Polski Związek Krótkofalowców http://www.pzk.org.pl/print.php?type=A&item_id=114
Filtry antenowe w urządzeniach krótkofalarskich
Dodane przez SP1THJ dnia 2009-11-10 / 21:34
FILTRY ANTENOWE W URZ
DZENIACH KRÓTKOFALARSKICH
Jak wiadomo każde urządzenie nadawcze ma element zwany wzmacniaczem mocy. To może być
pojedynczy tranzystor, lampa lub zespół lamp ( tranzystorów ) emitujący sygnał do anteny. Jak
wiadomo z teorii i praktyki dotyczącej techniki nadawczej wraz z sygnałem użytkowym do anteny
potrafią się wydostawać sygnały niepożądane stanowiące uboczne skutki formowania sygnału lub jego
przemiany na częstotliwość użytkową. O ile na pasmach roboczych KF i UKF możemy sobie z tym jakoś
poradzić to powyżej pewnej częstotliwości pracy konieczne są filtry dolnoprzepustowe.
Najczęstszym rodzajem zakłóceń są wyższe harmoniczne naszego sygnału. Aby zaradzić ich
występowaniu najczęściej stosuje się filtry typu  PI przy czym zależnie od tego czy końcówka jest
lampowa czy tranzystorowa filtrów tych może być kilka rodzajów. Pierwszy to popularny w nadajnikach
filtr wyjściowy dostrajający antenę do danej częstotliwości roboczej. Jednak w przypadku dużych mocy
nadajnika i dużym nasyceniu otoczenia sprzętem elektronicznym takim jak telewizory ( rzadziej radia )
oraz bardzo słabe antenowe tory odbiorcze, dobre dopasowanie jednej anteny na wielu
częstotliwościach bywa trudne lub wręcz w niektórych przypadkach nie wykonalne z uwagi na
wydostające się z nadajnika wyższe harmoniczne.
Harmoniczne te bywają bardzo uciążliwe dla otoczenia nie tylko podczas odbioru kiedy mamy je
maksymalnie stłumione poprzez pi-filter nadajnika a szczególnie podczas dostrajania nadajnika na falę
roboczą kiedy gałki są dopiero ustawiane na najwyższe wskazania poprzez operatora. Jest jednak na to
rada. Filtry wyższych harmonicznych w takiej lub innej postaci znane są od kilkudziesięciu lat. A budowa
ich jest mniej lub bardziej złożona.
W tym opracowaniu przekażę Państwu materiały ze wszystkich dostępnych dla mnie z
ródeł
zamieszczając schematy i rysunki filtrów oraz wskazówki do ich budowy. Pragnę zaznaczyć że ja jedynie
przytaczam materiały z
ródłowe. A opis zacytowanych przeze mnie układów jest jedynie wzbogacony o
praktyczne wskazówki z mojego doświadczenia.
Pierwszy najstarszy znany mi układ włączany w linię pomiędzy nadajnik i antenę jest opisany w książce
Ryszarda Girulskiego SP5QQ Amatorskie Urządzenia Krótkofalowe
Rys. 1 - Oryginalny rysunek 10-9 według SP5QQ
Jego impedancja wynosi 75 Omów. Wszystkie cewki nawinięte są przewodem miedzianym w emalii o
średnicy 2 do 2,5 mm a średnica cewek wynosi 12 milimetrów przy czym skok uzwojenia wynosi 3 zwoje
na centymetr. Ważne jest że wszystkie cewki powinny być odgrodzone od siebie ekranem ( nie
pokazane na rysunku ) a jak wiadomo ze  sztuki budowlanej  tego typu ekrany powinny być
czterokrotnie większe jak średnica zewnętrzna cewki. Czyli pudełko o boku równym 50mm razy 50mm
długie na 250 mm . Wewnątrz pudełka wykonujemy przegrody umożliwiające umieszczenie po jednej
cewce w każdej przegrodzie. Przepusty wykonujemy wiertłem średnicy 6/8 mm centralnie w środku
każdej przegrody. Następnie wewnątrz każdego otworu umieszczamy izolator w postaci kawałka plastiku
z otworem w środku. Może to być na przykład osłona środkowej żyły kabla koncentrycznego typu RG213
które następnie zabezpieczamy kroplą kleju aby nie wypadły. Po wykonaniu w/w czynności możemy
przystąpić do montażu. Zaczynamy od zamontowania w zewnętrznych ściankach obudowy dwóch gniazd
UC1. Następnie wykonujemy trzy cewki poziome i pozostawiamy cewki L4 i L2 nieco dłuższe aby ich
końce przewlec poprzez właściwe wsporniki izolatory tak aby końce cewek wystawały w sąsiednich
przedziałach. Te końcówki będą stanowiły wsporniki montażowe odpowiednio dla cewek L1 L3 i L5 .
