c.tn~ t5 o-=,11~ J.Oa.J,..o

c5 .tn~ t5 o-= ~\ ,.,_ ,11~ J.Oa.J .

.

,..o

AMATORANTEN NAK- III. (MÉRÉSEK, ILLESZTÉSEK)

MAGYAR HONVÉDELMI SPORTSZöVETSÉG l 9 6 l

MAGYAR HONV:f:DELMI SPORTSZÖVETStG RADIOAMATúR FÜZETEI 30. SZAM

K. Rotharnmel : ANTENNENBUCH c . könyve alapján

á tdolgozták KISS L ÁSZLO (HG 5 CZ) és GONDAGABOR

Szerkeszti: KUN JÚZ.SEF

Kia dj.a : Magyar Honvédel mi S portszövetség · R ákóczi K iadó Felelős: Kádá r A lbert 61.4930/1 - Z rínyi Nyomda, Budap est

l. ANTENNAMER2SEK Minden amatőr előtt ismeretes, hogy egy saját készítésű vevőkészülék mechanikus elkészülése után azt pontosan be kell hangolnia, mert kiilönben nem adja a várt teljesítményt. Sajnos ezt a tény,t a saját készítésű antennáknál még nem ismerték fel általánosan. Csak pontos hangolás, és ennek méréstechnikifi ellenőrzése után képes az antenna optimális feltételek ·mellett dolgozni, és csak ezután ítélhető ·meg teljesítőképessége. Az antenna hangolása általában a következő lépésekben történik: l. A kívánt frekvenciatarton1ányban a sugárzót rezonanciára hozzuk. 2. A lehetq legveszteségmentesebb energia-kicsatolást l~ tesitjük az adótól a sugárzóig, ami egyenértékű a sugárzó és a tápvezeték közötti pontos illesztéssel. 3. Maximális sugárzási irányba való beállítás, és esetleg az irányítási diagramm felvétele. Minden olyan antennánál, amelyet hangolt tápkábelen keresztül gerjesztünk (és ha a méretezésnél durva hibát nem követtünk el), az antenna rezonanciájának mérése elmaradhat. Az esetek többségében a tápvezeték talppontján antennacsatoló nyer elhelyezést, ez pedig rendszerint lehetövé teszi a tápkábel és a sugárzó adófrekvenciával való rezonanciába hozását. Az antennaáram abszolút értékének mérése nagyérzékenységű termokeresztes műszer segítségével történhet. Néha használnak erre a célra hődrótos műszert is. l\1indkettő azonban igen drága, és azonkívül túlterhelésre rendkívül érzékeny. Amatőrviszonylatban antennaáram mérésnél rendszerint el lehet tekinteni az antennaáram abszolút értékének mérésétől. Ezért rendszerint elegendő egy olyan elrendezés, rnelynél a hangolási folyamat során az antennaáram maximuma észlelhető.

A legegyszerűbb esetben a végfok és a tápkábel közé izzó.. lámpácska kapcsolódik (pl; skálaizzó), amely a maximális antennaáramot a legvilágosabb fénnyel jelzi (1. a. és b. ábrák). Az Rs párhuzamos ellenállások az izzólámpácskákat söntölik és annak kiégését meggátolják. Egyszerű antennaáram mutatók készíthetök a 2. ábra szerint. Előnyük, hogy úgyszólván semmi teljesítményt nem fogyasztanak, és ezért kis adóteljesítményeknél is jól érzékelhető nagyfrekvenciás áraromérést tesznek lehetövé. 3

~is Dllmllr

T~#//.Ó/1 l-SR

/(}()

b"J

100

c.,

l. ábra. Lámpás indi kát01'

2. ábra. A ntennaáram indikálás

B) egyhuzalos táplálás esetében; b) párhuzamvezetékes táplálás

a) a nagyfrekvenciás áTam levétele csatolóhurok segítségével; b) feszü ltségesés mérése kisohmos

esetében

mérőellewlláson;

c) nagyfTekvenciás áramváltó

lurok

mt;.llw411Jál ~

t&"

..

l.

4

á,

ábra. Ködfénylámpa, mint nagyferkvenciás feszültségindikátor a) kapacitív csatolásban; b) induktív csatolásban

a,

ll,

4. ábra. Erzékeny nagyfrekvenciás

teszültségindikátOT a) kapacitív feszültségleosztás; b) induktív feszültségleosztás

A 2. ábrán bemutatott antennaáram-jelző készülékek csak a tápkábelhez való csatolás módjában k ülönböznek egymástól. Bármilyen tetszőleges minőségű germánium dióda alkalmazható erre a célra. Néha szükségessé válhat a n agyfrek venciás feszültség indikálása is. A glimmlámpa igen hasznos feszültség indikátor. A 3. ábra szerint indukt íve, vagy kapacitíve csatolhatjuk a táp... kábelhez A 4. ábra szerint igen érzékeny mérési elrendezést valósíthatunk meg, ha a nagyfrekvenciás feszültséget germá nium diódák segítségével egyenirán yítjuk és utána Deprez műszer segítségével indikálj uk. Az Rv előtétellenállás nagysága a mű­ szer belső ellen állásától, továbbá a kivánt érzékenységtől Iügg. Ennél a m érési eh·en dezésnél felhaszr~ált kondenzátorok mind kerámikus kondenzátorok kell, hogy legyenek. Fel kell hivni a figyelmet, h ogy az antennakörben használt diódáknak egy kellemetlen tulajdonságuk van: a diódák n em lineáris karakterisztikája foly tá n egyenirányításnál az adófrekvencia felharmónikusai is fellépnek. Ezek az antennára kerülve lesugárzásra k erülnek és kellemetlen rádió- és televíziózavarok okozói lehetnek. Hangolt tápvezetékes a ntenn ák a h angolóberendezés m egfelelő megválasztá~ával (Collins szürő stb.) és az antennaáram maximális értékén ek megfigyelésével rezonanciába, és ezzel maximális lesugárzási állapotba h ozhatók. Ilyenkor az antennaáram tényleges nagysága n em mértéke a lesugárzott t eljesítménynek. Aramcsatolás esetén igen n agy áramok lépn ek fel, míg feszültségcsatolás és azonos antennateljesítmény mellett alacsonyabb antennaáramok folyna k. A lesugárzott teljesítmény azonban mindkét esetben azon os. Valamivel bonyolultabbak a körülmények azoknál az antennáknál, amelyeket illesztett tá!)vezetékkel (hangolatlan tápkábel) tápláljuk Az ilyen sugárzók a tápkábel h ullámellenállásához illesztve vannak, a rezonancia a t á pkábel adó felöli végén elhelyezett hangoJási eszk özök segítségével u tólagosan már nem változtatható meg. Mielőtt egy sugárzó illesztésére (egy hangolatlan tápká belhez) sor k erülne, célszerű elő­ zőleg az antenna rezonanciáját ellenőrizni. Csak h ogyha a su ... gárzó az adó frekvenciájával rezonanciában va n. lt>h etséges a tápkábellel helyes illesztést elérni. Ennek a követelménynek általában kevés figyelmet szoktak szentelni. E nnek azután az a következménye, h ogy a t ápkábelen állóhull3mok m aradnak, és ezért az illesztés optimális beállítása nem is található meg. 5

l. A rezonanciafrekvencia meghatározása A közismert Grid-Dip-Méter igen alkalmas az antenna rezonanciájának megállapítására. Ennek az univerzális műszer­ nek a leírásától el lehet tekinteni, hiszen a Grid-Drip-et jóformán m á r minden amatőr ismeri. Ahhoz, hogy egy kifejezett rezonanciát kapjun~ a Grid-Dip-Méter tekercsét lehetőleg szarosan kell egy áramcsomópontba kötni. (Lásd 5. ábra.) Egy sugárzó áram-csomópontja mindig annak valamely végétől számitott IJ4 távolságban van, egy félhullámhosszú dipolnál ennek megfelelően a sugárzó középpontjában. A "Dip" (rezonancia) nemcsak az alaphullámon, hanem annak felharmónikusainál is tapasztalható. Aram /r'HQJ(.

5. ábra. Grid-dip-mér5 csatolása a su gá-:zó rezonanciájának meghatározására

Ha a sugárzó rezonanciá ját az antenna nem végleges helyén mérjük, hanem a földfelszínhez közel, úgy az ilyen módszerrel mért érték rendszerint az alacsonyabb frekvenciák felé kevesebbet mutat. Ha az URH antennát a földfelülettől legalább 3 m magasságban hangoljuk, akkor a földnek a végleges antennaelrendezésn é:t föllépő hatása rendszerint elhanyagol· ható. Keskenysávú rövidhullámú antennáknál, például Yagik· nál, a rezonanciahangolást célszerű a végleges ell'endezési magasságban elvégezni. Hogyha ez nem lehetséges, akkor a földközelben történő lehangolásnál a sugárzó rezonanciát a sáv alacsonyfrekvenciásabb végéhez, vagy még az alá helyezzük. Erről részletesebben volt szó a Yagi-antehnák tárgyalásánál. A szélsőségesen keskenysávú irányítóantennák, mint például a "hosszú-Yagi"-k esetében a rezonanciafrekvenciának a hangolását rendkívül pontosan kell elvégezni. Ennek a követelménynek a figyelmen kívül hagyása lehet oka annak, hogy a .,Hosszú-Yagi"-kkal ré~bben sok sikertelen kísérlet került nyilvánosságra. Igen pontos rezonanciahangolás végezhető el akkor, ha URH szignálgenerátorral és antennavizsgáló készülékkel rendelkezünk. A mérési ehendezést a 6. ábrán láthatjuk. Az antennát egy kábel segítségével (melynek elektromos hossza J../ 2, vagy annak valamilyen egészszámú többszöröse), az 6

Ilfllllll JI 0

o

URH méróadó

{s119nál 9en.)

o

o

Antenna .-icqátó

6. ábra. Mérési. elrendezés a sugárzó ra Tezonanciájának pontos mérésére

ri/pe 5V02{a"J,J'P2JOIIM

antennavizsgáló készülékhez csatlakoztatjuk. Az URH szignálgenerátor körülbelül azonos magasságban és az ant enná tól legalább 10 m távolságban legyen elhelyezve. A szignálgenerátor kimenetén egy kicsiny, körülbelül 30 cm hosszú segédantenns van elhelyezve, hosszabb segédantennák, k ülönösen az olyanok, amelyeknek a rezonancia-hossza a mérendő frekvenciák tartományába esne, a m érési eredmény t meghamisítanák! A súgnálgenerátorból a segédanten nán keresztül kisugárzó frekvenciát a mérendő ante nna segítségével vesszük. A hozzá csatolt antennavizsgáló berendezés a térerőt regisztrálja. Ezutá n a szignálgenerátor frekvenciáját állandó kimenő teljesítmény mellett lépcsőzetesen m egváltoztatju k. Egyidőben az antennavizsgáló berendezést folyamatosan a m indenkori kisu gárzott frekvenciához hangoljuk és a n1utatott térerősséget feljegyezzük Az a frekvencia, a melynél a legnagyobb térerősség volt megállapítható, azonos az antennának a keresett r ezonan ciafrekvenciájával. A feljegyzésekből rekonstruálható az antennának a rezonanciagörbéje. Mérés közben időnként meg k ell arról győződni, hogy a szignálgenerátor rövid idejű kikapcsolása esetén a vizsgálóberendezés nem mutat-e térerőt. Hogyha mégis m utatna, akkor a vizsgálati antenna valamilyen távoli adó térer ejét veszi, és ez a mérési eredmények et erősen m egham isít ja. Szélessávú antennatípusokn ál a rezonanciafrekvencia mérése elmaradhat. Az ilyen szélessáv ú anten náknál a különböző helyi körülményekből eredő frekvencia eltolódások r endszerint még az antenna sávszélességén belül maradnak. A szélessávú 7

antenna felfogható, mint egy olyan nyitott rezgökör, melynek igen kicsi az L/C viszonya. Az ilyen kör nem rendelkezik kifejezett éles rezonanciacsúccsal, hanem egy többé-kevésbé széles rezonanciapúppat Ezért, ha szélessávú antennán m érünk Grid-Díp-Méterrel, rendszer int kifejezett rezonanciaelip-et már nem is sikerül megállapítani.

2. Az illesztés

ellenőrzése

A sugárzó akkor van az energiavezetékhez pontosan illesztve, hogyha annak talpponti impedanciája pontosan m egegyezik a tápv ezeték hullámellenállásávaL Mindkét ellenállás csak tiszta ohmos ellenállás lehet. A tápvezeté k hullámellenállása frekvenciafüggetlen, és ezért ohmos. Az antenna talpponti ímpeda nciája azonban csak akkor tiszta ohmos, ha a sugárzó az adó f rekvenciájá val r ezonanciában van. Hogyha az ellenállás-illesztés n em pontos, akkor a sugárzó a h ozzá vezetett adóenergiát nem t udja teljesen "feldolgozni". Ez a "fel nem dolgozot :;" energia a kiindulási ponthoz, tehát az adó végfokához visszaverődik. A visszaverődés következményeként a tápvezeté ken állóhullámok alakulnak ki, és ezért a hatásfok erősen leromlik. Minél rosszabb az illeszt és. annál nagyobb lesz a fellépő á11óhullámok amplit udója. Tökéletes illesztés eset én a feszüHségmaximumok és feszültségminimumok a tá pkábelen egyenlők egymással, arányuk tehát I : l, vagyis semmilyen h úllámosság nincs. Az V max :Vmin arányt állóhullámaránynak (SWR n ém et röv idítés) nevezzük. Az állóhullámarány az illesztés m értéke. 1\iinden hangolási munkának az a célja, hogy a h angolatlan tápvezetéken 1 : l állóhullámarányt érjünk el. Ha ez n em sikerül, a kkor vagy a sugárzó nincs rezonanciában az adó frekvenciájával, vagy pedig az antenna talpponti impedan ciája a közbeiktatett illesztő­ tagok miatt (például Gamn1a-Match, T-tag stb .) egy induktív ellenállás komponenssel rendelkezik. l értékű illesztési tényező (SWR =l: l) a gyakorlat ban n agyon nehezen érhető el. 2: l állóhullám arány (illesztési faktor 2) m ég nem okoz túlságosan nagy veszteséget és ezért elfogadhatónak mondh ató. Illesztett antennák t á plálására m anapsii.g sű rün használnak szalagkábelt, m elynek hullámellenállása 240- 300 ohm, vagy koaxiális k ábelt, melynek h ullámellenállása 60 - 75 ohm között van. Szala.g kábelek esetében a félreillesztés t énye aránylag egyszerűen kimutatható. Egészen durva tájékozódást már egy 8

glimmlámpa is adhat, hogyha azt a szalagkábeltől állandó távolságban v égigvisszük a szalagkábel men tén. Helyes illesztés esetén több hullámhossznyi távolságon keresztül egyenletesen kell, hogy világítson. Hogyha a fény intenzitása v áltozik, akkor az illesztés pontatlan. Kis adó- teljesítmén yekn él a gliromlámpás vizsgálat nem jó. Igen érzékeny indikátor itt is egy GridDip-Méter, melynek anódfeszültségét lekapcsoltuk Ezt is a szalagkábeltől állandó távolságban végigvisszük és illesztés esetén nem szabad hullámosságet mut::ltni. Az ilyen segédeszköznek tekinthető mérési eszközökkel kapott eredmények azonban természetesen meglehetőse n pontatlanok. Az amatőr gyak orlat m inden követelményének tökéletesen megfelel viszont a "kétlámpás indikátor". 3. A "kétlámpás indikátor" (Twin-Lamp) és hasonló mérési berendezések Ezek az eszközök egyszerűségük ellenére is igen hasznos állóhullám-indikátorok, és még az URH tar tományban is igen pontos m érési eredményeket adnak. A 7. ábr a a m érés elektromos kapcsolásfit és mechanikus kivitelét mutatja. 1( ~

t/Ó/Ól

r

~ ~2

onl-ha

l

'

