Aiuto per autocostruzione duplexer HF / V-UHF

[IZØYES (Calindro)]

73 a  tutti !. Avrei bisogno di 4 duplexer che mi separino da un lato le HF, dall'altro VHF e superiori.
Ora visto che costano u na 70ina di euro ognuno ho dato un occhiata in giro per l'autocostruzione.
In effetti sembrano realizzabili con pochi spicci.
Il problema è che alcuni radioamatori mi hanno sconsigliato l'autocostruzione di un duplexer perchè critica su parecchie cose.

Vorrei sapere se qualcuno di voi ha sperimentato l'autocostruzione ma poi ha controllato con strumenti idonei i risultati reali.
Grazie

[bergio70]

hai strumentazione in casa??
se si, allora fatteli

se non hai strumenti, e non vuoi buttare un paio di radio

comprali.

il motivo è semplice.

Non hai modo di verificare se e come funziona, se non buttandogli dentro potenza con una radio e collegando l'altra sull'altro filo
se il duplexer non è tarato come si deve la potenza della prima va nella seconda, e la frigge.

e non saresti neppure il primo.

radioham avvisato, ecc ecc.

[IZØYES (Calindro)]

hai strumentazione in casa??
se si, allora fatteli

se non hai strumenti, e non vuoi buttare un paio di radio

comprali.

il motivo è semplice.

Non hai modo di verificare se e come funziona, se non buttandogli dentro potenza con una radio e collegando l'altra sull'altro filo
se il duplexer non è tarato come si deve la potenza della prima va nella seconda, e la frigge.

e non saresti neppure il primo.

radioham avvisato, ecc ecc.

Ciao Bergio, a casa ho  un vecchio oscilloscopio, in sezione ARI ho qualcosa in piu.
Mi hanno detto che la scatola contenente il tutto è un componente critico.

[davj2500]

Mi hanno detto che la scatola contenente il tutto è un componente critico.

Ti serve un VNA a due porte capace di arrivare alle VHF.
Devi fare una misura S21 per misurare il TL (transmission loss) sulle due porte. Questa misura produce da una porta un segnale di frequenza variabile e sull'altra legge quanto è intenso.
Questa misura ti dice:
- dove si trova in frequenza il punto di separazione, cioè fino a che frequenza si può usare la porta HF e da quale frequenza si può usare la porta VHF)
- quanto in dB ciascuna frequenza risulta attenuata sull'altra porta: questo ti dice quanta potenza trasmessa dalla parte HF raggiunge il front-end VHF e viceversa;
- quanto in dB le frequenze "buone" sono attenuate (perdita di inserzione): questo ti dice quanti dB perdi nel segnale.

Successivamente devi fare una misura S11.
Si devono terminare a turno tutte le porte tranne una con un terminatore a 50 ohm. Quindi si misura il ROS dalla porta rimanente:
- dalla porta comune il ROS deve essere basso sia in HF che in VHF nelle frequenze desiderate;
- dalla porta HF il ROS deve essere basso in HF
- dalla porta VHF il ROS deve essere basso il VHF.

A questo punto sai tutto del tuo duplexer.
Altrimenti... non sai nulla.
Teoricamente queste misure sono fattibili anche con un rosmetro (per la misura S11) e un oscilloscopio (per la misura S21). Avresti bisogno però di un oscilloscopio a 250-300 Mhz e di sonde adatte.

Occhio ai VNA di qualità troppo hobbistica perché quando misurano le attenuazioni non hanno la dinamica necessaria a capire quanto ha attenuato effettivamente. Cioè ti dicono che attenua 30dB quando magari ne attenua 40 o 50, perché più di tanto non riescono a misurare. Non è pericoloso, perché ti danno un'informazione pessimistica, però pensi che il tuo duplexer funzioni male quando invece funziona benissimo.

Ciaoo
Davide

[IZØYES (Calindro)]

Grazie Davide. Credo che da solo non posso testare un eventuale autocostruzione.
Vedo se da me in sezione abbiamo qualcosa.
PS ad aprile ci sei al raduno monti lumbard ?

