Šumový můstek pro ladění antény. Šumový můstek pro ladění antény Vysokofrekvenční můstek pro ladění antény

V. KISELEV (RA4UF), Saransk

Obrázek 1 ukazuje obvod RF můstku vyvinutého na základě návrhu UA9AA.

Závěsná instalace používaná při výrobě můstku zpravidla omezuje provozní frekvenční rozsah takových zařízení na 140...150 MHz. Pro zajištění provozu v rozsahu 430 MHz je vhodné vyrobit zařízení na oboustranné folii DPS. Jedna z úspěšných možností instalace je na obr. 2 a 3.

Na horní straně desky (obr. 2) jsou dva neindukční odpory R1, R2 s kompenzačními kondenzátory C4, C5. Zbývající části mostu jsou umístěny na spodní straně (obr. 3). Instalace byla provedena na "fleky".

Vzdálenosti mezi „záplatami“ jsou určeny velikostí použitých dílů. Kruhy, naznačené na obrázcích přerušovanými čarami, jsou navzájem spojeny otvory v desce.

Při výrobě mostu Speciální pozornost pozornost by měla být věnována kvalitě použitých dílů. Kondenzátory C1, C2 - keramické, bezolovnaté, typ K10-42, K10-52 nebo podobné. Referenční kondenzátor C3 je KDO-2. Trimrové kondenzátory C4, C5-typ KT4-21, KT4-25; zbývající kondenzátory jsou KM, KT. Rezistory R1, R2 musí být typu MON, C2-10, C2-33 o výkonu 0,5 W a mít stejný odpor v rozsahu 20...150 Ohmů. Pokud jsou použity rezistory typu MON, jsou jejich vodiče ukousnuty k základně, která je vyčištěna a pocínována a poté připájena na požadovanou „záplatu“. Rezistor R3 - typ SP4-1, SP2-36, neindukční, s grafitovou dráhou. Tento rezistor je osazen na boční stěnu z foliové DPS, ale folie v místě jeho uchycení je odstraněna. Těleso odporu není připojeno ke společnému vodiči, jinak nelze můstek vyvážit. Rukojeť připevněná k ose odporu musí být vyrobena z izolačního materiálu. Kromě rezistoru R3 jsou na bočních stěnách namontovány konektory CP-50. Spoje (spáry) mezi bočními stěnami a hlavní deskou jsou pečlivě zapájeny.

Výkon signálu z generátoru by měl být asi 1 W. Jako generátor lze použít např. IC-706MK2G, varaktorový tripler atd.

Při kontrole vyvážení vysokofrekvenčního můstku v pásmech VHF a UHF se používají pouze neindukční odpory. Doladění kompenzační kondenzátory (se stejným zatěžovacím odporem) odpovídají konstantní rovnováze na několika rozsazích (například 7...430 MHz). Pokud není možné zvolit dostatečný počet neindukčních rezistorů pro kalibraci můstku, lze mezilehlé hodnoty stupnice přístroje kalibrovat v nízkofrekvenčních rozsazích pomocí běžných rezistorů, například typu MLT nebo MT.

Pro měření reaktivity zátěže bude potřeba vyměnit kondenzátor C5 za proměnný (se vzduchovým dielektrikem a maximální kapacitou cca 20 pF), nicméně horní frekvenční limit měření je omezen na rozsah 144 MHz, protože není možné plně kompenzovat kapacitu instalace.

Pokud zařízení používá tlumivky s indukčností 200 μH, bude frekvenční rozsah můstku 0,1...200 MHz.

Navržený design má velmi dobrou opakovatelnost, na rozdíl od zařízení vyrobených pomocí nástěnných instalací.

Literatura

1. Yu.Selevko (UA9AA). Zařízení pro ladění antény. Radioamatér, 1991, N5, S.32...34.

KV a VKV radioamatér. 2/2001, str.18 Související materiály:

Jednoduchá metoda pro přizpůsobení HF antén ve „studeném“ režimu.
V současné době se ladění a přizpůsobení antény provádí především pomocí SWR metrů, kdy je do antény přiváděn poměrně velký RF výkon. Anténa jej přitom vyzařuje, a protože při ladění je nutné vysílač v provozním dosahu antény několikrát přestavět, dochází k výraznému rušení ostatních radiostanic.

