminio de paredes delgadas, que también sirve como contrapeso a la antena WA2. Las piezas se disponen “en línea”, intentando disponerlas simétricamente a lo largo del eje longitudinal del tablero. Las bobinas L1-L1 deben estar más alejadas de la antena WA3. Sus ejes no deben coincidir en dirección con el eje de la antena de cuadro. Además, el eje de la bobina L3 debe ser perpendicular al eje de las bobinas L1 y L2. Los diodos VD1, VD2 sirven para limitar la señal en la entrada del modulador balanceado. Puede ser necesario tanto cuando la señal del transmisor radiogoniométrico es demasiado fuerte como cuando su propio transmisor está funcionando. Los condensadores C2 y C3 suprimen las interferencias y las señales cuya frecuencia se encuentra por debajo del rango de 27 MHz. Los elementos R3, C7, R4, C9 determinan la frecuencia de oscilación del multivibrador. Con los valores indicados en el diagrama, se acerca a 1 kHz. La señal rectangular extraída del multivibrador es suavizada por el circuito R1, C8, R6, acercando su forma a una sinusoidal. Esto se logra seleccionando el condensador C8. El voltaje de modulación se suministra al modulador balanceado a través de los puntos medios de los devanados de los transformadores T1 y T2. El condensador C5 elimina el componente CC de la señal moduladora y los condensadores C6 y C10 sirven para filtrar los productos de alta frecuencia del modulador. Los transformadores T1 y T2 están enrollados sobre núcleos magnéticos anulares de tamaño estándar 7x4x2 mm fabricados de ferrita 400NN. El bobinado se realiza con tres hilos PEL de 4 mm de diámetro retorcidos en un paso de 6...0,14 mm. No se pueden utilizar cables con fluoroplástico, seda u otro aislamiento grueso. Se enrollan un total de 8 vueltas y cada cable sirve como un devanado separado. En el transformador T1, el final del devanado II está conectado al comienzo del devanado III. Los devanados I y II del transformador T2 están conectados de la misma forma. La bobina L1 del circuito de salida no tiene marco y consta de 12 vueltas de alambre barnizado con un diámetro de 0,4...0,5 mm, enrollado en un mandril con un diámetro de 4 mm y estirado hasta una longitud de 10 mm. La bobina de comunicación L2 tiene tres vueltas del mismo cable enrolladas encima de la bobina L1, en el medio de ésta, y estirada 5 mm. El carrete de extensión L3 tampoco tiene marco. Sus 36 vueltas están enrolladas con el mismo alambre sobre un mandril de 4 mm de diámetro en dos capas. La longitud del devanado es de unos 14 mm. El número requerido de vueltas de esta bobina depende del tamaño de la antena transmisora WA2 y de la capacitancia entre la antena y el operador que sostiene el repetidor en sus manos. Todas las emisoras de radio portátiles con antena corta tienen la misma desventaja [1, 2]. La inductancia óptima de la bobina L3 se selecciona experimentalmente basándose en la intensidad de campo máxima emitida por la antena WA2 y la profundidad de modulación asociada de la señal radiogoniométrica creada por el repetidor. Los circuitos repetidores están configurados con una antena de cuadro adjunta a su placa. No se recomienda utilizar una fuente de alimentación externa, ya que los cables largos introducen un error importante. Para la configuración necesitará una fuente de señal de prueba de alta frecuencia, por ejemplo, otra estación de radio, un generador de frecuencia o un generador de señales de medición, también necesitará una estación de radio con la que funcione el radiogoniómetro o algo similar. , e instrumentos de medición, al menos un milivoltímetro u osciloscopio de alta frecuencia. Si el osciloscopio tiene un ancho de banda insuficiente, tendrá que fabricarle un cabezal detector, por ejemplo, como se describe en [3]. Repitiendo esto, es necesario reducir la capacitancia del condensador de entrada C1 del cabezal a 100...470 pF y agregar un condensador de suavizado con una capacidad de hasta 1...470 pF después de la resistencia R4700. Puede utilizar unidades similares de dispositivos descritos en [4] o [5]. La salida del cabezal debe conectarse