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

HOfQ разбаланса моста. В качестве выпрямляющего элемента может использоваться любой германиевый диод.

Проводники мостовой схемы должны быть как можно короче для уменьшения их собственной индуктивности и емкости; при конструировании прибора следует соблюдать симметрию в расположении его деталей, Прибор заключается в кожух, разделенный па три отдельных отсека, в которые, как показано на рис. 14-16, помещаются отдельные элементы схемы прибора. Одна из точек моста заземляется, и, следовательно, мост несимметричен относительно земли. Поэтому мост наиболее подходит для измерения на несимметричных (коаксиальных) линиях передачи. Если требуется использовать мост дтя измерения на симметричных линиях передачи и антеннах, то необходимо тщательно изолировать его от земли с помощью подставки. Антенноскоп может применяться в диапазоне как коротких, так и ультракоротких волн, и граница его применимости в диапазоне УКВ в основном зависит от конструкции и отдельных схемных элементов прибора.

В качестве измерительного генератора, возбуждающего измерительный мост, Вполне достаточно использовать гетеродинный измеритель резонанса, Следует иметь в виду, что высокочастотная мощность, поступающая на измерительный мост, не должна превышать 1 Вт и мощность 0,2 Вт вполне достаточна для нормальной работы измерительного моста. Ввод высокочастотной энергии осуществляется с помощью катушки связи, имеющей 1-3 витка, степень связи которой с катушкой контура гетеродинного измерителя резонанса регулируется так, чтобы при Отключенном испытываемом образце измерительный прибор дава-т полное отклонение. Следует учитывать, что при слишком сильной связи градуировка частоты гетеродинного измерителя резонанса несколько смещается. Чтобы не допустить ошибок, рекомендуется прослушивать тон измерительной частоты по точно отградуированному приемнику.

Проверка работоспособности измерительного моста осуществляется подключением к измерительному гнезду безындукционного резистора, имеющего точно известное сопротивление. Переменное сопротивление, при котором достигается баланс измерительной схемы, должно точно равняться (если измерительный мост правильно сконструирован) испытываемому сопротивлению. Эта же операция повторяется для нескольких сопротивлений при разных измерительных частотах. При этом выясняется частотный диапазон работы прибора. Вследствие того что схемные элементы измерительного моста в диапазоне УКВ имеют уже комплексный характер, баланс моста становится неточным, и если в диапазоне 2 м его еще можно добиться, тщательно выполнив конструкцию моста, то в диапазоне 70 csi рассмотренный измерительный мост совершенно неприменим,

После пэоверки работоспособности измерительного моста его :»:ожно использовать для практических измерений.

На рис. 14-17 изображена конструкция антенноскопа, пред..г;ожен-ная W2AEF.

Определение входного сопротивлекпт аненны. Измерите,"ьнсе гнездо измерительного моста непосредстЕенно подключается кзажима.*! питания антенны. Если резонансная частота антен.ы была измерена ранее с помощью гетеродинного измерителя резонанса, то мост питается высокочастотным напряжением этой частоты. Изменяя сопротивление, добиваются нулевого показания измерительного прибора; при этом считываемое сопротивление равно входному сопротивлению антенны. Если же резонансная частота антенны заранее не известна, то частоту, питающую измерительный мост, измеряют до тех пор, пока не полу-

чают одчснатнсго баланса измерительного моста. При этом частота, обознаен-5г иг. шкале измерительного генератора, равна резонансной частоте антенны, а сопротивление, полученное по шкале переменного резистора, равно входному сопротивлению антенны. Изменяя параметры схемы согласования, можно (не изменяя частоты возбуждения высокочастотного измерительного моста) получить заданное входное сопротивление антенны, контролируя его по антенноскопу.

