Статья 'QRP или QRO? Как из "мало" сделать "много"'

Статья 'QRP или QRO? Как из "мало" сделать "много"'

QRP или QRO? Как из "мало" сделать "много"

QRP или QRO?... Это не вопрос! или как из "мало" сделать "много".


Хочу поделиться своим взглядом на методы реализации простого радиошека для начинающего или не очень радиолюбителя на основе своего опыта и пути пройденного мною лично. Путь радиолюбительства в подавляющем большинстве начинается от простого и дешевого аппарата к сложному и дорогому и растянут на много лет.

Основная масса радиолюбителей работает в эфире мощностью 100 Ватт и больше. Но есть отдельная категория радиолюбителей, работающих мощностью меньше 10 Ватт. Работа в эфире маленькой мощностью имеет свои прелести и тему отдельного интереса. Некоторые фирмы специально выпускают трансиверы небольшой мощностью для энтузиастов QRP. К ним можно отнести следующие популярные марки трансиверов:

- Yaesu FT-817. Маленький универсальный трансивер на все диапазоны работы от 160м до 70см. Выходная мощность трансивера на всех диапазонах регулируется в пределах 0,1-1-2.5-5 Ватт. Кстате, людей, использующих трансивер Yaesu FT-817ND можно вообще отнести к отдельному классу радиолюбителей. Недаром говорят «FT-817 – это праздник, который всегда с тобою!».

- Фирма Flex-radio так же выпускает бюджетную версию SDR трансивера SDR Flex-1500. Это компьютерный КВ трансивер новой технологии обработки сигнала, хорошо описанный тут и тут. Его выходная мощность 0 – 5 Ватт во всем КВ диапазоне.

- Компания MFJ выпускает несколько популярных одно диапазонных трансиверов на 10, 15, 20, 40 метровые диапазоны. Это MFJ – 9410\9420\9440. Работают они в основном в SSB-модуляции и способны отдать мощность до 10-12 Ватт(РЕР). Благодаря очень простой схемотехнике эти трансиверы потребляют черезвычайно малую мощность, а потому наиболее интересны для QRP-выездов. На основе этих трансиверов можно развивать такое новое интересное направление в любительской радиосвязи, как «День манпака».

- Некогда был популярен и хорошо многим известен QRP трансивер фирмы ICOM IC-703. Очень удачная 10 – Ваттная модель трансивера со встроенным автоматическим тюнером. К сожалению, этот трансивер давно не выпускается и найти его в продаже становится очень сложно.

- К этой же категории трансиверов малой мощности можно отнести и простые самодельные трансиверы. Сделать самому трансивер с выходной мощностью до 10 Ватт под силу сегодня многим радиолюбителям. Некоторые даже продают готовые. Например, трансиверы серии SW201x.

Реалии нашего времени вынуждают наших радиолюбителей покупать простые или маломощные трансиверы из-за ограниченности домашнего бюджета. Но, немного подкопив денег, можно разжиться и дополнительным усилителем мощности с тюнером.

Поработав в эфире на передачу 5...10-ю Ваттами, часть пользователей начинает понимать, что QRP – это отдельное направление нашего радиолюбительского хобби, но оно совсем не для них. Соответственно следующим логическим шагом является приобретение усилителя мощности и автоматического тюнера. Примерно об этом может задумываться и начинающий радиолюбитель, приобретший QRP трансивер Yaesu FT-817ND.

Итак, вы задумались над вопросом как сделать так, что бы нас слышали не только ближние корреспонденты, но и дальние. Или как сделать так, что бы можно было реализовать все преимущества технологии SDR не только на приём, но и на передачу.

