КСВ-метр для VHF, UHF и SHF (WiFi ISM 2,4ГГц)

WiFi (V)SWR Meter - КСВ-метр - Делаем сами.

Deze pagina in het Nederlands (Страница на Голландском)

Un misuratore (V)SWR autocostruito (Перевод Итальянский от I1CRA)

WiFi (V)SWR Meter - КСВ-метр - Делаем сами. (Перевод Русский от RW6AVK)

Полностью собранный и настроенный WiFi SWR метр Mk-III для продажи! (Страница на Голландском)

WiFi КСВ-метр

Когда собирается антенна на WiFi диапазон (например, 8dBi коллинеар), нужно всегда проверять ее характеристики. КСВ-метр для частоты 2,4ГГц обычно очень трудно найти. Такой прибор, как Daiwa CN-801S слишком дорогой и начинает измерять КСВ при подводимой мощности минимум 500мВт (27dBm), при более малой мощности показания не верны. Поэтому и был разработан данный проект по созданию в домашних условиях КСВ-метра на этот диапазон.

Поддерка продукта производится на Wireless Nederland форуме

Конструкция, приведенная на этой страничке (Voltage Standing Wave Ratio) VSWR-метра, предназначена для следующих диапазонов VHF-UHF-SHF : WiFi (802.11b/g), 2м, 70см и 13см (Радиолюбительские Диапазоны).

Устройство состоит из двух частей. Первая RF головка (ВЧ головка. Прим. RW6AVK.) и Вторая часть - индикатор (предпочтительно аналоговый).
На фото справа показан WiFi SWR метр Mk-III - третий вариант сборки устройства.

Прибор запитывается от 9 вольтовой алкалайновой батареи.
Стрелочный прибор служит для считывания показаний VSWR.
Один включатель используется для подачи питания. Зеленый светодиод (с малым током потребления 2mA) индицирует включение прибора.
Второй переключатель используется для выбора режима измерения "медленный" (peak-hold) и "быстрый" (Fast-mode).

Так же имеется потенциометр регулировки чувствительности. При помощи него настраивается максимальное отклонение стрелки прибора при подаче сигнала от WiFi Access Point или от VFO (От трансивера. Прим. RW6AVK).
На RF головку нужно подавать небольшую мощность - от 15 до 20dBm (от 30 до 100мВт)

Клик на каждой картинке для увеличения.

Вот схема RF-головки. Весьма важно использовать SMD компоненты (типоразмер 0805) или еще меньшего размера.

Zx вход Антенны.

“RF in” разъем подключения WiFi Access Point (ТД) (или иного источника такого как VFO).

Здесь показана механическая сборка RF головки.

Компоненты:

Компоненты (SMD 0805):
49Ω9 (1%) - 3
10kΩ – 2
10pF – 2
1nF – 1

Разъем N-Type - 2
BAT62-03W диод Шоттки (SMD) - 1

Используется односторонний фольгированный стеклотекстолит размером 15x25mm. (Предпочтительно использование иного материала для частот 2,4ГГц. Прим. RW6AVK.)

Можно использовать метод травления медной фольги.
Но я всегда использую метод прорезания, например куском ножовочного полотна по металлу.

Устанавливаю SMD конденсаторы и резисторы. Диод Шоттки устанавливается ПОСЛЕДНИМ !!!

Изготовим "корпус" RF головки - разъемы стягиваются между собой при помощи винтов М3 соответствующей дины. (Необходимое расстояние между разъемами определяется металлическими втулками, одетыми на винты, как вариант. Прим. RW6AVK.)

Припаиваем плату. Аккуратно, что б механически не деформировать. Обпаиваем плату по периметру к корпусу (масса) и к разъемам.

Закрепляем BNC разъем (СР-50. Прим. RW6AVK) на кусочек листового алюминия толщиной 1мм и прикручиваем его. Этот BNC разъем служит для подачи импульсного сигнала от второй части прибора.

Фото: 450 кБ

Инфо: BNC разъем крепится на любую сторону. (Что б не мешал подключению RF-головки к исследуемой антенне. Прим. RW6AVK.)

WiFi устройство передает короткие импульсы. Поэтому вам нужно использовать режим “peak-hold” для преобразования сигнала от RF головки в постоянное напряжение, и дальнейшей индикации стрелочным прибором. Преобразование происходит при помощи счетверенного операционного усилителя, например OPAMP или LM324. (К1401УД2 Российский аналог. Прим. RW6AVK.)