Pierwszą czynnością będzie zamontowanie przejścia od gniazd UC1 do przewleczonych końców cewek L4
i L2 wykonujemy to również drutem miedzianym takiej średnicy jak drut z którego wykonujemy cewki.
Następnie do punktów połączenia cewek L2 i L4 dolutowujemy Końce cewek L1 i L5 . Następnie w
przedziałach skrajnych umieszczamy kondensatory C1 i C4 ale końcówki do masy lutujemy jak najdalej
w narożnikach obudowy jednak tak aby obudowa kondensatora nie stykała się z masą. Można w tym
1 z 4 2011-01-27 09:10
Polski Związek Krótkofalowców http://www.pzk.org.pl/print.php?type=A&item_id=114
celu umieścić go w dodatkowej koszulce izolacyjnej. Następnie lutujemy końcówki cewek z
kondensatorami ( ukośnie do doprowadzenia gniazda UC1 ) Po wykonaniu lutowania w zewnętrznych
przedziałach możemy zamontować cewkę L3 i pozostałe kondensatory.
Należy przestrzegać jeszcze jednej ważnej zasady że w jednym przedziale obudowy może być jedna
sekcja filtra złożona z cewki i kondensatora. Czyli w pierwszym przedziale L1 C1 w drugim L2 C2 W
trzecim L3 C3 W czwartym tylko L4 w piątym L5 C4 . Po prawidłowym zmontowaniu filtra możemy
przystąpić do zestrojenia. Po zwarciu wyjścia i wejścia Odłączamy cewki L2 i L4 i cewkę L1 stroimy na
częstotliwości 50 MHz . Cewkę L3 wraz z kondensatorami C2 C3 stroimy na częstotliwości 28,300 MHz .
Po odlutowaniu cewki L3 rozwieramy wejście i wyjście stroimy cewkę L2 obwód L1 L2 C1 C2 a także
cewkę L4 Obwód L4L5 C3 C4 stroimy na 36,1 MHz. Po ponownym włączeniu cewki L3 tłumienie filtra
wynosi powyżej 50 / 70 dB powyżej 40 MHz czyli na zakresach UKF najbardziej nas interesujących (
telewizory sąsiadów ) sygnały zakresu KF są przepuszczane swobodnie. Warto wspomnieć że
kondensatory z których budujemy te filtry powinny mieć napięcie pracy przynajmniej 1500V wtedy filtr
swobodnie przeniesie moc do 350W i wyżej.
Podobnie zagadnienie budowy takiego filtra potraktował LA 6 DM w latach 70-tych
Rys. 2 - Oryginalny opis filtra. Obok moje odręczne notatki wykonane podczas strojenia i pomiarów filtra
przed zamknięciem obudowy egzemplarza opisanego w tekście wykonanego w latach osiemdziesiątych
Filtr ten ma tłumienie ponad 120 dB i dopasowany jest na obciążenia 50 Omów. Filtr jest wykonany w
postaci metalowego pudełka o wymiarach 38x 38 x 270 mm . Układ ten stanowi kwintesencję wszystkich
tego typu układów i w zasadzie jest godny polecenia wszystkim użytkownikom eteru bez względu na typ
używanej radiostacji KF. Marzeniem było by aby każdy użytkownik CB radio posiadał w swoim radio taki
filtr. Wtedy żaden odbiornik TV nie był by narażony na zakłócenia ze strony radia klasy B jakim jest taki
radiotelefon. Jest wielu użytkowników CB robiących DX-y na czterdziestkach. Pomijam aspekty prawne ,
chodzi mi tylko o zakłócenia wydobywające się z radia zwłaszcza że koledzy używają znacznych mocy.
Takiego typu filtr powinien być włączony bez względu na pasmo pomiędzy nadajnik (transceiver ) a
wzmacniacz mocy np. 500 W . Wtedy unikniemy bardzo wielu złych rzeczy. Wykonanie filtra
rozpoczynamy podobnie jak poprzedniego układu od wykonania blaszanej obudowy z otworami do której
mocujemy gniazda UC1. Cewki nawijamy drutem miedzianym w emalii o średnicy 1 mm, średnica
nawinięcia 13 mm Cewki L1 L7 mają po 5,5 zwoja przy długości 17 mm , cewki L2 L6 po 8 zwojów na
długości 25 mm cewki L2, L4, L6 po 9 zwojów długości 30 mm . Według autora kondensatory powinny
wytrzymywać napięcie pracy co najmniej 750 V. Filtr tłumi wszystkie częstotliwości powyżej 42 MHz ze
skutecznością ok. 120 dB.
