CC BY
4
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 В1-А350, представленного слева в нижнем ряду на Фото.3, 15 метровым фидером, состоящим из двух коаксиальных кабелей типа /?6-273 и /?6-58, разъёмы соединения которых с моделью ЛМА№ 9ВЧ можно видеть на Фото.1.
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 ио1^ на входе коаксиального силового кабеля /?6-273 питания (на выходе вторичной обмотки согласующего трансформатора СТ) током обмотки соленоида «возбуждения» продольного магнитного потока в теле модели ЛМА№ 4ВЧ, и напряжения 1/г£(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 ВЛ/С с целью мониторинга тока, входящего в коаксиальный кабель /?6-273.
Фото.З
Фото.4
Фот о.5
2. С помощью измерителей параметров пассивного тракта передающих ВЧ Антенн типа REX АА-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 Фот о. 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.
Фот о.6
Фото.7
Фот о.8
Фото.11
Фото.13
Фото.14
Фото.15
Фото 16
3. Контроль уровня излучаемого моделью ЛМА№ 4ВЧ в режиме С\Л/ ( без модуляции на несущей частоте) на дистанции порядка 10 м в лабораторном помещении с помощью
активной антенны (с встроенным предварительным 35 дВ усилителем) МОГ 930х,
изготовленной собственноручно автором модели MANq 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 IС7300 (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).
Фото.17
4. На Фото. 3 слева в нижней части изображена передняя панель линейного ВЧ усилителя мощности УМ2 типа В1_А350. 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.З представлен Цифровой Функциональный генератор (ФГ) ттаАКИП 3409/2, максимальная выходная мощность моногармоничного сигнала которого на частоте не превышающей 10 МГц составляет величину0.25 Ватт. Сигнал с его 50 Ом выхода с двойным амплитудным значением, равным 10 В, по коаксиальному 1.5 м кабелю в режиме СИ/ подаётся на вход Линейного ВЧ 300 Ватт Усилителя мощности УМ1 типа НИАЗОО р1ив (представлен справа в нижней части Фото.З) , 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.
рюо
п.ч тр даьп
I Ы,»** 5103 же i-JJ.il г*Й 41,1"»"* 4» '-шг^хтку 2Я МГц
! л»№ц 5.;;а иш шв (И МША ли
1ЧМ?ы £ЯМ№( МГц 271 МГц в Гц tM.ll 41<МН -
I ГЫыву над.« ЦИ В Я ■ СмшС -ТЫ ¡щи -
»«■» м«* 1ме« «и»' он иныр пат/ -
ЙЦМЫЭДР* а? <гл.мплк м»мод. 1Ли1 ■ м
омк-аА* ртш«- иысг«а.-и.1 -и№м-ш№ вдов{г»ими**« ш* ц
п »ои »«ТМякймити V*/! -41101 Ьу М-Ы* <-151 «л К-Ц «я» «у *а-1Л?т Д«ЯД С*»п Й-ЗД М «**.
ЩОК.ш,^ *
• теп? иич! мдч *
ЬмИ 2.«» -2471
1«. р (ш -сив и»1
Ч1Й г=Ц -«Мп* ШЬ««
ьйм 5а«и» г^г.м зд но сигмн«:»и««' р*нак«ялр»*«ь*?*
Чв» - М* -ЧчЛ»М5 о*!"« « .1 .зчв»- ¡.»««ЭЙ »КИЮ. 91*■ И» п^РСТ»**«. МЧ1 #4 «1 О * »-ОН"
Ъ#г М т ».-ЛИК* V ыизе -МИЛ Ъ/ И т 7. п.ю.5 »т«»«8 »«ч. а»7.юьгп ГЛ. ГггМН-К» И«:Т9г С*я..
™у ММЗДСЫ М *(Ч'. ЦНф П «Ш1В.1 Ш.КЛ5|>*..:-<1М И-*»; Ащ,. М* 31 ОЬя. ниАяЛЦИИк« V
«.ЖГ, ишм» р.* ! 7 «и М Л': <1 НИ
Фиг.2
рюо * .....
