После описания измерительных приборов, использующихся при антенных измерениях, рассмотрим, как они используются при настройке на примере трехэлементной антенны «волновой канал».
Итак, необходимо оптимальным образом согласовать и настроить трехэлементную антенну «волновой канал». Питание осуществляется по ленточному кабелю УКВ с волновым сопротивлением 240 ом, а согласование линии передачи с антенной — с помощью Т-образной схемы согласования.
1. Линия передачи отключается от антенны; с помощью гетеродинного измерителя резонанса (связь ГИР осуществляется с Т-образной схемой согласования) определяют резонансную частоту антенны. При этом наблюдается три резонанса: резко выраженный резонанс — резонанс вибратора антенны; более слабый резонанс на частоте меньшей, чем резонансная частота вибратора, — резонанс рефлектора; более слабый резонанс на частоте более высокой, чем резонансная частота вибратора, — резонанс директора.
Если резонансная частота вибратора сильно отличается от расчетного значения, то следует, изменяя размеры вибратора, добиться ее соответствия с расчетной частотой.
2. Антенноскоп подключается непосредственно к зажимам питания антенны (Т-образная схема согласования); измерительная частота выбирается равной резонансной частоте вибратора. Мост балансируется с помощью резистора переменного сопротивления; полученное сопротивление — входное сопротивление антенны. Это входное сопротивление должно равняться волновому сопротивлению линии передачи, т. е. 240 ом. Если такого равенства нет, размеры Т-образной схемы согласования изменяют таким образом, чтобы входное сопротивление равнялось 240 ом. Затем подключается линия передачи, и считается, что она точно согласована с антенной. Контроль согласования: к входному концу линии передачи подключают антенноскоп, и баланс измерительного моста должен быть при сопротивлении 240 ом.
Другой метод согласования
Линия передачи подключена к антенне. К концу линии передачи подключается антенноскоп, и сопротивление переменного резистора устанавливается 240 ом. Измерительная частота равна резонансной частоте излучателя. Размеры Т-образной схемы согласования изменяются до тех пор, пока не будет достигнут баланс измерительного моста.
Согласование с помощью двухлампового индикатора
Линия подключена к антенне (ленточный кабель с волновым сопротивлением 240 ом). На линии передачи крепится двухламповый индикатор, и размеры Т-образной схемы согласования меняются до тех пор, пока лампочка, расположенная со стороны передатчика, не будет гореть ярко, а лампочка, расположенная со стороны антенны, совсем не погаснет.
3. Теперь приступают к настройке антенны на максимальное излучение в прямом направлении или на максимальное ослабление в обратном направлении. Для этого индикатор поля подвешивают в направлении основного излучения антенны и подбирают расстояние между ним и антенной или его чувствительность таким образом, чтобы стрелка прибора при нормальной мощности передатчика отклонялась на половину шкалы. Затем, изменяя размеры элементов антенны и расстояния между ними, добиваются максимального показания прибора. Кроме того, можно увеличивать мощность излучения, регулируя параметры схемы связи линии передачи с выходом передатчика. Следует всегда помнить, что настройки на максимум излучения в прямом направлении и на максимум обратного ослабления не совпадают. Для настройки на максимум обратного ослабления антенну разворачивают в сторону индикатора поля рефлектором и, изменяя его расстояние до других элементов антенны (а при случае и его размеры), добиваются минимального значения напряженности поля в обратном направлении.
Так как изменение размеров антенны приводит к большим или меньшим изменениям входного сопротивления, то после проведения настройки антенны следует дополнительно проверить условия согласования линии передачи с антенной.
4. После проведения описанной выше настройки и регулировки антенны можно перейти к снятию ее диаграммы направленности. Для этого антенну поворачивают относительно индикатора поля шаг за шагом на 10° и таким образом получают 36 измерений напряженности поля, которые затем наносятся на бумагу с полярными координатами, что дает диаграмму направленности антенны в горизонтальной плоскости.
Если приводятся точные размеры элементов антенны, то можно не проводить измерения резонансной частоты вибратора, а сразу приступить к согласованию линии передачи с антенной. В случае же, если размеры антенны выбраны неточно, то баланс измерительного моста нельзя получить ни при каких размерах согласующей схемы.
Симметричные антенны рекомендуется согласовывать с линиями передач, имеющими волновое сопротивление 240 ом, так как при этом антенну можно возбуждать по ленточному кабелю (Z = = 240 ом) или по коаксиальному кабелю (Z = 60 ом), используя для его подключения симметрирующий полуволновый трансформатор (при этом условии согласования не нарушаются, так как коэффициент трансформации сопротивления равен 4 : 1). Само же согласование может проводиться на ленточном кабеле с волновым сопротивлением 240 ом с помощью двухлампового индикатора. После достижения согласования ленточный кабель можно заменить на коаксиальный кабель описанным выше способом.