Евразийский
научный
журнал

Лабораторные испытание модели передающей линейной магнитной антенны ЛМА№4ВЧ в мегагерцовом диапазоне

Поделитесь статьей с друзьями:
Автор(ы): Ляско Арий Борисович
Рубрика: Технические науки
Журнал: «Евразийский Научный Журнал №12 2017»  (декабрь, 2017)
Количество просмотров статьи: 1004
Показать PDF версию Лабораторные испытание модели передающей линейной магнитной антенны ЛМА№4ВЧ в мегагерцовом диапазоне

Арий Борисович Ляско
Радиоинженер, канд. физ.- мат. наук. Ph. D.
E-mail: lyasko.ariy@mail.ru

1. После приобретения автором дополнительной для ВЧ диапазона измерительной аппаратуры, необходимой для принятой оценки параметров антенного тракта передающих антенн, стало возможным детальное изучения свойств, описанной в предыдущей статье [1] модели ЛМА№ 4ВЧ, внешней вид которой представлен на Фото. 1. На Фото.2 изображена эта модель, установленная вне лаборатории в течении текущих испытаний. Она соединена с выходом оконечного усилителя мощности (УМ2) типа BLA350, представленного слева в нижнем ряду на Фото.3, 15 метровым фидером, состоящим из двух коаксиальных кабелей типа RG-213 и RG-58, разъёмы соединения которых с моделью ЛМА№ 9ВЧ можно видеть на Фото.1.

arbrkv_1.jpg

Фото.1

arbrkv_2.jpg

Фото.2

Второй конец этого фидера на расстоянии примерно 10 м в помещении лаборатории соединён со вторичной обмоткой модели ВЧ согласующего трансформатора Тр№ 2а, внешний вид которого представлен на Фото.5. Первичная его обмотка соединена с одним из трёх разъёмов типа BNC на Измерительной коробке (МВ), изображённой с права в нижней части Фото.4. Назначение оставшихся двух её разъёмов, это возможность мониторинга напряжения Uout на входе коаксиального силового кабеля RG-213 питания (на выходе вторичной обмотки согласующего трансформатора СТ) током обмотки соленоида «возбуждения» продольного магнитного потока в теле модели ЛМА№ 4ВЧ, и напряжения Urt(0.05 Ом) с калиброванного сопротивления 0.05 Ом, один конец которого включён последовательно к одному из концов вторичной обмотки СТ, а другой — к «заземлённому» электроду упомянутого выше разъёма типа BNC с целью мониторинга тока, входящего в коаксиальный кабель RG-213.

arbrkv_3.jpg

Фото.3

arbrkv_4.jpg

Фото.4

arbrkv_5.jpg

Фото.5

2. С помощью измерителей параметров пассивного тракта передающих ВЧ Антенн типа REX AA-54, MFJ — 223, приобретённых по совету специалиста технического отдела Группы компаний «Радиоэксперт» Константина Янковского, были тщательно проанализированы параметры всего, описанного выше, ВЧ антенного силового тракта, идущего с выходного разъёма типа UHF УМ2 типа BLA350 на задней панели (см. Фото.4 и Фото.5). Константин Янковский прав, эти приборы, дополняя по своим функциям друг друга, «облегчили» автору его анализ и контроль при создании и разработки его образцов моделей передающих ВЧ ЛМА моделей. Первый — даёт возможность на заданной частоте f и в пределах выбранной полосе BW, получить экспресс данные основных параметров антенного тракта модели ЛМА№ 4ВЧ, представленные на Фото.14, и ориентировочное графическое представление параметров: КСВ и Z, R, X, L или С для последовательного представления элементов электрической схемы антенного тракта, — представленных на Фото.15 и Фото.16. Второй прибор, обладает прекрасным интерфейсом для детального экспресс анализа , как это показано на Фото.6 и позволяет в графическом виде произвести детальный анализ каждого из упомянутых параметров эквивалентной схемы антенного тракта, как это представлено при анализе антенного тракта модели ЛМА№ 4ВЧ на Фото.7 — Фото.13.

arbrkv_6.jpg

Фото.6

arbrkv_7.jpg

Фото.7

arbrkv_8.jpg

Фото.8

arbrkv_9.jpg

Фото.9

arbrkv_10.jpg

Фото.10

arbrkv_11.jpg

Фото.11

arbrkv_12.jpg

Фото.12

arbrkv_13.jpg

Фото.13

arbrkv_14.jpg

Фото.14

arbrkv_15.jpg

Фото.15

arbrkv_16.jpg

Фото 16

3. Контроль уровня излучаемого моделью ЛМА№ 4ВЧ в режиме CW ( без модуляции на несущей частоте) на дистанции порядка 10 м в лабораторном помещении с помощью

активной антенны (с встроенным предварительным 35 дВ усилителем) MDF 930x, изготовленной собственноручно автором модели МА№ 9ВЧ пассивной приёмной ферритовой ВЧ антенны, подключённой либо к двуканальному виртуальному цифровому 16 бит АКП осциллографу — анализатору спектра типа АКИП-4110/4 ( см. на Фото. 17 в синим пластмассовом корпусе за моделью МА№ 9ВЧ), или к виртуальному четырёхканальному 12 бит АКП осциллографу — анализатору спектра типа АКИП-4110/4 ( частично виден на Фото.3 сверху ФГ АКИП — 3409/2), или к приёмно — передающему устройству (ППУ) типа IC7300 (см. справа в чёрном металлическом корпусе на Фото 17), либо с помощью ППУ при использовании 80 см пассивной телескопической вертикальной приёмной антенны (представленные справа на Фото.17).