Mezitím existuje další způsob ladění antén - pomocí VF můstku je popsán ve známé Rothhammelově referenční knize. Ale i v tomto případě vyžaduje provoz mostu značný výkon, který dokáže zajistit dostatečný proud v ramenech mostu.
Pokud však můstek mírně zmodernizujete, pak můžete pro ladění použít signál běžného generátoru RF signálu s výstupním napětím 0,5 - 1 volt. K tomu je ale nutné, aby VF signál byl modulován nízkofrekvenčním signálem 400 -1000 Hz, a ještě lépe, aby generátor pracoval v režimu video modulace s impulsy této frekvence.
Takové režimy existují téměř ve všech moderní generátory signály.
Schéma zapojení pro naladění antény na požadovanou frekvenci a její spárování s 50 ohmovým koaxiálním kabelem je na obrázku. RF generátor je nastaven na video modulaci nebo režim AM s modulačním koeficientem 100 % a připojen do zásuvky X1, anténa - nejlépe nejprve přímo - je připojena do zásuvky X2. Sluchátka se připojují do zdířek HT.
Generátor je poté naladěn na frekvenci antény. Pokud je zároveň ve sluchátkách slyšet nízkofrekvenční signál modulační frekvence generátoru, znamená to, že při této frekvenci má anténa vstupní impedanci odlišnou od aktivních 50 ohmů. Úpravou frekvence generátoru v obou směrech od nastaveného docílíme ztráty signálu ve sluchátkách. Toto bude frekvence, při které je aktivní vstupní odpor a rovná se 50 ohmů.
Podle toho, kterým směrem a jak odlišná je tato frekvence od požadované, měníme geometrické rozměry antény nebo údaje lícujících prvků a opět kontrolujeme vyvážení frekvence můstku. Po dosažení rovnováhy na požadované frekvenci připojíme k anténě 50 ohmový napáječ a provedeme podobnou kontrolu celé dráhy anténa-napáječ.
Pokud je podavač v dobrém provozním stavu a nastavení je provedeno správně, po připojení podavače není žádný rozdíl v měření s podavačem nebo bez něj a připojení měřiče SWR ukazuje SWR rovné 1 nebo blízko k němu.
Tato metoda testováno při ladění antén do rozsahu 14 MHz, obě drátové antény byly naladěny na 160 a 80 metrů a 4-prvková na dosah 20 metrů.
Ve všech případech bylo možné provést úpravy rychle a přesně.

Práce ve vzduchu po poměrně dlouhou dobu se často stávájste svobodným nebo neochotným posluchačem nebo účastníkem konverzací o radioamatérské antény. Bohužel většina radioamatérů z řady důvodů neví, jak je správně vyhodnotit a nastavení.

Hlavním důvodem je podle našeho názoru nedodržování předpisůPROTI pokročilé dovednosti a specializované vybavení. Kromě toho široce známý SWR metr a GIR, existuje nezaslouženě zapomenutý (jak se nám zdá) přístroj na ladění antén - měřicí šum můstek, jehož výhodou je schopnost určit mnohé parametry zájmu bez vysílání.

Pomocí tohoto zařízení můžete určit celou řadu potřebnýchparametry antén, například:

Impedance (charakteristická impedance) antény a vlnový charakterodpor (indukční nebo kapacitní);

Rezonanční frekvence antény, a ne jen jedna jednoducháelementové antény, ale také víceprvkové vícepásmové antény.

Pomocí tohoto mostu můžete určit délku komunikační linky (obrdera) a zvolte jej případně s půlvlnným poměrem popř čtvrtvlna.

Toto zařízení je tak jednoduché, že jej zvládne sestavit každý.amatérské a může zaujmout své právoplatné místo v domácí laboratoři.

Vysokofrekvenční můstek pro měření hluku M.F.J. — 202V .

J. Schultz, W 4 FA.

Zkrácený překlad A. Vaimboim.

Při provádění prací údržby zařízení komunikační můstek pro měření šumu se používá jako zařízení pro měřenívýzkum a testování parametrů různých antén, komunikačních linek, op.identifikace prvků rezonančních obvodů a jejich charakteristik, měření impedance antén atd.

Rozsah použití tohoto zařízení lze výrazně rozšířitRen s dostatečně blízkým seznámením s principy jeho fungování.

Místo Goetha lze použít vysokofrekvenční šumový mostindikátor nativní rezonance (GIR-a), ale zároveň je dosaženo významné hodnotyvýrazně vyšší přesnost měření. Důvodem je skutečnost že šumový můstek se používá současně s připojeným rádiovým příjmempřezdívka, jejíž stupnice má mnohem přesnější dělení než GIR.

Například téměř všechny komunikační rádiové přijímače mají rozlišenírozlišení 1 kHz nebo více, zatímco GIR, řekněme, na frekvenci 21 MHz nemají rozlišení ani 500 kHz. Taková přesnost není pro hrubé určení součástí příliš důležitá Lnebo C, ale je extrémně užitečný při ladění antén nebo rezonancí L- Cřetězců, kde tradičně Byl použit GIR.

Tato publikace stručně popisuje konstrukci hluku most, jeho vlastnosti, způsoby použití a možnostZměny.

