敏感な電磁界インジケータ。スキーム、説明

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敏感な電磁場インジケーター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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高感度のフィールドインジケーターは、アマチュア無線局だけでなくても役立ちます。その応用範囲はさらに広いです。これと、フィールドインジケーターの設計の成功については、提案された記事で説明されています。

弱い電磁場の検出と検出の問題は、検出器に逆ダイオードを使用することで首尾よく解決できます。逆ダイオード (OD) の電流電圧特性 (CVC) を図に示します。 1. ご覧のとおり、その逆方向分岐はゼロから始まります。この逆分岐の形式は、ゼロバイアス p-n 接合の OD が電気的降伏状態にある、つまり、そのようなダイオードの逆降伏電圧がゼロであるという事実によって決定されます。この p-n 遷移の特性は、元の半導体材料の高濃度のドーパントによって実現されます。

敏感な電磁界インジケータ

CVC OD の直接分岐は従来のダイオードの特性に対応しており、さまざまな半導体では特定のしきい値電圧 (ゲルマニウムの場合は約 0,3 V、ガリウムヒ素の場合は 0,6 V) で始まります。したがって、ダイオードを「逆さま」に「回す」ことにより、CVC がゼロから始まり、「逆電圧」（ボルトの数分の一）を持つ理想的な検出器が得られます。図上。図 2 は、小さな信号を検出するためのほぼ完璧な特性を備えた 180° I-V OD を示しています。これは、今日のハードウェアで利用可能な最高のものです。

敏感な電磁界インジケータ

ただし、反転ダイオードの CVC を詳しく見ると、顕著な 432 次の非線形性にも気づくことができます。これにより、高感度ラジオ受信機やコンバーターのミキサーに OD を適用することが可能になります。実験の純粋さについてはわかりませんが、70 MHz帯域（3年代末、モスクワ州立大学UK2ACFの集団VHFラジオ局）での長年の活動中に、ダイオードの簡単な交換が行われました。リバースミキサーを備えたコンバーターミキサーでは、受信したラジオ局の音量が3 ... XNUMXポイント増加しました。同時に、強力なステーションからの過負荷がほぼ完全に消えたため、エーテルは主観的に「よりクリーン」に見えました。

回路図。そこで、私たちは逆ダイオードの検出器を備えた電磁界インジケーターを構築しています。図に示すインジケーター回路。図３は、発振回路を持たない従来の検波受信機の回路に相当する。

敏感な電磁界インジケータ

ヘッドの極性は正しく示されています。ダイオードは逆になっており、CVC の逆分岐で検出が行われます。デバイスの感度は、入手可能なポインタ微小電流計によってのみ決定されます。 50μAの電流で矢印を完全に曲げてデバイスを使用すると、インジケータは数百メートルの距離からセルラーネットワークの送信機を検出します。 VHF および FM 範囲の放送送信機は、30 ～ 70 km の範囲でインジケータポインタのスケールの 1,5 ～ 2% の偏差を提供します。実際、この装置を使ってモスクワ中を移動すると、矢印が外れない場所を見つけることはほとんどできません。特に興味深い効果は、高層階のアパートで観察されます。場合によっては、部屋のまったく予測できない場所で、デバイスが矢印のほぼ完全な逸脱を示すことがあります。窓から見える近くの建物を詳細に調査し検査したところ、見通し内に送信アンテナシステムが存在することが判明しました。

発振回路（図4）を導入して装置をわずかに改良すると、装置の感度がさらに向上し、特定の無線送信機または放送無線局の場の空間パターンを観察できるようになります。これで、共鳴、つまり電磁場の選択的な指標が得られます。 2 つまたは別の無線送信機を確実に識別するには、ポインタデバイスと並列に交流で接続された高抵抗電話機 (R > 1 kOhm) をデバイスに追加することをお勧めします。コイル L1 とコンデンサ C1 のパラメータは、必要な周波数範囲に基づいて選択されます。アンテナへのタップはコイルの総巻き数の5/1、検波器へのタップは出力回路（共通線に接続）に従って出力の低い方から数えて3/XNUMXとなります。

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このデバイスの優れた特性は、逆ダイオードの I-V 特性の特性により、高強度のフィールドに置かれた場合でも、検出される電圧が数分の XNUMX ボルトを決して超えないという事実にも起因すると考えられます。この品質により、微小電流計が故障から保護されます。

細部。任意の文字インデックスを備えた GI401 または AI402 シリーズの逆ダイオードをインジケーターで使用できます。コンデンサ C1 (図 3 を参照)、C2 および C3 (図 4) は、タイプ K10-17-1 または表面実装用のその他のセラミックリードレス、C4 (図 4) - KM-6 または K10-28 にすることができます。、K10-47。可変コンデンサ C1 (図 4) - 空気誘電体を備えた KPV またはその他のタイプ。

メーター波の範囲で動作するインジケーターのコイル L1 は、セラミックのリブ付きフレームに太い (0 > 1 mm)、できれば銀メッキのワイヤーで巻く必要があります。デシメートル範囲では、L1 コイルはフレームレスで、0 > 2 mm の銀メッキ線で作成できます。 1 ～ 3 ターンだけで十分です。より高い周波数では、ストリップライン共振器を使用することをお勧めします。

総針偏向電流が 4204 μA、ループ抵抗が 50 オームの M1600 微小電流計が、デバイスの指針インジケータとして使用されます。これらのパラメータは重要ではないため、矢印の最大偏向電流が 100 μA 以下の任意のマイクロ電流計が適しています。

デザイン。デバイスのアンテナ (図 5) は、直線偏波を備えた広帯域対称振動子です。

敏感な電磁界インジケータ

片面フォイルグラスファイバー製です。インジケーターのすべての要素はその上に配置されており（図6）、ネジ端子の助けを借りて微小電流計が取り付けられています。このようなアンテナを使用すると、観測された電磁場の偏波が簡単に測定でき、ある程度のスキルがあれば、鉄筋コンクリートの建物の壁や大きな金属物体で電波が反射したときの偏波の変化も測定できます。

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この装置は、私たちを毎日取り囲む全電磁界の空間干渉パターンを視覚的に説明するために、無線サークルや教育機関で非常に役立ちます。

より顕著な指向性を持つアンテナ (複数要素フレーム、ウェーブチャネル、対数周期アンテナ) を使用する場合、デバイスはラジオクラブの「屋内」ゲーム「フォックスハンティング」に使用できます。ただし、この機能では、たとえば、隠された無線送信機を検索する場合に役立ちます。

このインジケータは、短波帯域 (f < 30 MHz) での動作向けに設計されていません。これは、非常に短くされた振動子 - アンテナの効率が低いためです。

説明されているデバイスは 1985 年以来、私にとって正常に動作しています。一度も故障したことがなく、修理もされていません。かつて、私は無線送信機の開発者として、常にこの装置を作業台の上に置き、職場だけでなく周囲の環境でもシールドの品質と放射線の不在を確実に管理していました。そして、彼は公式のラジコンサービスよりもこのタスクにうまく対処したと言わざるを得ません。彼にとても感謝しています！

著者: S.Komarov (UA3ALW)、モスクワ

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