Поразмышляем о том как сделать трансивера Yaesu FT-817ND или Flex-1500 универсальным средством связи, пригодным, не только начинающему радиолюбителю или любителю QRP-связей, но и опытному радиолюбителю, чётко понимающему, что он хочет и для чего ему трансивер. Если касаться начинающего радиолюбителя, то трансивер Yaesu FT-817ND, как и Flex-1500 являются самыми подходящими вариантами трансиверов за бюджетные деньги. С помощью них можно прикоснуться к эфиру, так сказать, «не навредив» и не помешав другим. Или начать движение в новом направлении радио хобби, как SDR-радио. Применяя компьютерную обработку сигнала с микрофона, можно сделать ESSB сигнал (Amateur Radio Extended SSB High Fidelity Audio). Можно компрессировать сигнал высокоэффективными алгоритмами и способами для повышения разборчивости при работе с DX-станциями. Можно реализовать эффект эхо и…. и много всяких возможностей по обработке сигнала открывается при использовании SDR-трансивера на передачу, но для того что бы все эти возможности реализовать необходима соответствующая мощность. Сегодня я пишу о том, как сделать так, что бы используя трансивера Flex-1500 или FT-817, вас услышал ВЕСЬ МИР! За относительно небольшие деньги, с высоким качеством, и минимальными трудозатратами.

Первое что приходит на ум среднестатистическому или начинающему радиолюбителю, это купить самый дешевый усилитель. К примеру, это может быть усилитель фирмы RM KL200\203\300\500, но тут я бы не торопился с покупкой. Как говориться, не все усилители одинаково полезны. Усилителей на сегодня выпускается великое множество, с разными параметрами, за разные деньги и под разные задачи. Потому давайте разберемся, какой усилитель под наши задачи подойдёт лучше всего. Если КВ - трансивер используется только для Си-Би диапазона (таких людей сегодня то же не мало), а на крыше стоит хорошо настроенная Си-Би антенна, то можно спокойно поставить усилитель RM KL200\203\300\500.

Для того, что бы спокойно общаться по району или большому городу в режиме АМ или FM на Си-Би диапазоне – этих усилителя вполне хватит. Они так же подойдут для любителей дальних связей в SSB режиме в окрестностях частоты 27.555МГц и 27.200МГц. А вот если мы хотим вещать на всех КВ-диапазонах с хорошим качеством сигнала, то усилители RM KL200\203\300\500 тут уже не подойдут. Главной особенностью усилителей КВ-диапазона, оно же является и главным требованием к усилителю, является их высокая линейность и малые помехи за пределами частот работы. Простые и дешевые усилители RM серии KL, предназначенные для работы на Си-Би диапазоне с FM-модуляцией этим требованиям не отвечают или отвечают, но слабо. Для высокоэффективного усилителя FM-сигнала линейность усиления вообще вредно – КПД усиления сильно падает. Из этого следует ещё один вывод: усилители, предназначенные для Си-Би диапазона обычно не линейны, и имеют высокий уровень побочных 2-5-7-ых гармоник. Получается, что применение усилителей типа RM серии KL в КВ диапазоне без внутренних доработок АБСОЛЮТНО НЕ ДОПУСТИМО! Вторым сдерживающим фактором от применения простых дешевых усилителей является их узкая полоса работы на передачу. Максимальная отдаваемая мощность такими усилителями гарантирована в относительно узкой полосе. Си-Би диапазон ограничивается участком в 2-3МГц, особенно это касается усилителя RM KL200, в котором применена резонансная схема усиления. Все что будет приходить на вход усилителя за пределами полосы 26-28МГц, будет усиливаться, но отдаваемая усилителем мощность начнёт сильно падать. Чтобы не обижать радиолюбителей, контингент которых бесспорно больше чем контингент энтузиастов Си-Би радио, фирма RM разработала специально усилители и для них. За относительно небольшие деньги сегодня можно купить транзисторные усилители мощности, максимально отвечающие нормам по линейности и побочным излучениям. И это ещё не все прелести данных усилителей. Для обеспечения максимального комфорта при использовании усилителей радиолюбителями, схемотехника усилителей так спроектирована, что позволяет свести к минимуму действия по переключению диапазонов и переключению режимов работы приём/передача.

