КСВ-метр для VHF, UHF та SHF (WiFi ISM 2, 4ГГц)
WiFi (V)SWR Meter - КСВ-метр - Робимо самі.
WiFi КСВ-метрКоли збирається антена на WiFi діапазон (наприклад, 8dBi колінеар), потрібно завжди перевіряти її характеристики. КСВ-метр для частоти 2,4 ГГц зазвичай дуже важко знайти. Такий прилад, як Daiwa CN-801S занадто дорогий і починає вимірювати КСВ при потужності що підводиться мінімум 500мВт (27dBm), при меншій потужності показання не вірні. Тому і був розроблений проект по створенню в домашніх умовах КСВ-метра на цей діапазон.
Конструкція, наведена на цій сторінці (Voltage Standing Wave Ratio) VSWR-метра, призначена для наступних діапазонів VHF-UHF-SHF: WiFi (802.11b/g), 2м, 70см і 13см (радіоаматорські діапазони).
Пристрій складається із двох частин. Перша RF головка (ВЧ головка. Прим. RW6AVK.) і Друга частина - індикатор (переважно аналоговий).
Прилад запитується від 9 вольтової алкалайнової батареї. Стрілецький прилад служить для зчитування показань VSWR. Один вмикач використовується для живлення. Зелений світлодіод (з малим струмом споживання 2mA) відображає увімкнення приладу. Другий перемикач використовується для вибору режиму вимірювання "повільний" (peak-hold) та "швидкий" (Fast-mode).
Також є потенціометр регулювання чутливості. За допомогою нього налаштовується максимальне відхилення стрілки приладу під час подачі сигналу від WiFi Access Point або від VFO (Від трансівера. Прим. RW6AVK). На RF головку потрібно подавати невелику потужність – від 15 до 20dBm (від 30 до 100мВт)
Ось схема RF-головки. Дуже важливо використовувати SMD компоненти (тирозмір 0805) або ще меншого розміру.
Zx вхід антени. “RF in” роз'ємпідключення WiFi Access Point (ТД) (або іншого джерела, такого як VFO).
Тут показано механічне складання RF головки.
Компоненти (SMD 0805): 49Ω 9 (1%) - 3 10kΩ - 2 10pF - 2 1nF - 1
Роз'єм N-Type - 2 BAT62-03W діод Шоттки (SMD) - 1
Використовується односторонній фольгований склотекстоліт розміром 15x25мм. (Переважно використання іншого матеріалу для частот 2,4 ГГц. Прим. RW6AVK.)
Можна використовувати метод травлення мідної фольги. Але я завжди використовую метод прорізання, наприклад шматком ножівочного полотна по металу.
Встановлюю SMD конденсатори та резистори. Діод Шоттки встановлюється ОСТАННІМ.
Виготовимо "корпус" RF головки - рознімання стягуються між собою за допомогою гвинтів М3 відповідної діни. (Необхідна відстань між роз'ємами визначається металевими втулками, одягненими на гвинти, як варіант. Прим. RW6AVK.)
Припаюємо плату. Акуратно, щоб механічно не деформувати. Обпаюємо плату по периметру до корпусу (маса) та до роз'ємів.
Закріплюємо BNC роз'єм (СР-50. Прим. RW6AVK) на шматочок листового алюмінію завтовшки 1мм і прикручуємо його. Цей роз'єм BNC служить для подачі імпульсного сигналу від другої частини приладу.
Інфо:BNC роз'єм кріпиться на будь-який бік. (Щоб не заважав підключенню RF-головки до досліджуваної антени. Прим. RW6AVK.)
WiFi пристрій передає короткі імпульси. Тому вам потрібно використовувати режим “peak-hold” для перетворення сигналу від RF головки в постійну напругу та подальшої індикації стрілочним приладом. Перетворення відбувається за допомогою чотиривірного операційного підсилювача, наприклад OPAMP або LM324. (К1401УД2 український аналог. Прим. RW6AVK.). OPAMP U1Aстворює 'віртуальну землю' і ділить 9 Вотльтове харчування навпіл.
Напруга, що знімається з RF головки містить пульсуючий DC сигнал (звісно ж не 2.4ГГц). Тривалість імпульсів повинна бути в межах 0.2-0.5ms - виставляється за допомогою установки повторення передачі SSID (маяка), який ви самі повинні встановити в точці доступу. Ці імпульси напруги призводять до розбалансування моста вимірювальної частини приладу.
Потенціометр "ЧУВЧИСТЬ" використовується для відхилення стрілки приладу на всю шкалу при повному розбалансованому мосту (при замкнутому накоротко Zx роз'єм). Максимальний КСВ не повинен бути більше 1:2, таким чином Ви не повинні знищити свою ТД ;-)
OPAMP U1B формує peak-hold сигнал на наступних компонентах діод D1, C3 та R5. U1C та U1D буферизує сигнал для вимірювання. Інтервал для вимірювання стрілочним приладом обмежений +1.2/-0.6 Вольт за допомогою діодів 1N4148.
Перемикач S2 шунтує діод D1. Коли перемикач S2 замкнено, елемент OPAMP U1b просто буферизує сигнал. Перемикач S2 повинен бути замкнутий, коли проводиться вимірювання КВС на аматорських діапазонах. При вимірюваннях WiFi, S2 має бути розімкнений. OPAMP U1D для регулювання напруги. Це необхідно для компенсації струму витоку D1.
Виготовлення навантаження 2,4ГГц:І так, робимо навантаження для частот 2,4ГГц. Це навантаження нам необхідне для калібрування VSWR-метра. Використовувати тільки якісні роз'єми N-type і два SMD 0805 або 1206 100 Ω (1%) резистора. Припаюємо резистори безпосередньо до центрального контакту роз'ємів, використовуючи шматочки мідної фольги необхідного розміру для підключення резисторів до маси роз'ємів. Точність використовуваних компонентів навантаження дає показання VSWR 1:1,01 @ 2,4GHz.стандартним навантаженням заводського приладу (Narda Model 370 DC-18GHz навантаження). Таким чином, можна відкалібрувати наш міст 1:1,00. Максимальна потужність, що підводиться, повинна бути 0,5 Вт.
Використовувати роз'єм N-Male/N-Male для навантаження.
Градуювання шкали приладу наведено у таблиці. Після цього можна зчитувати показання VSWR безпосередньо із приладу.