[r5000]

73 a tutti, concordo con Davide, serve un minimo di strumentazione e un vna risolve anche se non hai uno strumento da laboratorio, l'importante è avere il disaccoppiamento sufficiente per la potenza che intendi usare, con 5 watt è facile, con 50 watt è un pò meno facile e sopra i 50 watt è molto difficile, a quel punto anche il contenitore con gli schermi opportuni serve, con 5 watt funziona tutto anche dentro la scatolina del tonno...

[IZØYES (Calindro)]

73 a tutti, concordo con Davide, serve un minimo di strumentazione e un vna risolve anche se non hai uno strumento da laboratorio, l'importante è avere il disaccoppiamento sufficiente per la potenza che intendi usare, con 5 watt è facile, con 50 watt è un pò meno facile e sopra i 50 watt è molto difficile, a quel punto anche il contenitore con gli schermi opportuni serve, con 5 watt funziona tutto anche dentro la scatolina del tonno...

Chiedo venia ma non capisco l'importanza della scatola!!!
Bobine e condensatori fanno passare le frequenze volute e fugano a massa le altre, quindi giustissimo che le induttanze come valori e la loro realizzazione siano fondamentali, idem per i condensatori ma..la scatola ?????? una scatola metallica non vale un altra ????

[r5000]

73 a tutti, se l'uscita "vede" l'ingresso anche se hai un filtro molto selettivo lo scavalca e ti ritrovi del segnale all'uscita,  idem con un duplexer, se isoli tra loro le porte con dei filtri ma i connettori sono paralleli  a vista senza una paratia che li scherma tra loro non ottieni la forte attenuazione che ci si aspetta e se per esempio 40 dB di attenuazione tra le porte bastano per 5 watt ( di fatto non bruci la radio collegata assieme al tx) non è sufficiente se hai 200 watt o più... più si sale di frequenza e più è problematico isolare le porte tra loro, poi c'è da dire che per collegare più antenne allo stesso apparato il problema non si pone perchè già 20 dB di separazione fanno in modo che il ros visto dall'apparato è minimo se c'è l'antenna giusta collegata al connettore giusto ma se invece colleghi più apparati alla stessa collineare bibanda o usi la stessa linea di discesa per più antenne e apparati bisogna considerare l'attenuazione tra le porte e anche la potenza gestibile dai duplexer utilizzati...

[IZØYES (Calindro)]

73 a tutti, se l'uscita "vede" l'ingresso anche se hai un filtro molto selettivo lo scavalca e ti ritrovi del segnale all'uscita,  idem con un duplexer, se isoli tra loro le porte con dei filtri ma i connettori sono paralleli  a vista senza una paratia che li scherma tra loro non ottieni la forte attenuazione che ci si aspetta e se per esempio 40 dB di attenuazione tra le porte bastano per 5 watt ( di fatto non bruci la radio collegata assieme al tx) non è sufficiente se hai 200 watt o più... più si sale di frequenza e più è problematico isolare le porte tra loro, poi c'è da dire che per collegare più antenne allo stesso apparato il problema non si pone perchè già 20 dB di separazione fanno in modo che il ros visto dall'apparato è minimo se c'è l'antenna giusta collegata al connettore giusto ma se invece colleghi più apparati alla stessa collineare bibanda o usi la stessa linea di discesa per più antenne e apparati bisogna considerare l'attenuazione tra le porte e anche la potenza gestibile dai duplexer utilizzati...

Ho capito. MI metto a studiare..

[IZØYES (Calindro)]

Mi hanno detto che la scatola contenente il tutto è un componente critico.

Ti serve un VNA a due porte capace di arrivare alle VHF.
Devi fare una misura S21 per misurare il TL (transmission loss) sulle due porte. Questa misura produce da una porta un segnale di frequenza variabile e sull'altra legge quanto è intenso.
Questa misura ti dice:
- dove si trova in frequenza il punto di separazione, cioè fino a che frequenza si può usare la porta HF e da quale frequenza si può usare la porta VHF)
- quanto in dB ciascuna frequenza risulta attenuata sull'altra porta: questo ti dice quanta potenza trasmessa dalla parte HF raggiunge il front-end VHF e viceversa;
- quanto in dB le frequenze "buone" sono attenuate (perdita di inserzione): questo ti dice quanti dB perdi nel segnale.


