Коаксиальный эквивалент нагрузки 50 Ом

автор:  С. Румянцев (RA3DQA) г. Пушкино Московской обл.
источник:  Радио N3, 1983г.

Известно, что настройку передающей аппаратуры необходимо производить на эквиваленте антенны. При этом желательно, чтобы его параметры (входное сопротивление, КСВ) были идентичны параметрам антенно-фидерного устройства, которое будет использовать радиолюбитель.
Описываемый эквивалент антенны (см. рис.) представляет собой нагрузку коаксиального типа, предназначенную для работы в 50-омном коаксиальном тракте. Он выполнен на базе резисторов МЛТ-2.

Данная нагрузка обеспечивает поглощение электромагнитной энергии в широком интервале частот: от постоянного тока до сотен мегагерц.

Эквивалент подключают к выходному разъему передатчика с помощью отрезка коаксиального кабеля, снабженного высокочастотными разъемами.

Поглотитель энергии состоит из трех секций, в каждой из которых размещено по шесть резисторов 1 МЛТ-2 сопротивлением 100 Ом. Выводы резисторов распаяны в отверстиях втулки 3 из латуни ЛС59-1 и шайб 4—6 из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5мм (СФ2-35-1.5). Резисторы в секциях включены параллельно, а секции между собой — последовательно. При этом их общее сопротивление должно быть 45…50 Ом. С одной стороны поглотителя установлен конический контакт 9, изготовленный из листовой (толщина 0,8 мм) латуни ЛС59-1. Поглотитель помещен в корпус 2 из сплава АмГ-6 (можно из дюралюминия Д16) и зафиксирован винтом М4Х12. Корпус закрыт крышкой 7 (АмГ-6), в которую вмонтирована гнездовая часть коаксиального разъема СР-50-165Ф (для упрощения чертежа на виде сбоку коаксиальный разъем не показан).

Сборку эквивалента начинают с распайки выводов резисторов в латунной втулке 3. Перед этим выводы резисторов укорачивают до 8…10 мм, поверхность втулки покрывают припоем ПОС-61 (облуживают). Выводы распаивают во внутренней канавке втулки. Припой не должен выступать за габариты этой детали. Затем на свободные выводы резисторов надевают стеклотекстолитовую шайбу 4 наименьшего диаметра. Выводы распределяют через одно отверстие и припаивают к внешней стороне шайбы так, чтобы они выступали не более чем на 3 мм.

В свободные отверстия вставляют выводы резисторов второй секции и распаивают аналогичным образом. На свободные выводы резисторов второй секции надевают вторую, среднюю, шайбу 5 и припаивают резисторы. Также собирают и третью секцию.

После сборки поглотитель представляет собой достаточно жесткую конструкцию, которая может не только сохранять свою форму, но и выдерживать небольшую нагрузку.

В процессе сборки поглотителя необходимо следить за тем, чтобы резисторы образовали как бы барабан, а шайбы располагались перпендикулярно его оси. Кроме этого, надо обратить внимание на то, чтобы общая длина барабана была 80±0,5 мм.

Затем к внешней металлизированной поверхности шайбы 6 припаивают конический контакт 9. Он должен располагаться соосно с поглотителем. Окончательно конический контакт припаивают после установки, в собранной нагрузке коаксиального разъема. Поглотитель опускается в корпус нагрузки и закрепляется винтом М4. После этого на корпус навинчивают крышку 7 с разъемом. Вывод последнего должен войти в отверстие конического контакта. Крышку навинчивают до упора, и через отверстие в ней припаивают вывод разъема к коническому контакту. Затем в крышке и корпусе сверлят отверстие и нарезают резьбу М2, Винтом М2 фиксируют взаимное положение деталей корпуса.

Для устойчивого положения нагрузки на столе к торцу корпуса двумя винтами М3 прикрепляют уголок 8 (АмГ-6). Внешнюю поверхность деталей корпуса покрывают нитроэмалевой краской.

Собранный автором эквивалент обеспечивал мощность рассеяния (максимальную) 15 Вт. Коэффициент стоячей волны (КСВ) на частотах 80…600 МГц не превышал 1,2, Сопротивление постоянному току на разъеме нагрузки было около 50 Ом.

Мощность рассеяния можно увеличить, просверлив в корпусе отверстия диаметром 8…10 мм для обеспечения конвекции воздуха. При этом их число не должно превышать 15 — 20. Располагать отверстия на конической поверхности корпуса лучше равномерно, так как а противном случае ухудшается КСВ примерно на 0,1. Ухудшение КСВ объясняется тем, что наличие отверстий в корпусе нагрузки приводит к увеличению реактивной составляющей полного сопротивления нагрузки. Его можно улучшить дополнительной подстройкой — постепенным срезанием слоя металлизации на шайбах и незначительным смещением барабана резисторов.

Для увеличения мощности нагрузки в 2…2,5 раза необходимо применить принудительное охлаждение с помощью вентилятора. Эквивалент с максимальной мощностью рассеяния 50 Вт и более можно сделать аналогичной конструкции, но при этом необходимо увеличить число секций и число резисторов в секциях, но общее сопротивление эквивалента постоянному току должно быть 45…50 Ом.

Возможности настройки передатчика с помощью данного эквивалента можно расширить путем его несложной доработки, которая позволит, используя обычный авометр, контролировать выходную мощность и настраивать передающий тракт по максимуму высокочастотного напряжения, снимаемого с дальней от входа секции резисторов.

При модернизации нагрузки на стеклотекстолитовой шайбе “наименьшего диаметра необходимо дополнительно разместить детали диодной секции. Их, например, припаивают к металлизированным контактным площадкам размерами 3Х4 мм в периферийной зоне шайбы, оставив там фольгу. Диодную секцию изготавливают по схеме аналогичной той, по которой собирают диодную секцию в высокочастотных вольтметрах.

На корпусе эквивалента устанавливают две однополюсные розетки. Одну из них соединяют с корпусом, другую экранированным проводником — с выходом диодной секции. К этим розеткам в процессе настройки передатчика подключают авометр, работающий в режиме измерения постоянного напряжения.

Следует заметить, что температурный режим диодной секции будет зависеть от поглощаемой мощности, и, следовательно, прибор нельзя будет точно откалибровать по мощности. И все же использование внутренней диодной секции совместно с авометром значительно облегчит процесс настройки передатчика и его сопряжения с нагрузкой.