На сегодня, самыми недорогим на рынке и максимально отвечающим нашим радиолюбительским запросам по качеству работы, линейности и уровню побочных излучений, является усилитель фирмы RM HLA – 150 и HLA – 300.

На сайте производителя можно найти последнюю версию мануала на усилитель и схему последней ревизии HLA-150 и HLA-300.

Технические характеристики усилителя HLA-150 и его особенности:


Тип усилителя

КВ

Напряжение питания

12-14 Вольт

Потребляемый ток

24 Aмпер

Входная постоянная мощность

1-10 Ватт

Входная мощность в SSB

2-20 Ватт

Выходная мощность

150 Ватт

Выходная мощность в SSB

250 Ватт (РЕР)

Моды

SSB\AM\FM\CW\PSK\Packet

Предохранители

2x12 Aмпер

Размер

191x290x66 мм

Масса

1.8 кг.

  • Диапазон рабочих частот от 1.8 до 30 МГц.
  • Все виды модуляции в любом диапазоне
  • 2 уровня мощности
  • Автоматическое переключение режима приёма/передачи
  • Вход от внешнего управления режимом приём/передача
  • Ватт-метр
  • Защита от превышения КСВ
  • Автоматическое переключение диапазона работы
  • Ручное переключение диапазона работы
  • 6 диапазонных 2-хзвенных ФНЧ

Технические характеристики усилителя HLA-300 и его особенности:


Тип усилителя

КВ

Напряжение питания

12-14 Вольт

Потребляемый ток

До 50 Aмпер

Входная постоянная мощность

1-10 Ватт

Входная мощность в SSB

2-20 Ватт

Выходная мощность

300 Ватт

Выходная мощность в SSB

550 Ватт (РЕР)

Моды

SSB\AM\FM\CW\PSK\Packet

Предохранители

2x12 Aмпер

Размер

191x290x66 мм

Масса

1.8 кг.

  • Диапазон рабочих частот от 1.8 до 30 МГц.
  • Все виды модуляции в любом диапазоне
  • 2 уровня мощности
  • Автоматическое переключение режима приёма/передачи
  • Вход от внешнего управления режимом приём/передача
  • Ватт-метр
  • Защита от превышения КСВ
  • Автоматическое переключение диапазона работы
  • Ручное переключение диапазона работы
  • 6 диапазонных 2-хзвенных ФНЧ

Дальше будет показано, как состыковать наш усилитель с трансивером Flex-1500 или Yaesu FT-817ND , как это будет работать, какую мощность можно ожидать на выходе.

Для того что бы запустить усилитель совместно с трансивером в минимальном варианте, нам понадобится:

  • Собственно трансивер Yaesu FT-817ND или Flex-1500

  • Усилитель RM HLA 150 Plus

  • Кусок 50-Омного кабеля, длиною 50-70см, с разъёмами PL-259, соединяющий усилитель с трансивером. Длина кабеля не сильно важна, но главное – что бы он имел волновое сопротивление 50 Ом и разъёмы на концах были качественно заделаны.

В самом начале убеждаемся, что трансиверы выдают свою максимальную паспортную мощность. Трансивер Yaesu FT-817ND отдает 4.7 Вата, а SDR Flex-1500 – 4.9 Ватта. Этой мощностью мы и будем качать усилитель.

После этого подключаем усилитель к трансиверу.

Если на корпусе вашего усилителя вдруг не оказалось разметки куда подключать трансивер, а куда антенну, то смотрим внимательно на фото ниже.

Переводим усилитель в полностью автоматический режим ручкой переключателя диапазонов – режим «AUT». Для правильной работы усилителя в режиме SSB-автомат, переключатель задержки реле ставим в положение SSB Delay, выбираем режим нужной мощности.
(Фото)

Если планируется управление усилителем от трансивера, то рядом с антенными разъёмами есть RCA-разъём внешнего управления «PTT». К нему можно подключить педаль или шнур управления от трансивера.
После того как всё шнуры подключены, подаём питание. Усилитель проводит внутренний тест. Об этом свидетельствуют моргающие светодиоды диапазонов на передней панели. Через 10 секунд после включения, если усилитель успешно прошел все тесты, полностью готов к работе.