Hlavní vlastnosti hlukového mostu.

Šumový most, jak jeho název napovídá, je klasické zařízení typu bridge.

Zdroj vysokofrekvenčního šumu reprodukuje široké frekvenční spektrum a poskytuje ekvivalentní signál generovaný v rozsahu od 3 do 30 MHz, zajišťující pokrytí všech krátkovlnných frekvencí. radioamatérská pásma, ale v praxi mnohem širší.

Zařízení je provozováno ve spojení s komunikačním rádiovým přijímačem používaným jako detekční zařízení a příjemPřezdívka nakonec určuje kvalitu provedených měření.

Při vyvažování můstku sestávajícího z vnitřního měřicího polecha "odpor/reaktance" a rameno připojené paralelně ke svorkám měřeného "neznámého" (neznámý) komponenta, šum zapnut rádiový výstup bude minimální.

Když je můstek nevyvážený, je slyšet šumový signál v rádiovém přijímačike, se prudce zvýší. Přesnost, se kterou se neznámé měříhodnota závisí na kalibraci váhy.

Most lze samozřejmě použít i obráceně.

Při stanovení aktivního odporu se variabilní rameno nastaví na určitou hodnotu, například 50 Ohm, a „Neznámé“ měřené rameno přitom produkuje minimum hluku. TaJe tedy v souladu s hodnotou na stupnici přístroje, zapnutokterý byl regulátor instalován do variabilního ramene.

Většina praktických konstrukcí hlukových mostů má symetrický vysokofrekvenční transformátor, na kterém se limity rozsahu výstupního signálu. Kromě toho zařízení využíváExistuje malý trik, který umožňuje měřit indukční i kapacitní reaktanci, a to navzdory skutečnosti, že v měřicím rameniJe tam pouze proměnný kondenzátor.

V rameni měřeného objektu je permanentní kondenzátor poloviční kapacitu střídavého. V tomto případě nulová reakcetivnost bude uprostřed stupnice šumového mostu, tj. odpovídajícíodpovídá střední poloze proměnného kondenzátoru.

Otočte kondenzátor C12 na jednu stranu ze střední polohy určuje kapacitní reaktanci Xc nebo znaménko mínus a během rotace k druhému - induktivnímu XL- znaménko plus. Obsluha protihlukového mostu je základnídodávka založená na klasickém principu Winstonova mostu.

Stručná technická charakteristika zařízení M.F.J. — 202B.

Schéma mostu je na obr. 10.

Pokrytý frekvenční rozsah pokrývá souvislý úsek od 160 do 6 M, což je velmi užitečné pro měření radioamatérských zařízení, vč. WARCrozsahy.

Meze měřeného odporu – od 0 do 250 Ohmů – zůstávají konstantní ve frekvenčním rozsahu od 1 do 100 MHz.

Indukční a kapacitní reaktance závisí na frekvenci měřeníniya, což je docela normální, i když to není vždyuznávané uživateli hlukových mostů. Regulátor reaktivity ( REAKCE) má stupnici hodnot Xc a XL měřeného objektu neodpovídající skutečné hodnotě reaktivity při dané frekvencity, ale hovoří pouze o určité povaze reaktivity.

Základní limity pro měření reaktivity s přístrojem M.F.J.-202 V je dostačující pro většinu aplikací, ale může býtrozšířeno do značné míry pomocí "rozšířovače dosahu" při připojení rezistoru 200 Ohm. To je zvláště patrné při měření impedancí v řádu několika tisíc ohmů. V praxi toto znamená, že vysoké impedance přenosových vedení a antén, které nejsou obvykle měřitelné na většině typů hlukových můstků, ale lze je měřit pomocí přístroje M.F.J.—202.

Zenerova dioda typ 1N753 je skutečný zdroj hluku, který je zesílen třemi širokopásmovými stupni na tranzistorumax 2N3904.

Vysokofrekvenční transformátor T1 je navinut třemi kroucenými dráty (trifilární) na toroidním feritovém jádru pro zajištění symetrie.

Na předním panelu zařízení je proměnný rezistor R15" ODPOR", variabilní kondenzátor C12 "REACTANSE", přepínač "rozšiřovač rozsahu". S2, připojení konstantní odpor R16 200 Ohm, pro rozšíření rozsahu měření aktivní a reaktivní složky až do několika tisíc ohmů.

Zařízení je sestaveno na jednoduché desce plošných spojů. Konstrukčně provedené v malém pouzdře, na kterém jsou instalovány koaxiální konektoryPřipojení pro připojení měřených „neznámých“ objektů a komunikačního rádiového přijímače.

Zařízení je napájeno vnitřní baterií typu "CORUND", tzn. + 9 V při odběru proudu 17 mA.

