4.11. Установка и настройка радиостанций
Размещение и установка стационарных радиостанций должны производиться с учетом рекомендаций зайода-изготовителя, ведомственных инструкций и проектных решений. Стационарные радиостанции рекомендуется устанавливать в специально оборудованном помещении с выполнением следующих основных требований:
• длина антенного фидера наименьшая;
• аппаратура должна располагаться от отопительных систем на расстоянии не менее 1 м;
• наличие измерительной аппаратуры и приспособлений, необходимых для проведения эксплуатационных измерений основных электриче- ских параметров;
• свободный доступ при осмотрах аппаратуры, снятии кожухов и блоков;
• безопасность и удобство работы обслуживающего персонала;
• обеспечение пыле- и влагозащищенности, защиты от попадания прямых солнечных лучей.
В таком помещении не допускается размещение аккумуляторных батарей и лишь в крайнем случае возможна их установка для питания приемопередатчика в специальных шкафах с принудительной вентиляцией.
При расположении аппаратуры в шкафах наружной установки (например, в контейнере, закрепленном на антенной опоре) не все перечисленные требования могут быть выполнены. В этом случае рекомендуется учитывать в основном следующие факторы: безопасность обслуживающего персонала, солнце- и влагозащищенность аппаратуры, обеспечение требуемой температуры аппаратуры и возможность осмотров и эксплуатационных проверок (измерений) без демонтажа аппаратуры.
Перед сдачей в эксплуатацию антенно-фидерных устройств (АФУ) следует проверить соответствие выполненного монтажа проектной документации, а также жесткость креплений и измерить сопротивление изоляции токоведущих частей, которое в сухую погоду должно быть не менее 10 МОм, а в любую погоду — не менее З МОм. Исходными данными для определения места установки антенны стационарных радиостанций являются данные проектов. Стационарные антенны устанавливают на различных опорах, специально сконструированных для этой цели; можно также использовать местные предметы, например крыши зданий, возвышения и т.д. Оптимальным местом установки антенны считается такое, которое обеспечивает отношение уровня принимаемого радиосигнала к уровню радиопомехи, соответствующее нормативу, или хорошее качество радио- телефонного обмена.
Каналы радиосвязи с подвижными объектами, образованные между стационарной и возимыми радиостанциями, существенно отличаются от каналов радиосвязи между стационарными радиостанциями. Уровни сигнала и внешних радиопомех на входе приемного устройства возимой радиостанции зависят от ее удаления от стационарной и источников радиопомех, рельефа местности, наличия экранирующих, переизлучающих и других местных предметов и постоянно меняются. Поэтому не представляется возможным установить жесткие нормы на параметры систем подвижной радиосвязи. Техническое обслуживание возимых радиостанций, установленных на автомашинах и механизмах, затруднено, в частности, из-за невозможности применения в месте установки радиостанций комплекта измерительных приборов.
Антенны возимых радиостанций в зависимости от типа машины, условий эксплуатации и других факторов устанавливаются на кузовах, крыльях, кабине, крыше автофургонов, телескопических подъемных механизмах и т.д. Роль противовеса в большинстве случаев играет сам корпус автомобиля. Теоретический расчет такого противовеса весьма сложен. В связи с этим на практике вопросы настройки комплекса антенна — подвижной объект — радиостанция решаются экспериментальным путем при наладке систем подвижной радиосвязи.
Мобильные радиостанции устанавливаются на автомобилях в различных местах. Так, на автомобиле УАЗ-469 (рис. 4.3 8, а) пульт управления З устанавливается в кабине на нижнем обрезе приборного щитка с помощью кронштейна 2; держатель с микротелефонной трубкой и громкоговоритель 4 размещаются на приборном щитке в удобном для оператора месте; приемопередатчик с блоком питания 7 — в заднем отсеке кузова на амортизационной раме; антенна — в центре крыши кузова автомобиля; аккумулятор 1 — в моторном отсеке; соединительные кабели прокладываются в углах кабины. Закрепление кабелей должно исключать их чрезмерную вибрацию и перегибы, приводящие к обрывам проводников или нарушению электрических контактов в местах их соединения.
