При одновременной работе нескольких любительских передатчиков на нескольких диапазонах (например, в соревнованиях, в группах multi-two или multi-multi) в условиях ограниченной площади антенного поля возникают большие взаимные помехи.
Причин две: гармоники и шумы передатчика.
Итого: излучение передатчика на диапазонах выше рабочего надо давить очень сильно (гармоники), а на диапазонах ниже рабочего ослабление может быть не столь столь большим (шумы).
Для борьбы с этими помехами используют диапазонные полосовые фильтры, выполненные на мощных катушках и конденсаторах, включаемые на антенну каждого диапазона.
Решение хорошее, но у него есть и недостатки. Нагруженная добротность контуров в таких фильтрах около 10. Следовательно, реактивная мощность конденсаторов должна быть вдесятеро выше пропускаемой. Ну, киловаттные конденсаторы на 100 Вт передатчика найти можно. Но на 10 кВар для передатчика 1 кВт – это уже весьма проблематично и дорого. Во-вторых, даже при очень качественных деталях нереально сделать потери меньше 0,6 дБ (здесь и далее указываю честные потери, в самой худшей точке диапазона) в полосовых фильтрах 3-го порядка (а меньший порядок нас не интересует - не даст хорошего подавления). А это 150 Вт в тепло из проходящего киловатта. И мощность жалко терять, и фильтр перегреется.
Поэтому обычно используют режекторные фильтры. В них, в отличие от полосовых резонансы идут на частотах других диапазонов, где РА по определению дает не киловатты, а милливатты. Поэтому конденсаторы могут быть очень простыми и недорогими.
Наиболее часто используют режекторные фильтры на четвертьволновых отрезках коаксиала. Но с коаксиальными резонаторами на любительские диапазоны есть проблема. В отличие от ТВ режекторов, на КВ уйдет очень много хорошего кабеля. Посчитаем: при работе на одном КВ тестовом диапазоне надо режектировать 5 остальных. Да еще желательно на соседний использовать два режектора. Получается, что если мы работаем на 80 м, то потребуется ~50-ти метров коаксиала для режекции 160, 40, 20, 15 и 10 м. Это на один фильтр. А на несколько, разных диапазонов?
Самыми лучшими в смысле характеристик (наибольшее подавление ненужных диапазонов, минимальные потери в рабочей полосе, минимальный КСВ в ней же, разумные затраты) имеют режекторные фильтры на LC-элементах. Однако, если проектировать их "строго по науке", то получится около двух десятков номиналов конденсаторов, причем нередко не совпадающих с номинальным рядом (а это значит, что их придется набирать из нескольких). Неудобно.
Ниже приведены схемы, характеристики и файлы моделей фильтров диапазонов 160, 80, 40 и 20 м, в которых использованы только три номинала конденсаторов: 1000 пФ, 390 пФ и 100 пФ. Потери во всей полосе каждого из диапазонов не превышают 0,1 дБ (т.е. 25 Вт из 1 киловатта проходящей мощности).
Фильтр 160 м. Его схема показана на рис.1, модель в формате RFSimm99. Резонансные частоты режекторов указаны красным.
На рис. 2 приведены:
Параметры фильтра 160 м:
Фильтр 80 м. Его схема показана на рис.3, модель в формате RFSimm99. Резонансные частоты режекторов указаны красным.
На рис. 4 приведены:
Параметры фильтра 80 м:
Фильтр 40 м. Его схема показана на рис.5, модель в формате RFSimm99. Резонансные частоты режекторов указаны красным.
На рис. 6 приведены:
Параметры фильтра 40 м:
Фильтр 20 м. Его схема показана на рис.7, модель в формате RFSimm99. Резонансные частоты режекторов указаны красным. В этом фильтре в отличие от всех предыдущих на входе установлен ФВЧ, сильно ослабляющий диапазоны 160 и 80 м. В диапазоне 40 м затухание этого ADN невелико, поэтому на этот диапазон добавлен входной фильтр-пробка.
На рис. 8 приведены:
Параметры фильтра 20 м:
Фильтры собраны в отдельных коробках и включены в разрыв кабелей соответствующих диапазонных антенн.
Для мощности передатчиков по 1 кВт конденсаторы пленочные на рабочее напряжение >500 В и реактивную мощность от 500 ВАр (т.е. простые и относительно недорогие пленочные конденсаторы), кроме всех конденсаторов 100 пФ фильтра 20 м – эти должны выдерживать до 1кВАр. Если подходящих по мощности конденсаторов найти не удается, то можно использовать батареи из копечных ширпотребных FKP, имеющих допустимую реактивную мощность 125 Вт: каждый из 500 ВАрных конденсаторов фильтров набирается из 4-х маломощных, а 1 кВАр-ные – из 8-ми.
Все катушки бескаркасные из провода 1,5 мм. При расчетах, учитывайте уменьшение индуктивности из-за влияния корпуса.
Настройка фильтров делается растяжением-сжатием катушек, до получения требуемых режекторных частот.
При работе с фильтрами будьте очень внимательны: если случайно на диапазонный фильтр дать сигнал другого диапазона, то выгорят конденсаторы режектора, соответствующего этому диапазону. Причем выгорят уже при мощности в несколько десятков ватт: добротность режекторов больше 100 и во столько раз возрастает на конденсаторе реактивная мощность. Разумнее всего использовать автоматику, блокирующую возможность ошибочного включения диапазона.