Teoricamente queste misure sono fattibili anche con un rosmetro (per la misura S11) e un oscilloscopio (per la misura S21). Avresti bisogno però di un oscilloscopio a 250-300 Mhz e di sonde adatte.

Ciaoo
Davide

Ciao Davide. Ma la misura S21 per il transmission loss non sarebbe fattibile anche con un wattmetro misurando l'uscita di un segnale radio prima e dopo il filtro? Potrei cosi vedere quanto perde in watt e calcolare i dB persi.
Inoltre potrei vedere dei 100mW trasmessi nella porta comune quanti ne arrivano sulla porta giusta e quanti ne arrivano sulla porta da filtrare.
In alternativa si potrebbe fare con un apparato che riceve un segnale fisso  direttamente e tramite il filtro .
Cosi si potrebbe vedere quanto perdo senza niente quanto perdo sulla porta giusta e quanto perdo sulla porta filtrata.
Ovviamente per la misurazione corretta bisogna anche vedere quanta perdita induce il cavetto con i connettori.

Che dici ??

[davj2500]

Ciao Davide. Ma la misura S21 per il transmission loss non sarebbe fattibile anche con un wattmetro misurando l'uscita di un segnale radio prima e dopo il filtro? Potrei cosi vedere quanto perde in watt e calcolare i dB persi.
Inoltre potrei vedere dei 100mW trasmessi nella porta comune quanti ne arrivano sulla porta giusta e quanti ne arrivano sulla porta da filtrare.
In alternativa si potrebbe fare con un apparato che riceve un segnale fisso  direttamente e tramite il filtro .
Cosi si potrebbe vedere quanto perdo senza niente quanto perdo sulla porta giusta e quanto perdo sulla porta filtrata.
Ovviamente per la misurazione corretta bisogna anche vedere quanta perdita induce il cavetto con i connettori.

Le misure che ti servono sono adattamento, insertion loss e db di separazione.
Per la misura di adattamento puoi usare un rosmetro, chiudendo a turno due porte con un 50 ohm e trasmettendo alle frequenze adatte da una: trasmettendo in HF dalla porta in HF, il ros deve essere basso e via dicendo. Anche trasmettendo dal lato antenna sia in HF che in VHF e UHF il ros dovrebbe essere basso, dato che la potenza deve dissiparsi sui due carichi fittizi in base alla frequenza utilizzata.

Per l'insertion loss puoi mettere un wattmetro prima e dopo il filtro trasmettendo in un carico fittizio.
Sarà una misura approssimativa perché è difficile apprezzare frazioni di dB con un wattmetro, ma almeno ti dirà se la cosa è catastrofica.

Veniamo ai dB di separazione, che sono quelli che possono danneggiare la radio.
Puoi trasmettere nella porta HF in HF mettendo un carico fittizio al posto dell'antenna. Potresti mettere quindi una radio in RX in HF sulla porta VHF e vedere cosa arriva. Però ci sono un paio di controindicazioni:
1) se il duplexer non funziona, la radio A trasmette direttamente nel front-end del filtro B e si rischia; ad esempio lo smeter dell'FT950 va a fondoscala con preamp disinsierito a -25dBm, che sono 12 millivolt RMS su 50 ohm; un segnale a 5W sono 37dBm che fanno 16V RMS. Non so con quanti volt si disintegra e non vorrei provarlo sulla mia radio;
2) se trasmetti con una radio, un'altra nelle vicinanze è così sensibile che riceverà comunque il suo segnale con livelli fortissimi; prova a trasmettere in un carico fittizio con una radio e a ricevere con un'altra senza nemmeno l'antenna collegata: andrà fondoscala comunque. Quindi una radio è troppo potente per fare questo lavoro.

