ARLA/CLUSTER: Cavidades ressonantes

[Fernando Dinis Silva]

Palavras para quê só do amigo Mourato he...he...he
Pelos vistos o teu sono era bem pesado 6 cavidades, bom o que se sabe
é que conseguiste fazer o possível para as meteres a trabalhar, uma
coisa é certa não é só preciso de um bom laboratório mas sim de uma
grande cabecinha na área da Electrónica e uma coisa que se  chama
gosto pela matéria. hehe he
Fica bem 73
CT1DZ

2010/11/20 Carlos Mourato <radiofarol  gmail.com>:
> Caros colegas
> Como a necessidade faz o engenho, por vezes temos que queimar uns neurónios
> na busca de uma solução, que substitua o trabalho efectuado por equipamento
> de fábrica, que neste caso é carissimo. Prentendo eu evitar a compra de um
> duplexer de VHF, para utilização num repetidor da ARLA, com uma só antena e
> um só cabo. É por demais sabido que um duplexer de fábrica custa uma pipa
> das grandes de massa, e se for de uma marca conhecida facilmente atinge os
> 2000 euros. Para uma associação que vive de cotas dos associados (ainda por
> mais de apenas alguns) é uma despesa quase insuportável. Nesse caso, temos
> que meter mãos à obra, e aproveitar as "latinhas", mais ou menos
> apropriadas, que alguns colegas conseguem "salvar" de irem parar a algum
> parque de sucateiros. Foi esse o caso que vos trago aqui.
> Um colega nosso, conseguiu 6 cavidades de umas QRGs dos "passarinhos", que
> estavam condenadas a qualquer parque de sucatas, e ofereceu-as à ARLA. Estas
> cavidades têm 10cm de diâmetros e cerca de 90cm de comprimento. Como bom
> "latoeiro", logo peguei no respectivo material e fiz os primeiros testes de
> sintonia. Desde o "pistão" no máximo de comprimento até à posição minima,
> fiz medidas de frequência de ressonância. Fiquei contente de verificar, que
> a sintonia ia facilmente dos 110MHz até aos 150 MHz...Boa!!
> Isto está a correr bem! Sintonizada a "bazuca" nos 145MHz, vamos ensaiar a
> banda passante a -6dB, fazer alguns testes mecânicos etc! Logo verifiquei
> que a banda passante, e porque estas cavidades estavam a funcionar como
> filtro passa banda e não em repetidores, era larga,,,Muito larga!! 1MHz a +
> ou - 6dB. Apresentando um ATT na banda passante de cerca de 0.8dB. Calma que
> logo resolveria este ponto, até porque as loops são ajustáveis. A segunda
> fase foi tentar cortar a "bazuca", pois quase um metro de tubo de cobre de
> 10 cm não dava muito jeito. Levada a "botija" a uma máquina adequada, pois
> não cabia num torno, lá cortei a cavidade de modo a ficar apenas com 22,5
> polegadas de comprimento, que é a medida standar para 2m. Esperava que essa
> alteração de comprimento, e a remoção da tampa inferior alterasse
> completamente a sintonia da cavidade, mas para espanto meu, não alterou
> nadinha! É de salientar, que no elemento de sintonia interior (o tal pistão)
> não alterei nada, devido ao comprimento ser adequado aos 2m. O comprimento
> do tubo exterior, se for maior que o interior, não conta para a sintonia. A
> tampa de baixo tambem não. No caso, as cavidades eram aberta e assim ficaram
> (apenas tapadas com uma tampa de plástico ) Assim cortadas e devidamente
> limpas a 6 cavidades, passei à fase de testes.
> A minha ideia era construir um duplexer, com cavidades apenas passabanda (
> como tal sem vari-notch) e que me dessem um isolamento adequado entre a QRG
> de emissão e a de recepção, com o minimo de ATT na banda passante de ambas
> as frequências. Ora esse isolamento depende da potência a utilizar no
> emissor, e trabalhar com emissor de 1 watts não é o mesmo do que trabalhar
> com 40 ou 50w. Um emissor com 50w pode provocar ruido de fase de -60dB a
> 600, o que para um receptor com uma sensibilidade de -120 dBm é um sinal
> fortissimo. Não contando com a desensibilização do receptor, para ter uma
> recepção limpa, teremos que atenuar mais 60dB o sinal do emissor, para obter
> os tais -120dB. O melhor é atenuar mais uns "pósinhos" para não ficar "á
> pele" e depois com os sinais fracos dar problemas. Para um emissor até 25/30
> watts, consideremos que uma ATT da frequência oposta em 75/80dBs já é
> adequada.
