Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 [ 50 ] 51 52

Для диапазона коротких волн используются дроссели с намоткой типа «универсаль» и индуктивностью 0,5 мкГ. В диапазоне УКВ в качестве дросселей можно использовать 20 витков медного провода с лаковой изоляцией, намотанного на карандаш, В качестве измерительного при-


j J

i

Яатя передачи

Рис. 14-8. Прибор для измерения степени согласования.

а - электрическая схема; б - механическая конструкция (вид спереди); й - механическая конструкция (вид сбоку)

бора не обязательно использовать микроамперметр, а можно применить и прибор со шкалой в 1 мА.

Петля связи делается из медного провода диаметром 1 мм, утопленном в полнстиролоБой пластинке. Для этого провод сначала сильно

разогревают и затем «впаивают» Б пoлиcтиpOvoБyю пластинку, как показано на рис. 14-8, в. Петля связи должна быть как можно ближе расположена к линии питания и перемещаться таким образом, чтобы всегда оставаться на одном к том же расстоянии от линии питания.

При перемещении вдоль линии измерительный прибор показывает относительное изменение высокочастотного тока в линии. В случае согласования показания прибора постоянны, а при неточном согласовании показания прибора изменяются гр 1 его перемешении вдоль линии; максимум показаний прибора соответствует максимуму тока в линии, а минимум - .максимуму напряжения {узел тока). Частное от деления максимального и минимального показаний прибора дает коэффициент стоячих волн в линии. Рассмотренная измерительная схема является апериодической, и, следовательно, на прнбор косвенно воздействуют все частотные компоненты, имеющиеся в линни


Рис. 14-9. Чувствительный прибор для измерения степени согласования.

передачи. Поэтому если в линии имеется много высших гармоник, то результаты измерений могут быть в значительной мере искажены.

Измерительная схема, позволяющая исключить влияния гармоник на результаты измерений, показана на рис. 14-9.

В этой схеме петля связи соединяется с катушкой индуктивности (1-2 витка). Контур LoC настраивается на частоту передатчика,

Все описанные выше схемы измерения могут быть с небольшими конструктивными изменениями применены для измерений КСВ не только в линиях передачи из ленточного кабеля, но и в двухпроводных самодельных линиях с воздушной изоляцией.

14-4. Измерительный прибор для измерения КСВ в коаксиальном кабеле

Все рассмотренные выше схемы измерения КСВ в линии передачи неприменимы для коаксиальных кабелей, поскольку его внутренний проводник недоступен. Так как измерение КСВ в линии передачи важно не только для определения степени согласования линии передачи с антенной, но для определения активной и реактивной составляющих входного сопротивления антенны, то в диапазоне УКВ и дециметровых волн


передатчика

Рис. 14-10. Схематическое изображение измерительной линии.

Измерительная головка „ ,

Подключение

к объекту

измерения


Рис. 14-11. Измерительная линия с тремя диодами,

в лаоораторных условиях часто используется коаксиальная измерительная линия. Измерительная линия представляет собой жесткий коаксиальный кабель с точно известным волновым сопротивлением. Во знешне.м проводнике измерительной линии сделана продольная щель, вдоль которой перемещается измерительная головка, соединенная с измерительным зондом, опущенным в щель. Электродвижущая сила в зонде возбуждается полем волны, распространяющейся в кабеле (рис 14-10).

Так как такую измерительную линию выполнить трудно, то в радиолюбительской практике чаще используются измерительные линии с фиксированным расположением нескольких измерительных зондов вдоль линии (рис. 14-11). Такая измерительная линия с тремя зондами изготовляется для какой-либо определенной частоты, для чего индук-



тивности L подбираются таким образом, чтобы вместе с емкостью диодов ОКИ образовывати резонансные контуры, настроенные на частоту, на которой проводятся измерения. Вместо ламповых диодов можно использовать германиевые.

Простейшая измерительная линия из коаксиального кабеля, имеющего точно такое же волновое сопротивление, как и волновое сопротивление коаксиального кабеля, которы!"; используется в качестве линии передачи, может быть изготовлена, как показано на рпс. 14-J2. Длина

Коаксиальный штекер для выхода передатчика

Коаксиальный разъем для кабеля питания

0,75 X

Рис. 14-12. Простейшая измерительная линия.

такой измерительной линии должна быть не меньше 0,75 А,. На равных расстояниях друг от друга по длине линии с нее удаляется внешнее защитное покрытие и в оплетке кабеля делается отверстие таким образом, чтобы имелся доступ к внутреннему проводнику коаксиаль}1ого кабеля. В это отверстие вставляется и приклеивается полистироловая трубочка или керамический стержень с отверстием.