MĚŘENÍ PARAMETRŮ ANTÉNY.

Nejběžnější aplikací hlukoměru jemost je určení impedancí a rezonančních frekvencí přie-vysílací antény.

K tomu na měřící můstek pomocí krátké koaxiálníkabel s charakteristickou impedancí rovnou charakteristické impedanciNa napáječ měřené antény je připojeno měřicí zařízení přijímač a měřená anténa je připojena k druhému konektoru.

STANOVENÍ IMPEDANCE

Mostový potenciometr ODPORje instalován na pozici odpovídající impedanci (vlnovém odporu) anténybílá (50 nebo 75 ohmů pro většinu aplikací).

Variabilní kondenzátor REACTANSEje nastaven do střední polohy (nula). Přijímač je naladěn na očekávanou odezvuzonální frekvence antény. Most je zapnutý a některévysoká hladina šumového signálu. Pomocí proměnného odporu se snažte naladit na minimální hladinu hluku. Pomocí kondenzátoru REAKCEpředDále snižte hladinu hluku. Tyto operace je nutné několikrát opakovat, protože... regulátory se navzájem ovlivňují.

Anténa naladěná na rezonanci musí mít nulovou reaktanci a aktivní musí odpovídat vlnové impedancik použitému kabelu. U skutečných antén se může odpor, aktivní i reaktivní, výrazně lišit od vypočítaných.

K tomuto účelu se používají určité koordinační metody. V tomto případě je možných několik možností pro odečty přístroje:

1. Pokud je aktivní odpor blízký nule, je možný zkrat v kabelu; pokud se aktivní odpor blíží 200 Ohm atPokud je prodlužovač dosahu vypnutý, může dojít k přerušení kabelu.

2. Pokud zařízení vykazuje indukční rezonanci, pak anténa takécom dlouhé, pokud kapacitní, tak krátké.

Délku antény lze upravit. Pro tento účel je určeno reálná rezonanční frekvence Fpe3.

STANOVENÍ REZONANČNÍ FREKVENCE.

Přijímač je naladěn na očekávanou rezonanční frekvenci. Peřemenový odpor ODPOR nastavte na odpor 75 nebo 50 Ohmů. Kondenzátor REAKCE je nastaven do nulové polohy a přijímač se pomalu ladí, dokud není získán signál s minimálním šumem.

Pokud má anténa vysoký faktor kvality, pak je minimum snadné přeskočit během ladění frekvence.

Přijímač musí být naladěn frekvenčně induktivně impedance a vyšší frekvence - s kapacitní, dokud není získán signál s minimálním šumem. Úpravou můstkových regulátorů je nutné dále snížit hluk.

Člověk se může jen divit, jak moc se vlastnosti liší dipólové a jiné antény z těch designových, pokud jsou umístěny blízko z povrchu Země a jakýchkoli objemných předmětů.

STANOVENÍ DÉLKY KOMUNIKAČNÍ LINKY.

Pro některé práce na přizpůsobení antén atd. kabely, které jsou násobky čtvrt nebo půlvlny při určité frekvenci.

K tomu se používá následující metoda:

1. Nainstalujte zkratovací propojku na testovací konektor. Regulátoři ODPOR A REAKCE dosáhnout minima šumový signál. Oba regulátory musí být v nulovém rozsahu pozice na stupnici.

2. Odstraňte propojku a připojte testovaný kabel krelativní rameno.

3. Chcete-li určit délku kabelu, která je násobkem čtvrtvlny, musíte kabel opatrně zkracovat, dokud nezískáte minimální signál, s otevřeným koncem.

4. Chcete-li určit délku studovaného kabelu, násobek půlvlny, kabel je při každém měření na konci zkratován.

Literatura

1. CQ – časopis, srpen 1984.

2. J.J.Carr. Obousměrné rádiové a vysílací zařízení, N.J. USA

R— D

Při vývoji tohoto měřicí přístroj cílem bylo vyrobit přenosku jednoduchý design, který má dostatečnou přesnost pro praktické ladění různých KV antén a disponuje autonomním napájením.

Zařízení umožňuje provádět následující měření:

1. Určete rezonanční kmitočet anténního systému a také rezonanční kmitočty prvků v něm obsažených (vibrátor, direktor, reflektor) v rozsahu 31...2,5 MHz.
2. Změřte aktivní složku vstupní impedance antény v rozsahu od 0 do 5000m.
3. Změřte reaktivní složky vstupní impedance antény.
4. Posuďte SWR antény, mějte na paměti poměr vlnové impedance napáječů ke vstupní impedanci antény.
5. Určete potřebnou délku vedení s fázovým posunem s charakteristickou impedancí těchto vedení do 500 Ohmů a také faktory zkracování koaxiální kabely a linky.

