Forum: HF, Funk und Felder Richtkoppler SWR Directivity


von Sascha (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
bin gerade dabei mir einen kleinen Stripline Richtkoppler für meine 2m 
PA zu bastelln. Nur leider ist die Trennung nicht allzu gut zwischen 
Vor- und Rückverhältniss.
Gibt es eine Möglichkeit das mathematisch zu verrechnen? 
(Differenzieren?)
Oder muss der Phasenwinkel gemessen werden?

Gruß Sascha

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Lesenswert?

Da lässt sich nichts nachträglich verbessern. Helfen soll eine echte 
"Stripline", also Massefläche oben und unten. Vielleicht kann man 
einfach ein Stück einseitiges Platinenmaterial über den Koppler setzen 
und seitlich zur unteren Masse oft genug durchverbinden.
Da habe ich eine Zeichnung eines professionellen Richtkopplers von HP 
gezeigt:
Beitrag "Re: PCB Richtkuppler dimensionieren"

von Sascha (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
ja O.K. unten habe ich Massefläche aber oben noch nicht. Werde ich mal 
nachrüsten und neu ausmessen.
Wie entscheident ist die Länge der Koppelkreise?
Sind bei mir ca. 40mm.
Werde mal ein Bild machen....

Gruß Sascha

von Sascha (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
habe gerade eben das Teil als echte Stripline nochmals durchgerechnet, 
kann ich als Leiterplattenlösung nicht mehr machen, da bei den Abständen 
die Leiterbahnen so dünn werden, dass es schon mit der Leistung probleme 
gibt.
Leistung ist 100 Watt, Frequenz 145MHz.
Werde mal nach einer anderen Lösung suchen müssen.

Gruß Sascha

von Physikr (Gast)


Lesenswert?

Sascha schrieb:
> Hallo,
> habe gerade eben das Teil als echte Stripline nochmals durchgerechnet,
> kann ich als Leiterplattenlösung nicht mehr machen, da bei den Abständen
> die Leiterbahnen so dünn werden, dass es schon mit der Leistung probleme
> gibt.
> Leistung ist 100 Watt, Frequenz 145MHz.
> Werde mal nach einer anderen Lösung suchen müssen.
>
> Gruß Sascha

Hallo.
Wenn Dir entsprechende SW Fehlt zum berechnen, dann schau einfach mal 
hier nach:http://www.microwaves101.com/encyclopedia/calmstrip.cfm

von Physiker (Gast)


Lesenswert?

Sascha schrieb:
> Hallo,
> habe gerade eben das Teil als echte Stripline nochmals durchgerechnet,
> kann ich als Leiterplattenlösung nicht mehr machen, da bei den Abständen
> die Leiterbahnen so dünn werden, dass es schon mit der Leistung probleme
> gibt.
> Leistung ist 100 Watt, Frequenz 145MHz.
> Werde mal nach einer anderen Lösung suchen müssen.
>
> Gruß Sascha

Hallo.
Wenn Dir entsprechende SW Fehlt zum berechnen, dann schau einfach mal 
hier nach:http://www.microwaves101.com/encyclopedia/calmstrip.cfm

von Physiker (Gast)


Lesenswert?

Sascha schrieb:
> Hallo,
> habe gerade eben das Teil als echte Stripline nochmals durchgerechnet,
> kann ich als Leiterplattenlösung nicht mehr machen, da bei den Abständen
> die Leiterbahnen so dünn werden, dass es schon mit der Leistung probleme
> gibt.
> Leistung ist 100 Watt, Frequenz 145MHz.
> Werde mal nach einer anderen Lösung suchen müssen.
>
> Gruß Sascha

Hallo.
Wenn Dir entsprechende SW Fehlt zum berechnen, dann schau einfach mal 
hier nach:http://www.microwaves101.com/encyclopedia/calmstrip.cfm
Oder mit Berechnung der Leistung [W] dise:
http://www.microwaves101.com/encyclopedia/calcpw.cfm

von Mikrowilli (Gast)


Lesenswert?