« гай 14 в Й-СЧт 1ш. М ЯЛ йс-и* М гг. СРп}» - 21АЛН . га* -УпЛ^М О «V . д№ ШИШ =-.Ш «V, 9
■л; Ол инм 1И1 и* -Цр. »
Кяш О 1Я1 ру** —
Л -Л к.№ ЮМ ЦпЙ - ТвУрц Сл-Й р! Ы» ЦитС»»^ V -и»»1пЫи- ЛШ.Шпо-Ш M4j.mv-OMl.MHr. Зглйгтпюм^'й-й-! М»* *И 1ММ4ЯГ и?
I ямкл аьп. и-аз «н Вт мя т вдол оьл
Фиг.З
Л:«-«
Гшппч гиы'у ;,ь1 иц доимт«
-НЮ-** -V -1.-Кмм.С -ЗМ-Л^ «V*
ЬанС 1Т.1Л*Г V*- ■ ,--
К^ещт гздпммч» КОМ* » т ЭОС** НАг. Т'Л КА № "К 1чЧЯ *ч1 ^««ЛЮА.ГРУ?» т, Ь*72 К -1« » ИЗ «О» .»Ж. (ЯШ * 10 СЬ*Ф (Л М*-
. ж .и^ь-й««<ЯУ а«»», шотокхзи «л1.*»! ■ ичт^иш^зэ шит»*гтт1 «та« чм^юэ^.^лтНяг-ьимига«) и**«!*.«* ц ФЙОЬФГЙЯ $.5*1 ЬММ'О'^МГ 41№1ЬгМ И - ■С*' ¡ЯВ-ЭД.ЮЛ'ьЧ-.Щ №т К-КЛ Окп К-?_а «*% Ь- иг Ж В, MfJ ¿21 МЫЛ* ОЧЛ И-72 Э-» О».:,
щу,Арр Уф. ЫщЫйСм.«* У» Ма^ Дрр.ШШШ>1Л вЬлл^и
3*0 ТТряСГ тмрЙН-К
км «.7.413 Ш-ГМЬаЫ
Фиг.4
Так как для нормальной работы УМ2 в режиме СИ/ на его входе требуется мощность от 1 Ватт до 10 Ватт, что вынудило автора использовать УМ1 и РМПА перед его входом. Н а 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 иа^(Ш=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 и^(Ш=0.05 Ом) и напряжения 1/ои£, а также зарегистрированный уровень принятого
сигнала упомянутыми приёмными антеннами; 6) формы временной характеристики упомянутых напряжений (см. Фиг.2); и в) амплитудно-частотной характеристики (A4 X) (см. Фиг.З 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 В Ч 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. A.B. 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.SAMS & CO., INC. ITT, Page
1 — 5.
3. A.B. Ляско. Патент РФ № 2428774 на Изобретение "«Передающие Линейные
Антенны (ЛМА)», 10 Сентября 2010 г., Москва, ФИПС.
Приложение
FREQUENCY DATA
1-5
Kilohertz
Service
325.0—0 aeronautical radio navigation*
Aeronautic»] mobile* 405.0-415,0 maritime плою navigation (radio di recti on*-fiiadiii|£'i ¿ептои^Ы radio navigation Aeronautical ntobik 415.0^490.0 макзтше vv»u&*
( radtötelegrAphy only) 490.0-510.0 mobile*
(dwtre.ee und cal ling) 510,0-525,0 MOBILE
/IfWHiTMÎî'wï radie narigfitivn 525 .'0-535 - U mobile
Broadttiituff
AWAauticat radio пвтдюМеп 635.0-1605 и пол in.- AST IК О *
1C05-1SOO FIXED MOBILE
AERONAUTICAL RADIO SAVÏGATIOK Radio location 1Ш-2000 amateur
FIXED
