книги / Электрорадиоизмерения

аттенюатора. В данном случае можно производить лишь относитель­ ные измерения интенсивности поля, которые достаточны, например, при смятии диаграмм направленности антенн.

При использовании индикаторов поля с термисторным измерите­ лем мощности можно измерять также и абсолютное значение напря­ женности поля, пользуясь формулой (13-2) и учитывая ослабление, вносимое аттенюатором.

Для удобства работы с индикаторами поля при снятии диаграмм направленности антенн они обычно снабжаются штативом с поворот­ ным устройством. Выпускаемый нашей промышленностью комплект рупорных антенн перекрывает диапазон частот от 970 до 12 000 МГц (длина волны от 2,5 до 31 см).

Погрешность измерений индикаторов с рупорными антеннами вызывается недостаточно точным определением эффективной поверх­ ности рупорной антенны и наличием рассогласования волновода инди­ катора с нагрузкой.

Индикаторы поля промышленного типа имеют погрешность изме­ рений порядка 30—40%.

13-3. ИЗМЕРИТЕЛИ НАПРЯЖЕННОСТИ ПОЛЯ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИЕМНИКИ

Для измерения слабых полей используют приборы, называемые

с электронным вольтметром на выходе и калиброванным делителем напряжения в тракте промежуточной частоты. Если такой приемник укомплектовать измерительными антеннами, то он является измери­ телем напряженности поля. Без антенн измерительный приемник выполняет роль селективного вольтметра.

В измерителях напряженности поля используется метод сравне­ ния. Этот метод заключается в том, что напряжение исследуемого сигнала на выходе антенны сравнивается с напряжением такой же частоты на входе приемника, но полученным от собственного генера­ тора стандартных сигналов или генератора шумового сигнала (ГШС).

Применение последнего предпочтительней, так как при этом упро­ щается устройство измерителя напряженности поля. Это объясняется тем, что генератор шумового сигнала характеризуется очень широким спектром генерируемых частот, вследствие чего отпадает необходимость его настройки на заданную частоту. Такой генератор можно исполь­ зовать без аттенюатора, требующего тщательной экранировки, а уро­ вень входного сигнала можно изменять регулировкой накала лампы.

На рис. 13-5 приведена упрощенная блок-схема измерителя напря­ женности поля, порядок работы с которым следующий.

Вначале осуществляют калибровку прибора по частоте, т. е. его настройку на частоту исследуемого сигнала при ориентированной на передатчик антенне. Настройку производят по максимальному пока­ занию вольтметра и наибольшей громкости звука в телефоне (при наличии амплитудной или импульсной модуляции сигнала). При этом показания входного аттенюатора и делителя напряжения тракта про­ межуточной частоты произвольны. Затем производят калибровку прибора по напряжению, заключающуюся в том, что вместо исследуе­ мого сигнала на вход прибора подают определенное напряжение соб­ ственного ГШС, делитель напряжения ставят в исходное положение

и так регулируют усиление по высокой частоте, чтобы стрелка вольт­ метра установилась на условное деление, при котором усиление прием­ ника будет соответствовать известной величине ft.

После калибровки отключают ГШС, включают антенну и регули­ руют затухание аттенюатора (аа) и делителя (ад) До установки стрелки вольтметра на делении шкалы, удобном для отсчета. Шкала вольтметра проградуирована в значениях входного напряжения усилителя высокой частоты, и поэтому его показания равны:

Рис. 13-5. Упрощенная блок-схема измерителя напряженности поля.

Измерители напряженности подобного типа работают в диапа­ зоне от единиц до 105 мкВ/м, а измерители плотности потока мощности от 0,07 мкВт/см до 30 мВт/см с погрешностью до db 30%.

13-4 ИЗМЕРИТЕЛИ РАДИОПОМЕХ

Большое влияние на качество приема оказывают различные помехи, обусловленные физическими процессами, происходящими в самом при­ емном устройстве, или же создаваемые различными источниками, расположенными вне радиоприемника.

Наибольшее влияние на радиоприем оказывают индустриальные помехи. В промышленных районах эти помехи имеют настолько высо­ кий уровень, что прием радиосигналов становится невозможным.

Существуют определенные нормы допустимых индустриальных помех в диапазоне от 0,16 до 400 МГц.

Источником индустриальных помех является электрический и автомобильный транспорт, различные электрические бытовые при­ боры и т. д.

