Przestrajanie filtrów dupleksowych
Ze względu na to, że na rynku wtórnym można kupić używane filtry dupleksowe przeznaczone do łączności profesjonalnej w zakresie 450-470 MHz, np. K&L, taki jak użyłem do przemiennika SR2GA (pochodzący z lottomatu) lub inne o zbliżonej konstrukcji, jak wyroby firm Sinclair czy Procom chciałbym przedstawić rezultaty przestrajania przykładowego filtra wykonanego dla odstępu dupleksowego 10MHz na amatorskie pasmo 70cm z odstępem 7,6MHz.
Filtr, który został użyty do eksperymentu, to identyczny jak zastosowany przemienniku SR2GA, o następujących oznaczeniach: K&L SALISBURY, MD USA, 50140 S/N 1448, K&L P/N 6CU-00003, G-TECH P/N 55-0035-02 Freq. 459.8375-459.8375.
Przykładowe filtry, zbudowane z trzech obwodów rezonansowych w układzie bandpass-reject w każdej z gałęzi, połączonych odcinkami linii współosiowych o długości 1/4λ prezentuję na poniższych zdjęciach. Mają one identyczną konstrukcję, różnią się nieco drobnymi szczegółami, które mają znaczenie drugorzędne. Wyprodukowane zostały przez innych producentów, ale ich zasada działania i budowa są identyczne.
 |
 |
| PROCOM BPBR 70/6 | SINCLAIR MR356-500 |
Poniżej zamieszczam charakterystyki filtra K&L przed, w trakcie i po strojenie przy użyciu wyłącznie stroików rezonatorów ćwierćfalowych (bez zmiany sprzężeń).
W torze odbiornika (oznaczonym TX, albo HI) sprzężenie następuje przy użyciu prostego układu autotransformatorowego. Jeden z przewodów półsztywnych, stanowiący wejście jest zalutowany ekranem do dna obwodu, zaś jego żyła gorąca przylutowana jest do rezonatora w niewielkiej odległości od dna obwodu (odległość ta nie przekracza 3-4cm). Przewód stanowiący wyjście jest połączony bezpośrednio do wejściowego, najkrócej jak się tylko da przy samym dnie. Regulację odstępu dupleksowego uzyskuje się przez doginanie i odginanie przewodu łączącego wejście i wyjście z linią rezonansową. Zbliżanie przewodu sprzęgającego powoduje zmniejszanie odstępu dupleksowego, oddalanie zaś jego zwiększanie. Z punktu widzenia prądu stałego obwód o takiej konstrukcji jest całkowicie zwarty pomiędzy masą a linią transmisyjną. Ma to pewien plus - ochrona przed elektrycznością statyczną i ładunkami zaindukowanymi w torze antenowym.
Procedurę można skrótowo opisać w następujący sposób.
- Skalibrowac analizator do pomiarów wraz z użytymi kablami i ewentualnymi adapterami do złącz.
- Podłączyć filtr do analizatora - wyjście generatora na środkowy port filtra (antenowy), wejście detektora na port LO (RX), port HI (TX) obciążyć wzorcowym obciążeniem 50Ω.
- Wstępnie przestroić gałąź odbiornika (trzy obwody, regulując wyłącznie stroiki rezonatorów ćwierćfalowych.
- Zamienić porty - obciążyć port HI, do analizatora podłączyć port LO.
- Wstępnie przestroić gałąź odbiornika (trzy obwody, regulując wyłącznie stroiki rezonatorów ćwierćfalowych.
- Czynności 2 do 5 powtarzać przynajmniej 2-3 razy, ponieważ jedna gałąź ma wpływ na drugą i odwrotnie.
- Podłączyć analizator tak, jak punkcie 2.
- Otworzyć otwory rewizyjne stroików we wszystkich komorach gałęzi HI i LO przez ostrożne oderwanie aluminiowych folii zakrywających otwory. W filtrach, w których otworów nad stroikami nie ma zdecydowanie proponuję dokonać modyfikacji - rozłożyć filtr całkowicie, nawierć otwory 6mm w taki sposób, jak widać na moich fotografiach i ponownie złożyć filtr. Jest z tym sporo pracy, ale nieporównywanie mniej niż próba doginania sprzęgaczy z rozkręcaniem i skręcaniem filtra za każdą zmianą. Filtr musi być naprawdę solidnie skręcony, ponieważ przez dno płyną duże prądy - pomysły ze skręcaniem na np. tylko kilka śrub są pozbawione szans na uzyskanie jakiegokolwiek dostrojenia.
