146003. lajstromszámú szabadalom • Rövid- és ultrarövid-hullámú impedanciamérőhíd, elsősorban szimmetrikus antennák mérésére
Megjelent: 1960. január 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.003. SZÄM 21. a4. 46—60. OSZTÁLY — BU—177. ALAPSZÁM 1 :" : SZOLGALATI TALÁLMÁNY Rövid- és ultrarövid-hullámú impedanciamérőhíd, elsősorban szimmetrikus antennák méréséhez BUDA VOX Budapesti Híradástechnikai Vállalat, Budapest Feltaláló: Vágó István villamosmérnök, budapesti lakos A bejelentés napja: 1958. június 5. Ismeretes, hogy a rövid- és ultrarövidhullámoknál a mért antenna impedancia értékek változnak aszerint, hogy a tápláló feszültségek a földhöz képest szimmetrikusak, vagy aszimmetrikusak. Az antennák nagy része szimmetrikus táplálást igényel. Az ismert impedancia-mérőműszerek különösen az URH tartományban aszimmetrikus impedanciák mérésére alkalmasak. így ezekkel a szimmetrikus terhelésű antenna impedanciáját csak közvetve lehet mérni. Az ismert mérőhidak nagyobb részt olyan méretűek, hogy azokat a mérések alatt nem lehet tápvonal nélkül közvetlenül az URH antennákhoz csatlakoztatni, mert a mérőműszerek a méréseket meghamisítanák. A találmány szerinti mérőhíd olyan kis méretben kivitelezhető, hogy az URH antennák táplálási pontjaira közvetlenül csatlakoztatható anélkül, hogy ez számottevő mérési hibát eredményezne. A találmány szimmetrikus tápvonalba beépített nagyfrekvenciás, szimmetrikus elrendezésű Wheatstone-híd. A híd egyik ágában két impedancia van, amely értékeinek aránya 3 : l-hez. A híd másik ágát két egyenlő nagyságú ohmos ellenállás és a mérendő impedancia alkotja. A híd alkalmas rövid és ultrarövid hullámon impedanciáknak szimmetrikus mérésére. A találmány szerinti híd egyik példaképpeni alakja az 1. ábrán látható. A híd egy —H— árnyékoló hengerben elhelyezett szimmetrikus tápvonalba kerül beépítésre. A szimmetrikus tápvonal két ága —a, d— és —b, e— vonal. A táplálás a szimmetrikus vezetékpár —a, b— oldalán történik. A bemenő kapcsok közé a tápvonallal parallel két impedancia van egymással sorba kapcsolva, amely impedanciák viszonya 3 : l-hez. A két impedancia közös pontja „c". A két szimmetrikus vezetékérbe sorba van kapcsolva egy-egy egymással egyenlő nagyságú—Za /2-^ ohmos ellenállás. A szimmetrikus vezetékpár másik —d, e— oldalára kerül a mérendő impedancia. A híd kapcsolási vázlatát a 2. ábra szemlélteti. A mérendő impedancia értékének meghatározásához a következő feszültségeket kell mérni: 1. A bemenő táplálási feszültségeket a—b helyek között: U0 . 2. A c—d pontok közötti feszültséget: Ui. 3. A mérendő impedancia —d, e— végei közti feszültséget: Ux . Az Uo/Ux feszültséghányadosból kiszámítható a Z0 hullám ellenállásra vonatkoztatott reflexiós tényező abszolút értéke. A 3. ábra szerinti Smithdiagram teljes reflexiós körének egységnyi sugara esetén R0 = 1, a mért impedancia a középpontból Rí =4-Ui/U0 sugárral húzott körön van. Ebből a körből a Z0 hullám ellenállásra vonatkoztatott állóhullámarány is leolvasható. A vízszintes tengelyen, a kör jobboldali metszéspontjánál, a tengelyen levő skálát leolvasva az állóhullámarányt megkapjuk. Az impedancia meghatározásához az Ux feszültséget is mérni kell. A Smith-diagrammon a rövidzárásnak megfelelő pontból, mint középpontból, Rx = 2 • Ux / fU0 sugárral kör rajzolandó, az Rí és R x sugarú körök —A és B— pontban metszik egymást. A két pont közül az egyik felel meg az ismeretlen impedanciának. A két ponthoz tartozó impedanciák egymás konjugáltjai. A hozzájuk tartozó ohmos és reaktív komponensek abszolút értékei egyenlőek, de a reaktív komponensek előjelei ellentétesek. Sokszor a mérendő impedancia jellegétől vagy az impedancia frekvencia függvényéből meg lehet állapítani a reaktív komponens előjelét. Amenynyiben nem lehet, úgy a hullámellenálláshoz képest rövid Z„ hullám ellenállású tápvonalat kell a híd és az ismeretlen impedancia közé iktatni. Ez a tápvonal darab a hídhoz, toldalékként elkészíthető. Ezzel a tápvonallal mérve, ha az Ux növekszik az előző állapothoz képest, úgy a terhelés
