Strumenti per misurare la portata della potenza delle microonde. Un dispositivo per misurare la radiazione elettromagnetica: cos'è, a cosa serve, come realizzarlo da solo Quello che non sappiamo del magnetron

Quasi ogni radioamatore alle prime armi ha provato ad assemblare una microspia radio. Sul nostro sito web sono presenti numerosi circuiti, molti dei quali contengono solo un transistor, una bobina e un cablaggio: diversi resistori e condensatori. Ma anche uno schema così semplice non sarà facile da configurare correttamente senza attrezzature speciali. Non parleremo del misuratore di onde e del misuratore di frequenza HF: di norma, i radioamatori principianti non hanno ancora acquisito dispositivi così complessi e costosi, ma assemblare un semplice rilevatore HF non è solo necessario, ma assolutamente necessario.

Di seguito sono riportati i dettagli.


Questo rilevatore consente di determinare se sono presenti radiazioni ad alta frequenza, cioè se il trasmettitore genera qualche segnale. Ovviamente non mostrerà la frequenza, ma per questo puoi utilizzare un normale ricevitore radio FM.


Il design del rilevatore RF può essere qualsiasi: montato a parete o una piccola scatola di plastica in cui si adatteranno un comparatore e altre parti e verrà estratta l'antenna (un pezzo di filo spesso 5-10 cm). I condensatori possono essere utilizzati di qualsiasi tipo; le deviazioni nei valori nominali delle parti sono consentite entro un intervallo molto ampio.


Parti del rilevatore di radiazioni RF:

- Resistore 1-5 kilo-ohm;
- Condensatore 0,01-0,1 microfarad;
- Condensatore 30-100 picofarad;
- Diodo D9, KD503 o GD504.
- Microamperometro a puntatore per 50-100 microampere.


L'indicatore stesso può essere qualsiasi cosa, anche se è per alta corrente o tensione (voltmetro), basta aprire la custodia e rimuovere lo shunt all'interno del dispositivo, trasformandolo in un microamperometro.


Se non conosci le caratteristiche dell'indicatore, per scoprire a che corrente si trova, collegalo semplicemente prima a un ohmmetro a una corrente nota (dove è indicata la marcatura) e ricorda la percentuale di deviazione della scala.


E poi collega un dispositivo di puntamento sconosciuto e dalla deflessione del puntatore diventerà chiaro per quale corrente è progettato. Se un indicatore da 50 µA fornisce una deviazione completa e un dispositivo sconosciuto alla stessa tensione fornisce una deviazione dimezzata, allora è 100 µA.


Per chiarezza, ho assemblato un rilevatore di segnali RF montato su superficie e ho misurato la radiazione da un microfono radio FM appena assemblato.


Quando il circuito del trasmettitore è alimentato da 2 V (corona molto ristretta), l'ago del rilevatore devia del 10% della scala. E con una batteria nuova da 9 V, quasi la metà.

In conformità con SanPiN 2.2.4.1191-03, per misurare i livelli di campi elettromagnetici nell'intervallo di frequenza ≥ 300 MHz - 300 GHz, vengono utilizzati strumenti progettati per stimare i valori medi della densità del flusso di energia con un errore relativo accettabile: non più di ± 40% nella gamma ≥ 300 MHz - 2 GHz e non più di ± 30% nella gamma superiore a 2 GHz.

Le medie per misurare il PES sono riportate nella Tabella 7.4.

Tabella 7.4 – Densimetri di flusso di energia

Gamma di frequenza, GHz

Limiti di misurazione, μW/cm2

0,32 – 100000

0,32 – 100000

20,0 – 100000

20,0 – 100000

I densimetri di flusso di energia mostrati nella Tabella 7.4 sono progettati per misurare i valori PES medi del campo elettromagnetico in un ampio intervallo di frequenze. Sono utilizzati per valutare il grado di rischio biologico delle radiazioni a microonde nelle modalità di generazione continua e modulazione degli impulsi in spazio libero e volumi limitati vicino a potenti sorgenti di radiazioni.

I dispositivi di tipo P3, che misurano PES, sono costituiti da convertitori d'antenna e un indicatore. L'antenna del trasduttore comprende un sistema di trasduttori termocoppie resistivi a film sottile collegati in serie posizionati su una superficie conica. Durante le misurazioni, l'energia EMF viene assorbita dagli elementi della termocoppia. Su ciascuna termocoppia si verifica una fem termica proporzionale al PES. Il misuratore di termocoppie somma e amplifica la fem costante delle termocoppie secondo la legge logaritmica. La lettura dell'intensità EMF viene visualizzata su un display digitale in decibel rispetto al limite di misurazione inferiore del convertitore d'antenna utilizzato. Tra i mezzi di misurazione della PES ci sono strumenti che possono anche determinare la dose di radiazioni - la PES totale in un periodo di tempo.