Niestety w opracowaniu SP5QU z którego zaczerpnąłem ten układ nie ma prawie nic o jego strojeniu,
czyli należy domniemywać że budowa układu od razu na gotowo bez zagłębiania się w szczegóły
powinna od razu zadziałać co jest raczej mało prawdopodobne ale zestrojenie cewek L1 L7 i reszty
według metodologii opisanej w poprzednim typie filtra powinno dać dobre rezultaty Filtr ten był również
opisywany w biuletynie PZK w latach osiemdziesiątych. Ze swej strony mogę powiedzieć że
zastosowanie filtra po stronie odbiorczej powoduje wycięcie niektórych śmieci z pasma KF ( pośrednia !)
produkowanych przez najbliższe telewizory ( blok mieszkalny ! ) również podczas odbioru. A
zamontowanie filtra w antenie tuż za transceiverem zaraz po zmontowaniu i uznaniu układu za
zestrojony ad hoc bez regulacji a tylko po zamknięciu obudowy pozwoliło na pracę bez zakłóceń w
bloku w godzinach nadawania dziennika telewizyjnego !!! Działo się to w latach 80-tych ubiegłego
stulecia kiedy jedyną wersją anteny TV były osławione Azarty!! Skądinąd przezroczyste w sensie
2 z 4 2011-01-27 09:10
Polski Związek Krótkofalowców http://www.pzk.org.pl/print.php?type=A&item_id=114
dosłownym dla pasm KF oraz dla UKF zwłaszcza pasma 70cm. Spowodowane to było praktycznie w
każdym takim Azarcie złym podłączeniem anteny  Długie Średnie Krótkie która teoretycznie powinna
przenosić Program Pierwszy Polskiego Radia oraz fale średnie i  Pasmo 49m  zakresu fal krótkich.
Jednak zawsze te tory antenowo falowodowe były albo z
le działające albo celowo popsute ze względu na
Wolną Europę. Przy czym uruchomienie w pobliżu tych urządzeń zwykłego generatora nie mówiąc o
radiotelefonie FM lub CB powodowało zakłócenia w całym bloku podłączonym do tego zespołu
wzmacniaczy. Czego żaden fachowiec z serwisu tych urządzeń nie mógł wyeliminować bo po prostu nie
był w stanie. Dopiero wstawienie tego typu filtra pozwoliło na w miarę bezkolizyjną pracę
krótkofalowców i użytkowników zwykłego radia i TV. Poza tym należy wspomnieć że filtr tego typu
wstawiamy także pomiędzy transceiver ( nadajnik ) a skrzynkę antenową. Natomiast nie pomiędzy
skrzynkę a antenę. Eliminacja zakłóceń przed skrzynką antenową pozwoli dostarczyć do skrzynki
czyściejszy sygnał i zestroić antenę tylko na fali roboczej a ewentualne śmieci wydostające się z
nadajnika wyeliminuje dodatkowo skrzynka antenowa z czym mogła sobie dotąd nie radzić. Bo różne
skrzynki różnie (niestety !) przenoszą i pomimo stosowania skrzynki dobrej firmy telewizory sąsiadów ( i
naszych rodziców ) były często zakłócane.
Teraz chciałbym przypomnieć kilka układów dolno przepustowych przydatnych dla końcówek niskiej
mocy budowanych na tranzystorach.
Rys. 3 - 30-11 z opracowania DM2ABK lata 70-te 20 wieku.
Tłumaczenie opisu :
Usymetrische ZweifachtiepaSfilter In Pi  Schaltung
Amateurband  pasmo amatorskie
Kapazitaten C1 bis C4  pojemności C1 C4 w pF
Induktvitaten L1 und L2
Spulen durchmesser in mm  śerdnica cewki w milimetrach
Spulenlange  długość cewki
Windungsanzahl  liczba zwojów poszczególnej cewki
Abschirmwand  przegroda ekranująca
Pochodzą one z opracowania  Antenenbuch  Karla Rothamela DM2ABK i stanowią znakomite
rozwiązania dla własnych konstrukcji tranzystorowych budowanych przez amatorów oraz niektórych
odwzorowanych np. Antek gdzie filtr wyjściowy nadajnika zaprojektowano na dławikach wysokiej
częstotliwości, jednak nie należy posądzać autorów tych i podobnych konstrukcji o złą wolę lub brak
wiedzy Po prostu liczba elementów potrzebnych do skończenia danej konstrukcji wynosi według
matematycznej formuły prawa Murphy ego N minus X elementów przy czym X jest liczbą całkowitą
równą lub większą od 1. A kupienie i złożenie takiego urządzenia nie zwalnia nikogo od konieczności
stosowania szarych komórek choć taki eksperyment potrafi się czasem udać.