/

táp11onal

b., 7. ábra. A " K étlámpás indikátor" a) elektr omos kapcsolás; b) m echan ikus k ivitelezés

A csatolótekereset hasonló szalagkábelből készítjük, mint amely et a tápve zetéknél is felhasználtunk. A hurok hossza sokkal k isebb legyen, mint a hullámhossz negyede. (A gyakorlatban rendszerint )JIO-re, vagy e nnél is rövidebbre méretezik.) A szalagkábelből készített h urok két végét rövidre zárják és középen a vezeték egyik erét megbontják. A hurok ezá ltal egy kicsinyített h urokdipolhoz hasonlít. A kábelvégek mindegyikét egy-egy kis izzólámpácska foglalatához kell forrasztani. Az izzólámpácská k k özépkontak tusait egymással összekötjük és egy 9

rövid darabka vezetékkel a tápvezeték másik vezetékéhez fémesen csatlakoztatjuk (Esetleg gombostűvel elég beszúrni és később a szú rási ny omot meleg pákával óvatosan beolvasztani.) Az izzólámpák 3,8 V és 0,07 A zseblámpaizzák lehetnek, mivel vékon y izzószállal rendelkeznek, és kicsiny a hőkapacitásuk. A csa tolótekereset a tápkábelnek egy tetszőleges pontján lehetőleg szorosan csatolj uk a tápvezetékhez, és ebben a helyzetben leukop laszttal, v agy szigetelőszalaggal rögzítjük. Mérés előtt az adó kimenő teljesíbn ényét csökkentjük és utána la::)san addig növeljük, míg a lá mpácskák középerösen izzanak Hogyha a z illesztés már számított volt, akkor az adó felé eső (l) lámpácska lényegesen erősebben fog világítani. m int az an tenna felé eső lámpácsk a. A további han golási m unkák célja a z, hogy az antennának az illesztő és hangoló elemeivel olyan állapotot érjünk el, amelynél a 2 lámpa sötét marad, m íg egyidőben az l lámpa világosan ég . Ebben a helyzetben az állóhullámok eltüntek és az illesz tés a ránylag pontosnak tekinthető. Kis n agy frekvenciás kimenőteljesítménynél rendszerint nem sikerül a lámpá kat izzásra bírni. Ilyen e set ben a lámpákat kör ülbelül 500 ohmos r étegellen állásokkal helyettesítjük, az ezek en eső n agyfrek-ven ciás feszült.séget germánium diódával egyenirá n yítj uk, és a k a pott feszültséget érzékeny egyenáramú m üsze r segítségével n1érjük. Az illesztés akkor helyes, hogyha a sugárzó felé eső ellenálláson fellépő feszültségesés gyakorlatilag nulla. Egy éb illesztésmérő beren dezések már az állóhullámok számszerű m érését is lehetövé t eszik. Ilyenkor egy nagyobb v ezetékhossz me ntén az állóhullám okat mérik. A kapott feszültségérték ek (U max és U min) egym ással arányba állítva mindjárt az állóhullámará nyt adjá k. A gyakorlatban azonban más mérési módszerek nem olyan elterjedt ek, m int az imént leírt kétlá mpás indikátor. A kisebb közkedveltség oka abban lelhető fel, hogy aránylag sok mechanikai munkával jár elkészítésük. A tápvezeték mentén történő feszültségmérés elengedhetetlen feltétele például az, hogy az indikátor és a megvizsgálandó tápvezeték között csatolási fok a vezeték mentén minden m ér ési pontnál azonos és ismert legyen. Ebből a célból egy olyan tolókát készítünk, amelybe a csatolótekercs bele van építve, és amely a logarléc tolóablakához hasonlóan a táppvezetéken v égigcsúsztatható. A 8. ábra példát mutat egy ilyen elrendezésre. 10

A 8/a ábra mutatja a drót-hurkot, amelynek segítségével a tápkábelről a nagyfrekvenciás feszültség induktíve levehető. A GD germánium dióda egyenirány ítja a nagyfrekvenciás feszültséget, és a kapott egyenfeszültség szűrőláncon keresztül mikroampern1éröre kerül, ez pedig méri az egyenfeszültséget. A csatolóh urok k isebb, n1int a kétlámp ás indikátor esetében, a rövidhullámú tar t01nányban h ossza 5 és l O cm k özött leh et,

8. ábra. Allóhullám m ér ése a) el ekt romos kapcsolás;

bJ mechanikus kivitel elölnézetben; c) mechanikus k ivitel ol dalnézetben

míg a 2 méteres sávban már körülbelül 2 cm hosszú hurok is m egfelelő . Bármilyen kereskedelemben is kapható germánium dióda megfelelő. A két azonos fojtó (D t és D2) a vizsgált fre kvenciatar t ományra m ére tezve kell legyen. Itt a rövidhullámú amatőrsávokra szokásos m éhsejt-tek ercseléssel készült induktivitások használhaták körülbelül 0,5 mH ért ékkel. A z URH tartományban öntartó fojtók at használhatunk, a melyek körülbelül 20 menetből állnak és lakk szigeteléses rézdrótból készültek. A felhasznált m éröm űszernek nem kell okvetlen mikroamper érzékenységgel rendelk eznie, leh e t egy kevésbé érzékeny (l mA) végkitérésű műszer is . A csatolótekercs körülbelül l n1m-e s rézdrótból készül és egy polistiral (trolitul) lemezbe van b eágyazva A polistiralba történő b eágyazás m enete a következő : a rézhurkot a k ívánt m éretre hajlítjuk, majd vasalóval felhevítjük és utána a tro11

Iitullemezbe belevasaljuk A tápkábel részére a szembelevő s tirol lemezbe olyan pályát reszelünk, h ogy a két lemez majdnein összeérjen és a tolóka (ezzel a mérőhurok is) a tápkábeltől mindig állandó távolságban, ann ak mentén elcsúsztatható legyen. Ha ezt a mérési segédeszközt a tápvezeték me ntén végigcsúsztatjuk, akkor a mérőműszer a n agyfrek venciás áram relatív értékét mutatja. Helyes illesztés esetén az áram a tápvezeték minden pontján azonos, tehát a t ápvezetéken állóhullámok nincsenek jelen. Helytelen illesztés eredményeként a mentén a n1űszer kitérésében ingadozás észlelhető' vezeték , , a ramcson1opontok (müszerkitérés n1ax imuma), és feszültségcsomóponto~ únűszerkitérés minimuma) lépnek fel. A két érték

j

l

l

f4/li'Dnal

9. ábra. Érzékeny állóhullámindikáló berendezés

ará nya k özvetlenül adja az állóhullám a rány t. A mérőberen­ d ezés aperiodikusan dolgozik, és ezért m inden fellépő frekvenciát k imutat. Ha az adófrekvencia k isugárzott felharmonikus tartalma nagy, akk or ez a m érési eredm ényeket erősen megh amisítja. A 9. ábra egy olyan - h ason ló elven működő - mérési elrendezést mutat, amely az esetleges felharmon ik usok hatását k iküszöböli, továbbá lényegesen érzékenyebb indikálást ered, menyez. Ebben a ka pcsolásban a csatolótekercs egy darab lapos káb ellel (Z ~ 75 ohm), vagy egy darab párhuzam vezetékkel, az Lt tekercshez va n csatolva. (Lt = l vagy 2 menet). Az L1 tekercs (lehetőleg változtatható módon) a z L2 rezgőköri tekercshez van csatolva. Az L 2/C rezgőkör az adó frekvenciá jára van hangolva. Ez egy abszorpciós kört képvisel, utána kapcsolt nagyfrekvenciájú egyenirányítással és Deprez-műszeres indik3lással. A készülék alkalmazása és kezelése teljesen hasonló az előbb ismertetett egyszerűbb kivitelezésű berendezéshez. 12

A fentebb leírt indikáló eszközök mindegyike természetszerűleg megfelelő mechanikus átalak ítás után mindenféle nyílt, hangolatlan és tetszőleges hullámellenállású saját építésű tápvezeték mérésére alkalmazható. 4. Koaxiális kábelek illesztésének mérésére szolgáló berendezések A szalagkábeleken fellépő állóhullámok kimutatására felhasznált egyszerű indikátorok a koaxiá lis kábelek eset ében sajnos n em használhat ók, m ert en nek belső vezetőjéhez nem lehet olyan egyszerűen hozzáférn i. Egy nagyfrekven ciás vezet éken fellépő h ullá1n osság nemcsak a z á llóh ulláma rány mérésével n1u ta tha tó ki, hanem a csa tla koztatott fogyaszt ó ka pacitív és induktív elle nállás- tagjának a megállapításával is. Ezér t labora tóri umokban a z URH és deciméteres tartmnányra ú n. mérővezeték eket haszn álnak. Ez a mérővezeték nem n1ás , mint egy jól meghat ározott hullámellen állá:~sal rendelkező koax iá lis kábelnek egy stabil felépítésű utánzása. A kü lső veze tő egy hossza nti résse i van ellátva és ezen egy n1érőfej csúsztatható el. Ez a méröfej a t apogató szonda seg ítségével a be lső veze töröl kapacitíve veszi le a m ér ési feszü ltséget. (Lásd 10. á bra.) ArtUIÓtól

(/)

HétÓJéJ

csouo.!-e~zas lóp .