Všechny parametry, kromě reaktance, jsou určeny přímým odečtem ze stupnice přístroje. Hodnota reaktivní složky se vypočítá pomocí dobře známých vzorců.

Zařízení se skládá ze dvou částí: vysokofrekvenčního můstku a generátoru rozsahu, spojených do jedné kompletní konstrukce.

VYSOKOFREKVENČNÍ MOST
Schéma znázorněné na Obr. 1, je klasickým obvodem můstku pro měření odporu (v jednom z ramen tohoto můstku je proměnný odpor R1 s odstupňovanou stupnicí). K dispozici je také variabilní kondenzátor C1 o kapacitě 160 pF s odstupňovanou stupnicí, který lze pomocí dvou zkratovacích propojek připojit buď paralelně na proměnný odpor nebo na vstup můstku, což umožňuje jeho vyvážení v přítomnost komplexního odporu. Na základě kapacity proměnného kondenzátoru lze vypočítat velikost jalové složky zátěže.

Můstek je vyvážen pomocí mikroampérmetru 50 µA, který je součástí úhlopříčky. Pro nastavení citlivosti se navíc používá proměnný odpor R5. Pomocí páčkového spínače SA1 se paralelně s mikroampérmetrem PA1 zapíná bočníkový odpor R6, který zhrubuje citlivost indikátoru.

Vysokofrekvenční část můstku je instalována pomocí co nejkratších kusů holého pocínovaného drátu o průměru 1,5 mm (viz foto)

GENERÁTOR DOSAHU
Generátor rozsahu (obr. 2) pokrývá frekvenční rozsah od 2,5 do 31 MHz.

Generátor rozsahu se skládá z hlavního oscilátoru sestaveného podle kapacitního tříbodového obvodu na tranzistoru KP302A. Pomocí spínače jsou obvody zařazeny do obvodu hradla. Celý rozsah generátoru je rozdělen do pěti podrozsahů, aby bylo dosaženo jasného odstupňování stupnice. Dalším stupněm na tranzistoru KP302A je sledovač zdroje a slouží ke koordinaci s koncovým stupněm generátoru sestaveného na tranzistoru KT606A.

Kolektorový obvod této kaskády obsahuje širokopásmový transformátor na feritovém prstenci, z jehož vazebního vinutí je přiváděno vysokofrekvenční napětí přímo na můstek.

Pro spolehlivý provoz můstku musí být napětí na komunikačním vinutí 1..D V. Zatížení vinutí je 100 Ohmů, i když vyvážení můstku je dosaženo při nižších napětích.

KONSTRUKCE A DETAILY.

Odpor R2 a R3 typu MLT je nutné volit s přesností 1 %. Variabilní kondenzátor C1 - se vzduchovým dielektrikem o maximální kapacitě 160 pf Trimry C2 a SZ - také se vzduchovým dielektrikem.

Tlumivky Dr1 a Dr2 jsou třísekční na keramické základně. Můžete použít libovolné tlumivky s indukčností 1 ... 2,5 mH. Je nutné, aby měly minimální vlastní kapacitu a neměly žádné rezonance ve frekvenčním rozsahu generátoru.

Mikroampérmetr RA1 - typ M4205. Generátor rozsahu využívá variabilní kondenzátor C1 o kapacitě 50 pF se vzduchovým dielektrikem, vybavený noniusem.

Transformátor Tr1 je navinut třemi dráty po 9 závitech v každé sekci na kroužku HF50 o průměru 14 mm.

Nastavení zařízení musí začít s generátorem, který má minimum harmonických, protože jejich přítomnost vede k chybám v měření.

Je nutné pečlivě vybrat pomocí kondenzátorů SZ a C4 zapojení obvodu s tranzistorem VT1 a také zvolit provozní režimy tohoto tranzistoru a VT2 a VT3.

Po nastavení generátoru rozsahu začnou nastavovat vysokofrekvenční můstek. K tomu je na vstup můstku X1 připojen konstantní odpor 100..150 Ohm, zásuvky A-B a C-D musí být otevřené. Frekvenci generátoru lze nastavit na libovolnou hodnotu, například 15 MHz. Poté je můstek vyvážen proměnným odporem R1 při maximální citlivosti indikátoru. Hodnoty indikátoru se mohou lišit od nuly. Otáčením trimru SZ pak docílí přesného vyvážení kobylky. Při správné instalaci a stejné hodnotě odporů R2 a R3 by měla být ručička indikátoru na nule. Přípustné jsou pouze velmi malé odchylky. Tato operace neutralizuje kapacitu

proměnný odpor a montážní kapacita protilehlých ramen mostu. Poté se vloží propojky A - B a C - D a kondenzátor C1 se nastaví do polohy minimální kapacity. Bez dotyku odporu R1 použijeme trimr C2, abychom opět dosáhli vyvážení můstku - označíme nulový bod na stupnici kondenzátoru C1. Tato operace neutralizuje počáteční kapacitu kondenzátoru C1. Od nulového bodu kalibrujeme stupnici kondenzátoru C1 každých 10 pf. Tím je nastavení dokončeno.