> No entanto, para obeter estes resultados sem atenuar fortemente a frequência
> 600KHz ao lado é uma façanha que requer mais do que uma simples cascata de
>  3 filtros passabanda. Claro que os meus primeiros testes foram mesmo medir
> o circuito de 3 destas cavidades em série, e ajustar para a melhor
> selectividade, tendo como limite de atenuação na banda passante 1,5/2.0 dBs.
> Logo pude observar que os resultados foram pobres. A atenuação era já de 1,8
> dBs, na banda passante e a 600Khz ao lado não passava dos 30dB. Muito pobre
> para o fim que eu pretendia. Ainda teria de subir mais uns 45/50dB de
> atenuação, no deep, e sem aumentar a ATT na banda passante. Era uma tarefa
> tipo "missão impossível", já que o tipo de filtro, sem um sistema de
> vari-notch, não me permitia fazer muito mais. no entanto não desanimei e fiz
> outros testes com outras configurações. Comecei por colocar uma cavidade em
> bandapass, aproveitando outra em configuração reject-band utilizando apenas
> um dos loops e removendo o outro. depois de medir, verifiquei que a ATT a
> 600kHz era agora cerca de 40dB e a ATT na banda passante pouco subiu. Boa!!!
> A coisa estava a compor-se. Vai de preparar outra cavidade para reject-band,
> removendo-lhe um dos loops e ligar mais esta com um troço de cabo de 1/8 de
> onda. E com esta configuração já obtinha cerca de 60dB de atenuação no deep,
> mas o problema era que a atenuação da banda passante já ia nos 3dBs. Depois
> de ajustar a acopulamento dos loops não obtive os resultados que desejava. A
> atenuação no deep ainda não era suficiente, ao passo que na banda passante
> já era demais. desanimei, arrumei a tralha e pensei "por agora é
> tudo...depois se vê"...A noite, ao deitar-me a minha cabeça estava "cheia de
> cavidades, notchs, loops atenuações". Não dormia a pensar naquilo. Que raio!
> Tinha que ter uma ideia!!! Não justificava uma transformação completa das
> cavidades para lhe aplicar um vari-notch...Mais valia fazer uma nova. Até
> que me veio à cabeça, um principio da fisica, mas que eu nunca vi aplicado a
> estes casos de cavidades. Podia ser uma "palermice", mas tambem nada custava
> experimentar. A minha ideia era pegar num pouco do sinal de saida, e aplicar
> na cavidade anteriror, mas desfasado 180 graus, com a finalidade de anular a
> frequencia do deep, ajudando assim a atenuação nessa frequencia. Quando tive
> disponibilidade. agarrei-me ao "assunto", "vasculhei" internet, livros
> paginas web e tudo o que podia ter informação sobre isso, mas
> nada...Nadinha! nem uma letra sobre cavidades com feedback. Não acreditei
> muito na minha ideia, mas tambem nada custava testar. Assim, coloquei os
> loops que tinha retirado das cavidades que estavam em reject-band, com a
> finalidade de retirar do loop da cavidade de saida, uma porção de RF para
> alimentar o loop da cavidade intermédia. Assim fiz!...Liguei o analizador, e
> apareciam uns 3 deeps, o que indicava que algo se tinha alterado com aquela
> ligação que eu acrescentei entre os dois loops. Comecei a afinar
> pacientemente as frequência de ressonância das cavidades, que foram
> alteradas com a reposição dos loops, de modo a fazer coincidir os
> deeps...Eureka!!! a ATT já era agora de 70dBs e o melhor é que se notava uma
> diminuição da atenuação na banda passante, que era agora de 2 dbs. O tal
> feedback estava a resultar!!! fiquei animado...quase sorridente! Agora havia
> de explorar a situação. Ajustei cuidadosamente o acopulamento dos loops do
> feedback rodando-os em relação ao tubo extensivel da cavidade,
> resintonisando a cavidade a cada "mexidela", e os resultados eram cada vez
> melhores. estava no bom caminho. depois de muito trabalho e de muito mais
> paciência, conseguia chegar ao resultado de atenuação do deep mais de 85dbs
> e a ATT de banda passante menor do que 2 dB. Em certa altura atingi mesmo os
> 100dBs de atenuação no deep, mas já era uma sintonia muito critica, de modo
> que estabilizei pelos 85dBs. Penso que o efeito é o principio do
> multiplicador de "Q" muito usado antigamente para aumentar a selectividade
> dos receptores. No entanto nunca vi na net nem em livros nada descrevendo
> este principio aplicado a duplexers. Como tal, atrevo-me, e até literatura
> em contrário, a batizar  este sistema de "NOTCH REFLEX"...Se encontrarem
> algo sobre feedback em cavidades ou filtros passivos de RF informem-me.