Для определения наличия стоячих волн в линии передачи с помощью высокочастотного пробника лампового вольтметра измеряют напряжение во всех измерительных точках такой измерительной линии; если напряжение во всех точках имеет различное значение, то в линии имеются стоячие волны; если же напряжение во всех измерительных точках одинаковое, то линия точно согласована с антенной,

14-5. Рефлектометр

Рефлектометр представляет собой прибор для измерения степени согласования линии питання с антенной и работает по принципу двух-

Прямая дал на

ск Отраженная \ / Волна

Dm SDdzmar:

к линии mDfda"ct

Рис, 14-13. Основная схема рефлектометра

лампового индикатора. Рефлектометр имеет некоторые преимущества г,о сравнению с измерительной линией (рис. 14-13).

Петля связи рефлектометра связана с внутренним проводником коаксиалыюй линии индуктивной и емкостной связью. В случае точного согласования измерительный прибор в положении переключ8тел(г «прямая волна» Д0vжeн показывать максимальное значение, а в положении «обратная волна» показание прибора должно быть нулевым. Однако здесь мы не будем приводить подробного описания конструкции рефлектометра, так как она довольно сложна с механической точки зрения и существуют схемы рефлектометров без использования в ка честве основного элемента жесткой коаксиальной линии, который больше приспособлены для нужд радиолюбителей.

Коаксиальны й рефлектометр. Рефлектометр, изготовленный из гибкого коаксиального кабеля, имеет довольно простую конструкцию и в диапазоне коротких волн дает вполье точные результаты измерений.

Для изготовления этого рефлектометра необходимо использовать отрезок коаксиального кабеля того же THfia, что и кабель, используемый для линии передачи. На длине 14 см с кабеля удаляется внешняя защитная оболочка, а на длине 1 см у каждого конца отрезка изоляцию

Рис. 14-14, Коаксиальный рефлек-то.метр.

а - OTiiiJOK коаксиального кабеля; ; - ог.лотка кабеля: 2 - внешнип изо-ляиИо[1(Я оболочка кабеля; 3 - место подсоединения внешнего проводника; 4 - внутренняя жила кабеля; 5 - иэо-лироватыП провод, пропущенный под оплеткоП коаксиального кабеля; а - общий нид прибора.


оставляют. Затем между диэлектриком коаксиального кабеля и его оплеткой продергивают тонкий изолированный провод, который служит как бы вторым внутренним проводником кабеля. На рис. 14-14."а показан отрезок коаксиального кабеля, используемый для коаксиального рефлектометра, а на рис, 14-14,6 изображена схема самого реф-лектомегра, Как видно из рисунка, отрезок кабеля изгибается в виде шлейфа и его концы включаются с помощью кзаксиальных разъемов в линию Г[нтания. Провод, помещенный между оплеткой коаксиального кабеля и лиэлектрижом. возмоя-но более коротким ПУтем поисоединяется к переключателю Сопротивление резистора Ri безындуктнвное и составляет 30-150 Ом (сопротивление некритично;, мощность рассеивания 5 Вт. Для выпрямления высокочастотного напряжения исполь-зуетсг германиевый диод Фильтрация выпрямленного напряжения происходит благодаря применению дискового конденсатора С, имеющего емкость 2000-10 ООО пФ. В качестве дополнительного сопротивления для измерительного прибора используется готенциометр R с линей-



ной характеристикой. Сопротивление его зависит от подводимого напряжения и от 4} ветви тел ьности измерительного прибора и обычно равняется 50-100 кОм, В качестве измерительного прибора подходит любой прибор магнитоэлектрической системы со шкалой от О,! до i мА.

Принцип действия и использование коаксиального рефлектометра. Если выход передатчика, кабель питания и точки питания антенны имеют одинаковое входное сопротивление, то имеет место полное согласование и прямая волна без отражений распространяется от выхода передатчика до антенны. В случае отсутствия полного согласования часть энергии отражается от антенны и теряется в кабеле питания и в лампе оконечного каскада передатчика.