- Doginać i odginać linie autotransformatorów pojedynczo, uważnie obserwując zmianę charakterystyki. Po każdej zmianie położenia skorygować dostrojenie regulując kondensator dostrojczy linii ćwierćfalowej w tym samym obwodzie.
- Czynność 9 powtarzać kolejno we wszystkich trzech obwodach aż do uzyskania zadowalającego efektu - nie gorzej niż -1.3 dB tłumienia w paśmie przepustowym i ponad -85dB w paśmie zaporowym.
- Zamienić porty LO i HI (obciążenie i wejście analizatora).
- Obracać pętle sprzęgające w torze HI, po każdym, nawet minimalnym, ruchu korygować dostrojenie regulując kondensator dostrojczy linii ćwierćfalowej w tym samym obwodzie.
- Czynność 12 powtarzać kolejno we wszystkich trzech obwodach aż do uzyskania zadowalającego efektu - nie gorzej niż -1.3 dB tłumienia w paśmie przepustowym i ponad -85dB w paśmie zaporowym.
- Zamienić porty ponownie i czynności od 9 do 13 powtórzyć dwa do trzech razy. W ten sposób powinno się dojść do optymalnego efektu.
- Zmierzyć końcowe charakterystyki, zbadać szerokość pasma przepustowego i zaporowego. Szerokość pułapki nie może być zbyt wąska, ponieważ przy zmianie temperatury może nam się filtr zbyt mocno odstroić - lepiej mieć optimum w szerszym nieco filtrze niż bardzo ostrą "szpilkę" sięgającą ponad -100dB która nam ucieknie przy zmianie temperatury. Zmierzyć charakterystyki SWR, jeśli przyrząd na to pozwala - czasem łatwiej je ocenić niż wykresy wektorowe - zwłaszcza jeśli nie ma się w tym odpowiedniej wprawy.
- Z zestrojonym filtrem obchodzić się ostrożnie - nie stukać w niego, nie upuścić na twarde podłoże. Linie sprzęgające są co prawda dość sztywne, ale mocniejszy udar mechaniczny może zmienić nieco ich położenie i całe strojenie zacznie się od początku. Otwory rewizyjne należy zabezpieczyć metalową samoprzylepną folią - miedzianą używana jako wyklejane ekrany lub aluminiową - szeroko stosowaną np. w technice chłodniczej.
Poniżej prezentuję uzyskane tą metodą wyniki oraz zdjęcia, które mogą być pomocne w samodzielnym strojeniu podobnych filtrów.
Opisana procedura powinna się dobrze sprawdzić przy strojeniu innych, podobnych filtrów zbudowanych z czterech bądź sześciu obwodów w układzie pasmowo-przepustowym/zaporowym (z pułapką szeregową). Przy rezonatorach o większych wymiarach stroiki mogą być obracane z zewnątrz co znakomicie ułatwia strojenie. Przy odrobinie szczęścia i zdobyciu filtra z odstępem dupleksowym identycznym jak ten który zamierzamy stosować strojenie sprzęgaczy zapewne nie będzie potrzebne – wystarczy regulować linie ćwierćfalowe. Doświadczenie nabyte przy takim strojeniu pomaga samodzielnie skonstruować duplekser nawet na inne pasmo. Postępując w ten sposób zacząłem osiągać w miarę przyzwoite rezultaty przy budowie sześcioobwodowego dupleksera na pasmo 2m od podstaw.
Inne filtry dupleksowe, które z powodzeniem przestroiłem na pasma amatorskie lub stoiłem na wybrane kanały przemiennikowe:
- Motorola GFE 6126 A
- Kathrein 718 290 do SR2SB
- Radmor 05113 do SR2GA
- Radmor 05113 do SR3OW
- RFS CP450-432W SR6UVW
- Jiesai SQ-450N do SR2GN
- K&L 6CU-00066
- Cellwave 01-450-DRR-P645F do SR2KU
- Wacom WP-672-SP3556
- Procom DPF70/6-150 do SR4DE
- NMT Nokia DFB11 i RFA11B
Pomocna literatura:
- Piette Bernard, VHF/UHF "Filters and Multicouplers, Applications of Air Resonators", Publisher: John Wiley & Sons, USA & ISTE UK 2010, ISBN 978-1-84821-173-5 (First edition in France 2007 by Hermes Science/Lavoisier entitled: "Multicoupleurs et filters VHF/UHF").
- Zverev Anatolij, "Handbook of Filter Synthesis", Publisher: John Wiley Sons 1967 ISBN: 978-0471986805.
