Filtr Helikalny na 144MHz

[SQ5KVS]

Hej.
Zbudowałem filtr helikalny na pasmo 2m. Założenie było takie - fśrodkowa ~ 144MHz, pasmo ok 3MHz (nie krytyczne), zafalowania rozsądne (<1dB), 50 omów impedancja.
Wyliczyłem wszystko programem Helical. Pociąłem, doszlifowałem laminat (dokładność komory to jakieś 0.2mm , nawinąłem, polutowałem. Wiadomo że trzeba będzie podstroić - cudów nie ma - dorobiłem stroiki (mosiężne śruby grzybkowe).
I wyszło takie cuś (przepraszam za nieostre, sonda z Rigola jest jako prowizoryczna antena jak sprawdzałem czy na SDRze coś słychać). Oczywiście do pomiarów zamknąłem komorę):

Wygląda ładnie.
No to trzeba wrzucić na analizator. Wyszło tak:

Hmm.. Co nieco za szeroko i straszny dół. Popatrzyłem w program Helical i faktycznie za duży prześwit między komorami wyszedł. No to go zwęziłem (trochę prowizorycznie, ale na miejscu):

Lepiej!
Jakie jest tłumienie odbicia?:

Brzydko. Podstroiłem:

Lepiej. Ale słabe tłumienie odbicia. SWR:

Hm.. Symetrycznie. Ok. Ale SWR między 2~3 to trochę mi się nie podoba...

No i pytanie do kolegów którzy mają większą praktykę. Z czego wynika taki słaby SWR (o instrument się nie martwcie, R&S). Niedopasowania impedancji wejścia do projektowanej komory? Czyli zmienić miejsce odczepu? Za małe sprzężenie z we/wy?

Załączę jeszcze plik z Helicala, żeby było widać co miało być (tam chyba jednak troszkę namieszałem)

Pozdrawiam

[SQ4AVS]

Zmień położenie odczepu

[SQ5KVS]

Ok, tylko czemu Helical źle policzył? Odczep jest dobrze. A helical (zapomniałem o tym wspomnieć) policzył też że rezonans bez pojemności będzie ~144MHz, a tym czasem tak jak jest wypadał on gdzieś koło 170MHz. Czy ktoś liczył Helicalem i ma takie doświadczenia?

[SP9FYS]

Odczep niekoniecznie jest ustawiony dobrze. Prawdopodobnie nie bierzesz pod uwagę długości odcinka cewki do masy. Wskazywałoby na to nadkrytyczne sprzężenie filtra (głęboki dołek).
Może spróbujesz coś takiego: http://ok1uga.nagano.cz/trv_pp144.html.
Konstrukcja jest powtarzalna. Ja zrobiłem 3 obwodowy filtr helikalny z tego linka http://ok1uga.nagano.cz/pp144.htm, praktycznie bez poprawek. Nie było absolutnie żadnych problemów wykonawczych chociaż filtr bardziej skomplikowany. Zastosowałem kondensatory Johansson, sprzężenie zamiast blaszki - z drutu Cu/Ag fi2mm (blaszka trochę sprężynuje, drut jest bardziej stabilny).
Mam pomiary wykonanego filtra; jak jest zapotrzebowanie to wrzucę na wątek.
R.

[SQ5KVS]

Mam lepszą fotkę:


Jeśli Helical źle policzył indukcyjność i długość linii to by się zgadzało że impedancja linii jest za mała. Wtedy faktycznie musiałbym "podnieść" odczep nieco wyżej.
Tylko czemu Helical miałby źle liczyć - skoro ludzie go polecają..
Z drugiej strony inne programy faktycznie liczą inaczej. Ten online kalkulator liczy zupełnie inne wartości dla tych samych parametrów wejściowych:

Z kolei jak w nim zwiększę zafalowania do 0.8dB to wychodzi dość podobnie jeśli chodzi o impedancję ale więcej zwojów:

I weź bądź mądry

---

Dzięki za poradę.

