Tapahtumia ja kertomuksia

Duplex-suotimen rakentaminen

Kerhomme sai lahjoituksena käytöstä poistettuja Nokian valmistamia linkkiradion duplex-suotimia. Näitä kymmenen megahertzin erotukselle rakennettuja suotimia ei voi sellaisenaan käyttää radioamatööritoistimen suotimena, koska meillä käytössä oleva toistinerotus on vain kaksi megahertziä.

Duplex-suotimen tehtävä on eristää toistimen oman lähettimen perustaajuinen signaali ja kuuntelutaajuudelle osuvat harhalähetteet vastaanottimessa sellaiselle tasolle, että heikkojenkaan signaalien vastaanotto ei häiriinny. Yhteistä antennia käytettäessä riittävä isolaatio on 80-100 dB käytetystä lähetystehosta riippuen. Erillisiä antenneja käytettäessä suotimen vaimennus voi olla 30-40 dB vähemmän.

Seuraavassa kuvassa on rakentamani duplex-suodin Tait TB8100 FM-toistimen päällä. Kuvan laitteisto on kerholla koekäytössä. Lähetystaajuus on 434,950 MHz ja FM-modella on käytössä aliääni CTCSS 103,5 Hz sekä vastaanotossa että lähetyksessä. Toistimen lisälaiteporttiin on kytketty MMDVM-kortti, mikä mahdollistaa DMR-yhteydet.

2021 03 27 14.37.42

Näitä suotimia on käytetty radioamatöörien puhetoistimissa jo 1990-luvulla. Sain Vililtä OH5GE hyviä vinkkejä suotimen rakentamiseen, virittämiseen ja mittaamiseen. Yksi rakennusohje löytyy OH3TR:n sivustolta. Yritin rakentaa suodinta näitä ohjeita soveltaen, mutta en päässyt tyydyttävään lopputulokseen.

Mikkelin Hacklabilta oli alkuun lainassa vanha HP:n piirianalysaattori. Homma nytkähti kuitenkin hyvään vauhtiin vasta ostettuani pienen ja edullisen nanoVNA SAA2-N vektorianalysaattorin, jonka avulla yksittäisten resonaattoreiden virittäminen on helppoa. Analysaattorin näytöllä näkyy samanaikaisesti läpäisy- ja paluuvaimennuskäyrä, joiden minimit viritetään 2,0 MHz etäisyydelle toisistaan. Viritys tapahtuu rf-kytkentäluuppien pituutta muuttamalla sekä hakemalla luuppien väliin kytkettävälle kapasintanssille tai induktanssille sopiva arvo.

Alkuperäinen suodin on halkaistu kahtia. Kansien sahaaminen onnistuu vannesahalla. Sahatessa voi ohuen kuparilevyn laittaa kansilevyjen väliin, niin se tulee leikattua siinä samalla oikeaan mittaan. Alumiiniprofiilin alkuperäisessä rakenteessa olevat aukot olen peittänyt ohuella kuparilevyllä, joka sujahtaa kätevästi neliöprofiilin kulmissa olevien kiinnitysurien väliin. Levyä voi hieman taivuttaa kaarelle ja siitä kannattaa tehdä hitusen liian pitkä, niin levyn ja kannen väliin ei jää rakoa ja saavutetaan rf-tiivis rakenne.

Liittimet olen juottanut kaasupolttinta käyttäen pieneen resonaattorin päälle asennettuun tinattuun teräskoteloon, jonka mitat ovat 20 x 20 x 37 mm. Reikien poraamista auttaa koivuvanerista tehdyt sapluunat.

NanoVNA:n näytöstä otetussa kuvassa näkyvät kahden peräkkäin kytketyn onteloresonaattorin läpäisy- ja paluuvaimmennuskäyrät.

