Opublikowano: 30.IX.1967 53622 KI. 21.MKP G 01 r *4 CZY1ELNIA UKD Urzedu Prtertan*QO hlt"«i ' • Al Twórca wynalazku: mgr inz. Stanislaw Siczek Wlasciciel patentu: Instytut Lacznosci, Warszawa (Polska) Uklad do pomiaru mocy fali przeciwfazowej przesylanej torem symetrycznym Przedmiotem wynalazku jest uklad do pomiaru mocy fali przeciwfazowej przesylanej rzeczywistym torem symetrycznym przy ograniczonej niesy- metrii.Dotychczas znane metody pomiarowe nie umozli¬ wiaja zmierzenia samej tylko uzytecznej mocy fali przeciwfazowej w szerszym zakresie czestotliwosci.W literaturze technicznej opisano wiele ukladów do pomiaru mocy. Róznia sie one znacznie miedzy soba, ale dadza sie sprowadzic do ukladów ideo¬ wych podanych na fig. 1 i fig. 2. Mierniki oparte na tej zasadzie mierza zarówno moc fali przeciw¬ fazowej jak i synfazowej oraz pewne kombinacyjne moce umowne stanowiace iloczyny skalarne skla¬ dowych przeciwfazowych i synfazowych napiec i pradów.Znany jest równiez sposób symetryzacji ukladu napieciowego miernika mocy (fig. 3), polegajacy na dostrojeniu opornosci Z, tak, azeby na swym wejsciu w punkcie b przedstawiala bardzo duza opornosc. Wówczas prawie cale napiecie niesyme¬ tryczne Us, wystepujace pomiedzy przewodami linii i ziemia, wystapi na tej opornosci, a spadek na¬ piecia na zaciskach ab bedzie proporcjonalny tylko do napiecia fali przeciwfazowej Up.Sposób ten wymaga jednak klopotliwego dostra¬ jania opornosci Z i kontroli tego dostrojenia dla kazdej czestotliwosci zakresu pracy miernika. Po¬ zostaje przy tym otwarty problem symetryzacji napiecia proporcjonalnego do pradu w linii prze¬ sylowej. 10 15 30 Pomiar mocy przeciwfazowej jest mozliwy przy zastosowaniu w mierniku mocy wielkiej czestotli¬ wosci symetryzujacyeh transformatorów pradowe¬ go i napieciowego.Niestety, wykonanie takich transformatorów, po¬ siadajacych dostatecznie dobrze wyrównana cha¬ rakterystyke przenoszenia i pomijalne przesunie¬ cia fazowe (a w przypadku transformatora napie¬ ciowego równiez odpowiednio duza i stala opornosc wejsciowa), pracujacych w szerszym zakresie cze¬ stotliwosci, jest obecnie technicznie niemozliwe.Celem wynalazku jest uzyskanie ukladu pomia¬ rowego pozwalajacego,-z niewielkim bledem, zmie¬ rzyc moc fali przeciwfazowej w obecnosci fali syn¬ fazowej o ograniczonej wielkosci.Cel ten zostal osiagniety przez zastosowanie ekranowanej sondy pradowej —ramki (transforma¬ tora pradowego) ustawionej prostopadle do kierun¬ ku sil pola magnetycznego odpowiadajacego fali przeciwfazowej w torze przesylowytm oraz przela¬ czanych kolejno dwóch dzielników pojemnoscio¬ wych potencjalów przewodów linii. Sonda prado¬ wa i dzielniki pojemnosciowe wlaczone sa w uklad detektora fazowego. Uklad polaczen podano na fig. 4.Moc fali przeciwfazowej odpowiada przy tym sredniej asymetrycznej wartosci mocy zmierzonych przy wlaczeniu w uklad kazdego z obydwu dziel¬ ników pojemnosciowych.Cel ten mozna osiagnac równiez przez zastoso¬ wanie dwóch ekranowych sond pradowych, usta- 536223 wionych jak opisano wyzej, oraz dwóch dzielni¬ ków pojemnosciowych wchodzacych w sklad dwóch detektorów fazowych. Uklad -polaczen podano na fig. 5. W tymi przypadku wskazania miernika od¬ powiadaja wprost mocy fali przeciwfazowej, ale 