ПРИЛАД ДЛЯ НАЛАШТУВАННЯ KB АНТЕНН
При розробці цього вимірювального приладу ставилася мета виготовити портативну просту конструкцію, що має достатню точність для практичного налаштування різноманітних KB антен і автономне живлення.
Прилад дозволяє проводити наступні вимірювання:
1. Визначати резонансну частоту антени і резонансні частоти елементів до неї вхідних (вібратора, директорів. рефлектора) в діапазоні 31. 2.5 МГц. 2. Вимірювати активну складову вхідного опору антени від 0 до 5000м. 3. Вимірювати реактивні складові вхідного опору антени. 4. Судити про КСВ антени, маючи на увазі відношення хвильового опору фідери про вхідний опір антени. 5. Визначати потрібну довжину фазозсувних ліній з хвильовим опором цих ліній до 500 Ом, а також коефіцієнти скорочення коаксіальних кабелів і ліній.
Визначення всіх параметрів, крім реактивного опору, здійснюється шляхом безпосереднього зчитування шкал приладу. Розмір реактивної складової обчислюється за загальновідомими формулами.
Прилад складається з двох частин: високочастотного моста та діапазонного генератора, об'єднаних в одну закінчену конструкцію.
ВИСОКОЧАСТОТНИЙ МІСТ Схема, зображена на рис. 1 являє собою класичну схему вимірювального моста на опорах (в одному з плечей цього моста знаходиться змінний опір R1 з проградуированной шкалою). Є також-змінний конденсатор С1 ємністю 160 пф з проградуированной шкалою, який за допомогою двох перемичок, що закорочують, може підключатися або паралельно до змінного опору, або до входу моста, що дозволяє збалансувати його за наявності комплексного опору. За величиною ємностізмінного конденсатора можна визначити величину реактивної складової навантаження.
Міст балансується за допомогою мікроамперметра на 50 мкА, що включається в діагональ. Для регулювання чутливості служить змінний опір R5, крім того. за допомогою тумблера SA1 паралельно мікроамперметру РА1 включається шунтуючий опір R6, що загрубує чутливість індикатора.
Монтаж високочастотної частини моста ведеться максимально короткими відрізками голого лудженого дроту діаметром 1,5 мм (див. фото)
ДІАПАЗОННИЙ ГЕНЕРАТОР Діапазонний генератор (рис. 2) перекриває діапазон частот від 2,5 до 31 МГц.
Діапазонний генератор складається з генератора, що задає, зібраного за схемою ємнісної триточки на транзисторі КП302А. За допомогою перемикача контури вмикаються в затворний ланцюг. Весь діапазон генератора розбитий на п'ять піддіапазонів з метою одержання чіткого градуювання шкали. Наступний каскад на транзисторі КП302А є джерелом повторювачем і служить для узгодження з кінцевим каскадом генератора, зібраного на транзисторі КТ606А.
У колекторний ланцюг цього каскаду включений широкосмуговий трансформатор на феритовому кільці, з обмотки зв'язку якого високочастотна напруга подається безпосередньо на міст.
Для надійної роботи моста напруга на обмотці зв'язку має бути 1..Д В. Навантаження обмотки становить 100 Ом, хоча баланс моста досягається і при менших напругах.
КОНСТРУКЦІЯ І ДЕТАЛІ.
Прилад зібраний на панелі, що розміщується в ящику розміром 290х215х78 мм. При монтажі приладу необхідно виключити паразитні наведення на міст від генератора. Інакше не можна буде досягти повного балансу моста при вимірах. В якості вимірювального опору R1 необхідно використовуватизмінний безіндукційний опір, що має надійний контакт повзунка зі струмопровідною доріжкою. У даному приладі застосовано опір із графітовим контактом повзунка.
Опір R2 та R3 типу МЛТ необхідно підібрати з точністю до 1%. Змінний конденсатор С1 - з повітряним діелектриком максимальною ємністю 160пф. Тримери С2 і СЗ теж з повітряним діелектриком.
Дроселі Др1 і Др2 - трисекційні на керамічному підставі. Можна застосувати будь-які дроселі з індуктивністю 1 . 2,5 мг. Необхідно, щоб вони мали власну мінімальну ємність і не мали рееонансів в діапазоні частот генератора.
Мікроамперметр РА1 типу М4205. У діапазонному генераторі застосований змінний конденсатор С1 ємністю 50 пф з повітряним діелектриком, з верньєром.
Трансформатор Тр1 намотаний трьома проводами по 9 витків у кожній секції на кільці ВЧ50 діаметром 14 мм.
Налагодження приладу необхідно почати з генератора, що має мінімум гармонік, оскільки їх наявність веде до помилок при вимірюваннях.