POUŽÍVÁNÍ ZAŘÍZENÍ.

Pro měření rezonančních frekvencí anténního systému a jeho prvků a také vstupní impedance je přístroj připojen přímo ke vstupu antény krátkým koaxiálním kabelem. Pokud je to obtížné, použijte půlvlnný (pro nastavitelný rozsah) kus kabelu.

Tato délka propojovacího kabelu je nutná, protože půlvlnné vedení přenáší parametry zatížení bez transformace.

Pro určení rezonanční frekvence antény a jejího vstupního odporu nastavíme hodnotu proměnného odporu R1 přibližně rovnou hodnotě vlnové impedance použitého plniva a změnou frekvence pásmového generátoru. Najdeme frekvenci, při které bude indikátor vykazovat prudký pokles hodnot.

Poté se změní hodnota odporu R1 a kapacity C1. stejně jako nastavení frekvence generátoru. Dosahujeme kompletního vyvážení mostu. Pokud je můstek symetrický v nulové poloze kondenzátoru C1, pak to znamená, že anténa na daném kmitočtu má čistě aktivní vstupní impedanci, která se odečte z odporové stupnice R I. Pokud pro vyvážení bylo nutné vyměnit kondenzátor C1 , pak to znamená, že zátěž má tím jalovou složku, čím větší kapacitu bylo třeba při vyvažování zavést.

Pokud je můstek vyvážený při propojování zásuvek A-B a C-D pomocí propojek, znamená to, že reaktivní složka je kapacitní povahy. A pokud při připojení zásuvek A - C a B - D - pak je to indukční.

Rezonanční frekvence direktorů a reflektoru se měří podobným způsobem, ale v tomto případě je pro nalezení rezonanční frekvence nutné změnit hodnotu odporu R1 v širokém rozsahu. Balancování na této frekvenci nemusí být tak ostré. jako při určování rezonanční frekvence antény. Také něco, co je třeba mít na paměti. že při nastavování antén jako HB9CV. s prvkem studny budou jasně vyjádřeny tři frekvence: krátký prvek - s frekvencí nad pracovní frekvencí, dlouhý prvek - s frekvencí nižší než provozní a jasně vyjádřená pracovní frekvence antény.

Kromě pracovní frekvence antény a jejích hlavních prvků se mohou objevit rezonanční frekvence výložníků, kotevních drátů atd.

Pro stanovení koeficientu zkracování koaxiálních kabelů a vedení se využívá vlastnosti půlvlnného vedení přenášet zatížení bez transformace. Vezmeme proto kus kabelu nebo vedení a jeden z konců zkratujeme. Druhý konec připojíme ke vstupu můstku, odpor R1 a kondenzátor C1 nastavíme na „0“. Po zjištění rezonanční frekvence, při které je můstek vyvážen, budeme mít na paměti, že pro tuto frekvenci má toto vedení elektrickou délku půl vlny. Poté přepočteme frekvenci generátoru na vlnovou délku a najdeme požadovanou polovinu vlny. Změřením geometrické délky úseku kabelu nebo vedení a výpočtem jeho poměru k dané půlvlně získáme koeficient zkracování.

Vysokofrekvenční měřicí můstek je konvenční Wheatstoneův můstek a lze jej použít k určení stupně přizpůsobení antény přenosovému vedení. Toto schéma je známé pod mnoha názvy (například „anténoskop“ atd.), ale vždy je založeno na Kruhový diagram, znázorněno na Obr. 14-15.

Můstkový obvod vede vysokofrekvenční proudy, takže všechny odpory v něm použité musí být čistě aktivní odpor pro budící frekvenci. Rezistory R 1 a R 2 jsou vybrány přesně navzájem shodné (s přesností 1 % i více) a na odporu samotném příliš nezáleží. Za provedených předpokladů je měřicí můstek v rovnováze (nulový údaj měřicího zařízení) s následujícími vztahy mezi odpory: R 1 = R 2 ; R1: R2 = 1:1; R3 = = R4; R3:R4 = 1:1.