- --

- fl m;rMdŐ

~~~~t:~2ZZ.i:Z2ZZ!Z2:zz:z:izzz:2ZZZZ:ZZZ:~~~ Yel~II(JZ

10. ábra.

Mérőveze ték

v ázlatos rajza

Az iparilag előállított mérövezetékek a finommechanika preciziós csúcsteljesítményei kell, hogy legyenek pontossá g szempontjából. Az ilyenek beszerzése a magas ára következtében az amatőrök számára számításba sem jöhet. Sajátkezű elkészítés se nagy on valósítható meg. A ll. ábra szerint az elcsúsztatható mérőiejtöl is el lehet tekinteni, és egy ilyen mechanikusan leegyszerűsített preciziós mérővezetéken ehelyett egynéh ány fixen rögzítet t mérőpon t van egyenle tesen elhelyezve. Egy ilyen háromdiódás mérővezeték csak valamely adott 13

fix frekvenciára tervezhető (a vezeték hossza és a mérópontok

helye) és gyakorlatilag csak az URH és deciméteres t artományban realizálható. Az L önindukciók a hozzáju k tartozó dióda kapacitással mindig egy, a mérési frek venciára hangolt rezonanciakört képviselnek. C sőd iódák helyett természetesen germánium-diódákat is lehe t használni.

11. ábr a. H áromdiódás m érövezeték

Egy többméröpon tos mérőtávvezeték egyszerű utánzását kapj uk, ha egy koaxiálkábel-darabot úgy készítünk ki, hogy an nak b első vezetőjéhez egy nagyfrekvenciás tapogatófej segítségéve! t öbb pon ton hozzá t udjunk férni. Ez úgy történhet, hogy a ká bel legkülsöbb műanyag boritását t öbb helyen eltávolít juk és ott a rézhálóból, vagy szövetből álló külsö vezetőt úgy tologatjuk szét, szakítjuk meg, an1íg eg y kicsiny, lehetőleg kör formájú kivágásban a kábel dielektrikum a láthatóvá válik. Ezt olyan m élységben távolítjuk el, illetve fúrjuk meg, amíg a kábel belső vezetéke látszani fog. Ezut án egy porcelán gyürűcskét, vagy egy finom polisztirol csövecskét helyezünk a nyílásba és beragasztjuk, úgyhogy a kábel belső vezetőjéhez egy finom tapogat ócsúcs segítségével hozzá lehessen férni. A többi méröpontokat is hasonló m ódon készítjük elő. A méróvezeték hosszát legalább 0,75 ).-ra válasszuk meg és ezen a mérési pontokat egyenletesen osszuk el. A mérővezeték hullámellenállása pontosan meg kell egyezzen a vizsgálandó tá pkábel hullámellenállásával. A kábeldarabot az adó végfoka és az adóvezeték k0zé csatoljuk. (Lásd 12. ábra.) 14

ltJilri4/ls ~.llJift.tltJrA

or o@ 1.-ime~thez

~---------------UD,IA---------- -----~

12. ábra. Ideiglenes

mérővezeté k

több

mérőpontt al

Egy csővoltmérő n agyfrekvenciás ta pogatócsúcsával, vagy pedig valam ilyen más n agyfrek venciás fes zültségmérő eszközzel m ost az egyes pontok on fennálló n agyfrekvenciás feszültséget határ ozzuk meg. Ha különb özö pontokon különböző feszültséget mér ünk, akkor biztosan h elytelen illesztés áll fenn. Viszont a különböző pontokon tapasztalt azonos feszültségekből arra lehet következtetni, h ogy a tápkábel a sugárzóhoz közelítöen helyesen van illesztve. Egy ilyen mérövezeték azonban mindig csak egy segédeszköz marad, még ha használatos segédeszköz is.

5. A reflektométer Egy másik állóhu llám-arány indikáló eszköz, amely a mérövezetékkel szemben néhány előnnyel is rendelkezik, a r eflektonléter. Tula jdonképpen a kétlámpás indikátor elve alapján mű­ ködik, a koaxiális k ábelekre alkalmas formában kialakítva. (Lás d 13. ábra.) Itt is alapkövetelmény, hogy a mérő koaxiális vezeték hullámellenállása pontosan megegyezzen a mérendő koaxiális ~flektá/1 hv!M.

tu odóló! -

13. ábra. R ef lektométer elvi vázlata

15

kábel hullámellenállásával A koaxiális vezetékbe merüló csatolóhurok a belső vezetővel egyszerr e induktív és kapacitív csatolást biztosít. Anélkül, h ogy ehelyütt a részletekbe nagyon b elem ennénk , m egálla píth ató, h ogy h elyes illesztés esetén -tehát hogyha állóhullámok m ár nincsenek-, akkor a mérő­ műszer "direkthullán1" állásban nagy kitérést mutat, míg ugy anakkor "reflektált h ullám" állásban nem t ér ki. A félreillesztés fokától függően a m ü szer " reflektált hullám" állásban több-kevesebb áramot m utat. A reflektométer bizonyos h atárok között frek venciafüggetlen , és precíz mechanikus felépítés és pontos b eha ngolás u tán igen kitűnő mérőeszközt képvisel állóhullámok részére. Reflektométer rel illesztés beállítása n em probléma. Sajnos egy jól működő berendezés elkészítése tekint élyes finommechanikai m u nkával jár. Miv el azonban ezek en k ívül lényegesen egyszerűbb méröeszközök is lét eznek - amelyekkel szintén elegendöen pontos b eállítás érh ető el - , ezért ilyen reflektométer leírásával nem foglalkozunk. Részletes adatokat~ továbbá egy igen fon tos építési leírást t alálhat az érdeklődő a DL3FM hívój elű amatör egy dolgozatáb an (" Das DL-QTCH, 4, 1956, S. 162- 172).

6. Hídkapcsolások, mint

illesztésmérő

berendezések

Igen sokoldalú és emellett a rán ylag egyszerűen előállít­ ható segédeszköz az antenna-illesztés beállítá sához a Wheatstone-h íd elven működö n agyfrekv enciás m ér öhíd. Az ilyen elrendezések a legkülönbözőbb nevek alatt ismeretesek és kedveltek. Ezek mind azon os elv alap ján működnek, legyen a nevü k akár Antennascope", " Ma t chmaker" vagy " Micromatch". Az alapvetŐ elvi kapcsolást a 14. ábra mutatja. A hidat nagy• Pl

v

p-....._...--t '•

l• l

11t19'1{ óecralolos

-~-·--····-, l• •

li" .flO l'

14. ábra. Nagyfr ek venciás mérőhíd elvi kapcsolása

16

15. ábra. Ant.ennacope W2AEF utá.A

frekvenciával tápláljuk és az ellenállásoknak reális ellenállás· értékkel kell rendelkezniök a tápforrás frekvenciáján. Az R 1 és R 2 ellenállások teljesen azonosak ( pontossár l Of0-on belül), az ellen állásérték m aga alárendelt j elentösc2gű. Ezen feltételezések mellett a híd egyensúlyi állapotában (a mé... rőműszer nem t ér ki) az alábbi összefüggések érvényesek : R 1 = R 2; R 1 : R 2 = l :l; R 3 = R-1 ; R3 :R t~= l : l. Ha most R 4 helyébe a vizsgálandó im pedanciát helyezzük (amelynek az ellenállását akarjuk meghat:lrozni), és hogyha R 3 részére h itelesített ellenállást (indukciószegény k ivit elben) használunk, akkor az R3-nak hídegyensúly esetén mutatott ellenállása azonos a mérendő impedancia ohmos ellenállás-értékével. Ilyen m ódon tehát egy antenna 1.alpponti impedandája közvetlenül m érhetö. F igyelembe kell azonban venni~ hogy egy antennának a talpponti impedanciája csak rezonancia esetében t iszta ohmos. Ezért a mérő frekvenciának meg kell egyezni a sugár zó rezonan ciafrekvenciájával. Ezen túlmenően a mérőhíd segítségével t ápkábelek mindenféle fajtájának hullámellenállása, illetve a rövidülési faktora is m egállapítható. A 15. áb ra egy jól bev ált, az a n tennamérés céljára igen alkalmas h ídkapcsolást m utat, amelye t a W2AEF amatőr fejlesztett ki, és "Antennascope" n éven v ált ismeretessé. Az R 1 és R 2 ellenállások, továbbá C t és C 2 k apacitások abszolút érték eit nem kell pon tosan betartani. Fontos azonban az, hogy az R I és R 2, továbbá c l és c2 egymás között t eljesen egyenlők legyenek. Tehát n yugodtan lehet Rt v agy R 2 150 ohm, vagy 250 ohm, vagy valamilyen h asonló érték, ha az t eljesen azonos ellenállás. Értelemszerűen k övetkezik ez a C 1 és C 2-re is. Másrészt viszont nem szükséges, h ogy drága és igen k is tűrés ű mérőellenállásokat szerezzünk be erre a célra. Sok kal olcsóbb, hogyha a zonos ohm értékű ellenállások nagyobb mennyiségéből pontos mérőhíd, vagy ohm-roérő segítségével két teljesen azonos ellen állást választunk ki. A változtatható ellenállás céljára csak indukciószegény rétegellenállás használható, huzalpotenciométer teljesen használha tat lan itt. Egy lehetőleg kicsiny rét egpontencióm éter, amelyről esetleg még az árn yékoló sapkát is eltávolítottuk, m ég az URH tartományban is körülbelül 150 MHz-ig jó eredmén yeket ad. Az 500 ohm értéket azért választották, h ogy a gyakorlatban előforduló valamenny i antennát és bármilyen h ullámellenállású tápvezetékek impedanciáját lehetőleg mérni lehessen vele. A változtatható ellenállást egyenárammal h itelesítjük és a forgatógombot olyan 2

Amatőrantennák

liL

17

skálával látjuk el, amelyről a beállított ellenállásérték közvetlenül leolvasható. A híd egyensúlyi állapotában a vizsgálandó ellen állás értéke megegyezik a forgóellenállás skáláján leolvasható ellenállás értékkel. R v a mérőműszer előtétellenállása. Nagyságát a mérőműszer belső ellenállása, és a kivánt érzékenység határozza meg. W2AEF egy 0,2 mA végkitérésű Deprez műszert használ. N agy érzékenységet érhetünk el 50- 100 llA-as műszerrel. Ezek et mindig lehetőleg nagy előtétellenál­ lással csatlakoztassuk, hogy a híd egyensúlyának a m egzavarását lehetőleg elkerüljük A gerem á nium diódával szemben semmiféle különösebb követelményt nem kell támasztani; bármilyen nagyfrekvenciás egyenirányító tipus alkalmas. A hídágakban minél rövidebb bekötések et alkalmazzunk, - és ugyanakkor a mechanikus szimmetriára gondosan ügyeljünk. Az egész berendezést árnyékoló dobozba kell elhelyezni. E7.en belül három, egymástól elválasztott árny ékolt r ész legyen, amelyekben az alkatrészek a 15. ábra szerint nyernek elhelyezést (az ábrán az árnyékalások szaggatott vonallal vannak jele zve). A híd egyik szára földelve van, így tehát nem földszimmetrikus a rendszer. Ezáltal felépítése leegyszerűsödik és kevésbé kritikus. A berendezés ezért elsősorban a nem földszimmetrikus tárgyak vizsgálatára alkalmas. (Például koaxiál ká· bel.) Azonban szimmetrikus vezetékek és ant ennák is elegendő pontossággal mérhetők vele. Az árnyékolást nem kell leföldelni. Ezért célszerű a készüléket szigetelő lábakra helyezni és az árnyékoló doboz felületét szigetelő védőlappal ellátni. Ugyanilyen jól bevált egy belülről vékony fémlemezzel borított faládikó is. A potenciométert a saját árnyékolt részében szi~P.telő lemezre szereljük úgy, hogy távolsága az őt körülvevő fém felületekhez képest nagy legyen. Ezt az antennascopot a rövidhullámú tat tományban és az URH tartományban is változtatás nélkül hiisználhatjuk. Az URH használhatóság határát a mechanikus felépítés és a felhasznált alkatrészek minősége szabja meg. A hid táplálására nagyfrekvenciás generátor (mint például a Grip-Dip-Méter) alkalmas, vagy bármilyen egyéb nagyfrekvenciás generátor, amelynek a nagyfrekvenciája változtatható és elegendő nagy a kimenő teljesítménye. (Például szignálgenerát or.) A nagyfrekvenciás teljesítmény ne legyen nagyobb l W -nál, nehogy a diódát és a műszert v eszélyeztesse : 0,2 W a híd táplálására már tökélet esen elegendő. A nagyfrekvencia becsatolása egy egyszerű egy- vagy hárommenetes 18

hurok segítségével történik, amely a G rid-Dip csatoló körökkel olyan szarosan kapcsolódik, h ogy nyitott Z csatlak ozókn ál (a vizsgálandó impedancia csatlakozása helyett) a műszer v égkitérést mutasson. Ha Grip-dip- Métert nagyon szarosan k icsatolunk, akkor rendszerint annak a frekvencia-hitelesítése eltolódik. Ezért célszerű a hibák elkerülése céljából a valóságos frekvenciát megfelelő vevő segítségével á llandóan ellenőrizni. A b erendezés beállítása úgy történik, hogy a csatlakozásra különböző ismert ohm-értékű, indukciómentes ellenállásokat kapcsolunk. A híd k iegyenlítése után a potenciométer skáláján leolvasható ellenállásért ék mindig n1eg kell, hogy egyezzen a Z k apcsokhoz helyezett ellenállás értékével. Ezt a folyamatot különböző frekvenciákon egy sor ré~egellenállással elvégezzük . Ezzel egyúttal a készülék használhatósági határát is m eg tudjuk állapítani, amely a híd-egyensúly csökkenő pontosságú b eállíthatóságában jelentkezik . A rövidhullámú tartományban általában mindig kifogástalan mérési eredmények várhatók, a zonba n az URH tartomány felé egyre inkább komplex jelleget öltenek, és azt eredményezik, hogy a hídegyensúly beállítása má r nem lehetséges. A vezet ékek célszerű és átgondolt elhelyezésév el és az alkatrészek e setleges elhelyezésváltoztatásával rendszerint elérhető, hogy a z antennaszkóp a 2 m-es sávban is h aszná lha tó legyen. A 70 cm-es sávban minden esetre az ilyen egyszerű h ídkapcsolások már t el jesen felmondják a szolgálatot . I parilag előállított illesztő-roérőhidak igen gondos beállítássa l és kivitelezésben elérhe tik a 250 MHz-es felső fre kvencia határ t . A fenti vizsgálatok u tá n a z a ntennaszk ópot gyakorlati mérésekhez is haszn álni lehet . a) Az antenna tal ppont i impedanciájának meghatározása