Если проводить измерение непосредственно в точках питания антенны неудобно, то в этом случае между измерительным мостом можно включить линию, имеющую электрическую длину к/2 или длину, кратную этой длине [2 (к/2); 3 (Х/2); 4 (V2) и т. д.] к обладагощую любым волновым сопротивлением. Как известно, такая линия трансформирует со-противленге, подключенное к ее входу, в отношении 1:1, и поэтому ее включение не отражается на точности измерения входного сопротивления антенны с помощью высокочастотного измер:1тель-ного моста.

О п ределен ие коэфф и-циента укорочения высо-ксчастотной линии передачи. Точная длина ,\/2 отрезка линии также может быть определена с помощью антенноскопа.

Достаточно длинный свободно подвешенный отрезок линии на одном конце замыкается, а другим концом подключается к измерительному гнезду моста. Сопротивление переменного резистора устанавливают в нулевое положение. Затем медленно изменяют частоту гетеродинного измерителя резонанса, начиная с низких частот, и переходят к более высоким частотам, до тех пор пока не достигается баланс моста. Для этой частоты электрическая длина точно равна .V2. После этого несложно определить коэ()фи-циент укорочения линии. Например, для отрезка коаксиального кабеля длиной 3,30 м при частоте измерений 30 МГц (10 м) достигается первый баланс моста; отсюда /./2 равно 5,00 м. Определяем коэ()фициеит укорочения: V


I

Рис, 14-17. Конструкция антенноскопа.

геометрическая длина 3,30

электрическая ллинз

5,00

= 0,6J

Так как баланс моста имеет место не только при электрической длине линии, равной Л.,2, но и при длинах, кратных ей, то следует найти второй баланс моста, который должен быть при частоте 60 МГц, Длина



линии для этой част-оты равна 1 - Полезно помнить, что коэффициент укорочения коаксиальных кабелей равен приблизительно 0,65, ленточных кабелей - 0,82 и двухпроводных линий с воздушной изоляцией - прнблизнтелы10 0,95. Так как измерение коэ(})фициента укорочения с помошью антенноскопа несложно, то следует конструировать все схемы трансформаторов, используя методику измерения коэффициента укороче[шя, описанную выше.

Антенноскоп можно также использовать для проверки точности размеров Х,2 линии. Для этого к одному KOiruy линии подключается резистор с сопротивлением менее 500 Ом, а другой конец линии подключается к измерительному гнезду моста; при этом сопротивление переменного резистора (если линия имеет электрическую длину, в точности равную Х/2) равняется сопротивлению, подключенному к другому концу линии.

С помощью антенноскопа может быть определена также точная электрическая длина V4 линии. Для этого свободный конц линии не замыкается, и, изменяя частоту гетер од is иного измерителя резонанса таким же образом, ка.к было описано выше, определяют самую низкую частоту, при которой (при нулевом положении переменного сопротивления) достигается первый баланс моста. Для этой частоты электрическая длина линии точно равна V4. После этого можно определить трансформирующие свойства W4 линии и рассчитать ее волновое сопротивление. Например, к концу четвертьволновой линии подключается резистор сопротивлением 100 Ом. Изменяя сопротивление переменного резистора, добиваются баланса моста при сопротивлении Z„ - 36 Ом. После подстановки в формулу Zip - ]2„Z получаем: Z-p = ]36* 100 = = 13600 = 60 Ом. Таким образом, как мы видели, антенноскоп, несмотря на свою простоту, позволяет решить почти все задачи, связанные с согласованием линии передачи с антенной.

14-7. Мостовая схема для измерения параметров коаксиальных кабелей и антенн с сопротивлеинем, не превосходящим 100 Ом

Схема прибора изображена на рис. 14-18. Как видно из схемы, в ней имеется второй выпрямляющий элемент, позволяющий измерять подаваемое на схему напряжение высокой частоты.

