Приветствую Вас, Гость! Регистрация RSS

Сайт "Cner"

Вторник, 22.05.2018
Главная » Статьи » Другие статьи » Статьи из литературы

Приборы для настройки КВ и УКВ антенн
Каждая антенна имеет свою собственную резонансную частоту, на которой она излучает или принимает максимум энергии. На этой частоте волновое сопротивление антенны имеет активный характер. Линия, подводящая энергию к антенне на резонансной частоте, должна иметь малые потери и не должна излучать. Это достигается при условии, когда входное сопротивление антенны равно волновому сопротивлению линии, а последнее - входному сопротивлению приемника или передатчика.

На практике входное сопротивление антенны часто отличается от волнового сопротивления линии. Поэтому для согласования антенны с линией приходится использовать специальные согласующие приспособления. Чем сложнее конструкция антенны, тем труднее бывает учесть все факторы, влияющие на входное сопротивление антенны, и проверку настройки антенны приходится производить с помощью тех или иных приборов.

Помимо индикаторов напряжения, радиолюбители применяют различные индикаторы тока. Большинство индикаторов рассчитаны на измерения в открытых линиях. Коэффициент стоячей волны определяется отношением напряжения (или тока) в пучности к напряжению (или току) в узле.

Однако часто бывает затруднительно или невозможно передвигать индикатор вдоль линии на расстояние, необходимое для проведения измерения. Измерение Ксв в этих случаях может быть выполнено с помощью моста.

На рис.1 показана принципиальная схема подобного моста. Величины сопротивлений R1 и R2 равны между собой.

Если линия согласована правильно и сопротивление R3 равно волновому сопротивлению линии, мост будет сбалансирован. и высокочастотный вольтметр, включенный в диагональ моста, покажет нуль.

Однако если линия не согласована с нагрузкой, показания вольтметра не будут равны нулю. Зависимость между коэффициентом стоячей волны и показаниями вольтметра приведена на рис.2.

Передающая антенна считается хорошей, если коэффициент стоячей волны не превышает 2. Объясняется это тем, что уменьшение мощности в нагрузке с изменением величины нагрузочного сопротивления происходит не резко, и поэтому некоторое отступление от режима бегущей волны допустимо.

Для дальних УКВ связей и дальнего приема телевидения Ксв антенны должен быть не более 1,4-1,5.

Принципиальная схема моста для измерения коэффициента стоячих волн приведена на рис.3. Вид на монтаж этого прибора показан на рис.4 и 5. Сопротивления R1, R2 и R3 совместно с волновым сопротивлением фидера образуют мост. Фидер подключают к гнезду "Линия". К коаксиальному гнезду "Вход" подводят напряжение высокой частоты от генератора. Колебания, подводимые к мосту, выпрямляются германиевым диодом КП1 и постоянное напряжение измеряется с помощью вольтметра, включаемого в гнезда "+Вход" и "-". Во время измерений подводимое к мосту напряжение необходимо поддерживать постоянным. Напряжение в диагонали моста выпрямляется германиевым диодом КП2 и измеряется вольтметром, включаемым в гнезда "+Мост" и "-".
       
Прибор смонтирован в футляре размерами 75х50х45 мм.

Для налаживания подают от генератора к мосту такое напряжение высокой частоты, чтобы стрелка вольтметра, включенного в диагональ моста, отклонялась до сотого деления. Затем подключают вольтметр к гнездам "+Вход" и "-" и измеряют подводимое напряжение. После этого выход моста замыкают и регулируют подводимое напряжение до прежней величины. После этого выход моста замыкают и регулируют подводимое напряжение до прежней величины. После этого вольтметр снова включают в диагональ моста, при этом стрелка вольтметра должна отклониться до сотого деления. В противном случае нужно подобрать сопротивления R1 и R2. Проверку производят на самых высоких частотах, на которых будет применяться мост, например на частоте 146 мГц. Если аналогичная проверка на более низких частотах покажет, что расхождение между величинами R1 и R2 меньше, чем на частоте 146 мГц, то это будет означать, что паразитные индуктивные связи в одном плече не сбалансированы с такими же связями в другом. При этом нужно уточнить взаимное расположение сопротивлений R1 и R2.

Затем включают в коаксиальное гнездо "Линия" безиндукционное сопротивление 75 Ом. При этом вольтметр, включенный в диагональ моста, должен показывать нуль на всех частотах.

Отклонение стрелки, не изменяющееся во всем диапазоне частот, указывает на то, что вспомогательное сопротивление, включенное в клеммы "Линия", не равно R3. При наличии паразитных связей между деталями моста показания вольтметра изменяются с частотой. После этого следует проверить, соответствует ли величина сопротивления R3 волновому сопротивлению применяемого коаксиального кабеля. Для этого вспомогательное сопротивление поочередно соединяется с мостом с помощью отрезков кабеля различной длинны. При всех частотах и всех длинах кабеля стрелка вольтметра не должна отклоняться, в противном случае изменяют величину сопротивления R3 и проверку моста с отрезками кабеля повторяют снова. допустимо отклонение стрелки на несколько делений от нуля.