Az antennáról a tápkábelt eltávolítjuk, és h elyére az antennaszkóp Z csa tlakozását kötjük. Ha a z antenna rezonanciáját előzőleg a G rid-Dip-Méter-rel m egállapítottuk , akkor az antennaszkópot e zzel a írekven d ával t ápláljuk A potenciométer segítségével megkeressü k a műszer O kitérésének helyét, ekkor a leolvasott ellenállásérték m egegyezik a s ugárzó talpponti impedanciájáva l. Ha az antenna-rezonanciát előzőleg nem mértük m eg, és ezért csak közelítőleg ismeretes, akkor a h íd tápfeszültségén ek frekvenciáját a ddig kell változtatni, amíg egyértelmű hídegy en súly érhető el. A n agyfrekvenciás generátorok tápfrekven ciája ilyenk or m egfelel a sugárzó rezonanciafrekvenciájá nak. Ugyanakkor a t alpponti impedancia egyszerűen 19

a potenciométer skálájának a leolvasásával kapható meg. A sugá rzó illesztő tag ja inak megfelelő vá ltozta tásával - az antenn aszkóp állandó figyelése mellett - a szükséges talppont i imp eda ncia b eállíth ató. S okszor lehetetlen - legalábbis kényelmetlen - a m érést k özvetle nül az a nt ennán elvége::r.ni. Ilyenkor azt az egyszerű t é nyt leh et kihasználni, h ogy egy v ezeték, amely nek a h ossza p ontosan IJ2, vagy annak valamilyen egésszámú többszöröse, bármilyen ellen állást - n1ely a bemenő kapcsán v an - l : l a rányban a kimenő k apcsokra t ranszformál. Ilyenkor a vezeték h ullámellenállásána k n incs jelentősége. Ezért tehát a sugár zó és a m érőműszer közé egy )J2, vagy 2 "A/2, 3 A/2, 4 )./2 st b. hoszszúságú és tetszőleges hullámellenállású vezetéket ka pcsolh at un k. A vezetéknek a másik végén ilyen kor pon tosan u gyanolyan eredmén yt ka punk, mint a z antenna talppont jánál m ér ve. b)

Tetszőleges n agy.frek1' en ciás t énye zőjének meghatározása

k ábel rö'l'idü lési

Egy J.í 2 h osszú vezeték geometriai hosszának pontos meghatározását az antenn aszkóp segítségével következő m ódszerrel v égezhetjük el : A k érdéses ve zeték egy nem t úl r övid da rabját szabadon f elfüggesztjük és egyik végénél rövidrezár va, a másik végét a mérőhíd Z csatlakozási pontjáh oz csat oljuk . A potenciométert O állásba hozzuk. Ezután a h íd t á pfrekvenciájá t {Grip-DipMéter) fokozatosan alacsony frekv enciákról m agasabb frekvenciák felé v áltoztat j uk addig, m íg a h íd ki egyenlítőd ik. Erre a mérőfrekvenci ára a v ezeték most elektromosan pontosan Á/2 h osszú. A vezet ék rövidü lési faktorát most már egyszerű átszámítással könnyen megkap hatjuk, és en nek segítségével az ele k tromos hossz ':>ármilu~n m ás frekven ciára könn -ven kiszá. mítható.

PÉLDA Egy 3,30 m hosszú k oaxiális k áb eldarab a 30 MHz-es mérő­ frekve ncián mutat ja az első h íd-O-t . A 30 MHz-nek 10 m-es hullá m hossz felel meg: ebből a ),/2 5 m lenne. A rövidülési faktor az alábbiakbéln s7.á mítható ki : V = georr·etriai lws~7 - 3.30 = 0,66 5.00 e lekt romos hossz 20

Mivel azonban a híd egyensúlya nemcsak A/2-nél, hanem A/2 valamennyi t öbbszörösénél is fellép, ezért ellenőrzés céljából még a második híd-egyensúlyt is célszerű megkeresni. Ennek példánkban 60 1\iHz-nél kellene bekövetkezni, és a vezetéknek ezen a frekvencián az elek tron1os hossza pont osan l ),. Hogy frekvencia szempontból valóban a legalacsonyabb O helyzetet m érjük ki, célszerű a várható frek vencia t artomány t - amelyben a félhullám rezenaneián ak be kell köve tkeznie - előzőleg nagyságrendileg k iszámolni. Ehhez a hozzávetőleges számításhoz elegendő t udnunk azt, h ogy a k oaxiális kábeleknél a rövidülési faktor általáb an 0,65, laposkábeleknél 0,82, és légvezet ékes nyitott párhuzamvezetékek esetében pedig közelítőleg 0,95. Mivel anten naszkóp segítségével a rövidülési faktor meghatározása n agyon egyszerű, ezért minden trans2formációs vezetéket a fenti módszer szerint célszerű pontosan kim érni. Egy A/ 2 hosszú vezet ék pontos m éretezésének ellenőrzése is történhet antennaszkóp segítségéveL A hidat a zzal a frekvenciával kell táplálni, amelyre a f élh ullá1nú vezeték méretezve van. A vezeték szabad végét egy tetszőleges, indukciómentes és ismert ohm értékű ellenállással zár juk le. T ermészetesen a7 ellenállás nagysága a híd mérési tartomány án belül k ell, h ogy legyen (500 ohmon alul). A híd kiegyenlített állapotá ban a potenciométeren leolvasható ellenállás értéke pontosan meg k ell egyezzen a lezáró ellenállás nagyságával. Egy antenna bemenő impedanciájának mérésekor a lezár ó ellenállá s helyébe az antenna sugárzási pontja, illetve annak talpponti impedanciája kerül, mert hiszen rezonancia esetében ez tiszta ohm-os ellenálláskén t szerepel. Azzal a feltételezéssel, hogy az antenna és a A/ 2 hosszúságú tá pvezet ék a h íd tápfrekvenciájával rezonanciában van, a sugárzó talpponti im pedanciájának mérése kényelmesen nagyobb távolságból is elvégezhető.

Ha egy J../4-es vezeték hosszát kell meghatározni. úgy erre a célra szintén használhatjuk az antennaszkópot. Ebben az e~et­ ben a mérendó vezeték szabad végét nem zárjuk rövidre. hanem nyitottan hagyjuk. Ezután ismét azt a legalacsonyabb t ápfrekvenciát keressük, amelynél a híd a forgóellen állás O állásában kiegyenlítődik. Ennél a frekvenciánál a veze ték h ossza pontosan A/4. Ezután a A/4-es vezeték transzformációs tulajdonságait is meghatározhatjuk, hogy abból a hullámellenállás4t 21

kiszámíthassuk. Egy '-74-es vezeték hullámellenállása (Z) az alábbi képletből számítható:

z= y ZE· ZA PÉLDA Egy negyed hullámhosszúságú vezetéket ZA -100 ohm ellenállással zárunk le. A méröhíd potenci.ométerén hídkiegyP.n• lítés esetében egy Ze "áttranszformált" ellenállást, 36 ohmot mérünk. A fenti képletbe behelyettesítve

z = y 36 . l 00 =

J/3600 =60 A negyed hullámhosszúságú vezeték Z hullámellenállása ezekből 60 ohm. Mivel egy nagyfrekvenciás vezeték hullámellenállása frekvenciafüggetlen, ezért ez a hullámellenállás általában érvényes a felhasznált vezetéktípusra. Meg lehet állapítani, hogy az antennaszkóp egyszerű, de rendkívül sokoldalú mérőeszköz. Segítségével sikerül az amatőr antennáknál fellépő összes illesztési problémákat megoldani. Ezért megépítése nagyon is ajánlható azoknak, akik antennatechnikával komolyan akarnak foglalkozni. 7. A "Matchmaker" Amint már korábban említettük, az illesztést mérö hidak - melyek lényegében nem térnek el az antennaszkóptól - más név alatt is ismeretesek. Ezek közill az egyik változat "Matchmaker" néven lett népszerű. Ez nem más, mint az antennaszkápnak egy olyan speciális kivitele, amely koaxiális kábelek mérésére, továbbá olyan antennáknak a mérésére készült, melynek talpponti ellenállása maximálisan 100 ohmig terjed. Ezen-

16. cíbra. A matchmaker

22

kívül ez a berendezés még egy második nagyfrekvenciás egyenirányítót is tart almaz, mely lehetövé teszi a nagyfrekvenciás t ápfeszültség m érését is. A Matchmaker kapcsalási rajza a 16. ábrán láthat ó. A k észülék dobozá t célszerűen ismét három árnyékolt részre k ell osztani. A középső rekeszb e a tápfeszültség mérésére szolgáló germánium dióda, továbbá a szűrőtag kerüln ek, a híd többi elemeitől teljesen leárnyékolva. A potenciom éter 100 ohmos kivitelű, és lehetőleg teljesen in dukciómentes rétegellenállás kell legyen . A szerelésénél alk almazandó szempon tok t eljesen m egegyeznek az antennaszkóp potenciom éterenél alkalmazott szerelési elv ekkel. Az R 1 és H z rétegellenállások egymás között tökéletcsen azonosak legyenek, a t ényleges ellenállás- értékük azonb an 40 és 80 ohm k özö lt szabadon választható. Célszerű indukciómen tes és kör ülbelül l W terhelhetőségű k ivitelt választani. Az R 4 és R 5 előtétellenállá­ sok normál kivitelűek, és a z ellenállások n agyságát a felhaszná lt indikálóműszer ér zékenysége szabja meg. Egy körülbelü l 100 mikroamper végkitérésű műszer esetéb en R 4 értéke 15 OOO ohm , és R s értéke 7500 ohm körül lehet. Itt figyelembe veendő, hogy R 4 és R s ellen állások a rá nya 2 : l kell h ogy legyen. CD 1 és CD2 átvezető kondenzátorok, értékük körülbelül 1000 pF. (Nem k ritikus érték.) A p otenciom é lert egy pontos elle nállásroérő berendezés segítségével h it elesíthetjük (ilyenkor a germ án iumdiódát le k ell forrasztani !). A m ért ér ték eket egy áttekinthető skálán l O ohm-onként fel jegyezzük. Célszerű a 60 ohm, 70 ohm és 75 ohm- os állásokat külön m egjelölni. A berendezés elkészülte utá n annak bemérése és hitelesitése következik. Ebből a célból a v izsgálati k imenetet először egy ismert és indukciómentes ellenállással zá rjuk le. (P éldául 60 ohm.) A műszerkapcsolót "Input" állásba k apcsol i uk. és a készülékre annyi nagyfrekvenciás feszültséget adunk. am iR a műszer fél skála hosszny ira kitér. Ehhez körülb elül 0,2 W t eljesítmény szükséges, amit egy Grid-Dip-Méter tud szolgáltatn i. Ezut án a berendezés kapcsalóját ,,h íd" állásba k apcsolj uk, és a potenciométert addig állítjuk, amíg a h íd-kiegyenlítést (feszültség nullát) elérjük. A potenciométer skáláján leolvasott értéknek ez esetben pontosan egyeznie kell a v izsgálati ellenállás értékével A hídnak ezt az ellenőrző mérését különböző f rekvenciákon és lezárási ellenállások mellett megismételjük . Ezután a lezáró ellenállást eltávolítj uk, úgy, h ogy a vizsgálat i kimenet nyitva marad, és a berendezést a ddig tápláliuk nagyfrekvenciás feszültséggel, núg a mérőműszer input állás23

ban ismét fél skálányira tér ki. Ha most "híd" állásba kapcsolunk át, akkor teljes skálakitérést kell kapnunk (az előtétellen­ állások aránya 2: 1). Ha nem ez az eset áll elő, akkor R 4 és R5 értéket addig k ell változtatni, amíg teljes sk álakitérést nem kapunk. Ugyanezt a művelctct m egismételjü k rövidrezárt kimenet nél is. Azonos ben1eneti feszültség m ellett "híd" álláshoz ismét t eljes kitérést és "input" állásba n fél skálahossznyi kitérést kell kapnunk. Hogyha n em ez az eset áll elő, akkor az R1 és R2 ellenállások nem pontosan azonosak. Ezután a műszert az állóhullámarány leolvasására közvetlenül hitelesíthetjük a következőképpen: a potenciométert a m egjelölt 60 ohmos állásba h ozzuk, és a kimenetet egy indukciószegény 60 ohmos ellenállással lezárjuk Ezután a nagyfrek venciás t ápfeszültséget úgy állítjuk be, hogy " input" állásba való átkapcsolás utá n O-ra k ell visszamenni a műszernek az l : l állóhullámaránynak megíelelöen. Ezután k ülönbzö és pontosan ismert értékű ellenállások at kapcsolunk egymás u tán lezáró ellenállásként, és a mindenkori műszerkitérést "híd" állásba n felj egyezzük. Eközben a bemenő feszültségnek állandónak k ell maradni, továbbá a potenciométer állásán sem szabad változtatni. Hogyha a lezáró ellenállás é r'l 2ke például 120 ohm, az ilyenkor mutatott műszer sk álaérték egy 2 : l értékű állóhullám aránynak felel meg (120 ohm/60 ohm), egy 240 ohmos záró ellenállás esetén az állóhullámarány 4 : l (240 ohm/ 60 ohm). Elegendő sok lezáró ellen állás segítségével a m érési értékekből egy pontos hitelesítési görbe rajzolható, és a műszer skáláját esetleg az állóhullámarány értékével k özvetlenül be is lehet skálázni. A gyakorlati m ér és során az alábbiakat kell figyelembe venni: l. A potenciométert m indig arra az ohm értékre kell beállítani, amely megegyezik a felhasznált koaxiális kábel hullámellenállásával. 2. A bemenő feszültség (" input" állásban) minden mérés előtt pontosan a mérőműszer végkitéréséig állítandó. A Matchmaker célszerű és ésszerű alkalmazásával a gyakorlatban előforduló összes illesztési problémák kielégitő pontossággal megoldhatók. Az amatőrök antennáik táplálásához sokszor csak egyféle k ábeltípust h asználnak fel, r en dszerint koaxiális kábelt, melynek h ullámellenállása 50 ohm. Ez esetben a potenciométer a kábel ellenállásának megfelelő ellenállású fix és lehetóleg indukciómentes ellenállással helyettesíthető. A mérési lehetősé24

gek ezáltal valamelyest csökkennek. Másrészt azonban megfontolandó, hogy olyan potenciométer beszerzése, atnely még az URH tartományban is csak tiszta ohmos ellenálláskén t viselkedik, m eglehetösen körülményes. Ezzel szemben a k ereskedelemben hozzá lehet jutni különösen indukciószegén y rétegellenállásokhoz, úgynevezett URH ellenállások hoz, melyek lehetövé te~zik, h ogy a készülékkel magasabb felső h at ár frekvenciát érjünk el. 8. Ipari állóhullámarány méróhíd Az illesztő mérőhidak nagy számából - amelyek elvben az antennaszk óptól a lig különböznek - a 17. ábrán egy ipari kivitelű készülék ka p csoJási rajzát közöljük. 60

a olt.

17. ábra. Allóhullámarányméró híd 60 ohmos koaxiális kábelhez

