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POLARAD:  Spectrum Analyzer Set
AN/UPM-84A




Polarad spectrum analyzer Set AN/UPM-84A.  USA, ca. 1969.

In einem POLARAD-Handbuch von 1962 findet sich dieser 'Wide Dispersion Single-Unit Spectrum Analyzer' unter der Bezeichnung Model SA-84WA aufgeführt; hier in der militärischen Version, ganz in gelb als AN/UPM-84A. Die 1944 gegründete Firma POLARAD galt neben PANORAMIC seit jeher als Marktführer auf dem Gebiet der hochfrequenten Spektrumsanalyse und zeigte sich mit einer beachtlichen Serie an hochentwickelten Geräten, besonders für Radar-Anwendungen.
Mit Spectrum Analyzern - die deutsche Bezeichnung ist am ehesten Panorama-Empfänger - lässt sich ein Frequenzspektrum auf einem Schirm zur Anzeige bringen und auswerten: auf der horizontalen Achse sind dabei die Frequenz, auf der vertikalen die zugeordnete Amplitude aufgezeichnet.
Den meisten POLARAD Spectrum-Analyzer Modellen gemein sind eine Anzeigeeinheit mit Netzteil und eine (in früheren Modellen, wie etwa der Serie TSA auch austauschbare) HF-Einheit (rf-unit, tuning head).
Das Modell hier, dem Typenschild nach von AUL Instruments Inc. unter Lizenz gefretigt oder umgelabelt, ist alllem Anschein nach eine der  letzten und auch eine sehr ausgereifte Serie an röhrenbasierten POLARAD Spectrum Analyzern. Unter der aufgeführten Contract No. ist es das erste von insgesamt acht Geräten und befindet sich in einem ausgezeichneten Zustand (vermutlich ein Depotgerät).  Mit dabei ist auch umfangreiches Zubehör, bestehend aus Anschlusskablen, Adaptern, Filtern, Abschwächern und einer Hornantenne.




Polarad spectrum analyzer Set AN/UPM-84A, Tuning Head.  USA, ca. 1969.

Oben abgebildet: Die Abstimmeinheit mit Bereichsschalter, horizontaler Skala zur Einstellung der Frequenz, Abstimmknopf und Kontrollinstrument mit "Meter Selector". Die Einheit enthält auch einen unabhängigen Abschwächer und lässt sich auf zwei Schienen aus dem Hauptgerät herausfahren.
Das zu untersuchende Signal wird je nach Frequenzband unterschiedlich in der Abstimmeinheit aufbereitet, gemischt, vorverstärkt und  - über 115 V AMPHENOL Koax-Relais gesteuert - dem Breitbandverstärker im Hauptgerät zugeführt.




POLARAD spectrum analyzer Set AN/UPM-84A. Die zwei Oszillatoren für die niederen Frequenzbänder. Innenansicht Detail. USA, ca. 1969.

In der oben abgebildeten Innenansicht der Abstimmeinheit sind zwei Rohrkreise zu erkennen, die mittels Schieber abgestimmt werden. Als aktive Elemente arbeitet jeweils eine 6AF4A Elektronenröhre. Die ebenfalls an die Abstimmachse gekoppelte Resonator-Einheit ist direkt hinter der Skalenwalze angeordnet und enthält  einen Reflex-Klystron mit der Typenbezeichnung 7049 (ZV1009).  Über den Bereichsschalter wird jeweils einer der drei lokalen Oszillatoren zugeschaltet und die erzeugte Frequenz in einem Dioden-Mischer mit dem Eingangssignal gemischt.
Erhalten geblieben ist auch der komplette Satz an Zubehör, bestehend aus Adaptern, Filtern, Abschwächern und Antennen.
Im unteren Bild ist ein Abschwächer (0 bis 40 dB) für das Q-Band zu sehen: Durch Drehen des schwarzen Einstellknopfs wird ein kleines Metallblatt in den Hohlleitergang geschoben und somit der Signalpegel bedämpft.