В связи с тем, что индустриальные радиопомехи имеют преры­ вистый, т. е. импульсный, характер, они в большинстве случаев содер­ жат значительное количество гармоник, а следовательно, и широкий спектр частот. Величина' помех определяется пиковым значением напряжения помех, измеряемых в микровольтах,

Для защиты радиоприёмника от внешних помех применяют раз­ личные способы, например экранирование источника помех, примене­ ние различных фильтров, амплитудных ограничителей, узконаправ­ ленных антенн и т. д.

Техника защиты и борьбы с помехами требует определенной мето­ дики и аппаратуры, необходимой для обнаружения и измерения помех.

Индустриальные помехи характеризуются напряженностью поля вблизи их источника или же напряжением между зажимом источника и землей, которое определяет так называемые несимметричные помехи, оказывающие наибольшее влияние на радиоприем.

При измерении напряженности поля помех обычно используют тот же метод, что и при измерении напряженности ноля радиостанции, т. е. принцип сравнения.

Рис. 13-6. Блок-схема прибора П4-5А.

В подобных приборах применяют антенну, например штырь дли­ ной 1 м или полуволновой вибратор, и оценивают напряженность поля помех величиной э. д. с., наведенной в антенне, расположенной на определенном расстоянии от источника помех.

Иногда Для определения местонахождения источника помех при­ меняют так называемые поисковые приборы, представляющие собой чувствительный мнкровольтметр с комплектом придаваемых к нему антенн: рамки, антенны-щупа и катушки-щупа. Рамочная антенна используется для пеленгации источника помех. Для более точного обнаружения помех и для определения их интенсивности применяют

антенну-щуп и катушку-щуп.

Вследствие сложности и малой точности измерения напряжен­ ности поля помех (в результате сильного влияния внешней среды) в практике наиболее часто измеряют напряжение помех между зажи­ мом источника и его корпусом (землей).

Примером измерителя радиопомех промышленного типа может быть прибор П4-5А, блок-схема которого приведена на рис. 13-6.

Данный прибор, представляющий собой супергетеродинный при­ емник, служит для измерения напряженности поля радиопомех, напря­ женности поля радиостанций, а также высокочастотных напряжений источников помех. Кроме того, прибор П4-5А может быть использован в качестве селективного радиочастотного микроводьтметра.

Измеряемое напряжение помех подается на вход прибора, ослаб­ ляется делителем при достаточно большой его величине и после уси­ ления преобразуется в промежуточную частоту и усиливается УПЧ. С выхода УПЧ сигнал поступает на вольтметр, на выходное гнездо ПЧ через катодный повторитель, на детектор, усилитель низкой частоты и затем телефон.

Шумовой калибратор служит для калибровки прибора, т. е. для установки нормального усиления усилителя.

Специальный выход низкой частоты служит для записи само­ писцем сигнала, снимаемого с нагрузки детектора вольтметра.

Прибор П4-5А имеет следующие основные технические характе­ ристики.

1.Частотный диапазон от 20 до 150 МГц.

2.Погрешность градуировки по частоте =t 3%.

3.Полоса пропускания 100 кГц на уровне 0,5 и 65 кГц на уровне 0,707.

13-5 ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ

1. Почему при исследовании электромагнитного поля измеряют напряженность электрического поля Е, а не магнитного Я?

2.Какая разница между индикатором поля и измерителем напря­ женности поля?

3.В чем преимущество индикатора поля с термиеторным измери­ телем мощности по сравнению с индикатором поля с выпрямительным прибором?

4. Постройте диаграмму направленности Я /£ макс= / ( б ) иссле­ дуемой антенны, если при ее повороте через 15 на 360° показания изме­ рителя напряженности поля соответствовали значениям: 0 = 0— 15—30 и т. д.; Е = 0— 15—25—40—45—48—50—49—46—41 —24— 16—0— 14— —25—39—44—47—48—47—45—40—24— 14 мВ/м.

5. Определите напряженность поля радиопередатчика с помощью схемы, приведенной на рис. 13-2, если рамка круглая диаметром 30 см, число витков 20 и добротность 50, а показание вольтметра 6 мВ.

Передатчик работает на частоте 1 МГц. Ответ. Е = 4 мВ/м.