(12-04-2019 12:31)SP9FYS napisał(a):  Odczep niekoniecznie jest ustawiony dobrze. Prawdopodobnie nie bierzesz pod uwagę długości odcinka cewki do masy. Wskazywałoby na to nadkrytyczne sprzężenie filtra (głęboki dołek).

Hej. To że jest nadkrytycznie - pierwotnie - zdałem sobie z tego sprawę dość wcześnie bo faktycznie dół jest spory. Ale pozostałe zrzuty są już ze zredukowanym prześwitem który jeszcze mogę zawęzić. Źle odczytałem to co Helical mi wyliczył (on mówił o szczelinie 24mm a ja dałem przesłonę 24mm). Więc mogę sobie zredukować sprzężenie aż będę miał filtr jaki chcę - prawie -bo mnie bardziej martwiły dwie rzeczy - że musiałem aż tak dociągać pojemnością oraz SWR >=2 w paśmie przenoszenia co znaczy (zapewne) że odczep nie przystaje do impedancji tejże linii.

[SP9FYS]

Tak wyglądają pomiary mojego filtra helikalnego z zapodanego linka:

Na wejściu analizatora był zapięty zewnętrzny tłumik 10dB (att. wewn. tłum. 0dB). Tłumienie "netto" nie przekracza 1,5dB.
Charakterystyka SWR w pasmie przenoszenia ma zafalowanie 1,2-1,6 które dobrze pokrywa się z zafalowaniem filtra. Mam te obrazki ale zapomniałem w którym kompie ;( - to było dość dawno... Zafalowanie swr uznałem za do przyjęcia tym bardziej, że filtr jest poprzedzony we wzmacniaczu przez tłumik 6dB.
Pomiary wykonał Mariusz SP9HSQ.

[SQ5KVS]

Hej, dzięki. Zawsze to fajnie jakieś praktyczne pomiary Filtr wygląda bardzo dobrze, rozumiem że ta granatowa linia to tłumienie odbicia. Widać że trzy-obwodowy. W planach mam zmienić nieco parametry linii długiej - tzn nawinąć 9-10 zwojów i mniej rozciągniętych, a potem "strzyc" na właściwą długość. Zakupiłem też dłuższe tulejki mosiężne więc strojenie będzie bardziej "pewne" - stety - niestety nie mam (i nie zakładałem że będę je kupował) tych kondensatorów do strojenia jakie Ty użyłeś

[SP9FYS]

(15-04-2019 13:09)SQ5KVS napisał(a):  ..., rozumiem że ta granatowa linia to tłumienie odbicia. Widać że trzy-obwodowy. ...
----------
... niestety nie mam (i nie zakładałem że będę je kupował) tych kondensatorów do strojenia jakie Ty użyłeś

Ta granatowa linia to nie tłumienie odbicia, lecz naniesiona na na charakterystykę w szerokim paśmie - charakterystyka w paśmie przenoszenia. Wartości tłumienia dla niej są po lewej stronie osi pionowej. Żeby uzyskać rzeczywistą wartość tłumienia w paśmie trzeba odjąć 10dB ze względu na podpięty zewnętrzny tłumik. (wychodzi ok. 1,2dB w środku pasma). Podziałka częstotliwościowa 1MHz/dz. dla tej charakterystyki. Dla szerokiej charakterystyki - 10MHz/dz. (zakres pomiaru 100-200MHz)
Return Loss niestety nie była zrobiona a charakterystykę SWR mam skompilowaną z pomiarów impedancji (chyba jednak ją odszukam).