Для теста подаём на вход несущий сигнал максимальной амплитуды, которую может дать QRP-трансивер в режиме FM. Это мощность чуть ниже 5 Ватт. Этого вполне хватило, что бы раскачать усилитель на всю паспортную мощность.

При подключении к усилителю трансивера Flex-1500 на выходе усилителя имеем максимальную мощность – 150 Ватт и 93 Вата в режиме пониженной мощности усилителя (-3дБ).

Вторым обмеряем комплект усилителя в связке с трансивером Yaesu FT-817ND.

Т.к. выходная мощность у трансивера оказалась немного меньше, то соответственно и выходная мощность с усилителя то же на пару десятков ватт стала ниже. Тут, при входной мощности 4 Ватта, выходная мощность составила всего 132 Ватта.

Т.к. трансивер Yaesu FT-817ND имеет 4 градации мощности, то стало интересно, сколько Ватт выдаст усилитель при «не до раскачке». Оказалось, что при входной мощности 2 Ватта, усилитель способен отдать 80 Ватт, а при входной мощности в 1 Ватт – соответственно выход 33 Ватта.

При использовании усилителя HLA – 300 измеренную мощность пропорционально умножаем на 2.

При максимальной выходной мощности 150 Ватт, усилитель потребляет достаточно большой ток – на чистой нагрузке 50Ом это около 23 ампер. При реактивной нагрузке с КСВ больше чем 1.1-1.3 эта цифра, вероятно, будет выше. Потому при использовании усилителя лучше будет применять блок питания с небольшим запасом по току – 27-30А ампер.

Одним из обязательных условий качественной и безаварийной работы усилителя - это РАБОТА ТОЛЬКО НА ХОРОШО НАСТРОЕННЫЕ АНТЕННЫ. Только при работе на согласованные антенны усилитель способен в долговременном режиме и безаварийно отдать свою максимальную мощность, работать в линейном режиме с минимумом побочных излучений.

В случае использования не диапазонных антенн, или случайных антенн типа «длинная верёвка», лучше воспользоваться хорошим автоматическим тюнером и прибором типа «искусственная земля». Для этого усилителя, например, хорошо подойдёт тюнер фирмы LDG AT-200ProII или MFJ-925\929 Они с лёгкостью выдержат 150 Ватт подводимой мощности и настроят вашу антенну. Кроме того тюнеры LDG могут работать в полностью автоматическом режиме и располагаться удалённо от станции в месте подключения антенны. Искусственная земля может быть как самодельной, так и фирменной, например MFJ-931.

Варианты применения усилителя могут быть весьма разнообразны. Если на крыше уже присутствует простая настроенная многодиапазонная антенна с хорошим кабелем снижения, то усилитель может располагаться непосредственно рядом с трансивером. Главное – обеспечить ему хорошую вентиляцию радиатора и работать на тех диапазонах, где КСВ антенны не превышает уровень 1.3. Интересный вариант применения данного конструктива может быть применён в современном многоэтажном доме. Допустим, у вас нет выхода на крышу, и вы не можете поставить полноценную антенну. Простейшим из вариантов решения данной проблемы остаётся зацепить с окна или с балкона провод на ближайшее дерево. Или это может быть не провод, а антенна Радиал CW40100 или Радиал CW80100. Для обеспечения максимального КПД антенны в таком случае, согласующее устройство должно располагаться максимально близко к антенне.

Вот так располагается комплект усилителя с авто-тюнером и импульсным блоком питания у меня на балконе. В качестве ВЧ-заземления используется весь корпус металлопластикового каркаса балкона и труба холодной воды.

Примерно вот так может располагаться комплект, в случае применения антенны Радиал CW40100 или Радиал CW80100.