5 nie daja informacji o niesymetrii toru przesylo¬ wego.Korzyscia techniczna jest uzyskanie mozliwosci pomiaru mocy fali przeciwfazowej w szerokim za¬ kresie czestotliwosci i jednoczesnie okreslenie wy- 10 padkowej asymetrii calego toru przesylowego.Wynalazek zostanie blizej wyjasniony jak na¬ stepuje. W zakresie fal króitkich nadajnik z antena laczy sie najczesciej symetryczna linia przesylowa.W tej linii moga byc przesylane dwie fale typu TEM synfazowa i przeciwfazowa.Fala przeciwfazowa jest uzyteczna fala zasila¬ jaca symetryczna antene, natomiast fala synfazo¬ wa jest fala szkodliwa powstajaca na skutek pew¬ nej niesymetrii ukladu wyjsciowego nadajnika, 2Q anteny, lub samej linii przesylowej. iPomiar mocy wielkiej czestotliwosci P polega na pomiarze modulów wektorów stanowiacych sume Ws i róznice Wr wektorów proporcjonalnych do napiecia i pradu w linii, przy czym P = k(Ws2— 25 Wr2). We wzorze k jest wspólczynnikiem propor¬ cjonalnosci. Sumowanie napiec odpowiadajacych tym wektorom odbywa sie w ukladzie detektora fazowego. Sondy pomiarowe sa sprzezone bezpo¬ srednio z przewodami linii i nie rozrózniaja czy 30 napiecia wejsciowe pochodza od fali przeciwfazo¬ wej czy od szkodliwej synfazowej.W ukladach podanych na fig. 4 i fig. 5 unika sie wplywu synfazowej fali pradu umieszczajac ekra¬ nowana ramke S (sonde pradowa) w plaszczyznie 35 równoleglej do plaszczyzny przechodzacej przez przewody linii. Uklad linii sil pola magnetycznego jest taki, ze ramka reaguje w pierwszym przybli¬ zeniu tylko na pole magnetyczne wytworzone przez fale przeciwfazowa pradu. 40 W ukladzie z fig. 4 na kondensatorach C3 i C4 odkladaja sie napiecia proporcjonalne do napiec fali zarówno przeciwfazowej jak i synfazowej.Przy tym skladowe przeciwfazowe sa przesuniete na C3 i C4 o 18'0°, a skladowe synfazowe sa w fazie. 45 W zalozeniu, ze skladowe przeciwfazowe sa znacz- , nie wieksze od synfazowych, a tylko w takim przy¬ padku celowe jest przesylanie mocy wielkiej cze¬ stotliwosci, mozna wykazac rachunkowo co naste¬ puje: 50 4 Pi = pp +AP p2 = pp — AP gdzie: Pp jest moca fali przeciwfazowej, AP pewna umowna moca odpowiadajaca bledowi pomiaru mocy przeciwfazowej proporcjonalna do mocy fali synfazowej, Px i P2 sa mocami mierzonymi odpo¬ wiednio w polozeniu 1 i 2 przelacznika K.Stad srednia arytmetyczna mocy mierzonych jest wlasnie moca fali przeciwfazowej Pp.Stosunek róznicy mocy Pi — P2 do mocy fali przeciwfazowej Pp jest miara asymetrii toru prze¬ sylowego.Nalezy zaznaczyc, ze asymetria toru powinna byc definiowana wlasnie przez stosunek mocy odpo¬ wiadajacych falom synfazowej i przeciwfazowej, poniewaz okreslenie asymetrii z pradów lub poten¬ cjalów odpowiadajacych obydwu przewodom linii nie jest jednoznaczne ze wzgledu na falowy roz¬ klad obydwu wielkosci.'Podobne usrednienie napiec wchodzacych do wzoru wyrazajacego moc mierzona odbywa sie sa¬ moczynnie bez przelaczania w ukladzie jak na fig. 5. Uklad ten wymaga jednak stosowania dwóch identycznych sond pradowych z ukladami detek¬ cyjnymi. Obydwa uklady (fig. 4 i 5) maja dodatko¬ wo te zalete w porównaniu z ukladami (fig. 1 i 2), ze moga byc sprzegane z linia bez jej przecinania, co umozliwia przenoszenie miernika z jednej linii na druga. PL