Рефлектометр представляет собой прибор для измерения степени согласования линии питания с антенной и работает по принципу двухлампового индикатора. Рефлектометр имеет некоторые преимущества по сравнению с измерительной линией (рис. 14-13).
Петля связи рефлектометра связана с внутренним проводником коаксиальной линии индуктивной и емкостной связью. В случае точного согласования измерительный прибор в положении переключателя «прямая волна» должен показывать максимальное значение, а в положении «обратная волна» показание прибора должно быть нулевым. Однако здесь мы не будем приводить подробного описания конструкции рефлектометра, так как она довольно сложна с механической точки зрения и существуют схемы рефлектометров без использования в качестве основного элемента жесткой коаксиальной линии, которые больше приспособлены для нужд радиолюбителей.
Коаксиальный рефлектометр
Рефлектометр, изготовленный из гибкого коаксиального кабеля, имеет довольно простую конструкцию и в диапазоне коротких волн дает вполне точные результаты измерений.
Для изготовления этого рефлектометра необходимо использовать отрезок коаксиального кабеля того же типа, что и кабель, используемый для линии передачи. На длине 14 см с кабеля удаляется внешняя защитная оболочка, а на длине 1 см у каждого конца отрезка изоляцию оставляют. Затем между диэлектриком коаксиального кабеля и его оплеткой продергивают тонкий изолированный провод, который служит как бы вторым внутренним проводником кабеля. На рис. 14-14, а показан отрезок коаксиального кабеля, используемый для коаксиального рефлектометра, а на рис. 14-14, б изображена схема самого рефлектометра. Как видно из рисунка, отрезок кабеля изгибается в виде шлейфа и его концы включаются с помощью коаксиальных разъемов в линию питания. Провод, помещенный между оплеткой коаксиального кабеля и диэлектриком, возможно более коротким путем присоединяется к переключателю. Сопротивление резистора R1 безындуктивное и составляет 30—150 ом (сопротивление некритично), мощность рассеивания 5 вт. Для выпрямления высокочастотного напряжения используется германиевый диод. Фильтрация выпрямленного напряжения происходит благодаря применению дискового конденсатора С, имеющего емкость 2 000—10 000 пф.
В качестве дополнительного сопротивления для измерительного прибора используется потенциометр R с линейной характеристикой изменения сопротивления. Сопротивление его зависит от подводимого напряжения и от чувствительности измерительного прибора и обычно равняется 50—100 Ком. В качестве измерительного прибора подходит любой прибор магнитоэлектрической системы со шкалой от 0,1 до 1 ма.
Принцип действия и использование коаксиального рефлектометра
Если выход передатчика, кабель питания и точки питания антенны имеют одинаковое входное сопротивление, то имеет место полное согласование и прямая волна без отражений распространяется от выхода передатчика до антенны. В случае отсутствия полного согласования часть энергии отражается от антенны и теряется в кабеле питания и в лампе оконечного каскада передатчика.
Рефлектометр позволяет измерить как напряжение прямой, так и (при соответствующем положении переключателя измерительного прибора) напряжение обратной, отраженной волны. Принцип действия рефлектометра очень прост. Он включается в разрыв линии передачи, причем расположение коаксиальных разъемов В1 и В2не имеет значения, так как рефлектометр по своим электрическим параметрам вполне симметричен. При работающем передатчике потенциометр регулируется так, чтобы при положении переключателя в положении «прямая волна» прибор давал полное отклонение, затем переключатель ставится в положение «обратная волна» без изменения регулировки потенциометра и измеряется напряжение обратной волны. Затем по полученным результатам измерений определяется $$КСВ=\frac{U_{прям}+U_{отр}}{U_{прям}-U_{отр}},$$ где Uпрям — напряжение «прямой» волны; Uотр — напряжение «отраженной» волны.
Предположим, что прибор имеет шкалу с 10 делениями и в положении переключателя «прямая волна» дает полное отклонение, а в положении «обратная волна» показание прибора равно 6. Коэффициент стоячей волны, таким образом, равняется: $$КСВ=\frac{10+6}{10-6}=4,0.$$
При соотношении показаний прибора 10 к 2 КСВ равен: $$КСВ=\frac{10+2}{10-2}=1,5.$$
При шкале прибора, имеющей 10 делений, соотношение напряжений 10 : 0; 10 : 1; 10 : 2; 10 : 3; 10 : 4; 10 : 5; 10 : 6; 10 : 7; 10 : 8; 10 : 9; 10 : 10 (Uпрям/Uотр) соответствует значениям КСВ: 1.0; 1,2; 1,5; 1,9; 2,3; 3,0; 4,0; 5,7; 9,0; 19. Поэтому измерительный прибор может быть отградуирован непосредственно в единицах КСВ.