Кожух, в который помещается измерктелы,?ч схема, также следует разделить на три отсека, и в средний из них помещается измерительная схема, предназначенная дтл измерения входного напряжения. В качестве переменного резистора используется объемный переменный резистор, Сопротивления резисторов и R Д0vжны быть одинаковыми (40-80 Ом), безындукционными, с номинальной мощностью 1 Вт. Дополнительные резисторы и для измерительного прибора со шкалой 100 мкА равны 15 ООО и 7500 Ом соответственно. Следует соблюдать соотношение сопротивлений резисторов и R-, равное 2 I. Ci и - проходные конденсаторы емкостью 100 пФ каждый (емкость некритична) Движок переменного резистора точно градуируется через каждые 10 Ом (значения шкалы переменного резистора 60, 70 и ~L Ом рекомендуется выделить особо!.

После монтажа схемы следует перейти к ее настройке Для тоге к измерительным зажимам прибора подключается заранее известное безындукционное сопротивление (например, 60 Ом). Переключатель

прибора ставитоя в положение Вход, и напряжение высокой частоты увеличивается до тех пор, пока стрелка прибора не окажется посередине шкалы. При этом подводимая мощность высокой частоты составляет приблизительно 0,2 Вт, и поэтому возбуждение моста можно осуществлять с помощью гетеродинного измерителя резонанса. Затем переключатель прибора ставят в положение Изжрение и, регулируя переменный резистор, добиваются баланса схемы; получаемое при этом сопротивление по шкале переменного резистора равно измеряемому. Проверка прибора проводится для нескольких сопротивлений на разных частотах.

После этого отключают измеряемое сопротивление и при разомкнутых измерительных зажимах в положении переключателя Вход добиваются отклонения стрелки

прибора ровно на половину шкалы. ЮО

1О00

700С

Вход

Мост

Рис. 14-18. Мостовая схема для измерения параметров коаксиальных кабелей и антенн с сопротивлением, не превышающим 100 Ом,

После перевода переключат&тя в по-лол<ение Измерение стрелка прибора должна отклониться на всю шкалу (соотношение дополнительных сопротивлений рав}ю 2 : 1). Если это £ю имеет места, то следует изменить сопротивления резисторов и R таким образом, чтобы отклонение стрелки было на всю шкалу. Та л<е caaн процедура повторяется при короткозамкнутом выходе прибора. При этом же напряжении на входе прибора и положении переключателя Измерение отклонение стрелки должно быть на всю шкалу, а при положении Вход - на половину шкалы. Если этого не происходит, то, изменяя сопротивления резисторов Ri и добиваются равенства их значений (при этом стрелка прибора должна отклоняться, как описано выше).

После регулировки сопротивлений переходят к нспосредствепной градуировке шкалы прибора в выражениях КСВ.

Сопротивление переменного резистора устанавливают равным 60 Ом и к выходу прибора подключают безындукционный резистор сопротивлением 60 Ом. В положении переключателя прибора Вход на схему подают высокочастотное напряжение, дающее отклонение стрелки прибора на половину шкалы, В положении переключателя прибора Измерение стрелка прибора должна находиться в нулевом положении, что соответствует КСВ = 1. Затем к измерительным зажимам схемы подключают резисторы с различными сопротивлениями и каждый раз отмечают отклонение стрелки в положении переключателя прибора Измерениг (напряжение высокой частоты во всех случаях должно оставаться постоянным), Например, при подключении резистора сопротивлением ]20 Ом на шкале из.мернте.;тьного прибора в положении переключателя Измерение значение КСВ должно равняться 2 0 20 Ом . 60 Ом], при подключении резистора 240 Ом 4 240 Ом : 60 Ом) и т, д.

Пои проведении практических измерений следует соблюдать следующие условия:



вход (3884)

Измерительные

зажи мы.

1 Переменный резистор всегда следует устанавливать в положение, при котором его сопротивление соответствует волновому сопротивлению используемого коаксиального кабеля.

2. Входное напряжение устанавливается по половинному отклонению Стрелки прибора в положении переключателя прибора Вход.

С помощью описанной выше схемы можно ре]пать с достаточной точностью все задачи, возникающие при согласовании линий передачи с антенной.