Attualmente, i seguenti dispositivi sono ampiamente utilizzati per determinare la densità del flusso di radiazione a microonde: P3-33, P3-33M, P3-40, P3-41 e IPM-101M.

Il densimetro del flusso di radiazione a microonde P3-33 (P3-33M) è mostrato nella Figura 7.1.

Figura 7.1 – Misuratore del flusso di radiazioni a microonde P3-33 (P3-33M).

Molti strumenti progettati per misurare l’EMR consentono di determinare non solo la PES, ma anche l’intensità dei campi elettrici e magnetici e funzionano di conseguenza in diverse gamme di frequenza. Questo tipo di dispositivo include un dispositivo di misurazione portatile P3-40 (Figura 7.2), un misuratore di intensità EMI P3-41, un misuratore di intensità di campo a microprocessore di piccole dimensioni IPM-101M, ecc.

Figura 7.2 – Dispositivo di misurazione portatile P3-40.

    1. Descrizione dell'allestimento del laboratorio

L'aspetto dell'installazione del laboratorio è mostrato nella Figura 7.3.

Il supporto è un tavolo realizzato sotto forma di un telaio saldato con un piano del tavolo 1, sotto il quale sono posizionati gli schermi sostituibili 2, utilizzati per studiare le proprietà schermanti di vari materiali. Sul piano portapaziente 1 si trova un forno a microonde 3 (sorgente di radiazioni) e un dispositivo di coordinate 4.

Il dispositivo di coordinate 4 registra il movimento del sensore di campo a microonde 5 lungo gli assi “X” e “Y”. La coordinata “Z” è determinata da una scala segnata sul supporto di misurazione 6, lungo la quale il sensore 5 può muoversi liberamente. Ciò consente di studiare la distribuzione della radiazione a microonde nello spazio dal pannello frontale del forno a microonde (elementi della radiazione più intensa).

Il sensore 5 è realizzato sotto forma di un vibratore a semionda, progettato per una frequenza di 2,45 GHz e costituito da un involucro dielettrico, vibratori e un diodo a microonde.

Il dispositivo di coordinate 4 è realizzato sotto forma di tavoletta su cui è applicata una griglia di coordinate. Il tablet è incollato direttamente al piano del tavolo 1. Il supporto 6 è realizzato in materiale dielettrico (vetro organico) per eliminare la distorsione della distribuzione del campo delle microonde.

I mattoni refrattari refrattari vengono utilizzati come carico in un forno a microonde.

Il segnale del sensore 5 viene inviato al multimetro 7, situato nella parte libera del piano del tavolo 1 (fuori dalla griglia di coordinate).

Figura 7.3 – Allestimento del laboratorio.

Il lavoro utilizza un multimetro digitale elettronico DT-830D, che può funzionare nella posizione di voltmetro, amperometro e ohmmetro (vedere Figura 7.4). Per misurare l'intensità della radiazione di un forno a microonde, il multimetro viene acceso sulla posizione "A 2000 µ". In questa posizione, il multimetro funziona come un milliamperometro CC e viene utilizzato per misurare piccole correnti fino a 2000 μA con una precisione di misurazione di ± 1% ± 2 unità di conteggio.

Sul piano del tavolo 1 sono presenti delle fessure per l'installazione di schermi protettivi sostituibili 2 realizzati nei seguenti materiali:

    rete in acciaio zincato con celle da 50 mm;

    rete in acciaio zincato con celle da 10 mm;

    foglio di alluminio;

    polistirolo;

Figura 7.4 – Multimetro DT-830D.

Bene, in generale, tutto è come sempre. Avevo bisogno di un rilevatore di radiazioni a microonde. Internet non è ricco di schemi. E sono così vecchi e osceni. Niente mi andava bene... Ma dovevo realizzare qualcosa di portatile ed economico in modo che il circuito funzionasse con almeno 3 V, ad esempio con la batteria di un cellulare.

Inoltre nelle “specifiche tecniche” ho impostato le seguenti condizioni:

il dispositivo è in grado di rilevare le moderne “cimici” a microonde (cimici radio);

aiuterà nella creazione di sistemi di sicurezza (sensori a raggi radio);

può controllare le apparecchiature mediche funzionanti a microonde;
aiuterà a rilevare perdite nelle guide d'onda delle vostre apparecchiature a microonde;

può diventare parte di un sistema di sicurezza.