С высокоомным вольтметром в диагонали моста отсчёт коэффициента стоячих волн будет точно соответствовать графику на рис.2.

В качестве вольтметра следует применить прибор с сопротивлением не менее 50 кОм, рассчитанный на напряжение 5 в.

На рис.6 показана принципиальная схема моста, позволяющего сделать непосредственный отсчет величины измеряемого волнового сопротивления.На рис.7 показан вид на монтаж этого прибора. Мост снабжен собственным индикатором чувствительностью в 100 мкА.

В качестве переменного сопротивления использовано переменное сопротивление типа СП у которого снята экранная крышка. От величины сопротивления R3 зависят пределы измерений прибора. Так как обычно волновые сопротивления имеют величину от 30 до 300 Ом, в большинстве случаев можно применить сопротивление R3 величиной 680 Ом. Если нужно измерить более высокое волновое сопротивление, то последовательно с переменным сопротивлением R3 включают дополнительное безиндукционное сопротивление. Градуировка шкалы сопротивления R3 производится с помощью измерительного моста.

При измерениях на коротких волнах, т.е. до частот 30 мГц, нет необходимости в экранировке сопротивления R3. При более высоких частотах сопротивление R3 экранируется с помощью поперечной перегородки. Ось сопротивления удлиняется с помощью втулки из изолирующего материала.

При постройке прибора необходимо следить за тем, чтобы соединительные провода были по возможности короче и имели по возможности одинаковую длину, с тем чтобы их собственные емкости и индуктивности были минимальными и одинаковыми.

Конденсатор С1 и диод КП1 устанавливаются на крепежной планочке под горизонтальным экраном, а сопротивления R1 и R2 - над горизонтальным экраном. После монтажа всех деталей на внутренних перегородках экран укрепляют в футляре, устанавливают гнезда, индикатор и соединяют их между собой.

К входным зажимам моста для связи с генератором подключают петлю из толстого провода (для измерений на коротких волнах необходимо сделать несколько витков).

Предположим, что нам необходимо при постройке антенны применить кабель, волновое сопротивление и электрическая длина которого нам неизвестны. Обе величины нужно знать при расчете согласующих трансформаторов.

Отрежем кусок кабеля длиной примерно в четверть волны и соединим его с выходными зажимами. Ручка переменного сопротивления должна быть установлена на нуль. Частота генератора изменяется таким образом, чтобы индикатор моста показывал нуль. При этом длина кабеля равна четверти волны. Затем к концу линии присоединяют безиндукционное сопротивление и, не меняя частоту генератора, вращают ручку переменного сопротивления R3, пока стрелка индикатора не станет на нуль.

Величина входного сопротивления нагруженной линии отсчитывается по шкале R3. Величина волнового сопротивления определяется по формуле:



где Z0 - волновое сопротивление фидера, Zвх - входное сопротивление нагруженной линии, Rнагр - сопротивление, на которое нагружена линия.

Для измерения входного сопротивления полуволнового диполя между диполем и прибором включают линию длиной, кратной половине волны, с целью устранения влияния прибора на точность измерения. По этой же причине не рекомендуется держать прибор в руках.

Ручка переменного сопротивления вращается до минимального показания индикатора. Если не удается установить стрелку индикатора на нуль с помощью сопротивления R3, то для этого изменяют частоту генератора. Таким образом одновременно определяется не только входное сопротивление антенны, но и её резонансная частота. Входное сопротивление антенн зависит от высоты подвеса. Поэтому согласование антенны с линией следует производить, когда антенна находится в рабочем положении. Для подбора размеров многоэлементных направленных антенн прежде всего отрезают кусок кабеля длиной в несколько полуволн, соединяют прибор с вибратором антенны и путем изменения длины вибратора и пассивных элементов добиваются минимального отклонения стрелки индикатора. Следует указать , что на частотах выше 50-60 мГц не всегда удается довести стрелку индикатора до нуля.

Мост окажется весьма полезным при измерениях волнового сопротивления входных цепей КВ и УКВ приемников и телевизоров. При этих измерениях необходимо, чтобы частота генератора соответствовала частоте настройки приемника.

Удобнее в работе прибор с собственным индикатором, однако в нем трудно избавиться от паразитных связей между деталями, что сказывается на точности измерений на частотах выше 80-100 мГц.

Автор: С. Хазан

Источник публикации: ж. Радио, 1956, №5, с. 24-25
 
Категория: Статьи из литературы | Добавил: cner (19.06.2017)
Просмотров: 494 | Рейтинг: 0.0/0