На пожарных автомобилях АЦ-40(13О)-6ЗБ или АНР-4(13О)-64 (рис. 4.3 8, 6) радиостанции размещаются следующим образом: пульт управления 2 с держателем микротелефонной трубки З и громкоговорителем 9 — на общем кронштейне и крепится перед рычагом коробки передач в кабине водителя. Распределитель 12 устанавливается в левом заднем отсеке (первый вариант). Приемопередатчик вместе с блоком питания устанавливается на амортизационной раме, которая с помощью кронштейнов 5 подвески крепится к крыше кузова внутри левого переднего отсека. В этом же отсеке устанавливается распределитель 12 (второй вариант). Прогиб крыши устраняется с помощью планок, входящих в монтажньий комплект. Второй пульт управления 10 с держателем микротелефонной трубки крепится на специальном кронштейне в заднем (насосном) отсеке и левой вертикальной стенке. Громкоговоритель 9 закрепляется выше пульта управления. Антенное устройство 4 устанавливается на кронштейне над передним ветровым стеклом по центру кабины водителя. Соединительньие кабели прокладываются под внутренней обшивкой кузова.
Рис. 4.38. Установка мобильных радиостанций на пожарных автомобилях:
а — на автомобиле УАЗ-469; б — на пожарных автомобилях АЦ-40 (130)-6ЭБ
или АНР-4(13О)-64
Ведению связи во время движения пожарного автомобиля мешает наличие большого шума, вызванного самим движением автомобиля и электрическими помехами от работающего двигателя. для снижения электрических помех следует заблаговременно проверить исправность помехоподавляющих устройств. В зимнее время низкая температура сказывается на стартерных аккумуляторных батареях, емкость которых резко сокращается, поэтому их следует утеплять.
Во время движения автомобиля в тоннелях, вблизи высотных зданий или воздушных линий электропередач может наблюдаться снижение слышимости или вообще прекращение связи. Это явление объясняется особенностями распространения радиоволн УКВ (ОВЧ)-диапазона. Наладочные работы по установке возимьих радиостанций включают в себя следующие операции: внешний осмотр; измерение напряжений источников питания, установленных на подвижных объектах; оценку радиопомех, создаваемых электрооборудованием, и снижение их уровня; настройку антенны и выходных каскадов передатчика.
Для настройки антенно-фидерных устройств радиостанций необходимо согласовать выходной каскад передатчика с линией передачи и линию передачи с антенной, настроить антенну передатчика на максимальное излучение и снять диаграмму направленности излучения. В простейшем случае при настройке антенны достаточно иметь устройство для определения (индикации) максимального тока в антенне, лампочку накала, включаемую последовательно в линию передачи энергии от передатчика к антенне. Максимум яркости свечения свидетельствует о максимальной энергии, передаваемой в антенну. На рис. 4.39 приведены схемы индикатора тока в антенне, отличающиеся видом связи с линией передачи. В качестве выпрямителя используется полупроводниковый диод любого типа.
Рис. 4.39. Схема индикатора токов в антенне:
а — с индуктивной связью; б — с делителем напряжения
В качестве индикатора высокого напряжения может быть использована неоновая лампочка (Л1-{), схема подключения которой представлена на рис.4.40.
i
Рис. 4.40. Схема индикатора напряжения высокой частоты с неоновой лампой:
а - с гальваническои связью; б - с индуктивнои связью
Антенны с согласованными линиями передачи могут быть настроены на максимум излучения с помощью устройства настройки линии передачи (например, П-образного фильтра) по максимуму тока в антенне. При этом само значение максимума тока определяет значение излучаемой антенной мощности: при согласовании по току максимум может иметь очень большое абсолютное значение, а при согласовании по напряжению может быть очень небольшим, но излучаемая мощность в обоих случаях одинакова.
Если антенна питается по несогласованной линии передачи, то в первую очередь ее следует настроить на рабочую частоту передатчика и только после этого приступать к согласованию линии передачи с антенной. Нарушение такой последовательности приводит к возникновению стоячих волн (отражений), препятствующих точному согласованию.
Для измерения резонансной частоты антенны можно пользоваться гетеродинным измерителем, при этом необходимо стремиться, чтобы он по возможности был хорошо связан с антенной в точке, где ток антенны имеет пучности. Известно, что эта точка всегда располагается на расстоянии λ/ 4 от концов вибратора и, следовательно, находится посередине полуволнового вибратора.