Часто ограничиваются только коаксиальными линиями передачи с волновым сопротивлением 60 Ом, В этом случае в схеме рис. 14-18 переменный резистор можно заменить на постоянный с сопротивлением 60 Ом, Такая замена имеет и положительное качество, заключающееся в том, что в этом случае схема может работать в большем диапазоне частот, чем схема с переменным резистором.

14-8. Измерительный мост для коаксиальных линнн передачи с волновым сопротнв1ением 60 Ом

Схема прибора показана на рис. 14-19. По принципу своего действия эта схема не отличается от антенноскопа.

Прибор предназначен для измерения КСВ в коаксиальных кабелях с волновым сопротивлением 60 Ом и имеет отдельные приборы для из-мере1шя входного напряжения и баланса моста. Такая схема хорошо работает и в диапазоне УКВ, так как в ней используется емкостная компенсация индуктивной составляющей сопротивлений моста (схе.ма компенсации на рисунке не показана!.

14-9. Простейшие измерители напряженности поля

После того как антенна настроена на рабочую частоту передатчика и линия передачи согласована с антенной, приступают к окончательной настройке антенны. Для того чтобы получить максимальное излучение в прямом направлении или добиться максимального обратного ослабления, изменяют размере; элементов антенн, расстояния между элемен1;ши или папаметры схем настройки антенной цепи. При этом контроль настройки осуществляется с помощью индикаторов поля, различЕые варианты которых приведены на рпс 14-20

На рис. 14-20 а изображен простои полуволновый вибратор, посередине которого включен германиевый диод и параллельно ему подключен индикатор напряженности поля {микроамперметр), Длина вибратора может быть меньше л 2, при этом соответственно уменьшается чувствительность измерительно!! семы, Если антенна расположена


Рис. 14-19. Измерительный мост для коаксиальных кабелей с волновым сопротивлением 50 Ом.

горизонтально, то и измерительный вибратор также следует располагать в горизонтальной плоскости на той же высоте, что и исследуемая антенна, и по возможности дальше от нее. Неудобстио при использовании такой схемы заключается в том, что для проведения измерений всегда надо иметь помощника, что не всегда возможно.

На рис. 14-20, б изображен тот же вибратор, но измерительный прибор соединен с ним с помощью дтииного шнура. Дроссели в диапазоне УКВ представляют собой обычные четвертьволновые дроссели, а в диапазоне коротких волн их индуктивности выбираются по 1 мГ.

На рис. 14-20. в показана схема икдикатооа поля, использующего шлейфовый вибратор. Шлейфовый вибратор соединяется с измеритель-

Шлейфовый вибратор

< Д./2


Ленточный кадгль 240-300 Ом Произвольной длины

APimo

Осветительный провод любой длины

Осветительный провод любой длины.

240-300

Ар 3

Чооо

1000

Рис. 14-20. Простейшие измерители напряженности поля,

ны-м прибором отрезком ленточного кабеля любой длины, волновое

сопротивление которого равно входному сопротивлению вибратора. Конец вибратора, подключаемый к измерительному прибору, подключается к резистору сопротивлением 240-300 Ом. Такая схема индикатора поля наиболее часто используется в диапазоне УКВ, так как в диапазоне коротких волн шлейфовый вибратор занимает слишком много места.

В диапазоне коротких волн часто используется схема, приведенная на рис 14-20, г. Высско-гастотное напряжение, падающее на высокочастотном дросселе, зыпр;1\1ляется германиевым диодом и пи двухпроводной линии подается на измерительный прибор. Вся схема может быть зазелутена Для повышения чувствительности схемы пара.члельно дросселю Др иногда включают конденсатор С переменной емкости, который совместно с дросселем образует параллельный резонансный контур по отношению к частоте, на которой проводятся измерения.

В качестве выпрямителей в схемах индикаторов поля могут использоваться любые германиевые диоды, а в качестве измерительных



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