В течение ряда лет, занимаясь конструированием антенн Эл Брай (W2MEL) разработал устройство, которое позволяет измерять диаграмму направленности вращающихся антенн. Это устройство включает в себя вспомогательную антенну, которая выносится на определенное расстояние, диодный детектор и соединительную линию, ведущую к регулируемому индикатору, который находится на рабочем месте оператора.

Этот метод предполагает наличие регулировки и измерения выходной мощности передатчика и вращающейся антенны с калиброванным индикатором направления излучения.

Точность измерений зависит от достоверного определения выходной мощности и стабильной работы предлагаемого для повторения устройства, что вполне достижимо для радиолюбителя средней квалификации.

Схема устройства показана на рис. 87.

Вспомогательная антенна представляет собой полуволновой диполь для диапазона на котором проводятся измерения. Лучше всего применять диполь в форме INV.VEE, в этом случае достаточной одной опоры, чтобы поднять антенну на достаточную высоту.

Устройство показало хорошие результаты на диапазонах 28, 21, 14 и 7 мегагерц, когда расстояние до испытуемой антенны составляло приблизительно 3 длины волны.

Диполь должен быть повернут (перпендикулярен) по направлению к основной антенне.

После проверки монтажа, наличия контакта в соединительных проводах и правильной поляризации измерительного прибора приступают к настройке прибора. Потенциометр регулировки чувствительности прибора необходимо поставить в крайнее, фактически заворачивающее прибор, положение, чтобы избежать выхода его из строя после включения передатчика.

Испытуемая антенна направляется на дополнительную антенну и затем постепенно увеличивается мощность передатчика. Если устройство собрано правильно и поляризация не попутана, то на приборе появятся определенные показания (можно добавить чувствительности потенциометром R1.

Затем, исходя из показаний прибора Ml, антенну следует направить точно на дополнительную антенну. У автора этой разработки направление определилось в 105 градусов. Затем прибор настраивается таким образом, чтобы при выходной мощности менее чем 25 Вт прибор Ml давал максимальные показания.

Для того чтобы избежать неточностей в измерениях, вызванных нелинейностью диода и другими дефектами системы, применяется способ, который называется системой характеризации.

Для этого составляется таблица 1 и используется корреляционная кривая для компенсации нелинейности системы (рис. 88). Таблица имеет три вертикальных колонки где отмечается мощность (ВТ), показания прибора Ml и нормализованные показания.

Когда антенна направлена на дополнительную антенну и мощность передатчика максимальна (у автора 500 Вт) потенциометр Р1 устанавливается так, чтобы на приборе были максимальные показания (в случае автора, его 50 мА прибор имел шкалу 1—100 т. е. прибор показывал — 100).

Затем мощность передатчика уменьшается на определенную величину (можно как у автора) и во вторую колонку заносятся показания прибора, соответствующие выходной мощности передатчика.

Последнее измерение должно быть проделано на максимально возможном уровне мощности, который бы соответствовал показанию прибора близкому к нулю.

Направление антенны все это время остается неизменным. После заполнения первых двух колонок можно приступить к вычислению нормализованных показаний. Вычисления производятся при помощи следующейформулы:

Затем можно приготовить график, где показано соотношение между показаниями в колонке 2 и нормализованными показаниями в колонке 3. График поможет избежать дополнительных пересчетов для дальнейших испытаний.

Таблица 2.

Перед тем, как произвести измерение диаграммы направленности антенны рекомендуется подготовить вторую таблицу для внесения данных измерений (см. табл. 2).

В таблице должно быть шесть колонок. Первая колонка предназначена для нормализованной схемы диаграммы направленности, которая начинается с 0/360 градусов с интервалами 15 градусов, а вторая колонка для фактического направления антенны, которая начинается (как у автора) со 105 градусов на вершине схемы.

Каждая дополнительная пара колонок используется для записи измерений.

Затем начинаются сами измерения. Перед каждым измерением должна проверяться выходная мощность, которая должна оставаться неизменной в течение всех испытаний.

Направление антенны остается неизменным (т. е. 105 градусов, как у автора) и прибор выставлен на максимальные показания т. е. 100.

Затем антенна меняет свое направление по кругу, через каждые 15 градусов, как указано в колонке 2 и соответствующие показания записываются в колонке 3.

После проведения всех 24 измерений можно записать в следующей колонке нормализованные данные в колонку 4, используя график на рис. 88.

Две оставшиеся колонки можно использовать для измерения диаграммы направленности на другой частоте, скажем в SSB-участке, если первые измерения проводились на нижнем конце диапазона.

После этого можно составить действительную диаграмму направленности антенны.

Львовские радиолюбители В. Гончарский (UB5WE) и Г. Члиянц (UY5XE) разработали и сконструировали прибор для определения входных комплексных импедансов и пассивных четырехполюсников.

R_a = 20—150 Ом. Х_с (R—JX) - 10— 100 Ом. Прибор позволяет определить активное и комплексное сопротивление антенн, измерять ее КСВ и резонансную частоту

Генератор ВЧ (G1) представляет собой генератор, перекрывающий диапазон от 1,5 до 50 мГц с выходным напряжением до 1,5-2 В. За основу был взят ВЧ генератор (см. “Универсальный прибор коротковолновика” Я. Лаповок, “Радио” № 11/79) с усилителем на транзисторе КТ-606.

Резистивный измеритель КСВ представляет собой балансируемый ВЧ мост.

Основное свойство мостовых схем заключается в том (рис. 89), что при приложении к одной из диагоналей моста некоторого напряжения Е1 существует возможность получения нулевого потенциала во второй диагонали (Е2 - О балансировка моста).

Полный баланс может быть достигнут в случае выполнения следующих условий: R2 = R4 и Rs = Rx при Rвн.(PAI) > R1.

 

Предположим R_x уменьшается в некоторых пределах. При этом будет наступать разбаланс моста. Произведя измерения можно определить КСВ антенны

KCB = (Eri + Eab)/(Eri-Eab)

или преобразования:

КСВ - (1 + k)/(1 - k)

Принципиальна схема моста приведена на рис. 90.

Устройство комплексной ВЧ балансировки состоит из последовательно соединенных конденсаторов переменной емкости и переключаемым набором калиброванных индуктивностей. Устройство служит для определения реактивной составляющей четырехполюсника.

Конструкция прибора.

Все узлы прибора тщательно экранированы для исключения паразитных связей и емкостей.

К гнезду XWi подключается измеряемый четырехполюсник (антенна). Подают требуемую частоту и, вращая ручки калиброванного потенциометра ri по минимуму КСВ определяют ее входное сопротивление. Изменяя частоту генератора и найдя минимум КСВ по данной частоте определяется резонансная частота антенны.

При подключении антенны к разъему XW2 по минимуму КСВ (вращением ручки конденсатора Сб. и переключателем SA2 (можно определить комплексное сопротивление четырехполюсника по формуле: Z = R + 1/(2nFC).