Известно, что успешная работа в эфире во многом зависит от подключенной к любительской радиостанции наружной антенны. Существует большое разнообразие коротковолновых антенн, но начинающие радиолюбители обычно используют наиболее простые устройства, не требующие больших затрат на материалы и постройку. Чтобы добиться от такой антенны хороших результатов, важно ее правильно настроить. В этом поможет Предлагаемый прибор.

Простые антенны, как правило, питаются тремя способами. Наиболее простые, например «длинный луч», питаются однопроводным фидером, являющимся частью антенны и поэтому интенсивно излучающим электромагнитные волны (а значит, служащим источником помех для ближайших телевизоров). В то же время при приеме на этот фидер наводится большое число бытовых и индустриальных помех.

Некоторые антенны питаются двухпроводным воздушным фидером или симметричным ленточным кабе-

лем.

Такой способ позволяет уменьшить излучение фидера, но широкого распространения у радиолюбителей не получил из-за необходимости использовать симметричный выходной каскад передатчика.

Наибольшее распространение получил коаксиальный фидер. К примеру, антенны типа «диполь» или «пирамида» питаются через доступный телевизионный коаксиальный кабель. При правильном согласовании и симметрировании подобный фидер практически не излучает при передаче и помехозащищен в режиме приема. Использование коаксиального кабеля позволяет работать в эфире даже во время телевизионных передач.

Описываемый ниже прибор предназначен для измерений коэффициента стоячей волны (КСВ) и мощности, передаваемой по кабелю,— основных параметров, характеризующих «дальнобойность» радиостанции. Но прежде следует разобраться в процессах, происходящих в,фидере между передатчиком и антенной. О них должен знать каждый радиоспортсмен.

Известно, что коаксиальная линия передачи обладает так называемым волновым сопротивлением, которое в основном зависит от соотношения размеров 'внутреннего (жила) и внешнего (оплетка) проводников. Чаще всего встречаются кабели с волновым сопротивлением 75 и 50 Ом. Для того чтобы вся высокочастотная энергия, подаваемая в кабель с передатчика (рис. 1), уходила.в нагрузку (антенну), необходимо добиться, чтобы сопротивление нагрузки было равно волновому сопротивлению кабеля. Тогда по всей длине кабеля между центральным проводником и оплеткой будет одинаковое напряжение и по ним потечет одинаковый ток (рис. 2). Амплитуда напряжения и сила тока зависят только от мощности передатчика и волнового сопротивления кабеля или нагрузки.

Но на практике чаще бывает, что сопротивление нагрузки не равно волновому сопротивлению кабеля я

между ними существует рассогласование. В этом случав в нагрузку уходит не вся энергия, часть ее возвращается обратно и в фидере образуются стоячие волны. Рассмотрим два крайних случая рассогласования: при R_n=0 (короткое замыкание нагрузки) и R_u=°° (обрыв нагрузки).

В первом случае (рис. 3, а) ток на конце кабеля максимальный и больший, чем в случае полного согласования, а напряжение в этой точке равно нулю. По мере удаления от конца кабеля к передатчику ток падает, а напряжение растет. В определенной точке ток упадет до нуля, а напряжение достигнет максимума — это значит, что здесь располагается узел тока и пучность напряжения, а точка отстоит от конца кабеля на расстоянии четверти длины волны, на которой работает передатчик. Еще через такой же отрезок картина изменится — здесь будет пучность тока и узел напряжения (как и на конце кабеля). Далее картина повторяется. Такое распределение тока и напряжения вдоль кабеля и носит название стоячих волн.

При обрыве нагрузки картина стоячих волн иная (рис. 3, б) — на конце кабеля максимальное напряжение, а ток равен нулю.

В обоих случаях вся энергия отражается от конца кабеля и направляется к передатчику. При малых размерах проводников кабеля и большой мощности передатчика из-за этого возможно повреждение кабеля — 9 пучности напряжения пробьется внутренняя изоляция, а в пучности тока перегорит центральный проводник.

Но на практике такие случаи редки. При неравенстве сопротивления нагрузки и волнового сопротивления кабеля вдоль линии образуются стоячие волны и только часть энергии отражается от нагрузки (рис. 3, в, г).

Из сказанного видно, что чем лучше согласование антенны с кабелем, тем больше высокочастотной энергии она излучает и тем меньше стоячие волны в кабеле. Качество согласования и выражает коэффициент стоячей волны — частное от деления суммы падающего и отраженного токов на их. разность.

Принципиальная схема прибора для измерения КСВ приведена на рис. 4.