arbrkv_17.jpg

Фото.17

4. На Фото. 3 слева в нижней части изображена передняя панель линейного ВЧ усилителя мощности УМ2 типа BLA350. Магнитоэлектрический его прибор позволяет отсчитать выходную мощность на входе первичной обмотки упомянутого ранее согласующего трансформатора СТ антенного тракта модели ЛМА№ 4ВЧ. В правой части его передней панели имеется многопозиционный переключатель НЧ фильтра его выхода. При описываемых лабораторных испытаний ЛМА№ 4ВЧ он был установлен в положении «4 МГц (80 м)». В верхней части справа Фото.3 представлен Цифровой Функциональный генератор (ФГ) типа АКИП 3409/2, максимальная выходная мощность моногармоничного сигнала которого на частоте не превышающей 10 МГц составляет величину 0.25 Ватт. Сигнал с его 50 Ом выхода с двойным амплитудным значением, равным 10 В, по коаксиальному 1.5 м кабелю в режиме CW подаётся на вход Линейного ВЧ 300 Ватт Усилителя мощности УМ1 типа HLA300 plus (представлен справа в нижней части Фото.3) , используемого лишь как усилитель предварительного усиления для ФГ.С лева в нижней части его передней панели размещён многопозиционный переключатель его выходного НЧ Фильтра. Он был установлен в данном испытании автором в положение «80 м». Размещённый слева от него Роторного типа многопозиционный с шагом 1 дВ 30 дБ Аттенюатор (РМПА) включён между входом УМ2 и выходом УМ1 с помощью типовых коаксиальных кабелей. В УМ1 в центре передней панели имеется вертикально расположенная ступенчатая индикация относительного значения его выходной мощности.

arbrkv_18.gif

Фиг.1

arbrkv_19.gif

Фиг.2

arbrkv_20.gif

Фиг.3

arbrkv_21.gif

Фиг.4

Так как для нормальной работы УМ2 в режиме CW на его входе требуется мощность от 1 Ватт до 10 Ватт, что вынудило автора использовать УМ1 и РМПА перед его входом. На Рис.3 справа от УМ1 размещён Амперметр для отсчёта значения постоянного тока, потребляемого УМ1 от 13.5 В источника постоянного питания. На Фото.4 слева от УМ1 можно видеть корпус импульсного типа 16А стабилизированного 13.5 В источника постоянного напряжения, используемого автором.

5. Результате данного лабораторного испытания режима работы силового оборудования питания модели ЛМА№ 4ВЧ и её саму представлен в виде кривых: а) Спектральной плотности (см. Фиг.1) в контрольных точках, а именно, напряжения Uart(Rt=0.2 Ом), пропорционального току в обмотке соленоида «возбуждения» продольного магнитного поток в теле модели ЛМА№ 4ВЧ, являющегося источником её ВЧ радиации в окружающее пространство; упомянутого ранее напряжения Urt(Rt=0.05 Ом) и напряжения Uout, а также зарегистрированный уровень принятого сигнала упомянутыми приёмными антеннами; б) формы временной характеристики упомянутых напряжений (см. Фиг.2); и в) амплитудно-частотной характеристики (АЧ Х) (см. Фиг.3 и Фиг.4) в указанных контрольных точках при отсчитанном автором значении выходной мощности УМ2 с помощью его внутреннего измерителя мощности по его электромагнитного прибора. Именно в момент испытания, результаты которого представлены кривыми и в тексте, размещённом в нижней их части Фиг.1 — Фиг.4 выходная мощность УМ2 составляла 63 Ватт.

6. Заключение.

а) Автору удалось разработать мобильную малогабаритную антенну для ВЧ диапазона (мегагерцовых волн) при конденсате Со=100 пФ, размещённом внутри герметичной оболочки модели ЛМА№ 4ВЧ для частоты порядка 2.85 МГц, а при Со порядка 50 пФ для частоты порядка 5.5 МГц [1], относящеюся к типу Линейных Магнитных Диполей Герца (МГД), допускающую подведение к ней ВЧ мощности не менее 300 Ватт с использованием отечественного ферритового материала её магнитопровода, как и отечественного материала используемого в Согласующем трансформаторе для согласования активного её эквивалентного сопротивления с принятым для ВЧ выходным 50 Ом сопротивлением типичных Линейных Усилителей мощности и коаксиальных кабелей. Используемые детали в этой модели для ВЧ диапазона не самые оптимальные. Однако имеются отечественные марки ферритового материала с более лучшими характеристиками особенно для ВЧ диапазона выше 5 МГц.

б) Следует иметь в виду, что Передающие антенны типа ЛМА , обладающие мобильностью в связи значительно меньшими их размерами в сравнении с существующими антеннами для диапазона 0.1 МГц — 30 МГц при мощности более 50 Ватт. ВЧ ЛМА будут со временем затребованными в связи со спецификой возможного их использования. Об этом можно судить по профилю использования ВЧ диапазона на основе информации Официального источника США [2], копия выдержки которого приведена ниже .

г) Модель ЛМА№ 4ВЧ выполнена в полном соответствии с Патентом РФ 2010 г [3].

7. Литература

  1. А.Б. Ляско, «Об испытании излучения передающей ВЧ модели ЛМА№ 4ВЧ с помощью ВЧ модели МА№ 9ВЧ», «Евразийский Научный Журнал», № 10, Октябрь 2017.
  2. "Referents Data Radio Engineers, Fifth Edition, HOWARD W.SAMSC0., INC. ITT, Page 1 — 5.
  3. А.Б. Ляско. Патент РФ № 2428774 на Изобретение "«Передающие Линейные Антенны (ЛМА)», 10 Сентября 2010 г., Москва, ФИПС.

Приложение

arbrkv_233.jpg