Вимірювання АЧХ антени за допомогою ГКЧ

На малюнку 2 показана схема високочастотного вимірювального моста, призначеного для антенних вимірювань, запропонована американським радіоаматором W2AEF (так званий "антенноскоп"). Особливої ролі, важливо тільки, щоб опір резисторів R1 і R2, а також ємності конденсаторів C1 і C2 дорівнювали один одному. Як змінний опір слід використовувати тільки безіндуктивні об'ємні змінні резистори і в жодному разі не дротяні потеціометри. Додатковий опір Rш залежить від внутрішнього опору вимірювального приладу та необхідної чутливості вимірювальної схеми. Як вимірювальний прилад слід застосовувати мікроамперметр 50 - 100 мкА. Як випрямляч може використовуватися будь-який германієвий діод. При конструюванні слід дотримуватися симетрії та мінімальної довжини масових провідників. Як вимірювальний генератор цілком достатньо використовувати гетеродинний вимірювач резонансу. Потужність генератора має перевищувати 1 Вт і цілком достатньо 0,2Вт. Внаслідок того, що схемні елементи вимірювального моста в діапазоні УКХ мають вже комплексний характер, баланс моста стає неточним, і якщо в діапазоні 2 м його можна домогтися, ретельно виконавши конструкцію моста, то в діапазоні 70 см розглянутий вимірювальний міст абсолютно незастосовний.

Провідники бруківки повинні бути виконані якомога коротше для зменшення їх власної індуктивності та ємності. При конструюванні приладу слід дотримуватися симетрії у розташуванні його деталей. Прилад полягає в кожух, розділений на три окремі відсіки, які, як показано на малюнку 3, поміщаються окремі елементи схеми приладу.Одна з точок моста заземляється, і, отже, міст несиметричний щодо землі. Тому міст найбільше підходить для вимірювання на несиметричних (коаксіальних) лініях передачі. Якщо потрібно використовувати міст для вимірювання на симетричних лініях передачі та антенах, необхідно ретельно ізолювати його від землі за допомогою ізолюючої підставки. Антенноскоп може застосовуватися в діапазоні як коротких, так і ультракоротких хвиль, і межа його застосування в діапазоні УКХ переважно залежить від конструкції та окремих схемних елементів приладу.

Але це не все. Хотілося бачити всю частотну характеристику антени а не окремі ділянки на які слід налаштовувати вимірювальний генератор ВЧ. Це дуже нудне і ретельне заняття було випробуване при налаштуваннях на радіоаматорських антенах. При зміні довжини одних елементів, що відповідають за нижню частину діапазону, обов'язково змінювалися верх і середина. Хто колись налаштовував, мене зрозуміє. Тому довелося модернізувати схему та трохи переробити весь прилад. Потрібно бачити весь діапазон роботи антени, а це міг дозволити тільки прилад для вимірювання АЧХ до складу, якого входить генератор частоти, що коливається, і вимірювальна частина ВЧ складової з високочастотною детекторною головкою. В наявності був непоганий вимірювач амплітудно-частотної характеристики ХА1-50 з верхньою граничною частотою 1000 MHz і в додатку має свій цифровий частотомір, який показує середню частоту хитання. На мою думку, це ідеальні прилади для таких цілей, тому можна застосовувати інші прилади ГКЧ. Схема модернізованого осцилоскопа наведено на рис. 4 і так само зібрана за бруківкою в діагональ якого включена вимірювальна детекторна головка.

Описувати призначення всіх елементів не буду,скажу що при вимірюванні антени з хвильовим опором 50 ом достатньо поміняти опори в приладі з 75 ом на 50 ом. Після виготовлення приладу налаштування ніякого не потрібно. На високих частотах, вище 250 MHz, слід германієвий діод замінити аналогічним, але більш високочастотним. У принципі можна і не змінювати, все буде працювати і так чудово тільки впаде рівень вимірюваної частоти, що навіть і неважливо. На дисплеї ГКЧ ми бачитимемо АЧХ антени перегорнуту як у малюнку 5.

Після того, як зберете прилад і підключіть до АЧХометра, слід перевірити без антени. Для цього замість антени включаємо безіндукційне опір 75 ом або 50, залежно для якого хвильового опору виготовили прилад. На дисплеї побачите горизонтальну пряму, без будь-яких горбів та спотворень. Якщо прибрати опір або закоротити, то горизонтальна переміститься вгору при зазначеній полярності діода або вниз при іншій полярності. Все, підключайте антену, що настроюється, і насолоджуйтесь роботою з приладом. Найменші зміни елементів антени ви бачитимете на дисплеї АЧХометра без будь-яких перебудов по діапазону. Конструктивно, прилад був виконаний зі штатного відгалужувача, що складається з невеликого прямокутного корпусу, у якого з обох боків встановлені роз'єми СР-75 або СР-50. Посередині склянка для підключення високоомної детекторної головки, саме ВИСОКООМНОЇ. Схема була передана багатьом радіоаматорам, які характеризували роботу приладу на високому рівні. Свого часу цим приладом налаштовували антени на діапазон 470 MHz. Вище вимірювання не проводилися, не було потреби.