Рефлектометр noaeOvifleT измерить как напряжение прямой, так и (при соответствующем положении переключателя измерительного прибора) напряжение обратной, отраженной волны. Принцип действия рефлектометра очень прост. Он включается в разрыв линии передачи, причем расположение коаксиальных разъемов Bi и не имеет значения, так как рефлектометр по своим электрическим параметрам вполне симметричен. При работающем передатчике потенциометр регулируется так, чтобы при положении переключателя в положении «прямая волна» прибор давал полное отклонение, затем переключатель ставится в положение «обратная волна» без изменения регулировки потенциометра и измеряется напряжение обратной волны. Затем по полученным результатам измерений определяется коэффициент стоячей волны по формуле

прям + foTp

= ~П-ZIU-

-прям -отр

где f/пряу - напряжение прямой волны; f/отр - напряжение отраженной волны.

Предположим, что прибор имеет шкалу с 10 делениями и в положении переключателя чпрямая волна» дает полное отклонение, а в положении «обратная волна» показание прибора равно 6. Коэффициент стоячей волны, таким образом, равняется:

10 + 6

КСВ:

= 4.0.

10 - 6

При соотношении показаний прибора 10 к 2 КСВ равен;

10-f 2

КСВ = -

10 - 2

= 1,5.

При шкале прибора, имеющей 10 делений, соотношение напряжений 10:0; 10:1; 10.2; 10:3; 10:4; 10:5; 10:6; 10-7; 10:8;

10:9; 10: 10 (/ирямfoTp) соответствует значениям КСВ; 1,0; 1,2; 1,5; 1,9; 2,3; 3,0; 4,0; 5,7; 9,0; 19. Поэтому измерительный прибор может Сыть Отградуирован непосредственно в единицах КСВ.

14-6. Измерительная мостовая схема для определения степени согласоваииости антенны с линией передачи

Измерительный мост высокой частоты представляет собой обычный мост Уитстона и может использоваться для определения степени согласованности антенны с линией передачи. Эта схема известна под многими названиями (например, «антенноскоп» и т. д.), но в основе ее всегда лежит принципиальная схема, изображенная на рис, 14-15,


Рис. 14-15. Основная схема Бы-сокочастотного моста.

По мостовой схеме протекают токи высокой частоты, поэтому все резисторы, используемые в ней, должны гредставЛять чисто активные еопротналения для частоты возбуждения. Резисторы R- и подбираются в точности равными друг другу (с точностью 1% или даже больше), а само сопротивление не имеет особого значения. При сделанных допущениях измерительный мост Находится в равновесии (нулевое показание измерительного прибора) при следующих соотношениях между резисторами: R= R; R-, R = \ R R;

R:>: Ri= 1:1.

Если вместо резистора R включить испытываемый образец, сопротивление которого требуется определить, а в качестве R использовать отградуированный переменный резистор, то нулевое показание измерителя разбаланса моста будет достигнуто при сопротивлении переменного резистора, равнсм -ктивному сопротивлению испытываемого образца, Тзким образом, можно непосредственно измерить сопротивление антенны. При этом следует помнить, что входное сопротивление антенны чисто активное только в случае, когда антенна настроена, поэтому частота измерений всегда должна соответствовать резонансной частоте антенны. Кроме того, мостовая схема может использоваться для измерения волнового сопротивления линий передачи и их коэффициентов укорочения.

На рис. 14-16 показана схема высокочастотного измерительного моста, предназначенного для антенных измерений, предложенная американским радиолюбителем W2AEF (так называемый «антенноскоп»).

Резисторы R и R обычно выбирают равными 150-250 Ом; важно только, чтобы их сопротивления, а также емкости конденсаторов Ci и Cg были равны Друг другу, в качестве переменного резистора следует использовать только безындуктивные объемные переменные резисторы и ни в коем случае не проволочные потенциометры. Сопротивление переменного резистора обычно 500 Ом. а если измерительный мост исготьз\ется для измерений только на линиях перед-.чи, изготовленных из коаксиальных кабелей, то 100 Ом, что позволяет более точно производить нз.мерения. Переменный резистор градуируется, и при балансе моста его сопротивление должно быть равно сопротивлению испытываемого образца (антенны, линии передачи). Сопротивление дополнительного резистора R-,- зависит от внутреннего сопротивления измерительного прибора и требуемой чувствительности измерительной схемы. В качестве измерительного прибора можно использовать магнитоэлектрические миллиамперметры со шкалой 0,2; 0,1 или 0,05 мД. Дополнительный резистор следует выбирать по возможности высокоомным, так чтобы подключение измерительного прибора не вызывало значитель-

.11.


500 I

Измерительные зажимы -С

Z4-----с

Рис. 14-16. Схема антенноскопа.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 [ 50 ] 51 52