Ez a készülék k izárólag 60 ohm hullám ellenállással rendelkező koaxiális kábeleken történő állóhullámarány mérésére készült. így külön m üszert haszná l a bemenő feszültség mérésére, és külön műszert a hídfeszültség m érésére. A híd ellenállások induktív komponensét kapacit ív úton kompenzálják (a kompenzáció a kapcsoJási rajzban nem látható). Ez a körülmény ügyes vezeték elhelyezéssei és az alkatrészek hatékony árnyékolásával jelentősen hozzájárul ahhoz, hogy ezt a h ídkapcsolást még az URH tartományban is használni lehet. 9.

Egyszerű térerő

indikáló múszerek

Miután az antennát a tápfrekvenciával rezonanciába hoztuk és a tápvezeték pontos illesztése is megtörtént~ elvégezhetjük a rendszer finomhangolását. Az elemek egym ástól való távolságának, továbbá az elemek hosszának, és esetleges egyéb 25

hangolási elemeknek a kismértékű változtatásával az irányított antennát vagy a maximális előre sugárzásra, vagy legnagyobb előre/hátra arányra hangolják le. A finom hangolás által elért s\tgárzási javulás ellenőrzéséhez szükséges a térerő indikáló műs.zer. A 18. ábra néhány példát sorol fel az ilyen igen egyszerűen előállítható térerő indikátorokra. t.---~)12---..IJ 1Jr·l

sct:Voll "~ZI'tit_

t.•ts1. /1f1sn,.

IJaj/llo/1 tlipN

,, llrQ·JOOR

l

.s(J(fr oH ll'tsz.

lltt.r.szlJsJg,; .,,ute/r

d.,

t&. ábra. Térerói11di káló dióda kapcsolások

A 18/a ábra a legegyszerűbb kivitelt mutatja, egy közönséges félhullámú dipolt, amelynek a közepébe egy germániumdióda van iktatva. Ezzel párhuzamosan egy lehetőleg minél érzékenyebb mikroampermérő szolgál az indikálásra. Nem feltétlenül szükséges, hogy a mérőd ipol hossza A/ 2 legyen. Tetsző­ legesen lehet rövidíteni, akkor azonban az indikálás érzékenysége természetszerűleg kisebb is lesz. Ha az irányított sugárzó vízszintesen polarizált, akkor természetesen a mérődipolt is vízr.zintesen kell elhelyezni. A mérődipolt lehetőleg minél távolabbra kel az adóantennától elhelyezni és körülbelül azonos magasságban kell rögzíteni. A 18/b ábra szerint az indikáló műszert a mérődipoltól el is lehet választani, és egy tetszőleges hosszúságú sodrott kettős vezetéken tetszőleges távolságban lehet elhelyezni. Az in26

dikálómúszert most látótávolságon belül úgy állítjuk fel, hogy a hangolási munka eredménye közvetlenül megfigyelhetöv é válik. A DR 1 és DR2 fojtók az URH tartományban egyszerű, negyedhullámhosszúságú fojtók. Minden rövidhullámú sávra 1 mH induktivitású fojtók alkalmazhatók (nem kritikus érték). A 18/ c ábra ugyanezt az elrendezést hurokdipol alkallnazésa esetén mutatja Tetszőleges hosszúságú URH szalagkábel a tapponti impedanciájához illesztve csatlakozik a hurokdipolhoz. A szalagkábel végét egy körülbelül 240-300 ohmos ellenállással impedanciahelyesen zárjuk le. A nagyfrekvenciás egyenirányítás ebben az esetben a t ápkábel talppontjánál történik. Ez az elrendezés különösen az URH tartományban használható. A rövidhullámú tartományban való alkaln1azásának legfőbb akadálya a hurokilipol körülményes és arány lag nagy mérete. Speciállsan a rövidhullámok térerő indikálására a 18/d ábra szerinti kapcsolás szolgál. Itt a nagyfrekvenciát egy aránylag rövid segédantenna veszi. Az Lt nagyfrekvenciás fojtón fellépő nagyfrekvenciás feszültségesést egy germániumdióda egyenirányítja és egy tetszőleges hosszúságú kettős vezeték (sodrott hálózati zsinór, csengődrót stb.) a mérőműszerhez vezeti. Az egés:t berendezést egysarkúan földelni lehet. N agyo bb érzékenység érhető el akkor, hogyha az L1 indukciót egy párhuzamosan kapcsolt C forgókondenzátor segítségével (az ábrában pontozott vonallal jelezve) párhuzamos rezgökörré egészítjük ki. Természetesen a rezgőkör hangolhatósági tartománya a mérendó frekvenciába kell hogy essen, és frekvenciaváltoztatás esetén mindenkor utána kell hangolni. Mindegyik kivitelnél a felhasznált germániumdiódák tetszőleges típusúak lehetnek. A mérőrnűszerekkel szemben sem kell különösebb igényeket támasztani, a végkitéréshez tartozó áram körülbelül 0,5 mA, vagy annál kisebb legyen. Ezek az egyszerű berendezések alkalmasak relatív térerósség mérésekre, továbbá az előre/hátra arány· meghatározására, és körsugárzók irá.nykarakterisztikájának felvételére. 10. Az antenna hangolása Miután a hangolás és illesztés leghasználatosabb k észülékeit röviden ismertettük, még kitérnénk ezek célszerű alkalmazására, illetve annak rövid leírására is. 27

PÉLDA

Háromelemes élesen irányított Yagit kell optimálisan illeszteni és lehangolni. A táplálást T-illesztéssel valósítjuk n1eg egy 240 ohmos URH szalagkábelhez.

A hangolás menete A sugárzóról eltávolítjuk a tápvezetéket és egy Grid-Dip métert becsatolva meghatározzuk a sugárzó rezonanciáját. Három rezonancia fog fellépni: egy kifejezett rezonanciadip, ez azonos a s ugárzó rezonanciájával; egy gyenge dip, alacsonyabb rezonancián, ez azonos a reflektor rezonanciájával; egy gyenge dip, magasabb frekvencián, ez azonos a direktor rezonanciájával. Ha a s ugárzó rezonanciája a számított frekvenciaértéktól eltér, akkot azt meghosszabbításával, vagy megrövidítésével helyre lehet hozni. Illesztés antennaszkóp segítségével Az antennaszkópot közvetlenül a táplálási pontra (T-tag) csatlakoztatjuk és a hidat a sugárzó rezonanciafrekvenciájával tápláljuk. A híd kiegyenlítését elvégezzük, és a potenciométeren a mutatott ohm-értékét (az antenna talpponti impedanciáját) leolvassuk. Ez azonos kell legyen a tápkábel hullámellenállásával, tehát 240 ohm-mal. Ha nem ez az eset, akkor a T-ta{!ot meg kell változtatni, amíg tl híd egyensúly a 240 ohmnál fog bekövetkezni. Ezután a tápvezetéket az antennához csatlakoztatjuk, és ekkor meglehetősen pontos illesztésre számíthatunk. Ellenőrzés

Az antennaszkópot a tápkábelnek az adó felőli végéhez csatlakoztatjuk és ekkor a hídegyensúlynak szintén 240 ohmnál kell bekövetkezni.

Egyéb tennivalók A tápvezeték et a s ugárzóhoz csatlakoztatjuk és a tápvezeték másik végét az antennaszk ópnak & " vizsgálat" feliratú csatlakozóihoz kötjük. A potenciómét ert pöntosan 240 ohm-ra állítjuk és a hidat a sugárzó rezonancia-frekvenciá jával tápláljuk. A T-tagot addig szabályozzuk, an1íg a híd ki nincsen egyenlítve. 28

nzesztés kétlámpás-indikátorral Az antennát a hozzátartozó 240 ohm-os tápvezetékkel az adóhoz csatlakoztatjuk. A glimmlámpákat a szalagkábelhez rögzítjük és a T -tag illesztést addig változtatj uk, amíg az adó felé eső lámpa teljes fénnyel nem ég és az antenna felé eső lámpa elsötétedik. Ebben az esetben szintén helyes illesztésre számíthatunk. A térerő indikálására szolgáló készülékeket a már ism.ertetett módon a sugárzótól lehetőleg minél nagyobb távolságra állítjuk fel és az antennát a térerőindikátor felé fordítjuk. Az erősen irányított antennarendszert most az adó segítségével tápláljuk. Kis mérési távolságok, és érzékeny indikálón1üszer esetén teljes kitérést kaphatunk. Ilyen esetben az adó teljesítményét visszavesszük, vagy a m üszer mérési tartományát addig növeljük, amíg a skálának csak a feléig t ér ki. Az elemhosszaknak és az elem ek egymás közötti távolságának óvatos változtatásával megkeressük a maximális műszerkitérés helyzetét. Egyidejűleg a tápvezeték adó-kimenetéhez történő csatelását is beállíthatjuk úgy, hogy a lehető legnagyobb energia lesugárzás álljon be. Sokszor kívánatos az optimális előrelhátra arány beállítására torténő hangolás is. Ez a beállítás nem azonos a maximális előre sugárzás beállításával. Az antennarendszert 180°-kal megfordítjuk, úgyhogy a reflektor mut asson a térerőindikátor felé. A reflektortávolság kis mértékű változtatásával és esetleg a reflektorhossz változtatásával beállítjuk a minirnális hátrafelé sugárzást. (Térerősség-minimum.) Mivel az antennán végrehajtott bármiféle változtatás többé vagy kevésbé kihatással van a rendszer talppont impendanciájára, ezért célszerű ezt utólag ellenőrizni és esetleg módosítást, illetve helyesbítést végrehajtani. Ezzel az egész rendszer lehangolása véglegesen megtörtént. Ezekután még fel lehet vetni a sugárzó vízszintes síkban mérhetó iránykarakterisztikáját is. Ebből a célból az antennát lassan, 10°-ként a teljes kör mentén végigforgatjuk, miközben a térerő indikáló műszeren mutatkozó értékeket sorra jegyezzük, és a mérési eredményeket polárkoordináta-papírra felrajzoljuk. Az ebben a könyvben található, többnyire igen pentos méretezési adatok mellett a sugárzó rezonanciájának mérése általában elmaradhat. Ezért az antenna hangoJási munkája főleg a tápvezeték illesztésére szorítkozik. Egy félreméretezett su29

gárzónál az illesztési tagoknak bármiféle beállításával úgysem lehet egy tiszta híd-kiegyenlítési állapotot létrehozni. Igen célszerűnek mutatkozott v alamennyi szimmetrikus antennát h angolatlan, 240 ohmos hullámellenállású szalagkábelhez méretezni. Ekkor a sugárzó a kereskedelemben kapható URH laposkábel segítségével közvetlenül táplálható, miközben az illesztés beá llítása az utolérhetetlenül olcsó kétlámpás indik átorral történhet. Egy 60 ohm h ullámellenállású koaxiális káb el mindcnféle antennaillesztési mérőmüszer n élkül impedanciahelyesen a következő módon csatlakoztatható: A sugárzót először kísérletképpen összeállítva 240 ohmos vezetéken k eresztül tápláljuk, és k étlámpás indikátor segítség ével leillesztjük. H a ennek segítségével az állóhullámot eltünte ttük, akkor számítani lehet a rra, h ogy az antenna b emenet tiszta ohmos, 240 ohn1os in1pedanciát k épvisel. Ezután a szalagkábelt eltávolítjuk és helyébe egy félhullámú hurokcsatlakozót csatolunk a táplálási pontokban. Ez a hurokvezeték 60 ohm ellen állású koaxiálkábelből készül és tudvalevően az impedanciát 4 :l arányban transzformálja, egyidőben pedig a szimmetrikus bemenetet asszimmetrikus k imenctté változtatja. Ez a tulajdonság lehetövé teszi, h ogy egy 60 ohmos koaxiálkáb ellel a hurokkal ellátott talpponthoz csatlakozhassunk, miközben bizton sággal számít hatunk helyes illeszt ésre és pontos szimmetriakörülmény ek jelenlétére. Aki nem akar drága koaxiális kábelt használni hurokillesztőnek, a koaxiális kábel illesztését szimmetrikus antennához a jól bevált "Gamma-Match", vagy annak egy javított kiviteli formája az " Omega-Match" segítségével készítheti el. Ilyen esetekben azonban egy antennaszkóp, vagy Mateh-Makernek használata feltétlenül célszerű. Amint a fentiekből látható, a pontos antennaillesztés megvalósítása egy ál talán n em túl nehéz. Aki az eddigieke t figyelemmel kísérte és ebből logikus követk eztetéseket vont le, komplikáltabb irányító antennákat is b onyolult mérőberende­ zés nélkül optimálisan be tud állítani.

30

ll. A TAPVEZETtK CSATOLASA AZ ADó VÉGFOKOZATÁHOZ

Hogy a lehető legnagyobb teljesítményátvitelt érjük el az adó végfokáról a t ápkábelen keresztül a sugárzóh oz, - ehhez két alapvető követelmén y t k ell kielégít eni. l. A fogyasztó (antenna) a generátor részére (adó kimenő kör) tiszta ohmos ellenállást k ell hogy kép-visel jen. 2. A fogyasztó impedanciáját a generátor impedanciájához illeszteni kell. Az első feltétel mindig teljesül, h ogyha a sugárzó (f ?gyasztó) rezonáns frekvenciája pontosan megegyezik az adóvégfok (generátor) frekvenciájával. Mivel a t ulajdonképpeni sugárzó és a generátor között a legtöbb ese tben energiaszállító vezeték (tápvezeték) van, ezért ezt úgy kell kialakítani, hogy a generátor és a fogyasztó közötti rezonanciaviszonyt ne zavarja. Ez azt jelenti, hogy hangolt tápkábel esetében ezt szintén a rezonáns frekvenciára k ell hangolni, m íg hangolatlan tápkábel esetén állóhullámn ak fellépnie nem szabad. Az adó kimenő im pedanciája általában n éh ány kilóohm nagyságrendű szokott lenni, m íg a h angolt tápkábel impedanciája feszültségcsatolás esetén nagy ohmikus, vagy áramcsatolás esetén kis ohmos. Hangolatlan tápká belek h ullámellenállása amatőr üzemben 50 és 600 ohm között mozog. A tápvezeték illesztését egy sugárzó t alpponti impedanciájáh oz már részletesen megtárgyaltuk az előző füzetekben. Ezért a további gondolatmenethez feltételezhetjük azt. h ogy a fogyasztó (an ten na) a végfok tank-köréhez az első számú követelménynek megfelelően tiszta ohmos terhelést k épvisel. Most t eh át arról van szó, hogy ezt az ellenállást impedanciahelyesen kell a generátor ellenállásához illeszteni. Ez a folyamat elvben hasonlít a hangszóró, illetve a fülhallgató (fogyasztó) illesztéséhez egy hangfrekvenciás erősítő esetén. Az impedancia-illesztés legegyszerűbb formáját a 19. ábra mutatja. Az ilyen impedancia-illesztés úgy képzelhető el legegyszerűbben, hogy a tank-kör meleg v ége A- nál legnagyobb impedanciát képvisel. Minél jobban közeledünk a hideg véghez, annál kisebb lesz az ellenállás, és v égül B- nél O-val lesz egyenlő. A tank-körről egyszerűen azt az impedancia értéket csatoljuk le, amely a fogyasztó talpponti impedanciájának megfelelő. A maximális energia k icsatolást ebben az esetben az A ante nnaroérő műszerrel ellenőrizhetjük. Az antennaáram nagyságából 31