Ti aiuterà anche a verificare, ad esempio, se il tuo microonde funziona. Oppure rileva un campo di microonde attorno ad esso. Controlla il funzionamento autonomo dei ricevitori del tuo telefono di casa. Bene, e altre aree di applicazione, standard o inventate da te.

Non c'è molto da dire sui principi di funzionamento. Il rilevatore è come un rilevatore, solo per frequenze ultra alte. La guida d'onda consente a questo rilevatore di impostare (indicare) la direzione della radiazione. Se viene utilizzata come ricevitore di controllo o rilevatore della presenza di radiazioni, la guida d'onda non può essere utilizzata affatto....

Fig. 1

Cerco la massima semplicità nei miei dispositivi (proprio come nell'equipaggiamento militare).

Lo schema (Fig. 1) utilizza le parti più comuni. Non SMD. Sebbene non ci sia niente di più semplice che implementare il circuito nella versione SMD. Ma per fare ciò, è necessario cablare autonomamente la scheda per questi elementi.

In tali progetti, di solito si consiglia di utilizzare diodi sovietici per la gamma di 3 cm con la massima efficienza di conversione, tipo 2A203A. Poi arriva il 2A202A..., ma il D405 è già obsoleto e ha parametri bassi, soprattutto perché è un mixer. Funzionerà comunque. Ed è più facile da ottenere. Questo collegamento contiene anche dati sui diodi D405, nella sezione di miscelazione http://www.npptez.ru/en/production/micr... 59-41.html.

Il diodo D405 o simile deve essere maneggiato con molta attenzione!!! Ho una paura terribile dell'elettricità statica! Assicurati di mettere a terra te stesso, collega a terra lo strumento che usi per rimuovere il diodo dalla confezione. La guida d'onda deve essere progettata in modo tale che il diodo non debba essere saldato! Questi diodi non si saldano!!! (Di conseguenza, le pareti della guida d'onda con cui sono in contatto i conduttori del diodo devono essere isolate tra loro).

Ho usato il transistor KT6113. Puoi usarne un altro che faccia meno rumore, ad esempio KT3102E (D), ecc.

Il microcircuito MC34119, penso, è noto a tutti. I lavori di costruzione e installazione mostrano E collegamento alla scheda tecnica.

L'altoparlante è una semplice cuffia da 32 ohm. Il jack delle mie cuffie è cablato in modo tale che le bobine delle cuffie siano collegate in serie.

L'intero design si adatta a una breadboard più piccola di una scatola di fiammiferi.

Andrà bene qualsiasi guida d'onda per il diodo a microonde D405. Da qualsiasi vecchio disegno. Ma puoi farlo da solo: è solo una scatola per un diodo a microonde, realizzata con un PCB in alluminio. Sebbene possa essere realizzato in stagno o alluminio con una superficie piana e liscia delle pareti. Dimensioni approssimative (qui la precisione non è importante): altezza = 20 mm, larghezza = 22 mm, lunghezza = 30 mm.


Fig.2

In questo progetto, la guida d'onda è realizzata senza corno. Nella foto (Fig. 2) è mostrato con un diodo a microonde dietro il vetro, che introduce grandi perdite. Invece del vetro, è meglio posizionare una sottile lastra di fluoroplastica su supercolla o colla hot melt, oppure una di schiuma densa e finemente porosa. Ancora meglio è un'antenna, come una "carota dielettrica" ​​in fluoroplastica, inserita saldamente nella guida d'onda.

Il dispositivo è alimentato da 2,5 - 4 V e in questa versione consuma 4 mA.

Ebbene, non c'è nulla di complicato nella progettazione di un rilevatore a microonde. Nessuna configurazione richiesta.Si è scoperto che riceve frequenze (solo approssimativamente!!!) da 4 ad almeno 12 GHz.

Kirill Sotnikov,

Città di Novosibirsk

Consideriamo il principio di funzionamento del rilevatore.

Il ricevitore più semplice, come è noto, è un rilevatore. E tali ricevitori a microonde, costituiti da un'antenna ricevente e un diodo, trovano la loro applicazione per misurare la potenza delle microonde.

Lo svantaggio più significativo è la bassa sensibilità di tali ricevitori. Per rilevare in modo affidabile una variazione nella corrente del diodo sotto l'influenza di un campo a microonde, è necessaria un'ampiezza delle microonde sul diodo di diverse decine di millivolt. Si tratta di una sensibilità molto bassa, corrispondente al rilevamento di un trasmettitore da 10 mW a una distanza di soli pochi metri.

Per aumentare notevolmente la sensibilità del rilevatore senza complicare la testa a microonde (cioè senza amplificatori, convertitori, ecc.), è stato sviluppato un circuito di un ricevitore a microonde del rilevatore con una parete posteriore modulata della guida d'onda.

