Индикаторы мощности поля
Радио 1956 №6
При налаживании передатчика, работающего на сверхвысоких частотах, весьма важно правильно настроить антенную систему. В диапазоне сверхвысоких частот как в передатчиках, так и в приёмниках, в большинстве случаев используются сложные антенны, имеющие узкую диаграмму направленности и дающие вследствие этого значительным выигрыш в усилении. Для хорошей настройки такой антенны необходимо производить измерение интенсивности поля вокруг неё. Проще всего это можно осуществить с помощью описываемых здесь индикаторов поля.
Рис. 1.
Схема одного из них изображена на рис. 1. Работа индикатора основана на принципе измерения с помощью фотоэлемента яркости свечения нити электрической лампочки, накаливаемой током высокой частоты. Лампочка от карманного фонарика впаивается между двумя медными трубочками, имеющими диаметр 5-7 мм и длину 0,22 λ. устройство укрепляется на пластинке из диэлектрика, снабжённой небольшой ручкой. В качестве диэлектрика желательно использовать полистрол, но можно применить и эбонит.
В непосредственной близости от лампочки жёстко закрепляется селеновый фотоэлемент (например, типа К-10), который с помощью гибкого шнура нужной длины соединяется с микроамперметром, имеющим шкалу на 50-100 мкА. Фотоэлемент и лампочка закрываются светонепроницаемым чехлом из прессшпана. Дроссели Др1 и Др2 - бескаркасные и содержат по 15 витков провода ПЭЛ-1 0,9, намотанных с шагом 4 мм. Болванки для намотки дросселей имеют диаметр 12 мм.
Рис. 2.
Градуировка индикатора по мощности с достаточной степенью точности (±10%) производится простым способом, основанным на эквивалентности теплового действия переменного и постоянного тока. Схема для градуировки индикатора показана на рис. 2. Мощность, потребляемую лампочкой накаливания, легко подсчитать по формуле
P = U*I
где I - показания амперметра в А, U - показания вольтметра в В; P - мощность, потребляемая лампочкой накаливания в Вт. Примерный график зависимости показаний микроамперметра, установленного в индикаторе от мощности, выделяемой в лампочке, показан на рис. 3. Если в индикаторе использовать несколько лампочек различной мощности, то пределы измерения прибора можно значительно расширить. На рис. 3 даны для сравнения две градуировочные кривые индикатора, в котором применены лампочки 2,5 В х 0,8 А и 3,5 В х 0,28 А.
Рис. 3.
Индикатор позволяет судить не только о мощности, излучаемой передатчиком, но может служить также для определения диаграммы направленности излучения антенны. Направление максимального излучения находится по максимальному отклонению стрелки индикатора при положении индикатора в разных точках пространства, лежащих в различных направлениях относительно передающей антенны.
Рис. 4.
При малых мощностях передатчиков вместо лампочки накаливания в индикаторе поля следует применять иной тип преобразователя энергии сверхвысокочастотного поля. Таким преобразователем может служить так называемый «термокрест». Его конструкция показана на рис. 4, а и б. Термокрест состоит из двух проволочек - медной и константановой. Чем меньше диаметр этих проволочек, тем больше чувствительность прибора. Как правило, медную проволочку следует брать диаметром в два - три раза меньшим, чем константановую. Например, медную проволочку можно взять диаметром в 30 микрон, а константановую - 0,1 мм. Тщательно обезжиренные и очищенные от окислов проволочки припаиваются к контактам держателя так, чтобы в середине они касались друг друга. В этом месте (точка О, рис. 4, б) их следует сварить или спаять между собой. Лучшие результаты даёт сварка, её можно осуществить следующим образом. Конденсатор ёмкостью 5-10 мкФ заряжается до напряжения 160-200 В. Затем через сопротивление 10-20 Ом заряженный конденсатор подключается к медной и константановой проволочкам. В момент касания проволочек между ними образуется искра, и проволочки свариваются друг с другом. Если сварка не получилась, проволочки следует отпаять от держателя и удалить окалину, образовавшуюся на месте разряда, и повторить операцию снова. После сварки к чашечке с термокрестом следует приклеить крышку.
Контакты А и В термокреста подключаются к антенне-вибратору, а контакты C и D через высокочастотный фильтр соединяются с измерительным гальванометром.
Н. Кожевников