\главная\р.л. конструкции\антенны\...

Секреты универсального анализатора антенн MFJ-259.

В статье рассматриваются ранее не публиковавшиеся в печати сведения о дополнительных возможностях универсального анализатора антенн MFJ-259.

MFJ-259 — простой и надежный инструмент для измерения параметров почти всех радиосистем, работающих в диапазоне частот от 1,8 до 170 МГц. Его можно использовать также в качестве источника сигнала и точного частотомера. Прибор действительно является универсальным, так как в его составе имеются широкодиапазонный генератор, частотометр, 50-омный высокочастотный измерительный мост и калиброванный измерительный мост разбалансированности. Такое сочетание позволяет, в частности, измерять КСВ для любой нагрузки, подсоединенной к гнезду ANTENNA. Переключатель Frequency (частота) позволяет выбирать следующие диапазоны частот (в мегагерцах): 1,8...4; 4...10; 10...26,2; 26,2...62,5;62,5...113; 113...170. С помощью прибора можно регулировать или измерять следующие параметры:

Прибор является портативным, поэтому его можно использовать как с внешним источником питания низкого напряжения, так и с внутренним комплектом батарей типа АА.

Так как внутренний генератор прибора достаточно стабилен по частоте и имеет значительный уровень сигнала, то, используя небольшой диполь, можно снимать (измерять) диаграммы направленности антенн. Для этого необходимо расположить прибор как можно выше и на расстоянии в несколько длин волн от измеряемой антенны. При этом желательно, чтобы питание MFJ-259 осуществлялось от батареек, а не от сети. В этом случае исключается влияние проводов электросети на результаты измерений.

С помощью MFJ-259 можно измерить частоты среза фильтра, если сопротивление как входа, так и выхода фильтра составляет 50 Ом. Для этого ко входу фильтра подключают прибор, а к выходу — эквивалент антенны сопротивлением 50 Ом. В качестве эквивалента лучше всего использовать безындуктивный резистор. Так как КСВ зависит от потерь в фильтре, то в полосе его пропускания он близок к единице, а по частотам среза в фильтре будет возрастать. Следовательно, чем быстрее изменяется КСВ при перестройке по частоте, тем качественнее фильтр. Если принять за критерий затухания, например, величину КСВ, равную 2, то легко определить частоты среза фильтра, снимая показания частотомера. При определении полосы пропускания фильтра нужно учитывать, что прибор слегка шунтирует измеряемую цепь, расширяя полосу пропускания.

Если вы работаете с открытой линией, то с помощью MFJ-259 можно найти узлы токов и напряжений. Это легко сделать, прикасаясь к линии каким-либо металлическим предметом. Для идентификации узлов используется приемник: в узлах тока уровень сигнала минимален, а в узлах напряжений падение уровня сигнала практически отсутствует. Приемник может быть как с амплитудной, так и с частотной модуляцией.

Если вместо открытой линии тестируется антенна, то, используя тонкую алюминиевую трубку и касаясь ею антенны, можно найти максимумы и минимумы тока и напряжения. Двигая трубку вдоль антенны, следят за показаниями КСВ-метра: в точках минимума напряжения КСВ практически не изменяется, а в точках максимума напряжения — наоборот, самый высокий КСВ. Эти измерения позволяют сделать вывод о симметрии антенны и ее противовесов, а также о правильной ее настройке.

При испытаниях анализатора антенн MFJ-259 было установлено, что при измерении параметров любых антенн на показания встроенных в него измерителей сильно влияют сигналы мощных местных передатчиков. В таких случаях окончательную настройку антенны рекомендуется проводить по обыкновенному КСВ-метру.

С помощью прибора MFJ-259 можно определить частоту последовательного резонанса у высокочастотных дросселей, образуемого распределенной емкостью и индуктивностью дросселя. Для этого медленно изменяют частоту прибора MFJ-259 на всем диапазоне дросселя и следят за показаниями вольтметра, подключенного к дросселю: максимальное значение напряжения соответствует частоте последовательного резонанса дросселя. Если эта частота совпадает или близка к частоте полезного сигнала в данной цепи, то такой дроссель использовать не рекомендуется, так как это может привести устройство к самовозбуждению, перегреву или выходу из строя.

