Stack Match Rys.1. Schemat układu Stack Match dopasowuje impedancję wejściową 50 Ω poprzez szerokopasmowy transformator dopasowujący o impedancji wyjściowej 22,25 Ω do kombinacji max 3 anten typu YAGI w stacku pionowym. Dozwolone są wszystkie możliwe kombinacje połączeń anten ; może ich być 7. Jeśli używamy dowolnej pojedynczej anteny o impedancji 50 Ω to jest ona połączona bezpośrednio z gniazdem wejściowym / bez transformatora dopasowującego/; w tej sytuacji działają odpowiednio przekaźniki Relay 1, Relay 2; Relay 3 oraz przekaźnik wejściowy Relay IN. Impedancja falowa linii jest równa impedancji anteny i wynosi 50 Ω SWR jest równy 1,0:1. Jeżeli wybierzemy jedną z trzech kombinacji dowolnych dwóch anten / 1 2; 1 3; 2 3 / które są połączone ze sobą równolegle to ich impedancja wynosi 50/2 = 25 Ω. W tym przypadku antena która nie jest w danej chwili używana musi zostać odpięta od pozostałych / przekaźnik pod który jest ona podpięta misi zadziałać/. SWR wynosi 25/ 22,25 = 1,1:1. W przypadku używania jednocześnie trzech anten / połączone równolegle/ przekaźniki Relay1; Relay2; Relay3; Relay IN są w stanie NO takim jak na schemacie a impedancja ich wynosi 50/3 = 16,67 Ω, a SWR wynosi 22,25/16,67 =1,3:1. Transformator został nawinięty na rdzeniu toroidalnym AMIDON typ FT240-61 o przenikalności μi = 125. Uzwojenia nawinięto trzema drutami w podwójnej emalii 3 x DNE Ѳ 1,35 1,6mm. Druty uzwojeń muszą przylegać ściśle do siebie i w miarę ściśle przylegać również do rdzenia.
Ze względu na fakt do jakich celów stosuje się układ Stack Matchea / chodzi o moc doprowadzoną z nadajnika/ zastosowano gniazda koncentryczne z izolatorem teflonowym typu UC-1 lub N. Osobiście polecam stosowanie gniazd typu N ponieważ posiadają one wyłącznie izolator teflonowy, a wtyki do nich są produkowane do wszystkich typów kabli antenowych dostępnych na rynku zarówno do lutowania / kable miękkie np. RG214U/ jak i do montażu suchego / kable sztywne np. LDF- 4-50A /. Przekaźniki które zastosowano są to przekaźniki firmy RELPOL typ RM85; posiadają one jedną parę styków przełączanych o obciążalności AC 250V 16A w wykonaniu hermetycznym. Do sterowania układem Stack Matcha użyto prostego przełącznika obrotowego z matrycą diodową / zalecane przy pracy dużymi mocami / lub sterownika procesorowego, oraz przewody sterownicze 5 żyłowe w ekranie. Po zmontowaniu całość zabezpieczono podwójną warstwą lakieru elektroizolacyjnego. Testy laboratoryjne Badaniu poddano dwa egzemplarze Stack Matcha Pomiarów wykonano za pomocą analizatora antenowego i dobrano tak wartość kondensatora na wyjściu układu aby uzyskać XS w granicy j10. W tym celu wykonano układ pomiarowy tak że można było zmieniać R / impedancje anten/ i pojemność kondensatora na wyjściu tak żeby mieć Xs w granicy -j10. Przy 50 Ω wszystko jest ok. Zmieniając wartość kondensatora na wyjściu (od 5 do 30 pf); można ładnie kompensować Xs. Gdy dopasowanie na 14 MHz było idealne to na 28MHz było gorsze / dotyczy to anten wielopasmowych 14-21-28./. Jak wiemy Stack Match ma impedancję 22,25Ω. Przy zmianie rezystancji anten poniżej 50 omów wszystko jest idealne. Natomiast jak mamy anteny o impedancji powyżej 50 omów to już jest problem. SWR po fazowaniu gwałtownie rośnie. Ten problem występuje wtedy gdy anteny maja impedancje powyżej 50Ω. 1. Opis zewnętrzny Stack Matche wykonano bardzo starannie. Płytki drukowane wykonane są z laminatu dwustronnego na bazie szkła epoksydowego; układ ścieżek i sam druk wykonane są bardzo dokładnie z zachowaniem impedancji ścieżek przewodzących / 50 i 25 Ω/; do montażu użyto przekaźników do montażu przewlekanego /przystosowano je do montażu powierzchniowego/; montaż gniazd antenowych UC-1 za pomocą nitów do dolnej obudowy, płytka drukowana lutowana do gniazd / wtyk środkowy/. Cała płytka pokryta jest lakierem elektroizolacyjnym /dwukrotnie/ co dobrze zabezpiecza przed przebiciami. / dokonano próby odporności na przebicie przy Umax=2kV- próby wypadły pozytywnie. Obudowa wykonana jest z blachy chromoniklowej, odpornej na korozję co pozwala na montaż przełącznika bezpośrednio na maszcie, bez stosowania dodatkowych osłon. 2. Pomiary Celem pomiarów było sprawdzenie podstawowych parametrów / Rs, Xs, SWR / Stack Matcha w zakresie pasm amatorskich / 7 28 MHz /. Pomiarów dokonano za pomocą analizatora antenowego na sztucznym obciążeniu. Pomiary zestawiono w tabelach 1i 2.