Необхідно ретельно підібрати за допомогою конденсаторів СЗ та С4 зв'язок контуру з транзистором VT1, а також підібрати режими роботи цього транзистора і VT2 та VT3.
Після налагодження діапазонного генератора приступають до налагодження високочастотного моста. Для цього до входу моста X1 підключають постійний опір 100..150 Ом, гнізда А-В і С-D при цьому повинні бути розімкнені. Частота генератора може бути встановлена будь-який, наприклад, 15 МГц. Потім змінним опором R1 балансують міст за максимальної чутливості індикатора. Покази індикатора можуть відрізнятися від нуля. Потім, обертаючи триммер СЗ, досягають точного балансу моста. При правильному монтажі та однаковій величині опорів R2 та R3 стрілка індикатора повиннабути на нулі. Допустимі лише дуже незначні відхилення. Цією операцією нейтралізується ємність
змінного опору та ємність монтажу протилежних плечей моста. Після цього вставляються перемички А - і С - D. а конденсатор С1 встановлюється в положення мінімальної ємності. Не чіпаючи опору R1, триммером С2 знову домагаємося балансування моста - на шкалі конденсатора С1 відзначаємо нульову точку. Цією операцією нейтралізується початкова ємність конденсатора С1. Від нульової точки градує шкалу конденсатора С1 через кожні 10 пф. На цьому налагодження завершується.
Для вимірювання резонансних частот антени та її елементів, а також вхідного опору, прилад підключається безпосередньо до входу антени коротким відрізком коаксіального кабелю. Якщо це важко — напівхвильовим (для діапазону, що настроюється) відрізком кабелю.
Така довжина сполучного кабелю необхідна, оскільки напівхвильова лінія передає параметри навантаження без трансформації.
Для визначення резонансної частоти антени та її вхідного опору встановлюємо величину змінного опору R1, що дорівнює приблизно величині хвильового опору застосовуваного філера і, змінюючи частоту діапазонного генератора. знаходимо частоту, на якій індикатор покаже різке зменшення показань.
Потім, змінюючи величину опору R1 та ємності С1. а також коригуючи частоту генератора. добиваємося повного балансування моста. Якщо міст збалансувався при нульовому положенні конденсатора С1, це означає, що антена на цій частоті має суто активний вхідний опір, який зчитується зі шкали опору R I. Якщо ж для балансу знадобилася зміна конденсатора С1, то це означає, що навантаження має реактивну складову тимбільшу, ніж більшу ємність, довелося вводити при балансуванні.
Якщо міст збалансувався при з'єднанні перемичками гнізд А—В і С—D, це означає, що реактивна складова має ємнісний характер. А якщо при з'єднанні гнізд А – С та В – D – то індуктивний характер.
Резонансні частоти директорів та рефлектора вимірюються аналогічним чином, але при цьому потрібно в широких межах змінювати величину опору R1 для знаходження резонансної частоти. Балансування на цій частоті може бути не таким різким. як щодо резонансної частоти антени. Крім того, потрібно мати на увазі. що при налаштуванні антен типу HB9CV. мають ям елемента, будуть чітко виражені три частоти: короткого елемента - з частотою вище робочої, довгого елемента - з частотою нижче робочої та різко виражена робоча частота антени.
Крім робочої частоти антени та її основних елементів, можлива поява резонансних частот буму, відтяжок тощо.
Для визначення коефіцієнта укорочення коаксіальних кабелів та ліній використовується властивість напівхвильової лінії передавати величину навантаження без трансформації. Тому беремо відрізок кабелю або лінії і закорочуємо один з кінців. Інший кінець включаємо до входу моста, встановивши при цьому "0" опір R1 і конденсатор С1. Знайшовши резонансну частоту, коли міст збалансується, будемо мати на увазі, що для цієї частоти дана лінія має електричну довжину в половину хвилі. Потім, перерахувавши частоту генератора в довжину хвилі, знаходимо половину хвилі, що шукається. Вимірявши геометричну довжину відрізка кабелю або лінії та обчисливши її відношення до даної напівхвилі отримаємо коефіцієнт укорочення.
При цих вимірах потрібно мати на увазі, що якщо застосовується кабель великої довжини, то може спостерігатися кілька частотбалансу. Різниця між двома сусідніми частотами і дасть ту частоту, на якій даний відрізок лінії має довжину півхвилі.
За отриманим коефіцієнтом укорочення легко обчислити довжину потрібної фазозсувної лінії, оскільки напівхвильовий відрізок лінії зсуває фазу не 180 °.
Наприклад, для зсуву фази на 45 °, необхідно взяти четверту частину від напівхвильової лінії і т.д.
Автор: Ю. СЕЛЕВКО (UA9AA)
| З цією схемою також часто переглядають: |