Эти измерения можно проделать с помощью индикатора резонанса гетеродинного типа, встроенного в прибор. Для этого в комплекте MFJ-259 имеются две сменные катушки для работы в диапазонах 1,8...50 МГц и 20... 175 МГц соответственно и специальный переходник MFJ-66, обеспечивающий 50-омный переходе PL- на RCA-гнездо.

Присоединив к гнезду ANTENNA одну из катушек, можно за счет электромагнитной связи с катушкой определить резонансные частоты контуров или других цепей. Изменяя частоту внутреннего генератора MFJ-259 и следя за показаниями КСВ-метра, судят о наличии резонанса: чем меньше показания КСВ-метра, тем ближе частота внутреннего генератора к резонансной частоте контура. Причем, значение по КСВ-метру будет тем меньше, чем больше добротность исследуемого контура.

Чтобы измерить резонансную частоту настроенных контуров, необходимо отключить все питающие напряжения от устройства, где измеряется частота. Затем поставить переключатель диапазонов прибора в нужное положение, правильно расположить одну из сменных катушек MFJ-259 у исследуемого контура (правильное расположение заключается в соосности сменной катушки и катушки тестируемого контура), и найдя минимум показаний по КСВ-метру, посмотреть на дисплей частотомера — эта частота и будет резонансной.

Так же легко измеряется и коэффициент связи двух резонансных контуров. Для этого необходимо измерить резонансную частоту одного из связанных контуров — f1, отпаять конденсатор во втором контуре и еще раз измерить резонансную частоту первого контура: это будет резонансная частота одиночного связанного контура — f0. Далее вычисляют коэффициент связи Ксв по формуле:

Для того, чтобы измерить добротность катушки, необходимо собрать (изготовить) и подключить детекторную секцию по схеме (рис. 1). К выходу детекторной секции подсоединяют вольтметр с большим входным сопротивлением. Вольтметр устанавливают на самый чувствительный предел измерения напряжения. Далее, связав индуктивно MFJ-259 и исследуемую катушку, ручкой настройки прибора находят частоту f0, при которой показания вольтметра будут максимальными. Затем находят частоту выше (f1) и ниже (f2) резонансной, на которых показания вольтметра на 30% меньше максимальных, и по формуле рассчитывают добротность: Q = (f1 — f2)/f0.

А теперь маленькие хитрости. Если MFJ-259 питается от внешнего источника, то при измерениях возможны наводки от мощных передатчиков или генераторов, подключенных к этой сети. Это сильно скажется на точности показаний стрелочных индикаторных приборов и частотомера. Чтобы исключить это влияние, необходимо намотать на ферритовом кольце 15 витков питающим проводом. Диаметр кольца и тип феррита роли не играют — лишь бы все витки поместились на кольце. Причем, располагать кольцо нужно как можно ближе к месту подключения MFJ-259. Для уменьшения влияния емкости рук при измерениях с симметричной нагрузкой следует подключить к гнезду ANTENNA небольшой отрезок коаксиального кабеля сопротивлением 50 Ом и этим кабелем намотать 10 витков на ферритовом кольце (рис. 2).

С помощью прибора MFJ-259 можно измерять и сопротивления, причем для расширения пределов измерений резистор номиналом 50 Ом в мосте прибора следует заменить на переменный резистор номиналом 500 Ом и его шкалу соответственно откалибровать. Это необходимо, потому что измеритель сопротивления по сути измеряет напряжение на нагрузке и измерения будут точными только при сопротивлении нагрузки 50 Ом. Лучше всего использовать безындуктивный переменный резистор и подключать его следует короткими проводами. Но при такой переделке появляется один недостаток — мост плохо работает на УКВ (из-за паразитных емкости и индуктивности).

Описанные в этой статье дополнительные возможности MFJ-259 не исчерпывают список функциональных возможностей прибора. Заинтересованный читатель сможет в этом убедиться, если поработает с прибором MFJ-259.

Литература

  1. "SWR Analyzer - Tips, Tricks and Techniques". QST, Sept.1996, c. 36-40.

  2. Радио-Дизайн, №11, с. 56-60.

  3. "SWR Analyzer MFJ-259. Instruction manual".

П.Андрияш

Возврат