Tabela Nr 1. Pomiar układu Stack Matcha Nr 1. Band 1 2 3 1+2 1+3 2+3 1+2+3 7 MHz 14 MHz 18 MHz 21 MHz 24 MHz 28 MHz R 45 44 45 50 49 49 38 SWR 1:1.0 1:1.0 1:1.0 1:1.1 1:1.1 1:1.1 1:1.3 XS 0 0 0 6 7 6 5 R 40 40 41 47 45 45 45 SWR 1:1.1 1:1.1 1:1.1 1:1.1 1:1.1 1:1.0 1:1.3 XS 0 0 0 4 2 0 15 R 39 40 40 41 39 39 49 SWR 1:1.1 1:1.1 1:1.1 1:1.1 1:1.1 1:1.1 1:1.3 R 38 39 39 40 38 39 54 SWR 1:1.2 1:1.2 1:1.1 1:1.1 1:1.2 1:1.2 1:1.3 R 38 39 39 40 39 39 56 SWR 1:1.2 1:1.2 1:1.2 1:1.1 1:1.2 1:1.2 1:1.2 XS 0 0 0 0 0 0 12 R 38 39 38 46 45 46 56 SWR 1:1.2 1:1.2 1:1.2 1:1.0 1:1.0 1:1.0 1:1.2 XS 4 3 0 0 0 0 11 Tabela Nr 2. Pomiar układu Stack Matcha Nr 2 Band 1 2 3 1+2 1+3 2+3 1+2+3 7 MHz 14 MHz 18 MHz 21 MHz 24 MHz 28 MHz R 44 45 45 49 49 49 38 SWR 1:1.0 1:1.0 1:1.0 1:1.1 1:1.1 1:1.1 1:1.3 XS 0 0 0 6 6 7 5 R 41 41 41 42 41 40 43 SWR 1:1.1 1:1.1 1:1.1 1:1.1 1:1.1 1:1.2 1:1.3 XS 0 0 0 0 0 0 11 R 39 39 40 40 38 37 48 SWR 1:1.1 1:1.1 1:1.1 1:1.1 1:1.1 1:1.2 1:1.3 R 39 38 39 39 38 37 51 SWR 1:1.2 1:1.2 1:1.1 1:1.1 1:1.2 1:1.2 1:1.3 R 39 38 39 39 38 37 54 SWR 1:1.2 1:1.2 1:1.2 1:1.2 1:1.2 1:1.2 1:1.2 XS 0 0 0 0 0 0 12 R 40 39 39 40 40 39 57 SWR 1:1.2 1:1.2 1:1.2 1:1.2 1:1.2 1:1.3 1:1.2 XS 5 4 0 0 5 7 11
Następnie wykonano pomiary mocowe w układzie przedstawionym na poniższym rys. PA 1-5kW SWRmeter Stack Match Wartości pomiaru SWR nie przekroczyły 1:1.2 ; wzrost temperatury rdzenia nie przekroczył 10 o C. / czas próby na każdym zakresie wynosił ok. 10 min./ 3. Podsumowanie W wyniku przeprowadzonych prób stwierdzono przydatność w/w układu do zastosowań amatorskich ze względu na powtarzalne parametry. Foto: 2 Gotowy Stack Match bez górnej obudowy / SP8CUW& SP8CUR/
Fot.3 Anteny 2 x 28MHz na stacji SP8CUW & SP8CUR zasilane Stack Matchem Stack Match został wykonany przez zespół SP8CUR & SP8CUW i praktycznie przetestowany w zawodach SN0HQ 2012 na stacji SP3GEM, SP8BRQ i stacji SP8CUW & SP8CUR. Pierwszą wersję kilka miesięcy temu testował Andrzej SP8BRQ i wniósł pewne uwagi. Poprawki zostały uwzględnione. Po zawodach IARU HF 2012, CQ WW /SSB/-2012 oraz CQWW/RTTY/-2012 użytkownicy nie mają żadnych zastrzeżeń, wszystko pracowało poprawnie. Pragnę podziękować: Jurkowi - SP3GEM, Andrzejowi SP8BRQ, Łukaszowi SP8CUR za bezinteresowną pomoc i cenne uwagi przy projektowaniu i testach Stack Matcha i anten. Marek- SP8CUW