> Este sistema, preencheu os requisitos de filtro adequado a ser usado na
> parte re recepção, acrescentando até alguma caracterisca passa banda à
> frequência de minima atenuação que se situa abaixo da frequência do deep.
> Este aspecto muito importante nos duplexers, depende da reactância da
> cavidade. Se esta é inductiva, então o deep é acima da banda passante, se a
> reactância é capacitiva, será abaixo. Como está, serve perfeitamente para o
> lado do receptor ( num duplexer o filtro de RX deve atenuar ao máximo a
> frequencia de TX e o de TX a frequência de RX ), pois deixa passar neste
> caso os 145.100 Mhz e atenua 85dB os 145.700Khz. Para o filtro do emissor,
> precisa de ser ao contrario. Isto é: Precisa deixar passar os 145.700 e
> atenuar ao máximo os 145.100kHz. Como na parte do emissor não é necessário
> uma caracteristica de passa banda, decidi ligar 3 cavidades e reject-band, e
> ver o efeito. A atenuação obtida foi de 70 a 80 dbs, mas a pendente de
> pass-band  era como no caso do receptor antes do deep o que não podia ser.
> Alem disso a ATT de banda passante já era de 3 dbs, embora no lado da
> emissão isso não seja muito importante, pois pedemos controlar a potencia do
> emissor. Tais factos representavam uma componente inductiva na cavidade que
> tinha que ser anulada. Assim, peguei numa cavidade, retireilhe o loop e
> olhei para ele, pensando numa maneira de cancelar a componente inductiva.
> Como os loops não são muito grandes. devem ter uns 5cm de comprimento a
> inductancia tambem não devia ser muita, e pensei que talvez colocar um
> condensador em paralelo com o loop, pelo lado de dentro da cavidade podia
> ter algum resultado. Assim fiz. Coloquei um trimer e fiz testes. com
> capacidades acima de cerca de 25 pF começava a notar-se uma melhoria na
> banda passante e já acima do deep, aumentei varias vezes a capacidade do
> trimer e cheguei ao ponto em que a atenuação já era maior. Depois de varias
> medidas, obtive o valor de 47pF a colocar em paralelo com o loop. Um belo
> deep e uma atenuação da banda passante de apenas 0,8 dBs...E acima do deep,
> o que era necessário para a emissão. Depois de colocar os 3 filtros em
> cascata, e de ajustar cuidadosamente o sistema, obtive cerca de 90dB de deep
> com uma atenuação de 1,5 dB na banda passante. A funcionar correctamente,
> este conjunto permitirá que um repetidor até 50 watts, funcione apenas com
> uma antena.
> Assim terminei por agora as minhas "investigações e divagações" sobre
> filtros passabanda, duplexers, notchs, etc!! Os resultados foram muito bons!
> a fase seguinte vai ser juntar tudo dar os ajustes finais, e testar em
> campo. Até lá fiquem com este longo e-mail. depois darei mais noticias sobre
> o assunto.
> Peço desculpa por uma das fotos estar muito desfocada, pois tirei-a com o
> telemóvel enquanto puxava a alavanca da máquina para cortar o tubo de cobre
> da cavidade. Fica a ideia de como cortei a "bazuca".
> 73 de CT4RK
>
>
>
> --
> Best 73 from: regards from: CT4RK Carlos Mourato - Sines - Portugal
>
>  Warning
> Save the Radio Spectrum! Eliminate Broadband over Power Line.
> Salve o espectro electromagnético!. Não use a rede electrica para transmitir
> dados. Os "homeplugs power line" e a tecnologia "power line" causa fortes
> interferencias noutro serviços sem voce se aperceber. Diga não à tecnologia
> power line. Proteja o ambiente electromagnético. Utilize tecnologia de redes
> sem fio, denominadas wireless.
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> _______________________________________________
> CLUSTER mailing list
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