Rilevatore di campo a microonde con antenna a tromba

Allo stesso tempo, la testa del microonde non era quasi complicata; è stato aggiunto solo il diodo di modulazione VD2 e VD1 è rimasto quello del rilevatore.

Consideriamo il processo di rilevamento.

Il segnale a microonde ricevuto dall'antenna a tromba (o dielettrica) entra nella guida d'onda. Poiché la parete posteriore della guida d'onda è cortocircuitata, nella guida d'onda si stabilisce un regime di onde stazionarie. Inoltre, se il diodo rivelatore si trova a una distanza di mezza onda dalla parete posteriore, sarà in un nodo (cioè minimo) del campo, e se a una distanza di un quarto d'onda, allora al antinodo (massimo). Cioè, se spostiamo elettricamente la parete posteriore della guida d'onda di un quarto d'onda (applicando una tensione modulante con frequenza di 3 kHz a VD2), allora su VD1, a causa del suo spostamento con frequenza di 3 kHz dal nodo a all'antinodo del campo a microonde, verrà rilasciato un segnale a bassa frequenza con una frequenza di 3 kHz, che può essere amplificato ed evidenziato dall'ULF convenzionale.

Pertanto, se viene applicata una tensione modulante rettangolare a VD2, quando il campo delle microonde diminuisce, un segnale rilevato della stessa frequenza verrà rimosso da VD1. Questo segnale sarà sfasato rispetto a quello modulante (che verrà utilizzato con successo in futuro per isolare il segnale utile dalle interferenze) ed avrà un'ampiezza molto piccola.

Cioè, tutta l'elaborazione del segnale verrà effettuata a basse frequenze, senza le scarse parti a microonde. Utilizzando la tecnologia a microonde, dovrai realizzare una testa secondo i disegni, che non richiede alcuna regolazione.

Consideriamo come esempio il progetto di funzionamento del rilevatore di campo a microonde "Radar Anti".



Guida d'onda e corno

La guida d'onda e la tromba sono realizzate in rame sottile o lamiera stagnata. È inoltre possibile utilizzare un foglio di fibra di vetro, avendo precedentemente lucidato il foglio e rivestito con un flusso di colofonia alcolica (in modo che non si ossidi).

È necessario prestare particolare attenzione quando si maneggiano i diodi a microonde. Hanno paura dell'elettricità elettrostatica e durante un guasto la sensibilità al campo delle microonde diminuisce di un ordine di grandezza o più. Se controllato da un tester, un diodo danneggiato elettrostaticamente si comporta esattamente come uno funzionante. Pertanto, quando si lavora con diodi a microonde, è necessario adottare le stesse precauzioni di quando si lavora con i transistor MOS.

Rappresentazione schematica del riempimento elettronico di un rilevatore di campo a microonde.



Schema elettrico di un rilevatore di campo a microonde

Questa guida di riferimento fornisce informazioni sull'utilizzo di diversi tipi di cache. Il libro discute le possibili opzioni per i nascondigli, i metodi per crearli e gli strumenti necessari, descrive i dispositivi e i materiali per la loro costruzione. Vengono fornite raccomandazioni per organizzare nascondigli in casa, in macchina, su un terreno personale, ecc.

Particolare attenzione è posta alle modalità e alle modalità di controllo e protezione delle informazioni. Viene fornita una descrizione delle speciali apparecchiature industriali utilizzate in questo caso, nonché dei dispositivi disponibili per la ripetizione da parte di radioamatori addestrati.

Il libro fornisce una descrizione dettagliata del lavoro e raccomandazioni per l'installazione e la configurazione di oltre 50 dispositivi e dispositivi necessari per la produzione di cache, nonché quelli destinati al loro rilevamento e sicurezza.

Il libro è destinato a un vasto pubblico di lettori, a tutti coloro che desiderano conoscere questo specifico ambito della creazione delle mani dell'uomo.

I dispositivi industriali per il rilevamento dei tag radio, brevemente discussi nella sezione precedente, sono piuttosto costosi (800-1500 USD) e potrebbero non essere convenienti per te. In linea di principio, l'uso di mezzi speciali è giustificato solo quando le specificità della tua attività possono attirare l'attenzione di concorrenti o gruppi criminali e la fuga di informazioni può portare a conseguenze fatali per la tua attività e persino per la salute. In tutti gli altri casi non bisogna aver paura dei professionisti dello spionaggio industriale e non è necessario spendere ingenti somme di denaro in attrezzature speciali. La maggior parte delle situazioni possono ridursi a banali intercettazioni delle conversazioni del capo, del coniuge infedele o del vicino di casa.