Per misurare l'isolamento delle porte serve poter mandare un segnale molto basso. Sono risucito a misuralo con molta precisione usando un generatore di segnali:
- colleghi il generatore alla radio, generi un segnale FM modulato con una nota
- abbassi la potenza finché nel ricevitore è appena udibile [A dBm]
- colleghi quindi il ricevitore al duplexer
- trasmetti con il generatore nell'altra porta e al posto dell'antenna metti un carico
- alzi la potenza finché nel ricevitore di nuovo il segnale è appena udibile [B dBm]
La differenza tra B e A ti dice il valore di isolamento in dB
Purtroppo serve un generatore capace di generare segnali veramente modesti e calibrati in dB. Si può anche fare con un generatore DDS da 0dBm o giù di lì e un attenuatore a step.

Un'altra idea che mi viene in mente potrebbe essere questa: trasmetti in antenna in HF ad un interlocutore a cui arrivi forte e che rileva il tuo segnale. Quindi colleghi al posto dell'antenna un carico fittizio e l'antenna la colleghi all'uscita VHF. Ritrasmetti e così e rilegge il tuo segnale: la differenza tra la prima e la seconda lettura è grosso modo l'attenuazione del duplexer.

Puoi collegare un wattmetro HF all'uscita VHF e trasmettere in HF nella porta apposita con un carico fittizio al posto dell'antenna. La potenza letta sul wattmetro indica quanta ne è transitata anche se bisogna notare che se il wattmetro riesce a leggerla, allora è troppa. Ad esempio, se trasmetti con 100W e il wattmetro legge 1W, sono 20dB che è proprio pochino. Considera che per i duplexer scrausi della Hoxin vengono dichiarati 60dB, che significa che il tuo wattmetro dovrebbe leggere 0.1 milliwatt... non so se ci riesce! :-)
Ci vorrebbe un economico microwattmetro, come questo HP350: costa una trentina di euro e misura da -80dBm a +10dBm. Ne ho uno e funziona (è sballato di 6dB ma è lineare nelle differenze). Se con 100W (che sono 50dBm) misura -10dBm allora hai 60dB di separazione. Se fa fumo puzzolente, il duplexer non funziona! :-)
Anche qui però c'è il problema delle intereferenze: se trasmetti con una radio da 100W nelle vicinanze, anche questo strumentino secondo me va fondoscala anche se non è collegato. Bisognerebbe provare.

Ciaoo
Davide

[r5000]

73 a tutti a spanne si può ricevere un segnale collegando il ricevitore alla porta giusta e poi alla porta sbagliata, se non riceve nulla si presume che la separazione è buona, se riceve comunque non mi fiderei a trasmettere con il ricevitore collegato, ovvio che generatore, bolometro o un vna ecc... permettono di sapere in modo più preciso l'attenuazione o separazione tra le porte però se usi poca potenza il duplexer è fattibile e con le semplici prove con il rosmetro e confronto di segnali robusti (ad esempio i ponti in portata ottica o le broadcasting in hf...) aiuta ma con potenze elevate bisogna essere sicuri strumenti alla mano...

[IZØYES (Calindro)]

Grazie a David e r5000. Ho capito che ke misurazioni da fare sono di ordine molto diverso dalla macroscopica lettura degli strumenti standard. Forse il modo meno sbagliato e' quello di misurare l attenuazione con un segnale in ingresso di un ponte radio usando ke due entrare alternativamente .
Comunque il duplexer mi serve per usare la calata Hf con una seconda antenna alla quale collegare un portatile da 1 p 2 watt per fare un gateway. Quindi le potenze in gioco sono esigue .

[r5000]

73 a tutti, quindi o colleghi l'hf o il portatile? se è così non c'è nessun problema, basta che misuri il ros sia in hf che in vhf con le antenne collegate, non ti serve altro se non vuoi sapere quanto attenua tutto il sistema, se invece vuoi lasciare tutto collegato ti servono due duplexer ( uno per le antenne e uno per i due apparati) e bisogna misurare l'isolamento tra le porte almeno con l'oscilloscopio o un wattmetro qrp...