Pokud místo rezistoru R 4 zapneme zkušební vzorek, jehož odpor je třeba určit, a použijeme kalibrovaný proměnný odpor jako R 3, pak bude nulový údaj můstku měřiče nesymetrie dosažen při hodnotě proměnného odporu rovné činnému odpor zkušebního vzorku. Tímto způsobem lze přímo měřit radiační odpor nebo vstupní impedanci antény. Je třeba si uvědomit, že vstupní impedance antény je čistě aktivní pouze při naladění antény, takže frekvence měření musí vždy odpovídat rezonanční frekvenci antény. Kromě toho lze můstkový obvod použít k měření charakteristické impedance přenosových vedení a jejich zkracovacích faktorů.

Na Obr. 14-16 je schéma vysokofrekvenčního měřicího můstku určeného pro anténní měření, navrženého americkým radioamatérem W 2AEF (tzv. „antennascope“).

Rezistory R1 a R2 se obvykle volí rovné 150-250 ohmům a jejich absolutní hodnota nehraje zvláštní roli, je pouze důležité, aby odpor rezistorů R1 a R2, stejně jako kapacity kondenzátorů C1 a C2, byly sobě rovné. Jako proměnný odpor by měly být použity pouze neindukční objemové proměnné odpory a v žádném případě drátové potenciometry. Proměnný odpor bývá 500 ohmů a pokud je měřicí můstek použit pro měření pouze na přenosových vedeních z koaxiálních kabelů, pak 100 ohmů, což umožňuje přesnější měření. Proměnný odpor je kalibrován a když je můstek vyvážený, měl by se rovnat odporu zkušebního vzorku (anténa, přenosové vedení). Přídavný odpor R Ш závisí na vnitřním odporu měřicího zařízení a požadované citlivosti měřicího obvodu. Jako měřicí zařízení lze použít magnetoelektrické miliampérmetry se stupnicí 0,2; 0,1 nebo 0,05 ma. Přídavný odpor by měl být zvolen co nejvyšší odpor, aby připojení měřicího zařízení nezpůsobilo výraznou nerovnováhu můstku. Jako usměrňovací prvek lze použít jakoukoli germaniovou diodu.

Vodiče můstkového obvodu by měly být co nejkratší, aby se snížila jejich vlastní indukčnost a kapacita; Při návrhu zařízení by měla být dodržena symetrie v uspořádání jeho částí. Zařízení je uzavřeno v pouzdře rozděleném na tři samostatné oddíly, ve kterých, jak je znázorněno na Obr. 14-16, sedí jednotlivé prvky schémata zařízení. Jeden z bodů mostu je uzemněn, a proto je most vzhledem k zemi asymetrický. Most je proto nejvhodnější pro měření na nesymetrických (koaxiálních) přenosových vedeních. Pokud je nutné použít můstek pro měření na symetrických přenosových vedeních a anténách, musí být pečlivě izolován od země pomocí izolačního stojanu. Anténoskop lze použít na krátkých i ultrakrátkých vlnách a hranice jeho použitelnosti v rozsahu VKV závisí především na konstrukci a jednotlivých obvodových prvcích zařízení.

Jako měřicí generátor, který budí měřicí můstek, zcela postačí použít měřič heterodynní rezonance. Je třeba mít na paměti, že vysokofrekvenční výkon dodávaný do měřicího můstku by neměl překročit 1 W a pro normální provoz měřicího můstku stačí výkon 0,2 W. Vstup vysokofrekvenční energie se provádí pomocí vazební cívky s 1-3 závity, jejíž stupeň vazby s cívkou obvodu heterodynního rezonančního měřiče je nastaven tak, aby při vypnutí zkušebního vzorku měřicí zařízení dává plnou odchylku. Je třeba vzít v úvahu, že pokud je vazba příliš silná, frekvenční kalibrace měřiče heterodynní rezonance se mírně posune. Aby se předešlo chybám, doporučuje se poslouchat tón měřicí frekvence pomocí přesně kalibrovaného přijímače.

Funkčnost měřícího můstku se kontroluje připojením neindukčního odporu s přesně známým odporem k měřicí zásuvce. Proměnný odpor, při kterém je měřicí obvod vyvážen, musí být přesně stejný (pokud je měřicí můstek správně navržen) měřenému odporu. Stejná operace se opakuje pro několik odporů při různých měřicích frekvencích. V tomto případě je určen frekvenční rozsah zařízení. Vzhledem k tomu, že obvodové prvky měřicího můstku v rozsahu VKV jsou již složité, stává se vyvážení můstku nepřesné, a pokud v rozsahu 2 m lze ještě dosáhnout pečlivou konstrukcí můstku, pak v 70 cm rozsah uvažovaný měřící můstek je zcela nepoužitelný.

Po kontrole funkčnosti měřícího můstku je možné jej použít pro praktická měření.

Na Obr. 14-17 znázorňují návrh antény navržený W 2AEF.