In questo caso, di norma, vengono utilizzati marcatori radio artigianali, che possono essere rilevati con mezzi più semplici: indicatori di emissioni radio. Puoi facilmente realizzare questi dispositivi da solo. A differenza degli scanner, gli indicatori di emissione radio registrano l’intensità del campo elettromagnetico in uno specifico intervallo di lunghezze d’onda. La loro sensibilità è bassa, quindi possono rilevare una fonte di emissione radio solo in prossimità di essa. Anche la bassa sensibilità degli indicatori di intensità di campo ha i suoi aspetti positivi: l'influenza di potenti trasmissioni radiotelevisive e di altri segnali industriali sulla qualità del rilevamento è significativamente ridotta. Di seguito esamineremo diversi semplici indicatori dell'intensità del campo elettromagnetico delle gamme HF, VHF e microonde.

Gli indicatori più semplici dell'intensità del campo elettromagnetico

Consideriamo l'indicatore più semplice dell'intensità del campo elettromagnetico nella gamma di 27 MHz. Lo schema schematico del dispositivo è mostrato in Fig. 5.17.


Riso. 5.17. L'indicatore di intensità di campo più semplice per la gamma dei 27 MHz

È costituito da un'antenna, un circuito oscillante L1C1, un diodo VD1, un condensatore C2 e un dispositivo di misurazione.

Il dispositivo funziona come segue. Le oscillazioni HF entrano nel circuito oscillante attraverso l'antenna. Il circuito filtra le oscillazioni a 27 MHz dalla miscela di frequenze. Le oscillazioni HF selezionate vengono rilevate dal diodo VD1, grazie al quale solo le semionde positive delle frequenze ricevute passano all'uscita del diodo. L'inviluppo di queste frequenze rappresenta le vibrazioni a bassa frequenza. Le restanti oscillazioni HF vengono filtrate dal condensatore C2. In questo caso, una corrente scorrerà attraverso il dispositivo di misurazione, che contiene componenti alternate e continue. La corrente continua misurata dal dispositivo è approssimativamente proporzionale all'intensità del campo agente nel sito ricevente. Questo rilevatore può essere collegato a qualsiasi tester.

La bobina L1 con un diametro di 7 mm con un nucleo di sintonia ha 10 giri di filo PEV-1 da 0,5 mm. L'antenna è realizzata in filo d'acciaio lungo 50 cm.

La sensibilità del dispositivo può essere notevolmente aumentata se davanti al rilevatore viene installato un amplificatore RF. Un diagramma schematico di un tale dispositivo è mostrato in Fig. 5.18.


Riso. 5.18. Indicatore con amplificatore RF

Questo schema, rispetto al precedente, ha una sensibilità del trasmettitore maggiore. Ora la radiazione può essere rilevata a una distanza di diversi metri.

Il transistor ad alta frequenza VT1 è collegato secondo un circuito di base comune e funziona come un amplificatore selettivo. Il circuito oscillatorio L1C2 è incluso nel suo circuito di collettore. Il circuito è collegato al rilevatore tramite una presa dalla bobina L1. Il condensatore SZ filtra i componenti ad alta frequenza. Il resistore R3 e il condensatore C4 fungono da filtro passa-basso.

La bobina L1 è avvolta su un telaio con un nucleo di sintonia con un diametro di 7 mm utilizzando un filo PEV-1 da 0,5 mm. L'antenna è realizzata in filo di acciaio lungo circa 1 m.

Per la gamma ad alta frequenza di 430 MHz è possibile assemblare anche un indicatore di intensità di campo molto semplice. Un diagramma schematico di un tale dispositivo è mostrato in Fig. 5.19, a. L’indicatore, il cui schema è mostrato in Fig. 5.19b, consente di determinare la direzione della sorgente di radiazione.


Riso. 5.19. Indicatori di banda 430 MHz

Intervallo indicatore di intensità di campo 1..200 MHz

Puoi controllare in una stanza la presenza di dispositivi di ascolto con un trasmettitore radio utilizzando un semplice indicatore di intensità di campo a banda larga con un generatore di suoni. Il fatto è che alcune "cimici" complesse con un trasmettitore radio iniziano a trasmettere solo quando si sentono segnali sonori nella stanza. Tali dispositivi sono difficili da rilevare utilizzando un indicatore di tensione convenzionale; è necessario parlare o accendere costantemente un registratore. Il rilevatore in questione dispone di una propria sorgente di segnale sonoro.

Il diagramma schematico dell'indicatore è mostrato in Fig. 5.20.