Близость земли при измерении резонансной частоты антенны приводит к ее расстройке, резонансная частота смещается в сторону низких частот. Однако уже на высоте 3 м воздействие земли на антенны УКВ пренебрежимо мало.
Направленная антенна присоединяется к измерительному приемнику ленточным кабелем, имеющим электрическую длину λ / 2 или кратную этой длине. Измерительный передатчик УКВ располагается на той же высоте, что и сама антенна, и удален от нее, по меньшей мере, на 10 м. К выходу передатчика подключается вспомогательная антенна длиной около 30 см. Вспомогательные антенны, имеющие большую длину, применять не следует, так как вследствие их собственного резонанса частот, используемых для настройки в резонанс направленной антенны, произойдет искажение результатов измерений. Электромагнитные волны, излучаемые вспомогательной антенной, принимаются исследуемой антенной, и на выходе приемника регистрируется напряженность поля. Изменяя ступенчато частоту передатчика, записывают показания н выходе измерительного приемника. Наибольшее значение напряженности поля будет на резонансной частоте антенны. По снятым значениям напряженности поля на различных частотах можно построить резонансную кривую антенны.
При согласовании линии передачи с антенной необходимо добиться равенства волнового сопротивления линии входному сопротивлению антенны. Оба сопротивления должны быть при этом часто активными. Волновое сопротивление линии передачи не зависит от частоты и поэтому всегда активное (омическое). Напротив, входное сопротивление антенны только тогда принимает действительное значение, когда антенна настроена на рабочую частоту. Если антенна неточно согласована с линией передачи, происходит отражение энергии, передаваемой по линии передачи, от точек, к которым подводится питание антенны, и отраженная энергия возвращается к выходу передатчика. В результате отражений возникают стоячие волны, что снижает КПД антенно-фидерной системы. Чем больше неточность согласования, тем больше амплитуда стоячих волн. Например, при точном согласовании отношение максимума напряжения в антенне к максимуму в линии равно приблизительно 1. Это означает, что в линии отсутствуют стоячие волны. Отношение I/(I, называется коэффициентом стоячих волн (КСВ) и служит мерой указанного согласования. При настройке антенны с согласованными линиями передачи всегда стремятся получить КСВ, равный 1. Если коэффициент стоячих волн не достигает этого значения, то либо это обусловлено неточной настройкой антенны, либо включаемые между антенной и линией передачи согласующие устройства вносят во входное сопротивление антенны индуктивную составляющую. КСВ, равный 1, редко может быть достигнут на практике. Приемлемым считается КСВ <2.
для питания антенн по согласованным линиям передачи наиболее часто применяются ленточные кабели с волновым сопротивлением 240 - 300 Ом или коаксиальные кабели с волновым сопротивлением 60-70 Ом.
Наличие стоящих волн в ленточном кабеле (или просто двухпроводной линии) может быть обнаружено с помощью неоновой лампы. Если при перемещении неоновой лампы по длине линии (на одинаковом удалении от нее), равной нескольким длинам волн, интенсивность свечения лампочки не меняется, то стоячие волны в линии отсутствуют, если же интенсивность свечения меняется, то это указывает на присутствие в линии стоячих волн. В случае небольшой мощности передатчика вместо неоновой лампы можно пользоваться гетеродинным измерителем частоты, который следует передвигать вдоль линии на одинаковом расстоянии. При согласованном режиме показания прибора при перемещении вдоль линии не будут меняться.
Для измерения напряженности поля антенны часто применяют простейшие устройства, обладающие избирательностью к излучаемой антенной частоте (рис. 4.41). Катушка I и конденсатор переменной емкости С1 образуют параллельный резонансный контур. Чтобы этот контур как можно меньше шунтировался измерительной антенной и германиевым диодом Д, его связь со схемой индикатора осуществляется с помощью катушки индуктивности L2.
При большой мощности излучения индикатор показывает напряженность поля даже без настройки L1С1-контура. При настройке же контура на частоту измерений прибор дает резко выраженный максимум. При небольшой мощности излучения индикатор измеряет напряженность поля, частота которого равна частоте настройки I Сi-контура. В качестве измерительного прибора обычно используется микроамперметр магнитоэлектрической системы со шкалой не больше 1 мА.
для повышения чувствительности прибора иногда применяют однокаскадный транзисторный усилитель тока (на рис. 4.41 не показан).
Рис. 4.41. Схема простейшего измерителя напряженности поля