con un par de cables trenzados de aproximadamente un metro de largo a la entrada del osciloscopio, habiendo colocado previamente anillos de ferrita de aproximadamente 25x12x6 mm en cada extremo del par (por ejemplo, de fuentes de alimentación conmutadas) y enrolle 6 vueltas de cables retorcidos sobre ellos. Esto es necesario para aislar las altas frecuencias del osciloscopio. Si se utiliza un generador de señal o GKCH, entonces se debe conectar a su salida un marco redondo con un diámetro de aproximadamente 51 cm hecho de un cable con un diámetro de 30...1 mm a través de una resistencia con una resistencia de 5 ohmios y colocarlo a una distancia de varios centímetros paralela a la antena WA1. El nivel de la señal se puede ajustar no solo mediante el atenuador del generador, sino también cambiando la distancia entre los cuadros. La pantalla del marco WA1 debe conectarse en el punto A al cable común del repetidor. Debe comenzar sintonizando la antena WA1 a la frecuencia seleccionada seleccionando el capacitor C1 de acuerdo con las lecturas máximas de un milivoltímetro u osciloscopio con un cabezal detector conectado a cualquiera de los devanados II o III del transformador T1. Debe tenerse en cuenta que los diodos limitadores VD1 y VD2 están conectados en paralelo a la antena, por lo que el ajuste debe realizarse cuando la amplitud de la señal en ellos no supere los 0,6 V. No vale la pena desconectar los diodos, ya que su capacitancia está incluido en la capacitancia total del circuito que se está sintonizando. Además, una señal grande puede abrir los diodos del modulador balanceado, lo que también interferirá con la correcta sintonización. Los condensadores de acoplamiento C2 y C3 también influyen en el ajuste. Cuando se utiliza el transmisor de una estación de radio como fuente de señal de prueba, su nivel se ajusta cambiando la distancia entre el repetidor y esta estación de radio. Esto puede requerir ayuda externa. Pero primero hay que asegurarse de que el aparato de medición no reciba directamente la señal de prueba. Para hacer esto, debe conectar temporalmente los terminales del devanado de la antena WA1 con un puente corto. Las lecturas de un milivoltímetro u osciloscopio conectado al transformador T1 deben ser cero. Una vez configurada la antena de cuadro, proceda a configurar el circuito de salida del amplificador en el transistor VT3. El LED HL1 sirve como estabilizador de voltaje de polarización para este transistor. Para configurar, debe desconectar temporalmente las resistencias R1 y R6 del modulador balanceado e instalar puentes temporales en paralelo con los diodos VD3 y VD6 (o VD4 y VD5). Se debe desconectar la antena transmisora WA2, siendo recomendable desconectar el terminal inferior de la bobina L2 del cable común. En paralelo a esta bobina se conecta una resistencia de carga con una resistencia de aproximadamente 50 ohmios, y paralelamente a ella está la entrada de un milivoltímetro o el cabezal detector de un osciloscopio. Después de encender el repetidor, primero debe asegurarse de que, en ausencia de una señal de prueba del generador o transmisor, el voltaje en la carga de la bobina L2 sea cero. Si este no es el caso, entonces el repetidor se autoexcita. Para eliminar la autoexcitación, puede tomar las siguientes medidas: - conectar condensadores cerámicos de alta frecuencia con una capacidad de aproximadamente 4 pF en paralelo con los condensadores de bloqueo C11, C12, C1000; Si las medidas descritas no eliminan la autoexcitación, entonces su causa debe buscarse en el amplificador del transistor VT3. Para eliminarlo, puede intentar puentear la bobina L1 con una resistencia R11 con una resistencia de 470 ohmios a 4,7 kOhm, conectar un condensador con una capacidad de una fracción o una unidad de picofaradios entre el colector y la base del transistor VT3. , aumente el número de vueltas de la bobina de acoplamiento L2, reemplace el transistor VT3 por uno de menor frecuencia. A veces es útil introducir un filtro de desacoplamiento en el circuito de alimentación del multivibrador en los