Riso. 5.20. Indicatore di intensità di campo Gamma 1…200 MHz

Come elemento di ricerca è stata utilizzata la bobina volumetrica L1. Il suo vantaggio, rispetto ad un'antenna a stilo convenzionale, è un'indicazione più precisa della posizione del trasmettitore. Il segnale indotto in questa bobina viene amplificato da un amplificatore ad alta frequenza a due stadi utilizzando transistor VT1, VT2 e raddrizzato da diodi VD1, VD2. Dalla presenza di tensione costante e dal suo valore sul condensatore C4 (il microamperometro M476-P1 funziona in modalità millivoltmetro), è possibile determinare la presenza di un trasmettitore e la sua posizione.

Un set di bobine L1 rimovibili consente di trovare trasmettitori di varie potenze e frequenze nella gamma da 1 a 200 MHz.

Il generatore di suoni è costituito da due multivibratori. Il primo, accordato a 10 Hz, controlla il secondo, accordato a 600 Hz. Di conseguenza, si formano raffiche di impulsi, successive con una frequenza di 10 Hz. Questi pacchetti di impulsi vengono forniti all'interruttore a transistor VT3, nel circuito del collettore di cui è inclusa la testa dinamica B1, situata in una scatola direzionale (un tubo di plastica lungo 200 mm e con un diametro di 60 mm).

Per ricerche più riuscite, è consigliabile disporre di più bobine L1. Per una portata fino a 10 MHz, la bobina L1 deve essere avvolta con filo PEV da 0,31 mm su un mandrino cavo di plastica o cartone con un diametro di 60 mm, per un totale di 10 spire; per la gamma 10-100 MHz non è necessario il telaio, la bobina è avvolta con filo PEV 0,6...1 mm, il diametro dell'avvolgimento volumetrico è di circa 100 mm; numero di giri - 3...5; per la gamma 100–200 MHz, il design della bobina è lo stesso, ma ha una sola spira.

Per funzionare con trasmettitori potenti, è possibile utilizzare bobine di diametro inferiore.

Sostituendo i transistor VT1, VT2 con quelli a frequenza più alta, ad esempio KT368 o KT3101, è possibile aumentare il limite superiore dell'intervallo di frequenza di rilevamento del rilevatore a 500 MHz.

Indicatore dell'intensità di campo per la gamma 0,95…1,7 GHz

Recentemente, i dispositivi di trasmissione della gamma ad altissima frequenza (microonde) sono stati sempre più utilizzati come parte dei lanciatori radio. Ciò è dovuto al fatto che le onde in questo intervallo passano bene attraverso i muri di mattoni e cemento e l'antenna del dispositivo trasmittente è di piccole dimensioni ma altamente efficiente nel suo utilizzo. Per rilevare la radiazione a microonde da un dispositivo radiotrasmittente installato nel vostro appartamento, potete utilizzare il dispositivo il cui schema è mostrato in Fig. 5.21.


Riso. 5.21. Indicatore dell'intensità di campo per la gamma 0,95…1,7 GHz

Principali caratteristiche dell’indicatore:

Intervallo di frequenza operativa, GHz…………….0,95-1,7

Livello del segnale di ingresso, mV…………….0,1–0,5

Guadagno del segnale a microonde, dB…30 - 36

Impedenza di ingresso, Ohm………………75

Consumo attuale non superiore a ml………….50

Tensione di alimentazione, V………………….+9 - 20 V

Il segnale a microonde in uscita dall'antenna viene fornito al connettore di ingresso XW1 del rilevatore e viene amplificato da un amplificatore a microonde utilizzando i transistor VT1 - VT4 ad un livello di 3...7 mV. L'amplificatore è costituito da quattro stadi identici costituiti da transistor collegati secondo un circuito di emettitore comune con connessioni risonanti. Le linee L1 - L4 servono come carichi di collettore dei transistor e hanno una reattanza induttiva di 75 Ohm ad una frequenza di 1,25 GHz. I condensatori di accoppiamento SZ, C7, C11 hanno una capacità di 75 Ohm ad una frequenza di 1,25 GHz.

Questo design dell'amplificatore consente di ottenere il massimo guadagno delle cascate, tuttavia, l'irregolarità del guadagno nella banda di frequenza operativa raggiunge i 12 dB. Un rilevatore di ampiezza basato su un diodo VD5 con un filtro R18C17 è collegato al collettore del transistor VT4. Il segnale rilevato viene amplificato da un amplificatore CC sull'amplificatore operazionale DA1. Il suo guadagno di tensione è 100. Un quadrante è collegato all'uscita dell'amplificatore operazionale, indicando il livello del segnale di uscita. Il resistore regolato R26 bilancia l'amplificatore operazionale in modo da compensare la tensione di polarizzazione iniziale dell'amplificatore operazionale stesso e il rumore intrinseco dell'amplificatore a microonde.