OPAMP U1A создает 'виртуальную землю' и делит 9 Вотльтовое питание пополам.

Напряжение, снимаемое с RF головки содержит пульсирующий DC сигнал (конечно же не 2.4ГГц). Длительность импульсов должна находится в пределах 0.2-0.5ms - выставляется при помощи установки повторения передачи SSID (маяка), который вы сами должны установить в Точке Доступа. Эти импульсы напряжения приводят к разбаллансу моста измерительной части прибора.

Потенциометр "ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ" используется для отклонения стрелки прибора на всю шкалу при полном разболансированном мосту (при замкнутом накоротко Zx разъеме). Максимальное КСВ не должно быть более 1:2, таким образом Вы не должны уничтожить свою ТД ;-)

OPAMP U1B формирует peak-hold сигнал на дледующих компонентах диод D1, C3 и R5. U1C и U1D буферизирует сигнал для измерения. Итервал для измерения стрелочным прибором ограничен до +1.2/-0.6 Вольт при помощи диодов 1N4148.

Переключатель S2 шунтирует диод D1. Когда переключатель S2 замкнут, элемент OPAMP U1b просто буферизирует сигнал. Переключатель S2 должен быть замкнут, когда производится измерение КВС на любительских диапазонах. При измерениях WiFi, S2 должен быть разомкнут.

OPAMP U1D для регулировки напряжения. Это необходимо для компенсации тока утечки D1.

Изготовление нагрузки 2,4ГГц:
И так, делаем нагрузку для частот 2,4ГГц. Эта нагрузка нам необходима для калибровки VSWR-метра. Использовать только качественные разъемы N-type, и два SMD 0805 или 1206 100Ω (1%) резистора. Припаиваем резисторы непосредственно к центральному контакту разъемов, используя кусочки медной фольги необходимого размера для подключения резисторов к массе разъемов. Точность используемых компонентов нагрузки дает показания VSWR 1:1,01 @ 2,4GHz , сравнивалось со стандартной нагрузкой заводского прибора (Narda Model 370 DC-18GHz нагрузка). Таким образом можно откалибровать наш мост 1:1,00. Максимальная подводимая мощность должна быть 0,5 Вт.

Использовать разъемы N-Male/N-Male для нагрузки.

Градуировка шкалы прибора приведена в таблице. После этого можно считывать показания VSWR непосредственно с прибора.

Шкала (P отклонение стрелки, 1 = FSD):

VSWR	P
1	0,000
1,1	0,048
1,2	0,091
1,3	0,130
1,4	0,167
1,5	0,200
1,6	0,231
1,7	0,259
1,8	0,286
1,9	0,310
2	0,333
2,1	0,355
2,2	0,375
2,3	0,394
2,4	0,412
2,5	0,429
2,6	0,444
2,7	0,459
2,8	0,474
2,9	0,487
3	0,500
4	0,600
5	0,667
6	0,714
7	0,750
8	0,778
9	0,800
10	0,818
Set	1,000

Измерение:
Подключить RF головку к ТД или передатчику (максимальная мощность 200мВт) используя необходимый кабель. Установить передачу SSID сигнала ТД с периодом 100ms или более.

Установить короткозамкнутый разъем на Zx разъем. Отрегулировать резистором ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ отклонение стрелки прибора на полную шкалу.

Проверить на нагрузке балланс моста:
Подключить 50Ω нагрузку к Zx разъему RF головки. VSWR при таком подключении 1:1.0. Установить резистором NULL минимальное показание (ВНИМАНИЕ! шкала прибора начинается с "1", а не с "0". Прим. RW6AVK)
Инфо: для VHF/UHF нагрузка должна быть соответственной!

Инфо: Если необходимо, добавьте конденсаторы на Zx разъеме и в схеме (Смотри схему RF-головки. Прим. RW6AVK.), добиваясь устоучивости моста!
Необходимую емкость можно подобрать при помощи медных треугольничков, такими, какими мы припаивали резисторы нагрузки. (Эти емкости должны располагаться в RF-головке. Прим. RW6AVK.)

Проверка разбалланса:
Присоединить исследуемую нагрузку к Zx разъему RF головки. VSWR должен показывать корректно.

Исследование VSWR у антенны:
Подключить антенну к Zx разъему RF головки. RF головка должна находится в непосредственной близости к антенне, использовать коаксиальный кабель наименьшей длины.

Считываем показания VSWR на индикаторе.