19. ábra. A legegysze r ű bb anten na csatolási módok. (Balról : nagy ohmikus munkaeUenállás f eszültség csatlakozás esetén. Jobbról : a l acsony ohmikus m unkaellenállás áramcsatl akozás esetén és hangolatlan tápvezetéknél.

a lesugárzott teljesítményre következtetni nem lehet, mert áramcsatolás esetén az antennaáram igen nagy (árammaximum) és feszültségcsatolás esetén olyan k icsiny (áramcsomópont), hogy a szokásos nagyfrekvenciás árammérő műszerekkel legtöbbször már nem is mérhető. Az antennacsatolásnak ettől a módjától azonban célszerű eltekinteni, mivel a tank-körben jelenlevő összes felharmónikusok és esetleges mellék- harmónikusok szintén lesugárzásra kerülnek. Mivel ma az amatőr­ technika egyik legnagyobb problémája a rádió és televíziózavar elhárítás, (BCI és TVl) ezért a következökben csak olyan kicsatolásmódokat tárgyalunk, amelyeknél a melléksugárzás lehetőleg alacsony. 1. Az antenna csatolása hangolt tápkábellel Erről

a kérdésről az Amatőrantennák I. füzetben (25. old.) már részletesebb adatokat közöltünk. Mivel hangolt tápkábelü antennák szinte mindig többsávos sugárzók, ezért ajánlatos mindjárt a 25/c. ábrán közölt univerzális hangoló berendezést alkalmazni. Ennek segítségével úgy feszültség, mint áram-kicsatoJást el lehet érni. Egy hangolt tápkábel földszimmetrikus, és ezért ezzel egy ellenütemű végfokozat hangolása különösen egyszerű, mivel ez is egy földszimmetrikus kapcsolás. Ezt az esetet láthatjuk a 20/a. ábrán. Ha szimmetrikus tápkábelt egyszerű végfokhoz akarunk csatolni, akkor a 20/b. szerinti tank-kör földszimmetrikussá tehető, amennyiben a tekercs közepéhez vezetjük az anódtápfeszültséget. Mivel ez a pont a földhöz képest le van blokkolva, ez hideg pontnak tekinthető, és a tekercs két vége a meleg 32

• 19. ábra. A legegyszerű bb antenna csatolási módok. Balról : nagy ohmifokozatnál . Jobbról: együ temű v égfokozatnál.

pont. Ezzel az egyszerű tank-kör földszimmetrikussá vált, itt minden esetre figyelembe kell venn i, hogy most már a hangoló kondenzátorok forgórészei is m elegek, ezért célszerű egy kettős forgókondenzátort alkalmazni, amelynek a forgórészeit közösen lehet f öldelni, m íg a z állórészeket a tekercsvégekhez kötjük. A tank-kör és a kicsatoló kör közötti induk tív csatoJást lehetőleg változtathatóra kell kiképezni. Ez álta lában elrendezési problémákat vet fel az adó végfoknál. Ezért sok esetben célszerű az antennacsatolót a végfoktól tér ben elválasztani, és ún. "Link"csatolással létrehozni az összeköttetést. (Lásd 21. ábra.) Link-vez ető készíthető egyszerűen többerű kettős vezeték összesodrásával; lehetőleg nagy keresztmetszetű vezetéket alkalmazzunk, melynek hossza tetszőleges lehet. Mindkét véget egy-egy csatolótekercs zárja le, amelynek menetszáma a szokásos rövidhullámú sávokban kettő és n égy m enet között van. Ezzel a végtekerccsel a helyes csatolás a tank-kör és a hangoló berendezés között egyszerűen beállítható. Egy Link-vezeték alacsony ohmos, és ezenkívül gyakorlatilag egy általán nem sugároz. Az antennahangoló berendezést az antennakivezetés közelében helyezhetjük el, és a lakáson belül Link-vezetékkel könynyedér. köthet~ük össze az adó-végfokkat Ezáltal a hangolt tápkábelerr kialakuló állóhullámok a lakószobából és annak hálózati vezetékeitől távoltarthatók, és így a BCI és a TVl erő­ sen redukálható. Az ábrázolt antenna-csatoló berendezés segitségével célszerűen a kihangolás a következőképpen történik : l. A végfok tank-körét antennaterhelés nélkül rezonanciára hangoljuk, miközben az anódfeszültséget esetleg csökkenthetjük. Ez a beállítás a továbbiakban végig változatlan marad 3

Amatőrantennák

In.

33

21. ábra.

Közbenső

kapcsolás ..link" csatolással. Felül: el lenűtemü végfokozatnál. Alul: együtemű végfokozatnál.

2. Feszültség-kicsatolás esetén a két Cs kondenzátort kapacitás értékük maximumára állítjuk, és a továbbiakban így is hagyjuk. Ezután Cp-vel hangolunk, amíg a két antenna-áram müszer maximumot mutat. Az antennaáram feszültségcsatolás esetén igen minimális, ezért esetleg a feszültség-maximumot csak a Cs kondenzátor közelében elhelyezett glimmlámpa segítségével tudjuk kimutatni. A tekercsek közötti csatolás mértékét, és a C p beállítását addig változtat juk, amig maximális, és mindkét árammérő műszernél azonos antennaáramot tudunk elérni. Aramcsatolásnál a két C p kondenzátort minimális értékére állitjuk és a továbbiakban így is hagyjuk. A Cs konclenzátorok és a kicsatelás változtatásával most ism ét maximumra, és azonos antennaáramra állunk be. (A m éröműszerekre vigyázni kell ilyenkor , mert áramkicsatolásnál igen nagy antennaáram folyik.) Ha most valóban elértük az optimumot , akkor a tankköri hangolásnak igen csekély és óvatos ut ánaállításával meg lehet kísérelni még további javulást elérni. Egy úgyszólván ideális antenna-hangoló berendezés " Col34

lins-szűrő" néven ismeret es, és majdnem minden rövidhullámú

amatörnél fellelhető. A legtöbb esetb en azonban ily en antennaszűrő segítsécrével h osszabb-rövidebb dr ótdara bkákat kényszeríte nek sugá;zásra, annál is inkább, mivel elterjedt az a hit, hogy Collins-szűrő segítségév el m ég egy " nedves cipőmadzag" is rezonanciáb a hozható. Ez az ismert 'lt (Pi)-szűrő egy egész sor tekintélyes előnyt egyesít magában, és ezért m ég n em tu dta m ás berendezés kiszorítani. A legfontosabb előnyök az alábbiak: l. Collins-szűrök segítségével egy félreméret ezet t sugárzót v agy tápkábelt rezonan ciára lehet lehangolni, t ehát n em szükséges, hogy kínosan ü gyeljünk a han golt tápvezeték rezonancia-hosszára. 2. Collins-szű1·ők segítségév el gyakorlatilag mind en előfor­ du ló sugárzó és tápkábel impedanciát optimálisan illeszt hetünk az adó végfokh oz. 3. A Collins-szűrő m int aluláteresztő szűrő is tá1·gyalható, t ehát csak az üzemi frekv enciát és az alatta fekvő kisebb f rek venciákat engedi át. Egyúttal teh át igen hatásos felharmónikus elnyomás lép f el. Ez igen eredményes rádió és t elevízió zavar szűrést tesz le h etövé. Azonban Collins-szűrőktől sem várhatók csodák. Ha az adó k apcsolásánál és felépítésében nem t ettünk m eg mindent annak érdekében, hogy a nem kívána tos felharmónikusokat elnyomjuk, n em v árható az ilyen típu s szűrőktől, hogy a felharmónikusokat olyan m értében szűrj e ki, ahogyan a zt a z egyre inkább érzékennyé váló televízió vevőkészülékek irányít ó a nt ennájukkal m egkövetelik. A Collins -szűrő csak egy m ódja a f elharmóniku s elnyomásnak H angolt tá pvezetékes a ntenn ák r észére csak a szimmetrikus 7t-szűrő jöh et tekintetb e. A 22. á bra mutatja, hogy egy szimmetrikus Collins-szürőt ell enütemű végfokhoz h ogyan lehet csatlakoztatni. Ha együtemű végfokot akarunk szimmetrikus 1t-szűrőhöz csatlakoztatni, akkor a tankkört a 20/b. ábra szerint szimmetrizáljuk, majd úgy kezeljük a 21. ábra szerint, m int h ogyha ellenütemű végfok-kör lenne. Ha a zonban a szimpla tank-kört nem akarjuk m egváltoztatni. és a tá pvezeték szimmetriája mégis megmarad, akkor célszerű a szinunetrikus Collins-szűrőt a 23. ábra szerint egy Link-vezeték segítségével induktíve csatolni a tank-körhöz. Ilyenkor figyelembe kell venni, hogy a Link-vezeték L s adó felé eső csatoló t ekercsét földelni kell, amely t eh át a t ank-köri rezgőkör (A) meleg végéhez csatlakozik. Az Ls és a BA tekercs közötti csatolást, 3"'

35

e. •5f».t()oop~

22. ábra. S:ú mmetri kus Collins-szűrö, hangolt tápvezetékkel. Felül: kapacitív csatolás a PA-körre. Alul: induktív csatoláB c PA-kőne.

Z3. ábra. A szimmetrikus Collins-szűró csatolása az asszimetrikus Tank-körre.

továbbá az Le és Lk közötti csatoJást igen szarosra kell méretezni. Ls és Le rövidhullámú tartományban két-három menettel rendelkezik. Lk vagy egyenlő Le-vel, vagy valamivel nagyobb. Az Le és Ls tekercsek helyzete egymáshoz képest változtatható kell legyen, mivel kis helyzetváltoztatásokkal a szimmetria sokszor javítható. A Ce kondenzátor szokásos értéke 2X300 pF, míg a Ca= 2X500 pF. (Ügyeljünk a kis kezdőkapa­ citásra.) La optimális menetszámait minden sávban ki kell próbálni. Irányadatként szalgáljon a 80 m-es sávra: 3 mm-es ezüstözött rézhuzal, 50 rnm átrnérőn 30 menet. Atkapcsolható Collins-szűrők tekercsadatai a szakirodalomban fellelhetők. Akihangolás menete a következő: 36

1. A Collins-szürót a tank-körtól elválasztjuk és utóbbit rezonanciába hozzuk az adó frekvenciával. Előzőleg esetleg a végcső anód és segédrács feszültségét csökkentsük. A P A kör már egyszer beállít ott rezonanciáját a továbbiakban semmik éppen nem szabad megváltoztatni. 2. A Collins-szürőt h ozzácsatolt antennával a ta nk-körhöz csatoljuk. Ezáltal ez m ost a rezonanciából kiesik. C e megfelelő változtatásával a tank-kör rezonanciáját ismét helyreállítjuk Eközben Ca kb. középállásban van. 3. Most Ca értékét kis h atárok között fokozatosan változtatjuk és eközben Ce segítségével a tank kör rezonanciáját állandóan utána állítjuk. Eközben hamarosan megállapítható lesz, hogy Ca értékét melyik irányba kell változtatni ahhoz, hogy az antennaáram növekedését eredményezze. Ilyen módon Ca és Ce azon állásai, amelynél maximális anten naáramot érünk el, hamarosan fellelhetők. Ha az antennaáram mindkét vezetékágban egyen lő nagyságú, a kkor az egész lehangolási folyamat ezzel b e is fejeződött. Valamely új Collins-szűrő, vagy új antenna elsőízben történő lehangolásánál szükséges, hogy a h angoJási folyamat 2. és 3. pontja it La különböző menetszámaival megismételjük, hogy itt megtaláljuk az optimális indu kció értékeit . Hogyha az antennaáramok eltérő nagyságúak, akkor a Collins-szűrő és a tank-kör közötti csatolás n agyságát addig változtatjuk, am íg mindkét antennaáram mérő műszer azonos értéket m utat. Ezzel a tekercsállással a hangolási f oly amat második és harmadik pontját mégegyszer meg kell ism ételni.

2. Hangolatlan tápkábelek csatolása a végfokhoz Modem egysávos rövidhullámú antennák majdnem mindig, az ultrarövidhullámú antennák pedig kizárólag hangolatlan tápkábelek segítségével vannak gerjesztve. Ezek minden tápláJási mód közül a legbiztosabb védelmet nyújt anak a kellP-metlen rádió és televízió zavarok ellen. URH a ntennák táplálására újabban m ár csak kétféle vezetéktípust a lka lmaznak: a 60 ohmos koaxiális káb elt és a 240 ohm hullám ellenállású URH szalagkábelt Emellett m ég néha találhatunk 52, 70 és 75 ohmos koaxiális kábeleket, továbbá 280 és 300 ohmos szalagkábelt is.

a) koaxiális kábelek csatolása A koaxiális kábelek végfokhoz való csatolásának a legegyszerűbb módját a 24. ábra szemlélteti. Mindkét esetben az L k 37

24. ó1Jra. A koa:ri.ális kábel csatolása. Balról : együ temii végfokozatra. Jobbról: ell e nütemű végjokozat·r a.

csatolótekercs kb. 4-5 n1enetböl áH 80 méteren, 3 menetből 40 és 20 m -en, és 2 menetből 10-15 m-en. Hogy az optimális csatolási fokot könnyen be tudjuk állítani, az L,, csat olótekercs h elyzete az Lt tank-körhöz változtatható k ell hogy legyen . A csat olást n1indig az L t h ideg végén k ell eszközölni. Hogy a k ét tekercs k özötti kapacitív csatolás minél kisebb legyen, az L k t ekercs földelt végét a P A tekercs alsó, (B) végéhez kell elh elyezni. Ellenütemű v égfok rezgökörét a 24/b. ábra szerint a tekercs közep én csatoljuk ki L k segítségéve!, mivel a O potenciál ott van. Ebben az esetben mindegy, h ogy az L k tekercsnek melyik végét földeljük, mivel A és B pont egyiormán meleg pontok. A csa tolótekerccsel és a nnak h ozzávezetésével egy induktív tag lép fel, ezért célszerű a 25/a. ábra szerinti csatolást válasz-

legmegfele lőbb csatoló kapcsol ások. Balról: kompenzált ellenállá-sokkal. Jobbról: l i n k-vezetékes csatl.akoztíssal.

25. ábra. A

tani. Ezzel az induktív t erh et egy kis Ck forgókondenzátorral vagy légtrimmerrel (kb. 75- 100 pF) k apacitív e kompenzáljuk A 25/b. ábra egy olyan kapcsolást ábrázol, amelyben egy közbenső kör is bz van építve. Ez a L s/Cs soros rezgökör további szűrést biztosít és ezért a felharmónikus kisugárzást elnyomja, 38