Un convertitore di tensione per alimentare l'amplificatore operazionale è assemblato sul chip DD1, sui transistor VT5, VT6 e sui diodi VD3, VD4. Un oscillatore principale è realizzato sugli elementi DD1.1, DD1.2, producendo impulsi rettangolari con una frequenza di ripetizione di circa 4 kHz. I transistor VT5 e VT6 forniscono l'amplificazione di potenza di questi impulsi. Un moltiplicatore di tensione viene assemblato utilizzando diodi VD3, VD4 e condensatori C13, C14. Di conseguenza, sul condensatore C14 si forma una tensione negativa di 12 V con una tensione di alimentazione dell'amplificatore a microonde di +15 V. Le tensioni di alimentazione dell'amplificatore operazionale sono stabilizzate a 6,8 V dai diodi zener VD2 e VD6.

Gli elementi indicatori sono posizionati su un circuito stampato in fibra di vetro a doppia faccia di 1,5 mm di spessore. La scheda è racchiusa in uno schermo di ottone, al quale è saldata lungo il perimetro. Gli elementi si trovano sul lato dei conduttori stampati, il secondo lato in lamina della scheda funge da filo comune.

Le linee L1 - L4 sono pezzi di filo di rame argentato lunghi 13 mm e con un diametro di 0,6 mm. che sono saldati nella parete laterale dello schermo in ottone ad un'altezza di 2,5 mm sopra la scheda. Tutti gli strozzatori sono frameless con diametro interno di 2 mm, avvolti con filo PEL da 0,2 mm. I pezzi di filo per l'avvolgimento sono lunghi 80 mm. Il connettore di ingresso dell'XW1 è un connettore del cavo C GS (75 ohm).

Il dispositivo utilizza resistori fissi MLT e resistori a mezza stringa SP5-1VA, condensatori KD1 (C4, C5, C8-C10, C12, C15, C16) con un diametro di 5 mm con conduttori sigillati e KM, KT (il resto). Condensatori all'ossido - K53. Indicatore elettromagnetico con una corrente di deviazione totale di 0,5...1 mA - da qualsiasi registratore.

Il microcircuito K561LA7 può essere sostituito con K176LA7, K1561LA7, K553UD2 - con K153UD2 o KR140UD6, KR140UD7. Diodi Zener - qualsiasi silicio con una tensione di stabilizzazione di 5,6...6,8 V (KS156G, KS168A). Il diodo VD5 2A201A può essere sostituito con DK-4V, 2A202A o GI401A, GI401B.

La configurazione del dispositivo inizia con il controllo dei circuiti di alimentazione. I resistori R9 e R21 sono temporaneamente dissaldati. Dopo aver applicato una tensione di alimentazione positiva di +12 V, misurare la tensione sul condensatore C14, che deve essere almeno -10 V. Altrimenti verificare con un oscilloscopio la presenza di tensione alternata sui pin 4 e 10 (11) del DD1 microcircuito.

Se non c'è tensione, assicurarsi che il microcircuito sia funzionante e installato correttamente. Se è presente tensione alternata, verificare la funzionalità dei transistor VT5, VT6, dei diodi VD3, VD4 e dei condensatori C13, C14.

Dopo aver impostato il convertitore di tensione, saldare i resistori R9, R21, controllare la tensione all'uscita dell'amplificatore operazionale e impostare il livello zero regolando la resistenza del resistore R26.

Successivamente, all'ingresso del dispositivo viene fornito un segnale con una tensione di 100 μV e una frequenza di 1,25 GHz da un generatore di microonde. Il resistore R24 ​​raggiunge la deflessione completa della freccia dell'indicatore PA1.

Indicatore di radiazione a microonde

Il dispositivo è progettato per cercare radiazioni a microonde e rilevare trasmettitori a microonde a bassa potenza realizzati, ad esempio, utilizzando diodi Gunn. Copre la gamma 8...12 GHz.

Consideriamo il principio di funzionamento dell'indicatore. Il ricevitore più semplice, come è noto, è un rilevatore. E tali ricevitori a microonde, costituiti da un'antenna ricevente e un diodo, trovano la loro applicazione per misurare la potenza delle microonde. Lo svantaggio più significativo è la bassa sensibilità di tali ricevitori. Per aumentare notevolmente la sensibilità del rilevatore senza complicare la testa a microonde, viene utilizzato un circuito ricevitore del rilevatore a microonde con una parete posteriore modulata della guida d'onda (Fig. 5.22).


Riso. 5.22. Ricevitore a microonde con parete posteriore in guida d'onda modulata

Allo stesso tempo, la testa del microonde non era quasi complicata; è stato aggiunto solo il diodo di modulazione VD2 e VD1 è rimasto quello del rilevatore.