Кабелем минимальной длины соединяется антенна с тюнером, а из комнаты тянется только кабель для блока питания, кабель управления и кабель ВЧ фидера.

Согласитесь, не особо удобно бегать каждый раз к антенне на балкон и настраивать её на нужный диапазон, особенно если балкон не утеплён на зиму. Зимою на балконе может быть элементарно холодно, даже если балкон застеклён. И в данном варианте очень удобна будет именно такая связка. В уголке на столе, на стеллаже или да же на полу на\под ящиком где-нибудь, может располагаться блок питания и усилитель. Авто-тюнер в таком варианте может быть подключен непосредственно к антенне. Дополнительным плюсом такой связки, является хорошее охлаждение усилителя. Трансивер может при этом располагаться внутри уютного помещения, например на кухне, если у вас квартира маленькая или в комнате, где вы обычно проводите время за трансивером.

Другим вариантом удобного применения является применение данной связки в частном доме. На чердаке под крышей располагается блок питания с усилителем и авто-тюнером непосредственно под вертикальной антенной или длинной линией совместно с симметрирующим устройством. А кабелями снижения подаём раскачку на усилитель и питание.

Данная связка очень подойдёт обладателям маломощных SDR-трансиверов или трансивера Yaesu FT-817ND. Одним из удачных вариантов применения такой связки это универсальный комплект автолюбителя. Усилитель с тюнером могут располагаться в багажнике и быть подключены непосредственно к антенне. Для Си-Би участка подойдёт любая антенна из этого списка, а для КВ совместно с рассматриваемым комплектом особенно хорошо подойдёт антенна MFJ-1966 + крепление MFJ-343 . С помощью тюнера эта антенна будет наиболее эффективно работать в диапазоне 25-30МГц, и с небольшим снижением КПД - вплоть до 14МГц. Так же будут хорошо работать автомобильные антенны типа MFJ-1610\1620\1640. Во время путешествия на стоянке можно обеспечить себе дополнительное приятное времяпрепровождение, если забросить на ближайшее дерево антенну Радиал CW40100. В этом случае имеем хорошую связь с максимальным КПД излучения на всех любительских диапазонах. Есть опыт успешной работы с автомобильными антеннами MFJ и многодиапазонной антенны от «Радиала» во время выезда на радиолюбительский фестиваль «Валдай 2012».

В комплексе, маленький трансивер + усилитель, получаются очень удобные в использовании связки, как в мобильном, так и в стационарном вариантах. Захотели побаловаться QRP – нажали кнопку – выключили усилитель. Нужно поработать на даль – включили усилитель. Нужно удалиться от машины в лес – взяли трансивер в сумочку и вещаем QRP. Уходим домой – отключили кабели от трансивера и забрали один трансивер домой. Дома подключаем к домашнему комплекту усилитель-тюнер и продолжаем общение.
В случае использовании связки в удалённом управлении, очень удобно обеспечивается электромагнитное экранирование и заземление компьютера с трансивером. При правильной разводке ВЧ – кабелей, кабелей питания и заземления вы полностью избавлены от всяческих наводок на компьютер и связанных с этим проблем.

Описанные выше связки трансивер-усилитель-тюнер можно применять не только совместно с трансивером YAESU FT-817 или SDR-трансивером, но и с любыми другими трансиверами с маленькой выходной мощностью. Важно при этом помнить, что бы выходная мощность, выдаваемая трансивером, не превышала 10Вт.

Radioexpert.ru

Эта статья описывает только мнение автора, основанное на большем опыте эксплуатации радиолюбительского оборудования, и не претендует на истину в последней инстанции. Все измерения были проведены на оборудовании в «ООО компания Радиоэксперт» г.Санкт-Петербург 2012

Статьи на тему:

Обзор усилителей RM Italy

Обзор антенных тюнеров фирмы LDG Electronics

Обзор тюнеров от фирмы MFJ

Обсудить статью на форуме