Введение
Антенный анализатор или, по британской терминологии, анализатор антенн (также известный как мост шума, RX-мост, измеритель КСВ или RF-анализатор) – это устройство, используемое для измерения входного импеданса антенных систем в радиоэлектронных приложениях. В системах радиосвязи, включая любительское радио, антенный анализатор является распространенным инструментом для точной настройки характеристик антенны и линии передачи, а также для поиска и устранения неисправностей. Антенные мосты давно используются в вещательной индустрии для настройки антенн. Существуют мосты, измеряющие комплексный импеданс непосредственно во время работы передатчика, что практически необходимо при настройке антенных систем с несколькими излучателями. В последнее время все более распространенными становятся сетевые анализаторы с прямой индикацией.
An antenna analyzer or in British aerial analyser (also known as a noise bridge, RX bridge, SWR analyzer, or RF analyzer) is a device used for measuring the input impedance of antenna systems in radio electronics applications. In radio communications systems, including amateur radio, an antenna analyzer is a common tool used for fine tuning antenna and feedline performance, as well as troubleshooting them. Antenna bridges have long been used in the broadcast industry to tune antennas. A bridge is available which measures complex impedance while the transmitter is operating, practically a necessity when tuning multi tower antenna systems. In more recent times the direct reading network analyzers have become more common.
Типы анализаторов
Существует несколько различных приборов разной сложности и точности для тестирования антенн и их линий питания. Все они также могут использоваться для измерения других электрических схем и компонентов (по крайней мере, теоретически). Самый простой из них – измеритель КСВ, который лишь указывает степень рассогласования; фактическое рассогласованное сопротивление необходимо определять, измеряя несколько соседних частот и выполняя несколько простых расчетов. Измерителю КСВ требуется передатчик или генератор сигнала для подачи тестового сигнала мощностью в несколько ватт. Антенный мост способен измерять при низкой мощности, но также требует внешнего тестового сигнала; в зависимости от схемы моста, он может использоваться для измерения как реактивного сопротивления, так и активного сопротивления путем считывания значений, указанных на ручках настройки, которые были установлены для достижения согласования. Мост шума и сетевые анализаторы генерируют собственные тестовые сигналы очень малой мощности; оба способны измерять как активное, так и реактивное сопротивление, либо путем вычислений, либо путем считывания значений на ручках настройки, установленных для достижения согласования. Современные анализаторы непосредственно отображают значения активного и реактивного сопротивлений, а вычисления выполняются внутренним микропроцессором.
Мост антенны
Мостовая схема имеет две плечи, представляющие собой частотозависимые комплексные импедансы. Одно плечо – это схема в анализаторе с калиброванными компонентами, суммарный импеданс которых можно определить по шкале. Другое плечо – неизвестная величина, будь то антенна или реактивный компонент. Для измерения импеданса мост настраивается таким образом, чтобы импедансы обоих плеч были равны. Когда два импеданса совпадают, мост балансируется. С помощью этой схемы можно измерить импеданс антенны, подключенной между ANT и GND, или настроить антенну до тех пор, пока ее импеданс не станет равен импедансу сети, расположенной слева на схеме ниже. Мост может быть запитан либо белым шумом, либо несущей частотой (подключенной к приводу). В случае использования белого шума амплитуда возбуждающего сигнала может быть очень низкой, а в качестве детектора используется радиоприемник. При использовании несущей частоты, в зависимости от уровня сигнала, может применяться диодный детектор или приемник. В обоих случаях нулевое показание указывает на балансировку моста.
Комплексные счетчики напряжения и тока
Второй тип антенного анализатора измеряет комплексное напряжение на антенне и ток, входящий в неё. Оператор затем использует математические методы для вычисления комплексного импеданса или считывает его с откалиброванного прибора или цифрового дисплея. Профессиональные приборы этого типа обычно называют сетевыми анализаторами. Более того, благодаря очень низкой мощности сигнала анализатор может использоваться для частот, не входящих в полосы радиочастот, лицензированные оператору, и таким образом измерять характеристики антенны в неограниченном диапазоне частот.