К одному из коаксиальных разъемов— XI или Х2— подключается отрезком кабеля передатчик, а к другому — антенный кабель. В итоге к диоду VI будет приложено два напряжения: одно поступает с емкостного делителя С1С2 и пропорционально напряжению между проводниками коаксиального кабеля, другое выделяется на резисторе R1 — оно. пропорционально току в центральном проводнике кабеля. К диоду V2 также приложено два напряжения — с-делителя СЗС4 и с резистора R2. Однако если напряжения с емкостных делителей синфазны, то с резисторов -они противофазный. Поэтому на одном диоде результирующее напряжение будет равно сумме двух напряжений а на другом разности. На каком именно — это зависит от взаимного направления обмоток трансформатора тока T1.

Ток диода, к которому приложено суммарное напряжение, пропорционален падающей волне, а ток другого диода — отраженной. КСВ вычисляют по формуле

КСВ = (I_пад + _Iотр)/(_Iпад — _Iотр),

где _Iпад и Iотр — соответственно ток падающей и отраженной волн, мА. Для удобства вычислений стрелку индикатора РА1 в положении переключателя S1, соответствующем падающей волне, устанавливают переменным резистором R4 на крайнее деление шкалы, а затем переводят переключатель в положение-отраженной волны и отсчитывают показания индикатора^

-    Если шкала индикатора содержит 100 делений (у микроамперметра с током полного отклонения стрелки 100 мкА), формула принимает вид:

КСВ = (100 + I_отр)/(100 — _Iотр). В этом случае для вычислений удобнее пользоваться таблицей, в которой указано, какому значению КСВ соответствует то или иное отклонение стрелки индикатора.

Когда переключатель S2 устанавливают в положение «W», прибор измеряет с допустимой погрешностью мощность, проходящую по фидеру. Причем, чем лучше КСВ (ближе к 1), тем выше точность измерения мощности.

О деталях прибора. Диоды могут быть, кроме указанных на схеме, Д20, ГД507, ГД508. Подстроечные конденсаторы, С1 и СЗ — КПК-М, конденсаторы С2 и С4 — КСО-1, С5 и С6 — КМ или КЛС. Резисторы R1—R3 — МЛТ-0,25 или УЛМ (R1 и R2 желательно подобрать одинаковыми по сопротивлению), переменный резистор R4 — СП-1. Трансформатор тока выполнен на сердечнике типоразмера К7Х4Х2 из феррита М50ВЧ2. Обмотка I содержит 2 витка провода, ПЭВ-1 0,51, обмотка II — 48 витков ПЭЛШО 0,15. Дроссели L1 и L2 — ДМ, но их нетрудно изготовить самостоятельно, намотав на кольца типоразмера К7Х4Х2 из феррита 1000НН 45 витков провода ПЭЛШО 0,15. Под эти детали (кроме R4) рассчитана печатная плата из одностороннего фольгированного стеклотекстолита (рис. 5).

Ее укрепляют внутри корпуса (рис. 6)

изготовленного из листового алюминия. На передней стенке корпуса установлен микроамперметр с током полного отклонения стрелки 100 мкА и переключатели (тумблеры на два положения) — рис. 7. Переменный резистор R4 укреплен на верхней стенке корпуса, а коаксиальные разъемы — на боковых (слева и справа от индикатора).

Для налаживания прибора вместо антенны подключают резистор сопротивлением 50 или 75 Ом (в зависимости от волнового сопротивления используемого кабеля). Для передатчика мощностью 10 Вт этот резистор нужно составить из нескольких резисторов МЛТ‘2, включенных параллельно. Включив передатчик, подстройкой конденсатора С1 стрелку индикатора устанавливают в положение отраженной волны на нулевое деление. Затем, поменяв местами подключение к прибору передатчика и нагрузки, добиваются того же подстройкой конденсатора С2.

Далее подбирают резистор R3. Подключив к резистору нагрузки высокочастотный вольтметр (например, ВК.7-9) и регулируя мощность передатчика, устанавливают на нагрузке напряжение 22,4 Б для сопротивления нагрузки 50 Ом и 27,4 В для нагрузки 75 Ом. Мощу ность, выделяемая в нагрузке, будет равна в этом случае

10 Вт. Подбирая резистор R3, устанавливают стрелку индикатора ка конечное деление шкалы. По известной формуле зависимости мощности от напряжения на нагрузке (при известном ее сопротивлении) нетрудно проградуировать шкалу индикатора или составить.таблицу для пересчета показаний индикатора в мощность.

При работе в составе радиостанции прибор нужно всегда держать включенным между передатчиком и антенной— тогда быстрее станут заметна любые негладки с антенной или кабелем. Однако при приближении грозы антенну следует отключать и заземлять, поскольку от близких грозовых разрядов могут выйти из строя высокочастотные диоды в приборе.