Użyłem kondensatorów Johanssona kupionych za nieduże pieniądze od sp7dyn na znanym portalu; było warto!
Uwaga konstruktorska;
przymierzałem się do zrobienia filtra w wersji kanonicznej, czyli z przegródkami wyliczonym w ELSIE ale po analizie projektu doszedłem do wniosku, że będzie to raczej trudne ze względu na krytyczny wpływ gabarytów przegród na kształt charakterystyki i impedancji filtra. Filtr z czeskiego linka zrobiłem jako wprawkę ale okazał się tak dobry, że zrezygnowałem z projektowanego modelu. Konstrukcję zrobiłem w jeden wieczór, pilnując jedynie technicznej dokładności wykonania (ca. 0,2mm w wymiarach komór) i praktycznie na oko dopasowując nawinięte na wiertle cewki.
_________
Ryszard

edit:
Odnalazłem obrazek z przebiegiem swr helikala:

[SQ5KVS]

Faktycznie, palnąłem z tym tłumieniem (wszystko mi się zgadzało poza tym że powinno iść do góry a nie w dół).
Z kilku rzeczy które wczoraj zmierzyłem mam wnioski:
Wymiary super dokładne nie są aż tak istotne (tzn są ale myślę że nawet 1mm jest ok).
Impedancja komory jak dla linii długiej zależy od pierwiastka (L/C). L to indukcyjność naszego drutu a C to pojemność cewki z komorą.
Przegrodę warto mieć regulowaną choćby w postaci kawałka miedzianej blaszki którą lutujemy w kilku punktach, jak filtr osiągnie wymagane parametry to się przylutuje na stałe
Jeśli tylko można to trzeba dobrać odczep na max tłumienia odbicia w paśmie przenoszenia.
Warto nawinąć zwój - dwa więcej - łatwiej obciąć kawałek drutu niż go sztukować.
Ważna jest stabilność mechaniczna - drugi koniec cewki musi być umocowany. Ty masz do kondensatora, ja przylutowałem do kawałka laminatu ("słupka"). Inaczej może się rozstroić w transporcie a widać też fajnie efekt mikrofonowania (po trzepnięciu filtra wykres "pływa" przez chwilę).

[SQ5KVS]

Ok. Filtr przemodelowany. Więcej zwojów, zaczepy posprawdzane, wieczko tak zrobione (zakładki z folii Cu) tak zrobione żeby można było założyć wieczko i mierzyć.
Wyszło tak:
Przenoszenie:

Odbicie S11,

I SWR, rewelacja:

Niestety odbicie S22 gorsze:

No i SWR S22 też (ale nie ma tragedii):

Na koniec wykres kołowy, bardzo fajny


A, i jeszcze - o czym takie sztubaki jak ja zapomniały - to jest linia długa. Rezonator na nieparzystych wielokrotnościach ćwiarki.. Więc..:


Trochę mnie martwi ten nieładny wsp odbicia z drugiej strony - zastanawiam się czy jeszcze poprzekładać odczepy..

Teraz jestem mądrzejszy o kilka rzeczy:
Jak pisał kolega, kondensatory dobrze kupić w sklepie. Odpada część problemów mechanicznych
Im mniejsza pojemność potrzebna do strojenia tym lepiej... Ale jest minus - linie "dostrajane" większą pojemnością mają rezonanse w innych miejscach niż nieparzyste wielokrotności (co może być zaletą jeśli to np. do toru nadawczego itp). Pisał o tym Bieńkowski (ale ja go nie czytałem PRZED tym zanim zacząłem modelować filtr )
O ile stabilność komory nie ma ogromnego wpływu na przenoszenie o tyle ma ogromny wpływ na współczynniki odbicia (a to dlatego że odbicie -20 czy -30dB to są już małe wielkości, których na przenoszeniu zwyczajnie nie widać), widać dotknięcie palcem z drugiej strony.

EDIT:

No i okazała się ciekawa rzecz.. Zawsze to co z analizatora jest na wyjściu 1 ma lepsze odbicie niż na wyjściu 2. Nawet jak zamienię wejścia w filtrze. Czyli nawet R&S nie jest idealny...