Určení vstupní impedance antény

Měřicí zásuvka měřicího můstku je přímo připojena k napájecím svorkám antény. Pokud byl dříve rezonanční kmitočet antény měřen pomocí heterodynního rezonančního měřiče, pak je můstek napájen vysokofrekvenčním napětím tohoto kmitočtu. Změnou proměnného odporu dosáhnou nulového odečítání na měřicím zařízení; v tomto případě je čtený odpor roven vstupnímu odporu antény. Není-li předem znám rezonanční kmitočet antény, mění se kmitočet napájející měřicí můstek, dokud není dosaženo jednoznačné rovnováhy měřicího můstku. V tomto případě je frekvence uvedená na stupnici měřicího generátoru rovna rezonanční frekvenci antény a odpor získaný na stupnici proměnného odporu se rovná vstupní impedanci antény. Změnou parametrů přizpůsobovacího obvodu je možné (bez změny budící frekvence vysokofrekvenčního měřicího můstku) získat zadanou vstupní impedanci antény, sledovat ji antenoskopem.

Pokud je nepohodlné provádět měření přímo v bodech napájení antény, pak v tomto případě můžete mezi měřicí můstek připojit vedení o elektrické délce R/2 nebo násobku délky této délky (2 λ/2, 3 λ/2, 4 λ/ 2 atd.) a mající jakoukoli charakteristickou impedanci. Jak známo, takové vedení transformuje odpor připojený k jeho vstupu v poměru 1:1, a proto jeho zařazení neovlivňuje přesnost měření vstupního odporu antény pomocí vysokofrekvenčního měřicího můstku.

Stanovení faktoru zkracování vysokofrekvenčního přenosového vedení

Přesnou délku λ/2 úsečky lze také určit pomocí anténního mikroskopu.

Dostatečně dlouhý volně zavěšený úsek vedení je na jednom konci zkratován a na druhém konci připojen k měřicí zásuvce můstku. Proměnný odpor je nastaven na nulu. Poté pomalu změňte frekvenci měřiče heterodynní rezonance, začněte s nízkými frekvencemi a přejděte k vyšším frekvencím. vysoké frekvence, dokud není dosaženo rovnováhy můstku. Pro tuto frekvenci je elektrická délka přesně λ/2. Poté je snadné určit faktor zkrácení čáry. Například pro kus koaxiálního kabelu o délce 3,30 m při frekvenci měření 30 MHz (10 m) je dosaženo prvního vyvážení můstku; tedy λ/2 se rovná 5,00 m. Koeficient zkracování určíme: $$k=\frac(geometrická délka)(elektrická délka)=\frac(3,30)(5,00)=0,66,$$

Protože k vyvážení můstku dochází nejen při délce elektrického vedení rovné λ/2, ale také při délkách, které jsou její násobky, měla by být nalezena druhá rovnováha můstku, která by měla být na frekvenci 60 MHz. Délka vedení pro tuto frekvenci je 1λ. Je užitečné mít na paměti, že faktor zkracování koaxiálních kabelů je přibližně 0,65, plochých kabelů je 0,82 a dvouvodičových vzduchem izolovaných vedení je přibližně 0,95. Protože měření zkracovacího faktoru pomocí anténoskopu není obtížné, měly by být všechny transformátorové obvody navrženy s použitím výše popsané metody měření zkracovacího faktoru.

Anténní dalekohled lze také použít ke kontrole rozměrové přesnosti vedení λ/2. K tomu je k jednomu konci vedení připojen odpor s odporem menším než 500 ohmů a druhý konec vedení je připojen k měřicí zásuvce můstku; v tomto případě se proměnný odpor (v případě, že vedení má elektrickou délku přesně rovnou λ/2) rovná odporu připojenému k druhému konci vedení.

Pomocí anténoskopu lze také určit přesnou elektrickou délku λ/4 vedení. K tomu není uzavřen volný konec vedení a změnou frekvence měřiče heterodynní rezonance stejným způsobem, jak je popsáno výše, se nejvíce nízká frekvence, při kterém (při nulové poloze proměnného odporu) je dosaženo prvního vyvážení můstkového obvodu. Pro tuto frekvenci je délka elektrického vedení přesně λ/4. Poté lze určit transformační vlastnosti vedení λ/4 a vypočítat jeho charakteristickou impedanci. Například rezistor s odporem 100 ohmů se připojí na konec čtvrtvlnného vedení Změnou proměnného odporu se můstek vyrovná s odporem Z M = 36 ohmů. Po dosazení do vzorce $Z_(tr)=\sqrt(Z_(M)\cdot(Z))$ dostaneme: $Z_(tr)=\sqrt(36\cdot(100))=\sqrt(3600) = 60 om$. Jak jsme viděli, anténní mikroskop, i přes svou jednoduchost, umožňuje vyřešit téměř všechny problémy spojené s přizpůsobením přenosového vedení s anténou.