transistores VT1 y VT2. El filtro consta de un estrangulador conectado en serie a este circuito y un condensador de bloqueo en paralelo con el multivibrador. El inductor se puede enrollar en el mismo circuito magnético que los transformadores T1 y T2, llenándolo con alambre PEL con un diámetro de 0,12...0,14 mm, tendido vuelta a vuelta desde la mitad hasta dos tercios de la circunferencia del anillo de ferrita. La resistencia R8 debe seleccionarse de acuerdo con la ganancia más alta, a medida que aumenta se debe verificar la ausencia de autoexcitación y, para evitar limitaciones, se debe reducir el nivel de la señal de prueba. La limitación se manifiesta en el hecho de que las lecturas de un milivoltímetro u osciloscopio ya no dependen del nivel de esta señal. Cuando se autoexcitan, sus lecturas son máximas incluso en ausencia de una señal de prueba. El circuito L1C14, como todos los demás circuitos repetidores, está sintonizado a la frecuencia de la estación de radio radiogoniométrica. Es necesario tener en cuenta que cambiar el modo de funcionamiento del transistor también cambia la capacitancia que introduce en el circuito. Por lo tanto, se recomienda seleccionar la resistencia R8 y configurar el circuito simultáneamente. La práctica ha demostrado que su ajuste también se ve afectado por cambios en la capacitancia del condensador C15. El circuito se ajusta seleccionando el condensador C14, cambiando el paso y el número de vueltas de la bobina L1, o atornillando un regulador de aluminio del PTC de un televisor antiguo a la bobina (reduce la inductancia). Una vez completada la configuración, retire los puentes temporales y reemplace las resistencias R1 y R6. Toquemos brevemente la selección del condensador C8. Con su baja capacitancia, la forma de la señal moduladora se acerca a la forma original de los pulsos en la salida del multivibrador y su amplitud es máxima (Fig. 3a). Pero cuando se modula con una onda cuadrada, se generan demasiadas frecuencias laterales. Como resultado, cuando varios transmisores operan en frecuencias cercanas, los espectros de sus señales moduladas en el repetidor pueden superponerse, lo que creará interferencias mutuas y complicará la localización de la dirección.
A medida que aumenta la capacitancia del condensador C8, la señal se suaviza (Fig. 3, b), acercándose cada vez más a triangular (Fig. 3, c). Su oscilación disminuye, por lo que no se recomienda llevar la forma a triangular, ya que la tensión de alimentación del multivibrador es baja y la señal moduladora puede volverse demasiado débil para abrir los diodos del modulador equilibrado, aunque sean de germanio. No es necesario un equilibrado preciso del modulador y no está previsto ningún medio para ello. Puede leer sobre la selección de diodos para el modulador en [6]. Después de completar todas las operaciones descritas, es posible escuchar el funcionamiento del repetidor junto con el receptor de radio. Para ello, la estación de radio se coloca de modo que los circuitos de entrada de su receptor estén muy cerca del circuito repetidor L1d4. Cuando el repetidor está encendido, la señal de prueba debe escucharse con modulación con un tono de 1 kHz (correspondiente a la frecuencia del multivibrador), y cuando está apagado, sin este tono. Si se escucha un tono cuando se apaga el tono de prueba, esto significa que el repetidor se autoexcita. La etapa más difícil es configurar la antena WA2 con la bobina de extensión L3. Se recomienda realizarlo en un repetidor completamente ensamblado para tener en cuenta la influencia de todos los elementos, incluida la carcasa. Primero debe desconectar todos los instrumentos de medición del repetidor, quitar la carga conectada a la bobina L2 y conectar el terminal inferior de esta bobina según el diagrama con el cable común del repetidor, y el terminal superior a través de la bobina L3 con el Antena WA2. Como fuente de señal, se recomienda utilizar un transmisor de una estación de radio que reemplace el radiogoniométrico, remoto a cierta distancia, por una antena convencional. El repetidor