POLARAD Spectrum Analyzer Set AN/UPM-84A. Abschwächer Q-Band ( 33 bis 50 GHz) CN-1023/UPM-84A. USA, ca. 1969.

Bei der Recherche zu POLARAD begegnet einem unweigerlich die Geschichte eines im Jahr 1960 ausgetragenen Rechtsstreits: Der bekannte und bereits 1938 gegründete Kamera-Entwickler POLAROID zog gegen POLARAD zu Felde: der Firmenname sei zu gleichlautend und führe zu einer Verwirrung bei den Kunden ("confusion of its customers"). POLAROID führte an, "that the parties are in direct competition and that their fields of activity overlap." Das Gericht folgte dieser Sichtweise nicht und befand: " Nor has the plaintiff offered any proof that because of the similarity of names, or for any other reason, it has suffered an impairment of its reputation or prestige either with the general public or in industry, or the dilution of the distinctive quality of its name." 
Ein neuzeitlicher Forenbeitrag zu diesem Fall: "Well, hell yeah I can see how! I wanted to snap some pics and I walked out with a spectrum analyzer! ".




Polarad spectrum analyzer Set AN/UPM-84A. Abstimm-Einheit Detail.  USA, ca. 1969.

Es gibt relativ wenige in gelber Farbe gehaltene militärische Messgeräte: neben dem AN/UPM-84A Spectrum Anaylzer sind noch der Signalgenerator AN/USM-388 (HP 8640B) und das AN/USM-323 Oszilloskop (HP 1740) bekannt.  Ich habe bisher leider keinen hinreichenden Grund für die Wahl der Farbe gefunden. Erst gewöhnungsbedürftig, mittlerweile bestechend einzigartig! (Ein Forenbeitrag meint, es sei ein you-can-even-find-me-under-water - Gelb).

Bis zum Eintritt von HEWLETT-PACKARD in den Spectrum-Analyzer-Markt (!963) galt POLARAD auf diesem Gebiet als absolut normativ. Ende der 1960er Jahre finden sich sehr leistungsfähige Spectrum Analyzer auch von TEKTRONIX - allerdings bereits schon vollständig in Halbleitertechnik gefertigt.



Polarad spectrum analyzer Set AN/UPM-84A. Netzteil.  USA, ca. 1969.

Obiges Bild zeigt das verhältnismäßig aufwändige und mit 21 kg auch nicht gerade leichte Netzteil. Drei lokale Oszillatoren, eine Kathodenstrahl-Einheit und insgesamt 49 Elektronenröhren machen 7 Betriebsspannungen, sowie je eine Gleich- und eine Wechseltrom - Heizspannung aus insgesamt drei Transformatoren erforderlich. Der AN/UPM-84A verfügt über etliche Möglichkeiten zum Abgleich der einzelnen Module und erzeugt eine Leistung von insgesamt etwa 550 Watt.




Polarad spectrum analyzer Set AN/UPM-84A. Innennansicht rechts.  USA, ca. 1969.

In obigem Bild zu erkennen sind oben links der Marker-Oszillator, der 160 MHz Breitbandverstärker; rechts oben der Sweeper, darunter der Verstärker für das Basisband. Unten links ist der Mischer zu sehen, der der Frequenz aus dem Klystron die Harmonischen aus dem 'Crystal Calibrator' zumischt; unten rechts: das Netzteil.

Heute finden sich auf Gebrauchtmärkten vereinzelt noch POLARAD Signalgeneratoren und Empfänger für den Mikrowellenbereich, gefertigt in den 1970er und 1980er Jahren, auch existierte eine Gemeinschaft mit Rohde & Schwarz: unter beider Logo wurden weiterhin auch Spectrum Analyzer vertrieben. Danach verliert sich leider die Spur des Unternehmens.