6. Определите при помощи индикатора поля, имеющего градуи­ рованный в децибелах аттенюатор, относительную напряженность поля радиопередатчика в точке расположения прибора, если при повороте антенны передатчика на 90° аттенюатор дал при постоянном показании стрелки индикатора отсчеты, соответствующие: 0° — 40 дБ, 180° — 29 дБ, 90° — 38 дБ, 360° — 20 дБ.

Ответ. Г, 0,3; 0,8; 0,1.

7. В чем заключается преимущество использования в измерителях напряженности поля и измерителях радиопомех генератора шумового сигнала вместо обычного генератора стандартных сигналов?

ПРИЛОЖЕНИЯ

1 КЛАССИФИКАЦИЯ РАДИОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Группа А Приборы для измерения тока

А1 установки для поверки амперметров; А2 амперметры постоянного тока; АЗ амперметры переменного тока; А7 универсальные амперметры; А9 преобразователи тока.

Группа Д Аттенюаторы и приборы для измерений ослаблений

Д1 установки или приборы для поверки аттенюаторов и прибо­

Е1 меры, установки или приборы для поверки измерителей пара­ метров компонентов и цепей;

Е2 измерители полных сопротивлений и (или) полных проводи­ мостей;

ЕЗ измерители индуктивности; Е4 измерители добротности; Е6 измерители сопротивлений;

Е7 измерители параметров универсальные; Е8 измерители емкостей;

Е9 преобразователи параметров компонентов и цепей.

Группа И Приборы для импульсных измерений

И1 установки или приборы для поверки приборов для импульс­ ных измерений;

И2 измерители временных интервалов; ИЗ счетчики числа импульсов; И4 измерители параметров импульсов;

И9 преобразователи импульсных сигналов.

Группа Л. Приборы общего применения для измерения параметров электронных ламп и полупроводниковых приборов

Л2 измерители параметров (характеристик) полупроводниковых приборов;

ЛЗ измерители параметров (характеристик) электронных ламп; Л4 измерители шумовых параметров полупроводниковых приборов.

Группа М Приборы для измерения мощности

Ml установки или приборы для поверки ваттметров; М2 ваттметры проходящей мощности; М3 ваттметры поглощаемой мощности;

М5 преобразователи приемные (головки) ваттметров.

Группа С. Приборы для наблюдения, измерения и исследования формы сигналов и спектра

С1 осциллографы универсальные; С2 измерители коэффициента амплитудной модуляции (модуло*

метры); СЗ измерители девиации частоты (девиометры);

С4 анализаторы спектра;

С6 измерители нелинейных искажений; С7 осциллографы скоростные, стробоскопические; С8 осциллографы запоминающие; С9 осциллографы специальные.

Группа X Приборы для наблюдения и исследования характеристик радиоустройств

XI приборы для исследования амплитудно-частотных характе­ ристик;

Х2 приборы для исследования переходных характеристик; ХЗ приборы для исследования фазочастотных характеристик; Х4 приборы для исследования амплитудных характеристик; Х5 измерители коэффициента шума;

Х6 приборы для исследования корреляционных характеристик; Х8 установки или приборы для поверки измерителей характе­

ристик радиоустройств.

Группа Ч Приборы для измерения частоты

41стандарты частоты и времени;

42частотомеры резонансные;

Гр у п п а Э. Измерительные устройства коаксиальных

иволноводных трактов

31трансформаторы;

32переходы, соединители;

33переключатели;

34модуляторы;

35ответвители;

Э5 разветвители; 35 датчики полных сопротивлений; 36 вентили;

36циркуляторы;

37головки детекторные;

37 головки смесительные;

38фильтры;

39нагрузки.

Г р у п п а Я* Блоки радиоизмерительных приборов

Я2 блоки измерителей параметров элементов и трактов с распре целенными постоянными; блоки приборов для измерения мощности;

ЯЗ блоки приборов для измерения частоты и времени; блоки изме­ рителей разности фаз и группового времени запаздывания;

Я4 блоки приборов для наблюдения, измерения и исследования формы сигнала и спектра;

Я5 блоки измерителей характеристик радиоустройств и блоки приборов для импульсных измерений;

Я6 блоки приборов для измерения напряженности поля и радиопомех и блоки усилителей измерительных;

Я7 блоки измерительных генераторов и приборов для измерения ослаблений;

Я8 блоки источников питания; Я9 блоки преобразователей измерительных; блоки для индикации

результатов измерений; блоки коммутации.