MOB J LE EXCEPT AERONAUTICAL RADIO NAVIGATION ЙХЮ-Ш5 FIXED — MOREL*
P 200^-2107 MARITIME МОШ LE
(ïsdiolel^graphy only) 2107-2170 FIXED
MOBILE
2170-2164 mobile*
(distress and citHiikg) 2104-2300 пхкв
MOBILE
2300-2495 fixed
MOBILE BROAD CAST! NO
2495-2505 STANDARD FREQUENCY 2.505-2850 fixed
MOBILE _
AERONAUTICAL MOBILE (Л)*
^(e^shirtî Sçrvice
4.700-4.750 AERONAUTICAL MOB] LE \ OR) * 4.7504. 8o0 FIXEO
HBOADCAHTING
4 .§00-4.995 FIXED*
LA NO MÖBIUS* U ftOADC A&TI.KQ* STAN BARB nUSqllESTCY* flXED*
BROADCAST] XG*
тэга*
FIXED
LAND MOBILE
AERONAUTICAL MOBILE (Ä) AETÎO-SALTtÇAL MOBILE (OjR)* FINED*
BKOABCASTING* MAKtTlME MOBILE" aebonalticaLmobile (R)* .AERONAUTICAL MOBILE (Off)*' FIXED* AMATEUR FIXED*
2S5(b3025
Megahertz
Sm'i«
3025-3. 1S5 аеиимОЯСИ. taosiue (ОЯ)1 ЗГ.155 3 2É0 TIJIKU*
"J tit HQSIU ЕХСЕГГ AillOSAirnSAb fil ■
3.Ж1-И.-Ш rnttîB* *
11ÜÜ3LE ЛГ 1"М"Л - '
НЯ0АЬСА£Т1Х0" 3.400-3.500 AXBtüMtPHCAI, MOBILE (ft)* 3.500-4.ООО АИЛТЫН
PIVPD
Kolli Lis EXCEPT AEHDSAETICAL IRf
10CW-I.Û63 PIXEO1 11.063-4.403 iutifflu MÖBELE*
4.-f38- -l-GSIi таю
МОВ1].И ÏKCTPT ABEO^ACTECAL !i( 1
4,050-1.700 aehokautical mobile
4. ММ. 005 5.003-5.OSO
&060-5.ДО
5. ¿50-5.451)
5.i50-5.G80
6.ВЯК.Щ 5.730-5.950 5.950-0.200 о.яю-е.и;
G.6S5-G.765 <i,765-7.Û00
7.ИЮ-7.Ж)
î.wxm.iM ГТ
S.SiS-S.flftii S,!ifK5-9,(4<)
9.0-10-9.300
S5Û0-9.™ 6.775-6.965
I,095-10,005 10.005-10.10 10.10-11.175
II.175-11.275 11.275-1Ы0 11.10-11.70 11.50-11.075 11.975-12.53 12.33-13.
13.20-13.M
13. зо-м. Ml
14.МН4.Ю 14 35—14 ,M> 1-1.GO 15,01 15,01-15,10 15.10-15.45
15.-i5-15.76i 15.7(12-15.76S
15.76S-H.-I0 J6.46-17 36 lï .30-17.70 !7.70-17.M 57.30-17.97 17.97-18.03 ÎS.03-1S.03&
18.085-10, DO lS.M-SO.Ol 20.01-21,00
4ARmn£ UCMLE -F^n-.-.'. Ti- MOJII LE (Ä;"
AP.HtiNAUncAL UOUILE OKI* ЯХЕ&*
UROMKASTISÏ*
PIS ЕЛ*
KTAVDAHD Г! -4j: LN,,' aEKOXaVTICAt. Kills] u: [R>* HIXED*
AKltOXAt'TICAI. МОП] 1-Е [Oitl* AEHO^AETICAL Л10В11.Е iit)* f[.(ELf*
H Ч'1Л .('Л1 Г IN'
PIXKD*
XAHIIlUb М01Щ Р-' AF.HOXAVTIÇAL. SEUlilLE Û'.' " AtnOSAlETTCAL MOBILE (R\■ VICTD* ASIA-ratll*
mic,"
S-TA^LARIH FfiEÇUESiÇv'
Al'nOPAl-TIPAL ÜÜBILE OR'
НЯОАВСАЙТГКО'
ЕТЯТ.П*
ИХЕО*
Space (ВДййгеЬ*
FJSEB*
■ишпнв MOBILE'
FIXED*
TROADCASTIXtl* lEKONAUtlCAL *
A KROif AUTICA L MOU [Lï lt>ß>* Fl 7SCP*
Spure геаепрсК* PIKEE"
вТДНОАВП PHCtUTEÏJCV' PIKEE"