 

Polarad spectrum analyzer Set AN/UPM-84A. Schirmbilder: links: CW-Signal mit Marker; rechts amplitudenmoduliertes Signal. 

Obige Schirmbilder zeigen zwei Anwendungsfälle: Links eine unmodulierte Trägerfrequenz bei 195,4 MHz, mit eingeblendet sind auch 1MHz-Marker. Das rechte Bild ist eine amplitudenmodulierte (ca. 50 %) Senderspannung mit den beiden Seitenbändern.  Darstellen lassen sich die Signalleistung, sowie eine lineare wie logarithmische Form. 
Das Modell hier ist nicht nur äußerlich in einem bewunderswerten Zustand, sondern es beeindruckt bei Tests auch durch seine Genauigkeit und hohe Empfindlichkeit.


    

Polarad spectrum analyzer Set AN/UPM-84A. Schirmbilder: links: frequenzmoduliertes Signal; rechts UKW-Spektrum im Rundfunkbereich.


Collectors Note:

Unter Sammlern gilt ein Spectrum Analyzer von POLARAD in Röhrentechnik vorallem seines Gewichts von rund 70 kg und seiner Abmessungen wegen als wenig attraktiv. Durch das Herausnehmen der Abstimmeinheit und (wenn man etwas Zeit hat) Ausbau des Netzteils werden die Geräte durchaus handhabbar. Die ausgefeilte Technik, lange Erfahrung und hochentwickelte Verarbeitung machen die Geräte allerdings sehr spannend, und durch die verhältnismäßig geringen Stückzahlen (ich schätze, es gibt heute, wenn überhaupt, noch wenige Dutzend) sind ältere POLARAD spectrum anaylzer sehr reizvoll und auch vom äußeren Design sehr repäsentative Geräte ihrer Zeit. 

Die Stromversorgung der einzelnen Module wird über einen Kabelbaum gesteckt; die HF-Signale mitttels BNC-,N-Norm-, und TNC-Kabeln zugeführt. Da die unzähligen HF-Kabel im Gerät nicht bezeichnet sind, sollte man sich bei der Instandsetzung oder Wartung Stecker und Buchsen vor der Entnahme einer Einheit genau markieren.
An einigen wenigen Stellen wurde der Servicegedanke etwas vernachlässigt; es ist ratsam bei der Wartung einen Winkelschrauber zur Hand zu haben. Alle Gewinde sind zöllig.

Für das Darstellen stabiler Schirmbilder benötigt dieser röhrenbasierte Spectrum Analyzer eine Warmlaufzeit von etwa drei Stunden - ein Erfahrungswert. Innerhalb dieser Zeit sind viele Abbidlungen etwas nervös in der Amplitude oder driften stark, besonders bei kleiner Dispersion. Da das Gerät sehr empfindlich ist, sollte auf absolut zuverlässige Hf-Kabel und saubere und korrekte Steckverbinder geachtet werden.

Kennwerte:
Frequenzbereich:            10 MHz ... 63 GHz in zehn Bereichen
Abschwächer:                 0 ... 100 dB

Abmessungen B x H x T:  (18 x 20 x 27) inch; Gewicht: 72  kg

Dokumentation/ Quellen:
POLARAD ELECTRONICS CORP.: Spectrum analyzer techniques handbook. Fourth edition. New york, 1962.

Polarad Corporation Historical Site: http://www.polarad.com [2014]

U.S. District Court for the Eastern District of New York:  "Polaroid Corporation v. Polarad Electronics Corp., 182 F. Supp. 350 (1960)"

Department of the Army: Technical Manual General Support Maintenance Repair Parts and Special Tool List
for spectrum analyzer set AN/U PM-84A.  TM 11-6625-359-40P-1. Washington, 1977.

Secretary of the Air Force: Technical Manual, Operating Instructions Spectrum Analyzer Set AN/UPM-84A. T.O. 33A1-13-57-21. October 1969.

  
  
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