2021 03 15 18.25.13

Erillisiä lähetys- ja vastaanottoantenneja käytettäessä saavutetaan riittävä estovaimennus jo kahdella resonaattorilla, mikä pienentää läpäisyvaimennusta ja siten parantaa toistimen suorituskykyä. Näiden resonaattoreiden pienestä koosta johtuvat häviöt ovat sen verran suuria, että neljän resonaattorin kytkeminen sarjaan aiheuttaa noin 6 dB häviöt. Putken fyysistä kokoa kasvattamalla voidaan häviöitä pienentää. Resonaattoreiden välissä olevan kaapelin pituus vaikuttaa paljon lopputulokseen ja sen oikealla mitoituksella voidaan saavuttaa 6 dB lisävaimennus estokaistalla.

Laittamalla ontelon sisään sijoitettujen rf-kytkentäluuppien väliin kondensaattori saadaan suotimesta tehtyä lähetyshaaraan soveltuva filtteri, jonka estokaista on läpäisytaajuuden alapuolella. Vastaavasti kelan avulla saadaan estokaista siirrettyä kuuntelutaajuuden yläpuolelle, jolloin suodin soveltuu vastaanottimen edessä käytettäväksi.

Resonaattorin sisään asennettavien kytkentäluuppien oikeassa mitoituksessa auttaa langan vetäminen tiukasti poran päälle. Viritystä voi "hienosäätää" nyhtämällä lankoja resonaattorin ulkopuolella olevaan rasiaan päin. Vaikutus on joitakin satoja kilohertzejä. Luuppien välissä olevaa kelaa kääntämällä voi viritystä muuttaa joitakin kymmeniä kilohertzejä.

Varsinainen taajuuden virittäminen tapahtuu resonaattorin toisessa päässä olevaa ruuvia pyörittämällä. Ruuvi muodostaa ontelon sisällä olevan kupariputken kanssa pienen kapasitanssin, jonka avulla on toteutettu myös suotimen lämpötilakompensointi. Sisällä olevan kupariputken ja ulkokuorena olevan alumiiniprofiilin pituus muuttuu eri tahtiin lämpötilan vaihtuessa.

NanoVNA:n dynamiikka ei riitä valmiin duplex-suotimen estovaimennuksen mittaamiseen, mittauspiste on on kohinassa. Seuraavasta kuvasta nähdään läpäisyvaimennuksen olevan noin 5 dB. Mittalaitteen antama kohinainen estovaimennus on 90 dB. Tähän ei voi kuitenkaan luottaa, vaan estovaimennuksen todellinen arvo on mitattava paremmalla mittalaitteella.

Lähettimen perustaajuuden ja vastaanottotaajuudelle osuvien harhaläheitteiden riittämätön vaimennus vaikeuttaa heikkojen signaalien vastaanottoa. Vastaanottoa voi haitata myös passiivinen intermodulaatio (PIM). Rakentamani suotimen vaimennus on riittävä, koska 50 watin lähetystehoa käytettäessä ei vastaanotossa havaittu kuuroutumista.

Tässä konstruktiossa on sekä vastaanotto- että lähetyshaarassa kolme päästö/estotyyppistä suodinta ja yksi pelkkä päästökaistasuodin. Päästökaistasuodinta suositellaan käytettäväksi niissä toistimissa, joiden läheisyydessä on muita lähettimiä ja vastaanottimia. Yleensä meidän käyttämissä mastoissa on paljon "rf-saastetta", joten pelkän päästö/esto-suotimen lisäksi on hyvä käyttää käyttämämme taajuusalueen ulkopuolisia signaaleita vaimentavaa lisäsuodatusta niin lähetin- kuin vastaanottohaarassakin.

Seuraavaksi on tässä hyviä linkkejä duplex-suotimista niiden teoriaan ja käytäntöön tutustuttavaksi

http://www.w6nbc.com/articles/duplexer.pdf

http://ve2azx.net/technical/ve2azx-duplexerinfo.pdf 

https://d1jiktx90t87hr.cloudfront.net/185/wp-content/uploads/2016/06/Telewave-Cavity-Tuning-July_2017.pdf

https://oh3tr.fi/~ftp/repeater/filter/70cm/oh8ui/

http://vk4zxi.blogspot.com/2018/04/diy-2m-single-connector-pass-reject.html

73 de Veijo OH4VA

Tulosta Sähköposti

syyskuu 2021
M T K T P L S
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30

Historiaradiot kerholla