Consideriamo il processo di rilevamento. Il segnale a microonde ricevuto dall'antenna a tromba (o qualsiasi altra, nel nostro caso, dielettrica) entra nella guida d'onda. Poiché la parete posteriore della guida d'onda è cortocircuitata, nella guida d'onda viene stabilita una modalità di volontà permanente. Inoltre, se il diodo rivelatore si trova a una distanza di mezza onda dalla parete posteriore, sarà in un nodo (cioè minimo) del campo, e se a una distanza di un quarto d'onda, allora al antinodo (massimo). Cioè, se spostiamo elettricamente la parete posteriore della guida d'onda di un quarto d'onda (applicando una tensione modulante con frequenza di 3 kHz a VD2), allora su VD1, a causa del suo spostamento con frequenza di 3 kHz dal nodo a all'antinodo del campo a microonde, verrà rilasciato un segnale a bassa frequenza con una frequenza di 3 kHz, che può essere amplificato ed evidenziato da un convenzionale amplificatore a bassa frequenza.

Pertanto, se una tensione modulante rettangolare viene applicata a VD2, quando entra nel campo delle microonde, un segnale rilevato della stessa frequenza verrà rimosso da VD1. Questo segnale sarà sfasato rispetto a quello modulante (questa proprietà verrà utilizzata con successo in futuro per isolare il segnale utile dalle interferenze) e avrà un'ampiezza molto piccola.

Cioè, tutta l'elaborazione del segnale verrà effettuata a basse frequenze, senza le scarse parti a microonde.

Lo schema di elaborazione è mostrato in Fig. 5.23. Il circuito è alimentato da una sorgente a 12 V e consuma una corrente di circa 10 mA.


Riso. 5.23. Circuito di elaborazione del segnale a microonde

Il resistore R3 fornisce la polarizzazione iniziale del diodo rivelatore VD1.

Il segnale ricevuto dal diodo VD1 viene amplificato da un amplificatore a tre stadi utilizzando i transistor VT1 - VT3. Per eliminare le interferenze, i circuiti di ingresso sono alimentati tramite uno stabilizzatore di tensione sul transistor VT4.

Ma ricorda che il segnale utile (dal campo delle microonde) dal diodo VD1 e la tensione modulante sul diodo VD2 sono sfasati. Ecco perché il motore R11 può essere installato in una posizione in cui le interferenze verranno soppresse.

Collega un oscilloscopio all'uscita dell'amplificatore operazionale DA2 e, ruotando il cursore del resistore R11, vedrai come avviene la compensazione.

Dall'uscita del preamplificatore VT1-VT3, il segnale va all'amplificatore di uscita sul chip DA2. Da notare che tra il collettore VT3 e l'ingresso DA2 è presente un interruttore RC R17C3 (o C4 a seconda dello stato dei tasti DD1) con una larghezza di banda di soli 20 Hz (!). Questo è il cosiddetto filtro di correlazione digitale. Sappiamo che dobbiamo ricevere un segnale ad onda quadra con frequenza di 3 kHz, esattamente uguale al segnale modulante, e sfasato rispetto al segnale modulante. Il filtro digitale sfrutta proprio questa conoscenza: quando si deve ricevere un livello alto del segnale utile, viene collegato il condensatore C3 e quando è basso, viene collegato C4. Pertanto, in SZ e C4, i valori superiore e inferiore del segnale utile vengono accumulati su più periodi, mentre il rumore con una fase casuale viene filtrato. Il filtro digitale migliora più volte il rapporto segnale-rumore, aumentando di conseguenza la sensibilità complessiva del rilevatore. Diventa possibile rilevare in modo affidabile segnali al di sotto del livello di rumore (questa è una proprietà generale delle tecniche di correlazione).

Dall'uscita DA2, il segnale attraverso un altro filtro digitale R5C6 (o C8 a seconda dello stato dei tasti DD1) viene fornito all'integratore-comparatore DA1, la cui tensione di uscita, in presenza di un segnale utile all'ingresso ( VD1), diventa approssimativamente uguale alla tensione di alimentazione. Questo segnale accende il LED “Allarme” HL2 e la testina BA1. Il suono tonale intermittente della testina BA1 e il lampeggio del LED HL2 è assicurato dal funzionamento di due multivibratori con frequenze di circa 1 e 2 kHz, realizzati sul chip DD2, e dal transistor VT5, che devia la base VT6 con il frequenza operativa dei multivibratori.

Strutturalmente, il dispositivo è costituito da una testa a microonde e da un pannello di elaborazione, che può essere posizionato accanto alla testa o separatamente.