Настройка антенны по минимуму КСВ является важной частью работы любительской радиостанции. Качественная антенна и хорошая согласованность позволяют добиться максимальной отдачи от передатчика. Для измерения КСВ необходим специальный прибор - КСВ-метр. В промышленном исполнении такие устройства довольно дороги. Но ничто не мешает сделать КСВ-метр своими руками.
В этой статье я подробно рассмотрю несколько схем самодельных КСВ-метров от простейших до более сложных и точных. Опишу принцип работы, достоинства и недостатки, приведу примеры готовых устройств. Надеюсь, эта информация будет полезна для всех, кто хочет сэкономить на покупке дорогого оборудования и сделать КСВ-метр своими руками.
Простейший КСВ метр на направленном ответвителе
Один из самых простых способов сделать КСВ метр своими руками - это использовать направленный ответвитель. Это пассивное устройство, которое делит мощность ВЧ сигнала на две части - прямую и отраженную. Направленный ответвитель состоит из резистора, конденсатора и катушки индуктивности.
Чтобы сделать такой КСВ метр, нужно взять готовый направленный ответвитель и дополнить его измерительным прибором. В качестве прибора можно использовать микроамперметр или тестер в режиме измерения тока. Прибор подключается последовательно с резистором ответвителя. При этом нужно учитывать входное сопротивление прибора, чтобы не нарушить режим работы ответвителя.
Для изготовления направленного ответвителя с нуля потребуются следующие детали: резистор 51 Ом, конденсатор 100 пФ, катушка индуктивности 4-10 мкГн. Все это монтируется на печатной плате или проволочном монтаже. Готовый ответвитель калибруется с помощью подстроечного конденсатора.
Такая простая схема КСВ метра позволяет определить наличие стоячей волны и приблизительно оценить величину КСВ. Для более точных измерений лучше воспользоваться более сложными схемами с применением операционных усилителей и микроконтроллеров. Но во многих случаях достаточно простого направленного ответвителя с микроамперметром.
Такой КСВ метр удобен своей простотой и низкой стоимостью. Он позволяет оперативно оценить качество антенны и фидерных линий. А для более детальной настройки уже использовать более совершенные приборы.
КСВ метр по схеме Брюне на дискретных элементах
Одна из наиболее распространенных схем КСВ метра для самостоятельного изготовления - это мост Брюне. Это схема на дискретных элементах, опубликованная в 1959 году американским радиолюбителем Уорреном Брюне.
Схема использует мостовую измерительную цепь, которая позволяет разделять прямую и отраженную мощность. В нее входят резисторы, конденсаторы, диоды, катушки индуктивности. Для измерения используется микроамперметр.
Главное преимущество этой схемы в том, что она одинаково хорошо работает на разных диапазонах - от КВ до УКВ. Поэтому ее часто используют в КСВ метрах для многодиапазонных антенн.
Чтобы собрать такой КСВ метр своими руками, нужно аккуратно выполнить печатную плату и проводники. Важно точно следовать схеме и использовать указанные в ней элементы. Особое внимание стоит уделить симметрии монтажа.
После сборки требуется тщательная настройка с помощью калибровочных конденсаторов и резисторов. При правильной настройке такой КСВ метр показывает очень точные результаты.
Микропроцессорный КСВ метр повышенной точности
Для получения максимально точных показаний КСВ и мощности следует использовать микропроцессорный КСВ метр. Такой прибор можно собрать своими руками на базе микроконтроллера Arduino или другой платформы.
В отличие от простых схем на дискретных элементах, микропроцессорный КСВ метр использует оцифровку сигналов с помощью АЦП. Это позволяет достичь высокой точности измерений и устранить влияние нелинейностей и температурных дрейфов компонентов.
Для построения такого прибора потребуются микроконтроллер, АЦП, жидкокристаллический индикатор, несколько операционных усилителей, измерительный мост и другие радиокомпоненты. Программа для микроконтроллера может быть написана на языках С или С++.
Преимуществом микропроцессорного решения является гибкость и расширяемость. Например, можно добавить интерфейс Bluetooth или Wi-Fi для управления КСВ метром со смартфона. Или реализовать автоматический анализ показаний и предоставление рекомендаций по улучшению антенны.
Хотя создание микропроцессорного КСВ метра своими руками требует определенных навыков программирования и схемотехники, это позволяет получить по-настоящему высокоточный прибор для радиолюбителя.
КСВ метр на мосте для УКВ диапазона
Для работы на УКВ частотах особенно эффективны КСВ метры, выполненные по мостовой схеме. Такая схема хорошо согласуется с фидером в широком диапазоне частот без использования сложных волноводных ответвителей.
Основу мостового КСВ метра для УКВ составляют четыре резистора сопротивлением 50-75 Ом и четыре конденсатора емкостью 100-220 пФ. Также используются два диода и измерительный прибор - чаще всего это микроамперметр на 50 или 100 мкА.
Все элементы моста должны быть высококачественными и рассчитанными на ВЧ мощность. Резисторы выбирают пленочные или СВЧ типа С2-29Б. Конденсаторы - керамические чипы или слюдяные. Диоды - высокочастотные Schottky.
При монтаже КСВ метра на мостовой схеме для УКВ особое внимание нужно уделить симметрии и минимизации паразитных параметров. Соединения должны быть максимально короткими. Лучше использовать печатную плату.
Подобный КСВ метр для УКВ диапазона можно собрать своими руками, имея базовые навыки радиолюбителя. Главное - качественно выполнить монтаж и провести тщательную калибровку прибора с помощью образцовых нагрузок. Тогда такой КСВ метр будет обеспечивать высокую точность измерений.
