Danas je nabavljen američki vojni RF vatmetar oznake AN/URM-120 iz 1961. godine, koji je za potrebe Ratne mornarice SAD-a (Navy) proizvela tvrtka Douglas Microwave Co. Inc. Ova tvrtka je tijekom 1950-tih i 1960-tih godina razvijala i proizvodila mikrovalne i radarske komponente te mjerne uređaje za potrebe američke vojske. Vatmetar URM-120 su proizvodile i druge američke tvrtke poput Sierra Electronic Co.
CY2606/URM-120 je oznaka kutije za čuvanje i nošenje vatmetra, TS1285/URM-120 je oznaka samog vatmetra, a CU753/URM-120, CU754/URM-120 i CU755/URM-120 su oznake izmjenjivih usmjernih sprežnika (detektora) za pojedine frekvencijske opsege i opsege snaga.
RF vatmetar URM-120 je predviđen za mjerenje direktne i reflektirane VF snage sistema radio predajnik / antena, koji rade na karakterističnoj impedanciji 50 Ω u opsegu 2-1000 MHz i snagama 10-1000 W. Dolazi sa tri izmjenjiva usmjerna sprežnika (directional coupler):
O usmjernim sprežnicima opširno smo pisali u objavi Mjerenja na antenama – SWR, PWR, FS, MODULATION pa ćemo se ovdje usredotočiti samo na električnu i mehaničku izvedbu sprežnika za vatmetar URM-120.
Elektronička shema vatmetra URM-120.
Ovdje se vidi glavna linija usmjernog sprežnika preko koje se vodi signal iz radio predajnika na antenu. Iznad je mehanizam za prihvat mjerne glave sa senzorskim dijelom usmjernog sprežnika. Ovisno o smjeru u kojem se okrene senzorska glava, mjeri se direktna ili reflektirana snaga.
Priključnice za spajanje radio predajnika i antene su N-tipa. Detektorska glava se sa mjernim instrumentom spaja preko posebnog koaksijalnog konektora (MB-tip).
Američka tvrtka Struthers Electronics Corporation imala je sjedište u državi New York jednako kao i tvrtka Douglas Microwave Co. Inc.
Montažna shema elemenata vatmetra URM-120.
Naljepnice sa bar-kodom ukazuju da se uređaj koristio još dugo nakon proizvodnje.
Smjer strelice otisnut na svakoj detektorskoj glavi označava smjer VF struje koja se mjeri. Tako se zakretanjem glave za 180° može mjeriti direktna VF snaga (od predajnika prema anteni) ili reflektirana VF snaga (od antene prema predajniku). Odnos te dvije snage predstavlja VSWR. Zbog nelinearnosti detektora za frekvencije raspona 2-3 MHz potrebno je izvršiti korekciju izmjerene vrijednosti.
Senzorski dio usmjernog sprežnika. Što je mjerena frekvencija viša to je senzorska žica kraća jer više frekvencije lakše prolaze kroz kapacitivne i induktivne sprege.
Posljednja kalibracija izvršena je 1986. godine za frekvencije 200-400 MHz i snagu do 200 W. Ovo su svakako vojne frekvencije, a uređaj se aktivno koristio najmanje 20 godina.
Mehanizam odabira mjernog opsega snage funkcionira tako da se za manju snagu senzorski dio sprežnika više približi glavnom dijelu sprežnika kroz koji prolazi VF energija i obrnuto, za veću snagu dvije linije sprežnika se mehanički više udalji jedna od druge čime je i prijenos snage na senzor manji.
Ova četiri crna vijka podešena su na različite visine čime sistem pritiskivača sa oprugom više ili manje približi linije usmjernog sprežnika. Ovim vijcima se tako vrši kalibracija mjernih opsega snage.
Dva aluminijska cilindra su samo vodilice za opruge smještene unutar njih, a koje pripadaju sistemu pritiskivača senzorskog dijela sprežnika bliže ili dalje od glavnog voda sprežnika. Jedan kraj senzorskog sprežnika je preko otpornika 68 Ω vezan na masu kako ne bi došlo do stvaranja stojnih valova na paralelnim žicama sprežnika. Drugi kraj vodi na diodu kojom se VF napon ispravlja za prikaz na instrumentu (preko kalibracijskog otpornika).
Ispravljača dioda 1N23C i kalibracijski otpornik koji za senzor 2-30 MHz ima vrijednost od 1,5 kΩ. Aluminijski prsten navučen preko otpornika čini dio prolaznog kondenzatora (feedthrough capacitor) kojim se filtrira (uzemljuje) VF šum eventualno prisutan u signalu. Sličan kondenzator nalazi se i na drugoj strani diode. Boje na prstenu nismo uspjeli dešifrirati, a vrijednost prolaznog kondenzatora bi treba biti 1 nF / 500 VDC.
Montažna shema senzora.
Kao i kod velikog broja drugih starih instrumenta tako se i ovdje zalijepljeno staklo odvojilo od kućišta i prijeti oštećenju skale i kazaljke. Ovo svakako moramo odmah sanirati.
RF-vatmetar AN/URM-120 elektronički se uopće ne razlikuje od bilo kojeg drugog SWR/PWR mjerača koje smo sretali u našim objavama, a isti se i danas proizvode kao različiti modeli koji funkcioniraju na istom principu. Razlika je u tome što moderni SWR/PWR metri obično imaju dva senzora, jedan za direktnu i drugi za reflektiranu snagu. Zahvaljujući tome nije potrebno fizičko okretanje senzorskog dijela što osim što je nespretno također i zahtijeva skupu konstrukciju mehanizma prihvata senzorske glave.
Međutim, mjerači poput AN/URM-120 izrađeni su vrlo kvalitetno i robusno te mogu bez problema biti trajno spojeni na radio predajnik bilo za mjerenje direktne ili reflektirane snage. Druga prednost ovakvih uređaja je ta što se od operatera ne zahtijeva nikakva kalibracija i podešavanje. Dovoljno je umetnuti odgovarajuću mjernu glavu i ispravno ju orijentirati te se vrijednosti mogu odmah očitati na instrumentu.