amely elnyomás az előbbi kapcsolás es~tén nem áll fenn. Cs és Ls optimális értékeit az alábbi táblázat tartalmazza: Amatörsáv

Cs (pF)

L s (lJ.H )

10m

90

0.32

15 m

120

0,45

20m

190

O,í O

40 m

380

1,40

SO m

800

2.80

(Ezek az értékek egy 60 ohmos k oaxiális kábelrc értendők.) A Cs-hez egy kb. 500 pF végkapacitású forgókondenzátort vehetünk, amelyhez a 30 m-es sávban még egy 500 pF-es kondenzátort párhuzamosan kötünk. Az L ~; 1 és az L ~;2 csatolákörök kb. 2-4 menettel rendelkeznek. A lehangolásnál az Lk 1 Linkvezeték csatolókört először nagyon lazá n csatoljuk az L tank körrel. A Ct-vel a tank kört rezonanciába hozzuk (anódáram minimwn), majd Cs-t addig váJtoztatjuk, a míg az anódáram kifejezett rnaximumot mutat. Ebben az esetben az Ls/C ~ az üzemi frekvenciával rezonanciában van. Ezek után m eg lehet kísérelni, hogy az L k 1 és L r(2 csatolásnak szarosabbá választásával az üzemi körülm ény eket tovább javítsuk A h elyes beállítást akkor értük el, h ogyha a rezonan ciától jobbra vagy balra elhangolva Cs-t, az anódáram m indkét esetben csökken. Hogyha az anódáram C s elhangolásak or növekszik, akkor az L k 1 és Lt, illetve Lk2 és Ls k özötti csatolás túl szoros. A 24. ábra szerinti csatolás lehangolása igen egyszerű. Az Lk és Lt közötti csatolást Ct egyidejű rezonanciára való hangolásával addig kell változtatni, amíg az üzemi anódáram értékét elértük, és a maximális antennaár am mutatkozik. Hogyha a koaxiális kábel a hullámellenállásával a sugárzóhoz jól van illesztve, akkor a csatolás változtatásával Ct-t csak igen kevéssé kell utánahangolni. Hogyha a t ank-kör rezonanciája a csatolás fokától nagyon erősen függ, ez biztos jele annak, hogy a kábelen állóhullámok alakultak k i. Az antennaáram n1érése nem feltétlenül szükséges, az egész kicsatolás menetét az anódára mmérő műszerrel könnyedén lehet ellenőrizni. Koaxiális kábellel táplált URH antennákat máshogy is ki 39

26. ábra. Példák koaxiáli-s kábel csatlakozására URH antennánál. Balra: egyszerű k apcsolás. Balra a lul: együtemű végfokozat soros r ezgökörrel. J obbról csatoló kapcsolás szimmetrikus T ank-körhöz.

C,. n1aK 15pF + Cp mox 30 pf:

szoktak csatolni. Példa e rre a 26. ábra. A 26/a. szerinti kapcsolás a legelterjedtebb és legszokásosabb. Éppúgy alkalm a zható ellenütemű, m int együtemű végfokokhoz. Teljesen hasonló csat olásmódot (speciálisan szimmetrikus tank-körökre) mutat a 26/c. ábra. Itt a csatolótekercshez még egy Cp forgókondenzátor is csatlakozik. Mi vel az URH tartományban párhuzamos rezgőköröknél rossz L/C viszony érhető el, az együtemű végfokoknál gyakran használnak soros rezgőköröket. Ezeknél még az URH tart om á nyban is meglepően nagy induktivitások alkalmazhatók. A 26/b. ábra egy ilyen együtemű végfokot mutat soros rezgőkör­ rel. Ez egy L tekercsből és a vele sorbakötött C t és Ca kapacitásokból áll. Az anódfeszültséget itt a tekercs közepéhez vezetjük, azonban éppúgy csatlakozhat nának A , ill. B. pontokban is. A forgókondenzátorok C t és Ca kapacitív feszültségosztást képviselnek. Ezzel könnyen b eállítható egy olyan kapacitás arány, amelynél a koaxiális kábel a C pontban pontosan a hullámellenállásával csatlakozik a tank-körhöz. Ezt az állapotot akkor értük el, hogyha a lehető legnagy obb antennaáran1 folyik. Mivel Ca és Ct egyaránt a tank-kör hangolókondenzátorai, ezért Ca elhangolásával Ct-t mindig rezonanciára kell utána állítani.

b) szimmetrikus, hangolatlan tápkábelek csatolása A csatolás módja szempontjából teljesen közömbös, hogy 240 ohm hullámellenállású URH szalagkábelt, vagy pedig 400 40

-600 ohm hullámellenállású nyitott pár huzamos vezetéket alkalmazunk. Elvileg a 20. és 23. ábrákon b emutatott csatolási módok bármelyike alkalmazható. Egy szimmetrikus hangolatlan vezeték legegyszerübben induktív módon csatolható a tankkörhöz. Mivel azonban 240-600 oh miga h ullámellenállás n1egleh etösen n agy, a csatolótekercsnek kb . fele akkora menetszá~a kell legyen , mint a t ank-körnek. Ekkor a csatolótekercsben lndukált feszültség elég csekély, és így nehézségekbe ütközik ele-

Z7. ábra. Hangolatlan szi mmetrikus párhuzamos v ezetékű a ntenná k legmegfelelóbb csatolási módjai. Fent: együtemű végfokozathoz. Alul: ellenütem:ü végfokozathoz. gendő

teljesítményt kicsatolni. Ezt a h átrányt elkerülhetjük, ha a tápvezetéket hangolt körr el zárjuk le, és ezt a tank-körhöz Link-vezet ékkel csat oljuk. A 27. áb ra egy ellenütemű és egy együtemű végfokhoz való csatolást muta t. A h angoláshoz a Link-vezet ék csatolótekercsét először nagyon lazán csat olj uk, majd Ct-vel rezonanciá ra hangolunk (an ódáram min imum}. Ezután a záróköri tekercs leágazását a tekercsközéphez szimmetr ikusan valainilyen középértékre állítjuk be. és a zárókört C a változtatásával r ezon anciába hozzu k (anódáram maximum). Ilyenkor rendszer int megállapítható, hogy a tank-kür mnst már nincsen pontos r ezonan ciáb an , ezért e zt u tána kell h angolni. Ezután a Link-vezeték csatoló tekercseinek csatolási fok át vál41

toztatjuk, n1iközben a tank-kör és a zárókör rezonancia beállítását m inden esetben m eg kell ismételni. A helyes beállítást arról lehet felisn1erni, hogy C a változtatásával a tank-kör rezonanciája már nem tolódik el, hanem a rezonancia-beállítástól két oldalt anódáram csökkenés jelen tkezik : az impedanciaillesztés tisztán oh mikus. Ha nem sikerül ezt az állapotot elő­ idézni, akkor az egész folyamatot m egváltoztatott zárókör-leágazásokkal meg kell ismételni. Természetesen Collins-szűrők is alkalmazhatók hangolatlan tápvezetékek m inden faj tájá nak kicsatolására. Ilyenkor a nem szimmetrikus vezeték (koaxiális kábel) csatolásúhoz· az egyszerű 71:-Szűrő használható, míg szimmetrikus párhuzamvezetékeknél az antennaszűrö szimmetrikus k ivitele szükséges. A tápkábelnek az antenna végfokhoz való illesztésére rendszerint kevesebb gondot szoktak for dítani, mint a sugárzó és a tápvezeték illesziésére. Ez nagy hiba, mert rnindkét beállítás egyenlő fontosságú . Rossz és helytelen energia kicsatolás a hatásfokot erősen csökkenti, ilyenkor az anód veszt eségi teljesítmény (disszipációs hő) megnövekszik és a végcső veszélybe kerülhet.

III. IMPEDANCIA MÉRö 47-67 MHZ-RE Az alábbiakba n szereplő egyszerű amatör műszert elsősor­ ban azok tudják előnyösen h asználni, akik antennák vagy antenna rendszerek építésével foglalkoznak. Ez a műszer felépít ésénél fogva impedancia mérésére alkalmas oly módon, hogy az impedanciának, m int komplex ellenállásnak, mind a valós n1ind a reaktív (kapacitív vagy induktív) részét mutatja. A mű­ szer frekvenciája az OIRT l és OIRT 2 TV csatornák frekvenciáira beállítható 4 7 MHz és 67 MHz között.*

Elvi múködés Ezen imp edanciamérő elvi működése az egyenáramú technikából jól ismert közvetlen mutató ohm-mérők működési elvéhez hasonlít (28. ábra). A pot encióméter rel változtatható U egyenfeszültség egy ismert R t ellenállásen és az ezzel so~ba­ kapcsolt ismeretlen Rx ellenállásen létrehoz egy bizonyos aramct az Ohm-törvény szerint. A két ellenálláson átfolyó áram • A leírás megjelent a Rádiótechnika 1959 decemberi számában. Szerző: Hetényi László. 42

U t és U 1e nagyságú feszültségesés t hoz létre, az R t , ille'tve R x ellenállásokon. A két feszültségesés összege egyenlő a beállitott U feszültséggel.

Az ellenállásokon állások értékeivel:

fellépő

fesz ültségek a rányosak az ellen-

Ux

Rx

u,

R1

~=--

Az Rx értékének megállapításához elegendő csupán a tápfeszültség (U} és az ismert ellenállásan (R 1) fellépő feszülts€get (Ut) ismernünk, ha a m ásodik egyenlőségbe behelyettesítjük

az

elsőt:

a.

N,

h. P« R,

'

28. ábra.

Ut U-Ul

Ezen

egyenletből

Rt

= -

Rx

R x értékére kapj uk:

Rx = R1 ·

U - U1

43

Az ismeretlen ellenállás (Rx) meghatározásához tehát háL'Orn másik mennyiséget (U t ; U; R 1) kell ismernünk, vagy méréssel meghatároznunk Mivel R t értéke fixen megadható, csak az U-t és az U t-et kell m üszerrel megmérnünk Az U t feszültség megmérése érdekében az R 1 ellenállással egy voltmérőt kapcsolunk párhuzamosan (28/b. ábra). (Ilyenkor az ellenállás és a vele párhuzamosan kapcsolt műszer belső ellenállása együttesen határozza meg R t értékét.) Az U tápfeszültség megmérése úgy történik, hogy az ismeretlen R x ellenállás helyét rövidre zárjuk. Ilyen esetben a tápfeszültség párhuzamosan kapcsolódik az R 1 ellenállással és a műszerrel. Az U tápfeszültséget kerek értékr e, rendszerint a müszer végkitérítésére állítjuk be a potencióméterrel, majd az Rx ismeretlen ellenállást a kapcsokra kötve leolvassuk az Rt ellenálláson létrejövő U 1 feszültséget Az R1 szorzójaként szerepló U-U1

ul hányados értékére a műszer skálája közvetlenül kalibrálható. és az R x meghatározásához csupán a műszer által mutatott értéket kell megszorozni az Rr ellenállás értékéveL Ha Rt értéke állandó (nincs kapcsolóval váltva), akkor a műszer skálája az egész szorzat U-U1 Rt· Ut értékére kalibrálható és R x értéke közvetlenül leolvasható. A közvetlen mutató ohmmérők gyakran a 28/c. ábra szerinti kapcsolásúak Ezeknél az ellenállásokon átfolyó I áramerősséget mérjük, amely az Ohm törvény szerint lineáris öszszefüggésben van az ellenálláson létrejövő U 1 feszültségeséssel. G(N

C).

a.

z~

29. ábra.

44

A mi impedanciamér6nk múködése a 28/b. ábra elve szerint van felépítve. Ezen elv nagyfrekvenciákra való alkalmazását mutatja a 29/a ábra. A változtatható frekvenciájú mérőfeszült­ ség betáplálása a generátorból a mérőrészbe induktív úton történik. Az R1 ellenállással párhuzamosan kapcsolt műszer a rajta fellépő nagyfrekvenciás feszültséget méri. Mérés előtt rövidrezárjuk a mérőkapcsokat (Rx = O) és a méröfeszültség amplitudóját (U) a potencióméterrel szabályozva a múszert végkitérésre állítjuk. Ezután a rövidzárt a mérőpon­ tokról eltávolitva elvégezhetjük az ismeretlen ellenállás m érését. Ha a végkitérés beállítása után a mérőkapcsokat nyitva hagyjuk (Rx =oo ), akkor a műszer mutatója nem tér ki baloldali nyugalmi helyzetéböl. A műszer skálája tehá t olyan, h ogy azon az Rx =O érték a jobboldali v égkitérésnél, az R x = oo pedig a skála baloldalán a mutató alaphelyzeténél lesz. A skála kezdete és vége között pedig minden lehetséges ellenállásérték (O és oo között) szerepel. Módosítanunk kell a 29/a. ábra kapcselását akkor, ha az ismeretlen ellenállás n em tiszta ohmos, hanem r eaktív részt is tartalmaz, azaz impedancia (Zx). Minden impedancia érték elő ­ állítható mint egy ohn1os ellenállás (Rx) és egy induktivitás (Lx), vagy kapacitás (Cx) párhuzan1os kapcsolása (30.'a. ábra). Ez az eset még akkor is igaz, ha az impedanciát képviselő elem esetleg soros kapcsolású ohmos és reaktív tagból áll (30/b. ábra). A soros kapcsolásnak megvan az azonos impedanciát mutató párhuzamos megfelelője. A 29/a. ábra kapcsolásának módosítása annyit jelent, h ogy a mérőkapcsokkal párhuzamosan kötünk egy széles határok között hangolható párhuzamos rezgőkört (29/ b. ábra). A rezgőkör hangoJási tartományát úgy kell megválasztani, hogy a műszer üzemi frekvencia sávja (47-67 MHz) ezen tartománynak valahova a közepére essen. A rezgökör impedanciája rezonanciafrekvenciáján elméletileg végtelen nagy, míg ettől a írekvenciától az alacsonyabb frekvenciák felé elhangolva kapacitívvá, a magasabbak felé elhangolva pedig induktívvá tehető. Gyakorlatilag tehát ez a párhuzamos rezgőkör rezonanciára hangolva igen magas impedanciája Iniatt alig befolyásolja a m érést , míg ettől a frekvenciától elhangolva - az elhangolás irányát ól függően - kapacitást vagy induktivitást k épvisel. Ez a ka pacitás vagy induktivitás párhuzamosan kapcsolódik be a mérőkapcsokra csatlakoztatott Zx ismeretlen impedanciával. Ha az ismeretlen impedancia reaktív része induktív jellegű 45

(lásd 30. ábra baloldal), akkor a rezgőkör alacsonyabb frekvenciák felé történő elhangolásával egy olyan nagyságú kapacitást kapcsolhatu nk párhuzamosan az ismeretlen impedancia induktiviiásával, amely a zzal a mérés frekvenciáján rezonanciát ad. Ez röviden úgy is meghatározha tó, h ogy kihangoljuk a mérendő impedancia reaktiv részét. A rezgőkör forgókondenzátorával tehát a minimális műszerkitérés re á llunk (rezonancia), amely megfelel egy maximális mu tatott elle nállásértéknek Ez az ellenállásérték, an1elyet a műszer minimumra hangolás ese tében mutat, nem más, mint az ismeret len impedan-