Jednak jak słychać opinie na pasmach niejednokrotnie określenie  KIT  należy rozumieć w sensie
dosłownym. Należy zwrócić uwagę że Niemcy przyjęli oporność tychże filtrów jako 60 Omów , co można
łatwo dopasować do anteny 75 Omów jak i 50 Omów. Filtry tego typu można stosować w układach
3 z 4 2011-01-27 09:10
Polski Związek Krótkofalowców http://www.pzk.org.pl/print.php?type=A&item_id=114
budowanych jako konstrukcje jednopasmowe, przy czym układ z pasma 10 m można z powodzeniem
zastosować w radiotelefonach CB na wyjściu do anteny jako dodatkowy filtr przeciwzakłóceniowy. A już
jako obowiązujący powinien być zastosowany przy adaptacji końcówek CB radio na pasma amatorskie.
Już nie wspomnę że spotyka się końcówki CB nie zawierające żadnych filtrów wyjściowych!!! Było tego
pełno swego czasu w całej Polsce a w niektórych przypadkach jedynym obciążeniem tego typu
wzmacniaczy był kabel koncentryczny z dopasowaną anteną. O ile działało to poprawnie przy zestrojonej
jako tako antenie , to przy zmianie pogody zaczynało zakłócać ponieważ zmieniał się SWR a przy
starzejącej się antenie było tylko gorzej.
Jak wcześniej wspomniałem mam na uwadze aspekt techniczny i nie biorę pod uwagę aspektu prawnego
używania dużej mocy na CB gdzie jest dopuszczone jedynie 4 Waty . Ale skoro już jeden z drugim
amator DX-ów w tym paśmie używa wzmacniacza mocy włoskiej firmy która się z tym nie liczy to niech
przynajmniej założy filtry i robi to porządnie dając przy okazji innym spokojnie pożyć!! Kondensatory
użyte do budowy tego typu filtrów powinny mieć napięcie pracy co najmniej 350V dla mocy do 50W.
Dla urządzeń  Bartkopodobnych  typu Antek i Taurus o mocy do 10 W można użyć kondensatorów z
końcówek mocy od Radmorów typu 3001 mających napięcie pracy umożliwiające budowę filtra niskiej
mocy dla waszych konstrukcji w dosyć złożonej postaci jakie opublikowałem wcześniej. Warto również
nadmienić że kabel użyty do budowy anteny nadawczej powinien być dobrej klasy i grubości ( minimum
RG213 dla 50 Omów i RG214 dla 75 Omów ) a tam gdzie konstruktor anteny zaleca stosowanie
transformatorów symetryzujących typu BAL-UN takie urządzenie powinno być. Pomijam tu konieczność
stosowania RG213 dla mocy przepisowych 4 Watów ( za gruby i za ciężki ) do mocy 10 Watów
wystarczy H-155 jednak powinien być to kabel dobrej jakości nie zniszczony i zabezpieczony przed
wilgocią przy antenie hermetyczną puszką i silikonem ( może być sanitarny ) odpornym na wodę.
Zawsze kiedy woda dostanie się do puszki antenowej zmienia się SWR i wtedy nie pomogą już żadne
filtry. Antena z dipola symetrycznego zmienia się w asymetryczny i cała robota na nic. Warto nad tym
pomyśleć przy montażu anteny już na samym początku. Kończąc myślę że udało mi się choć minimalnie
naświetlić problem zakłóceń na pasmach produkowanych przez nasze stacje i przynajmniej trochę
komukolwiek pomóc.
Aha! Zamiast cewek opisanych przez DM2ABK jako powietrzne do niskich mocy (do 10 W ) można użyć
rdzeni ferrytowych z symetryzatorów TV stosowanych we wzmacniaczach anten siatkowych. Każdy z
nas ma co najmniej kilka sztuk tego asortymentu. Nadają się na pasmo 3,5 do Antka polecam
nawinięcie 10 zwojów drutu średnicy 0,6 mm w emalii zgodnie ze  sztuką budowlaną najpierw rdzenie
owijamy taśmą żeby drutu nie pokaleczyć. Reszta według ogólnych zasad. Blacha na obudowy filtrów
powinna być biała czyli taka jak na puszki od konserw lub wywieszane dawniej w zakładach pracy 
instrukcje przeciwpożarowe  drukowane na takiej samej blasze. Jeśli już wykorzystamy blachę
ocynkowaną po wykonaniu montażu należy ją zabezpieczyć lakierem bezbarwnym lub inną farbą aby
wilgoć nie zniszczyła efektów naszej pracy .
Opracował: SP3SUZ
4 z 4 2011-01-27 09:10