Чутливий індикатор поля може бути корисний не тільки на аматорській радіостанції. Область його застосування значно ширша. Про це, а також про вдалої конструкції індикатора поля розказано в цій статті.
Завдання виявлення і детектування слабких електромагнітних полів може бути успішно вирішена використанням в детекторі звернених діодів. Вольт-амперна характеристика (ВАХ) зверненого діода (ОД) наведена на рис. 1. Як видно, її зворотна гілка починається з нуля. Така форма зворотного гілки визначається тим, що ОД при нульовому зміщенні р-n переходу знаходиться в стані електричного пробою, або, іншими словами, зворотне напруга пробою такого діода дорівнює нулю. Це властивість р-n переходу досягається високою концентрацією легуючих домішок у вихідному напівпровідниковому матеріалі.
Пряма ж гілка ВАХ ОД відповідає характеристиці звичайного діода і для різних напівпровідників починається з деякого порогового напруги, близько 0,3 В німеччина та 0,6 для арсеніду галію. Таким чином, "перекинувши" діод "догори ногами", ми отримуємо ідеальний детектор з ВАХ, що починається з нуля і з "зворотним напругою" - частки вольта. На рис. 2 показана повернена на 180° ВАХ ОД, відповідна характеристиці, майже ідеальною для детектування малих сигналів - це найкраще, що існує в сучасній елементній базі.
Втім, уважно подивившись на ВАХ зверненого діода, можна помітити і яскраво виражену нелінійність третього порядку. Це дозволяє з успіхом застосовувати ОД змішувачах високочутливих радіоприймачів і конвертерів. Я не впевнений в чистоту експерименту, але в роки моєї активної роботи на діапазоні 432 МГц (кінець 70-х, колективна УКХ радіостанція МДУ UK3ACF) проста заміна діода в змішувачі конвертера на звернений підвищувала гучність прийнятих радіостанцій на 2...3 бали. При цьому ефір суб'єктивно здавався "чистіше", оскільки практично повністю зникали перевантаження від потужних станцій.
Принципова схема. Отже, будуємо індикатор електромагнітного поля з детектором на звернених діодах. Схема індикатора, показана на рис. 3, відповідає схемою звичайного детекторного приймача без коливального контуру.
Полярність головки вказана вірно - діоди звернені, детектування відбувається на зворотної гілки ВАХ. Чутливість приладу визначається виключно наявними стрілочним микроамперметром. При використанні приладу з повним відхиленням стрілки при струмі 50 мкА індикатор виявляє передавачі стільникових мереж з відстані в кілька сотень метрів. Радіомовні передавачі УКХ і FM діапазонів забезпечують відхилення стрілки індикатора на 30...70 % шкали при дальності 1,5...2 км. Практично, переміщаючись з цим приладом по Москві, рідко вдається знайти місце, де б стрілка не відхилялася. Особливо цікаві ефекти можна спостерігати у квартирах на високих поверхах. Іноді в зовсім непередбаченому місці кімнати прилад показує майже повне відхилення стрілки. Докладний ж дослідження та огляд прилеглих будинків, які видно з вікна, виявляє знаходження в межах прямої видимості передавальних антенних систем.
Невелика доробка приладу з введенням коливального контуру (рис. 4) ще більше збільшить чутливість приладу і дозволить спостерігати просторові картини полів певних радіопередавачів або мовних радіостанцій. Тепер у нас виходить резонансний, тобто селективний індикатор електромагнітного поля. Для достовірної ідентифікації того чи іншого радіопередавача доцільно доповнити прилад высокоомными телефонами (R > 2 кОм), включеними по змінному струму паралельно стрелочному приладу. Параметри котушки L1 і конденсатора С1 вибираються виходячи з потрібного діапазону частот. Відвід до антени робиться від 1/5, а до детектора від 1/3 загального числа витків котушки, рахуючи від нижнього за схемою виведення (з'єднаний із загальним проводом).
До позитивних якостей приладу можна віднести також і те, що при приміщенні його в поле з високою напруженістю детектируемое напруга ніколи не перевищує часток вольта в силу специфіки ВАХ зверненого діода. Це якість оберігає мікроамперметр від виходу з ладу.
Деталі. В індикаторі можуть бути використані обернені діоди серій ГИ401 або АИ402 з будь-якими буквеними індексами. Конденсатори С1 (див. рис. 3), C2 і C3 (рис. 4) можуть бути типу К10-17-1 в, або будь-які інші керамічні безвыводные для поверхневого монтажу, С4 (рис. 4) - КМ-6 або К10-28, К10-47. Змінний конденсатор С1 (рис. 4) - типу КПВ або будь-якого іншого, з повітряним діелектриком.
Котушка L1 для роботи індикатора в діапазоні метрових хвиль повинна бути намотана товстим (0 > 1 мм), бажано посрібленим проводом на керамічному ребристому каркасі. У дециметровому діапазоні котушка L1 може бути безкаркасних, виконаної посрібленим проводом 0 > 2 мм. Достатньо всього 1...3 витка. На більш високих частотах доцільно використання смужкових резонаторів.
Як стрілочного індикатора в приладі застосований мікроамперметр М4204 з струмом повного відхилення стрілки 50 мкА і опором рамки 1600 Ом. Ці параметри не критичні, тому підійде будь-мікроамперметр, бажано з струмом повного відхилення стрілки не більше 100 мкА.
Конструкція. Антена приладу (рис. 5) представляє собою широкосмуговий симетричний вібратор з лінійною поляризацією.
Вона виконана з односторонньо фольгованого склотекстоліти. На ній же розташовані всі елементи індикатора (рис. 6) і до неї кріпиться мікроамперметр з допомогою своїх гвинтових висновків. За допомогою такої антени легко визначається поляризація спостерігається електромагнітного поля і навіть, при деякій навичці, зміна поляризації при відображенні радіохвиль від стін залізобетонних будівель та великих металевих предметів.
Даний прилад може бути вельми корисний у радиокружках і в навчальних закладах для наочної ілюстрації просторової інтерференційної картини сумарного електромагнітного поля, що оточує нас повсякденно.
При використанні антени з більш вираженою спрямованістю (багатоелементні рамки, хвильові канали, логопериодические антени) прилад можна використовувати для "кімнатної" гри "Полювання на лисиць" у радиокружках. Втім, в цій якості він може бути корисний, наприклад, для пошуку прихованих радіопередавачів.
Для роботи в діапазоні коротких хвиль (f < 30 МГц) цей індикатор не розрахований, що пов'язано з низькою ефективністю сильно укороченого вібратора - антени.
Описаний прилад справно працює у мене з 1985 р. Він жодного разу не відмовляв і не піддавався ремонту. У свій час, будучи розробником радіопередавачів, я завжди тримав цей прилад на робочому стенді, забезпечуючи контроль за якістю екранування і відсутністю випромінювань не тільки на своєму робочому місці, але й у найближчому оточенні. І треба сказати, що він справлявся з цим завданням краще, ніж офіційні служби радіоконтролю. Спасибі йому величезне!
Автор: С. Комарів (UA3ALW), р. Москва