•..

'. L'

•

• l

r,

J~

30. ábra.

eia párh u zamos helyettesítő k épében a valós (ohmos) ellenállásérték Az ismeretlen impedancia reaktív részének kapacitív vagy induktív voltát, t ováb bá a nnak nagyságát a forgókondenzátor skálájáról olvashatjuk le. Ha az ismeretle n impedanciának a mérőpontokra való kapcsolása után a forgókondenzátort a nagyobb ka pacitásértékek felé kellett elha ngolni az eredeti rezonanciafre kvenciától , akkor az impedancia reaktív része induktív, ha pedig ellenk€ZŐ irányban , akkor kapacitív jellegű. A forgókondenzátorn ak a mérendő im pedancia rákapcsolása nélk ü l a skálán m uta tott rezonancia helytől való elhangolása egyen esen a rányos a mér t in1pedancia k a pacitásáva l és az ellenkező irányú elhangolás mértéke fordítottan arán yos a mért impedancia indukt ivitásával.

46

Müszaki leirás A 29/b. ábra elvi kapcsalási rajza szerint az indikátorrészt egy nagyfrekvenciás generátorral kell táplálni. A műszer­ ben a generátor szerepét egy ultraauclion kapcsolású 6 J 6-os csővel felépített oszcillátor látja el (31. ábra). Ez az oszcillátor egy 2X25 pF-os forgókondenzátorral 47 IV1Hz és 67 MHz között hangolható. Az L 1 tekercs l mm átmérőjű csupasz huzalból készült. A tekercs átmérője 20 nun, hossza 16 mn1, menetszá1na

500

31. ábra.

6. Az indikátor részbe betáplált teljesítmény változtatható a P z 20 k!2-os huzalpotencióméterrel, annak érdekében, hogy mérés előtt a n1űszer rövidrezárt mérőkapcsok m cllett vép;kité!:ésre legyen állítható. Életvédelmi okokból az oszcillátorcsőnek és az anódpótlónak egyetlen pontja sincs egyenáramú vagy alacsonyfrekvenciás szempontból (hálózat) a készülék dobozával összekötve. Ugyanis a felhasznált hálózati transzformátor egy VT R 545 készülék transzformátora. lVIint ilyen autótrafó rendszerü, tehát az egyenirányított áran1 a hálózattal közvetlen kapcsolatban van. Természetesen semmi akadálya annak, hogy m ás rendszerű transzforn1átort használjunk. A műszer indikátor része egy 240 Q hullámellenállású vezeték darabból áll, amelynek a feszültségmérő felőli oldala hul47

lámellenállásának megfelelő ellenállással van lezárva (240 n' 1/ 4 W rétegellenállás). Ez a vezetékdarab két egymástól 20 mm-r e elhelyezett , 5 mm átmérőjű és 165 rnm hosszú sárgaréz csőből á ll. A csövek végei szabadon kiállnak a doboz oldalán v ágott nyíláson és egyben a mérőkapcsokat képezik. A vezeték mérőkapcsok felőli oldalához van csatlakoztatva egy 2X 500 pF-os VT gyártmán y ú forgókondenzátor, a melynek két állórészére for rasztottuk az L t tekercset. Ez a t ekercs ugyancsak l m n1 átmérőjű csu pasz huzalból készült. A tekercs átmérője 10 mm, h ossza 12 mm, menetszáma 4. A mérőpontokon földszimm etrikus nagyfrekvenciás feszültség van jelen , a mérő szalagk á bel szimmetrikus t áplál ása érdekéb en. Ezt a szimmetriát a 2X500 pF-os konden zátor forgórészének földelése biztosít ja. A 240 U-os ellenállásan (mint az a 29/b. ábrán R 1-gyel van jelölve) fellépő nagyfrekven ciás feszültséget két p árhuzamosan kapcsolt DS 160-as germ ánium dióda egyenirányít ja. A párhuzainos k apcsolás az egyenirányító elem kisebb belső ellenállása é rdekében szükséges. A kapcsolás töltőkonden zátoraként egy 60 pF- os k erá mikus k ondenzáto:- szolgál. A diódák munkaellená llása valamivel több mint a 4 kQ, amelyből két darab 2 kí~-os e llenállás csatlakozik egyenként a 60 pF-os kondenzátorra. amelyen m egjelenik a z egyenir ányított feszültség. A tulajdonk éppeni indikálást egy 50 p.A végkitérésű müszer végzi, amelylyel párhuzamosan ka pcsoltunk egy Jlf-U 26 jelzésű szavjet germán ium diódából és egy 3 kQ- os huzalpotencióméterből álló t agot. Ezzel a potencióméterrel látszólagosan a germánium dióda áteresztő irányú belső ellenállását tesszük változtathatóvá. En n ek hatására a műszer skálája logaritmikussá válik (5/a. ábra). (A skála osztásai a nagyobb feszültségek felé sűrűsöd­ nek.) Erre a logaritmikus skálára azért van szükség, hogy a 240 l

1...1111'jll"'" fililY

LOCARI T/'f/XUS ~ ~ ~ ~

, ,. "' ~

~'f"

~

o.

2

IL ~

LINEIWS

~r."~'"

4

tr 1.111~ lll" 6

,.

,

~ r7

", l~

~

~,.

8

b.

RELATIV:u•

32. ábra. 48

, ,

~

--!-- ~· 1-- '""1

~

~ '_J ~~

·ll!

-!16. TORZ/TAS- / SAL

~

r,-

N4GYFR. SKALA

2

~

NAGYrREKV. SKÁLA , -

f6

RCLATIV:U*

8

tO

O-os valós ellenállásérték a műszer skálájának a közepére kerüljön. Ugyanis ha a skálánalt ezt a logaritmikus torzítását nem végeznénk el, akkor a nagyfrekvenciás feszültség és a műszer mutatójának ki~rése között (fokokban) közel négyzetes összefüggést kapnánk (32/b. ábra). ilyen görbe mellett a 240 Q -nak megfelelő félfeszültségű pont nem eshet a skála közepére. Ez a közel négyzetes összefüggés a feszültség és a mutató kitérése között az egyenirányító diódák (2XDS 160) görbe karakterisztikája miatt jön létre. A teljes kapcsolás karakterisztikája két görbéből keletkezik és ennek a két görbének megfelelően egy "S" alakot mutat (32/b. ábra). Eszerint a skála mind az alacsony, mind a magas nagyfrekvenciás feszültségértékek felé sűrűsödik. Mivel a mű­ szer által mutatott feszültség és a mért ellenállásérték között reciprok összefüggés van, azért a fent elmondottak ellenére, az ohm skála osztása mégsem követheti az "S" alakot. A 31. ábra kapcsolása szerint a végleges ohm skálát a 33. ábra mutatja A rnűszer skálájára felrajzoltuk a 240 Q-os ellenállásra vonatkoztatott állóhullámarány értékeket is (SWR, standing wave ratio). Az állóhullámarány és az adott 240 Q hullámellenállású kábelt (vagy csatlakozási pontokat) lezáró impedancia között szoros összefüggés van:

SWR

=

Umax Umin

=

Ro

R

Az impedancia reaktív részét az 1X500 pF-os forgókondenzátor skálájáról csak közvetve olvashatjuk le. A skála lineáris osztású és a mutató által tnutatott értéket egy, a műszer

OHH

33. CÍÖTG.

49

L-C D/AGRA/'111

pF

,---,--y---.---r.....,.........--.

Qs

t--lr----!~~~........1-..-.f

1,2

J o

f

---t----i-+--+--4t_.......-+-~ 00

10 - - t---t---t--."......"-1-#---+--f 20 - - t - - - + -30--

f

~o - 6011Hz.....-~ri!A --+---+---+--1 ~" 11 511Hz

o 10 20 JO ~o 5IJ 60 10 OSZTA's

•

34. 6b'ra.

oldalára rögzitett diagrammban kell megjelölni. A diagramm görbéi az egyes frekvenciaértékekhez tartoznak {frekvenciában van paraméterezve) (34. ábra). Mechanikai felépítés

A

műszer

egy .,,L" alakban, derékszögben meghajlított 2 mrn-es alumínium lemezre épült a klasszikus sasszérendszer elhagyásával. Ez a lemez alkotja a műszer elő- és fenéklapját. A rácsavarozható doboz a többi négy oldalról burkolja a múszert. A2 előlap méreteit a 35. ábra mutatja. A2 alkatrészek elhelyezését a 36. ábrán látható hátulnézet éé a 37. ábra, mint :felülnézet, szemlélteti. A müszerben az alábbi "plexiglas" alkatrészek szükségesek. 2 darab mutató, 22x76 mm, a gombokra ragasztva. Egy 50x70 n1m-es lemez, a 3 kg-os potencióméter és a -ll 26 germánium dióda rögzítésére. A plexi lemezek lombfűrésszel vágott éleit finom csiszolóvásznon, majd Odol fogkrémes rongyon polírozzuk fényesre. Az előlapot drótkefével mattíroztuk, majd a tusfeliratok elkészítése után színtelen nit-

.nr

so

IMPEOANCIA- Mt RÖ

,.. ,

~

AMPLITl.JOO

-@128

35. ábr a. Az

impe danciamérő előlapja

165

36. ábr a. Az al katrészek elrendezése az

előla pon

37. ábra. A k észülék elrendezési rajza

hátulról nézve.

felül7·ől.

51

rolakkal befújtuk. A két csó (EZ 80 és 6 J 6) egy-egy csavarral r ögzít ett lábon áll, az elő-, illetve fenéklaptól kb. 20 nun távolságban.

Behangolás A forgókondenzátorok skáláinak kalibrálása előtt a 240 Q-os impedanciaértéket a műszer skálájának közepére állítjuk. A mérőkapcsokat rövidrezárva a műszert a 20 kQ-os potencióm éterrel végkitérítésre állít juk, majd a mérőkapcsokra egy 240 Q-os 1f 4 W-os rétegellenállást téve a 3 kQ-os potenciómétert változtatva a műszert középállásba hozzuk. Ezt a műveletet t öbbször megism ételjük, m íg rövidrezárás esetén a műszer végt érítést, 240 Q ráhelyezése esetén pedig középértéket nem mutat. Ha a 20 kQ-os p otencióm éterrel rövidzár esetén nem tudnánk a végtérítést biztositani, akkor az Lt tekereset a 240 !l-os vezetékdarabhoz közelitjük vagy távolítjuk. Ennek megtörténte után következik a műszer ohm skálájának a kalibrálása. A mérőkapcsokra különböző értékű ~/4 W-os r étegellenállásokat kapcsolunk, O és 3000 !l közöt~ majd az egyes mutatott értékeket bejelöljük az 50 p,A-es mű­ szer skáláján. Ügyeljünk arra, hogy minden ellenállásérték bejelölésekor a 2x500 pF-os forgóval m.inimumot hangoljunk. Az állóhullámarány (SWR) skáláját nem kell kalibrálni, csak egyszerűen az ismert képlet alapján az impedancia skáláról átjelölni. Az oszcillátor behangolása a 2x25 pF-os forgó skálájának: kalibrálása - a fenti műveletek elvégzése után - abszorbciós hullámmérővel történhet. A fentiek v égeztével rajzoljuk meg az impedancia méréshez szükséges diagrammot. Ez úgy történik, hogy először lezárjuk a mérőkapcsokat egy 240 &!-os 1/ 4 W-os rétegellenállással. Ezután az oszdliátort beállítjuk egy adott frekvenciára, majd a műszer minimumra hangolásával megkeressük a diagramm C = O; L = oo közös pontját. Majd a mérőpontokra különböző kapacitás és induktivitás értékeket helyezve bejelöljük a diagramm egyes pontjait. Ezt a műveletet a néhány param éter-frekvencián egymás után elvégezzük.

52

TARTALOMJEGYmK I . ANTENNAMÉRÉSEK l. A rezonanciafrekvencia meghatározása

2. Az illesztés ellenőrzése 3. A "kétlámpás indikátor" és hasonló mérési berendezések 4. Koaxiális kábelek illesztésének mérésére szolgáló berendezések 5. A reflektométer 6. Hídkapcsolások, mint illesztésmérő berendezések a) az antenna talpponti impedanciájának meghatározása b) tetszőleges nagyfrekvenciás ká bel rövidülési tényezőjének meghatározása 7. A " Matchmaker" 8. Egy ipari állóhullámarány mérőhíd 9. Egyszerű térerő indikáló műszerek 10. Az antenna hangolása- II. A TÁPVEZETÉK CSATOLÁSA AZ ADO VÉGFOKOZATÁHOZ l. Az antenna csatolása hangolt tápkábellel -

a) koaxiális kábelek csatolása b) szimmetrikus hangolatlan tápkábelek csatolása -

JJI. IMPEDANCIA MÉRÖ 47-67 MHz- RE

3

6 8 9 13

15 16 19 20 22 25 25 27 31 32 37

40 42

53

Ara: 4,- Ft

l MIGYIR HOIYfDELMI SPORTSZOVETSfG

R.ááit5amatEt /ü:eiei A SOR07.AT EDDIG MEGJELENT SZÁMAI : l. sz. BANSZEGI: Hogyan lelletsz ridlóamatör'! (3,CO)

2. sz. FÜVES I : Első rádiókészülék em (3,60) 3. sz. STEFANIK : Tanuljunk morzét! (3,60) 4. sz. LENG YEL: R ó luvadás zat rádióVa l

(2,40)

5. sz. K UN : Televizió távolsági vétel (3,60) 6. sz. MA K AI: Amatör magn t to fon három sebcsségre {3,60) 7. sz. HETENYI : Tt-levfzló- és URH-antennák (3,60) 8. sz. FÜVESI : f:pítjük első hangszórós rádiónkat {4,80) 9. sz. GYURKOVICS : Televízió készülékek javitása l. (AT 301} (3.60)

10. sz. Z OLT AN : Amatör TV

vevőkészülékek

(4,80)

ll. sz. GYURKOVICS : Televizió készülékEk j avítása II. (AT 501) (3,60)

12. sz. SOREG: Hat elektronileus hangszer (3,60) 13. sz. H A ZMA N - HRABAL : 1000 tranzisztor és dióda adatai 1. (6,00)

14. sz. H AZMAN- HRABAL: 1000 tranzisztor és dióda adatal

n.

(7,20)

15. sz. H IDVÉGI : Kezdő n\dlóamatör adástechnikája (6.00)

16. sz. RADV ANYJ : HaZ :l. i magnetofon készülékek (6,50)

11. sz. H E IM : Elektronikus készülékek fotoamatőröknek (4,80) 18. sz. SZÉK EL Y : HJ-FI erősítök (4,80) 19. sz. GY URKOVICS : Televiziókészülékek javítása

m.

(AT 403) (4,80)

23. sz. ERCZFALVI: Televíz:ó kés züt:ékt> k javítása IV. (!\lunkácsy) (3,60) 21. sz. R OSTAS: URH vételtechnika amatöröknek l . (4,80) 22. sz. R OST AS:

unu

\'éte!tccbnika amatöröknl'k JI. (6,- )

23. sz. GONDA ; Stabillzatorok

el ektroncsővel

é s tranzisztorraJ (6,- )

24-25. sz. S Z f:PE: Rádióamatörök roatematikája 1. -11. (4,C0-6,- )

26. sz. Htisz tranzlsztoros kapcsolás (3.GO) 2í. sz. HAZMAN-KOVACS: Tranzi.sztoros rádiót épitünk (4,80) 28. sz. Amatörantennák (l) RH 29. sz. Amatörantennák (II.) URH, TV 30. sz.

Amatőramennák

(III.) (Mé t·ések, illesztésck)

ELÖKÉSZ0LETBEN: 1\'l;tgnetofo,ké :::zülékek javíta sa (1\lambo)

A filzetsorozat m egjelent szá ma i

beszerezh etők

a

KISZ rádióamatör és ezermester boltjaiban é s a könyvesboltokban, vagy postán megrendelhetók az amató . bo:t eimén: Budapest, VI. Lenin· krt. 92.