debe sostenerse en las manos, ya que su cuerpo y el del operador sirven de contrapeso a la antena WA2. El receptor de “su” emisora de radio debe estar encendido y ubicado a una distancia de aproximadamente medio metro del repetidor. Como ya se mencionó, como antena WA2 se utilizó un trozo de trenza protectora de 5...8 mm de ancho en forma alisada. La longitud inicial del segmento es de 30 cm, su extremo libre debe plegarse hasta una longitud de 25 cm y fijarse con un tubo aislante. No debes alargar la antena, interferirá con el repetidor al transportarlo. Para ajustar la bobina L3, necesitará una varilla de aluminio que encaje dentro de la bobina y esté unida al extremo de un palo de madera para eliminar la influencia de las manos del operador. Habiendo sintonizado el receptor a las señales del transmisor y repetidor y asegurándonos de que haya modulación, insertamos una varilla de aluminio en la bobina L3. Si la profundidad de modulación (volumen de tono 1 kHz) es máxima cuando la varilla se inserta aproximadamente a la mitad de la longitud de la bobina, entonces se logra el objetivo, se puede quitar la varilla e insertar un recortador de aluminio en la bobina. Su posición exacta está determinada por el volumen máximo del tono. Si se alcanza el máximo cuando la varilla de aluminio está completamente insertada, entonces es necesario reducir la inductancia de la bobina L3 estirando sus vueltas o reduciendo su número, y luego repetir la prueba insertando la varilla. Si la introducción de una varilla de aluminio sólo reduce el volumen, entonces se debe aumentar el número de vueltas de la bobina. No se recomienda utilizar un recortador ferromagnético para aumentar su inductancia. Cambiando la longitud de la antena WA2 metiendo más o menos su extremo libre, podrás sintonizarla a la frecuencia deseada con mayor precisión. La bobina L3 se configura de la misma manera si se utiliza la pantalla de la antena WA2 como antena WA1. Al ajustar la antena transmisora se puede observar la excitación del repetidor en su conjunto. Esto se manifiesta en la pérdida de señal en el receptor o la aparición de interferencias. Si la excitación se produce a la frecuencia del transmisor radiogoniométrico, entonces el tono continuo no desaparece cuando se apaga el transmisor. Para eliminar la excitación, deberá reducir la ganancia derivando el circuito L1C14 con la resistencia R11, seleccionando la resistencia R8 o instalando un condensador entre el colector y la base del transistor VT3, como se recomendó anteriormente. En este caso, naturalmente, la profundidad de modulación de la señal radiogoniométrica también disminuirá. Si todo está configurado correctamente, entonces el ancho de banda del repetidor es lo suficientemente amplio para encontrar la dirección de una estación de radio que opera no solo en el canal de frecuencia en el que se realizó la configuración, sino también en varios canales vecinos. Los condensadores en los circuitos de alta frecuencia C1-C3, C6, C10, C13-C15 deben ser cerámicos y C5, C7-C9 deben ser cerámicos o de película. El condensador C4 es óxido. Los diodos KD512A se pueden reemplazar por KD510A, KD520A. El uso de diodos de germanio D311 en el modulador balanceado se debe a la baja tensión de alimentación del dispositivo. Si se aumenta, se pueden utilizar diodos de silicio de alta frecuencia, por ejemplo KD503A. El LED HL1 debe estar rojo, ya que sirve como estabilizador de voltaje de 1,8 V. En lugar de transistores KT361B, puede instalar KT209B o reemplazarlos con KT315B (npn). El transistor de alta frecuencia KT3128A se reemplaza por el KT3127A, que se puede encontrar en el selector de canales SK-M-24-2. También puede instalar KT326B (pnp) o KT368A (npn) de baja frecuencia. Tenga en cuenta que los transistores de estructura pnp deben reemplazarse solo por transistores de estructura npn, todos al mismo tiempo. En este caso, también es necesario cambiar la polaridad de la fuente de alimentación, el condensador C4 y el LED HL1. Literatura
Autor: G. Safronov
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