Wie hast Du denn die Auskoppelleitung abgeschlossen? Sind es separate 
Leitungen für Vor- und Rücklaufrichtung oder eine gemeinsame Leitung mit 
Abgriff an beiden Seiten? Falls es separate Leitungen sind: ersetze doch 
versuchshalber den festen Abschlußwiderstand einmal durch ein kleines 
Kohleschicht- Trimmpotentiometer von 220 Ohm und stelle damit die 
Auskopplung auf beste Richtschärfe ein. Meist kann man so noch einiges 
herausholen. Wenn der Koppler danach Deinen Ansprüchen genügen sollte, 
kannst Du das Potentiometer ausmessen und durch einen entsprechenden 
Festwiderstand ersetzen.

von Sascha (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
@Physiker, danke für den Link, ist super mit der mathematischen Formel, 
so etwas sammle ich sehr gerne. Ich benutze mehrere kleine freie 
Programme wie z.B. AppCAD von Agilent, RFSim99, AADE Filter Design usw.

@Mikrowilli, ja super Idee ich habe auch schon daran gedacht an dieser 
Stelle nochmals eine Optimierung durchzuführen.
Ich habe für Vor- und Rücklauf zwei getrennte Leiterbahnen damit ich das 
Ding nicht ausbalancieren muss. Die Leiterbahnen haben auch 3mm breite 
also 50 Ohm Impedance. Am Fusspunkt habe ich 50 Ohm Widerstand und zu 
den Dioden einen 3dB Attenuator auch mit 50 Ohm. Dann gehe ich mit 20pF 
auf die zwei Dioden. Der XL von 20pF ergibt auch 50 Ohm. Das werde ich 
aber nochmals auf 100pF ändern, nicht dass da sich ein Kapazitiver 
Teiler mit den Dioden entsteht. Die Diode nach Masse schließt die 
negativen Spannungen kurz, wird aber mit einer Vorspannung von ca. 1V 
gespeist. Die Diode in Flussrichtung lädt nun die positive Spannung auf 
einen 1nF Kondensator gleich. Terminiert ist der mit 10KOhm vieleicht 
ist das noch zu hochohmig?

Ich habe Gestern die Terminierung des Diodengleichrichters von 100K auf 
10K geändert und über die Koppelleiterbahnen noch eine Leiterplatte zur 
schirmung gelötet. Dadurch konnte ich die Richtwirkung auf einen Faktor 
von 19 bis 20dB bringen. Das SWR am Eingang des Richtkopplers leigt 
jetzt leider nur noch bei 1:1.22. Ohne die Leiterplatte war es bei 
1:1.03.

Werde nun 1.mit der 50 Ohm Terminierung nachmals experimentieren und 
dann die Dioden mit einem Konstantstrom betreiben. Dadurch verspreche 
ich mir den wegfall der Dynamischen Kennlinie der Dioden.

Was aber vom Aufwand einfacher kommt, ist der Einsatz eines kleinen HF 
Detector ICs. Aber nicht logaritmisch sondern linear. Somit entfällt 
viel OP gedöns.....

Gruß Sascha

PS. muss das Ding mal auf den Scanner legen und ein Bild machen.

von Uwe S. (de0508)


Lesenswert?

Guten Morgen,

ich habe eine Zwischenfrage mit was "misst" Du das VSWR?

Welcher Fehler ist vorhanden ?
Wie sehen die Portanpassungen und die Richtschärfe deiner Messeinheit 
aus?

Sascha schrieb:
> Ich habe Gestern die Terminierung des Diodengleichrichters von 100K auf
> 10K geändert und über die Koppelleiterbahnen noch eine Leiterplatte zur
> schirmung gelötet. Dadurch konnte ich die Richtwirkung auf einen Faktor
> von 19 bis 20dB bringen. Das SWR am Eingang des Richtkopplers leigt
> jetzt leider nur noch bei 1:1.22. Ohne die Leiterplatte war es bei
> 1:1.03.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Lesenswert?

In den UKW-Berichten gab es auch mal eine Untersuchung zu einfachen 
Streifenleitungskopplern.

Ich nehme an, es war der Beitrag:
"Stripline-Richtkoppler für 400 MHz bis 3,6 GHz Gregor 
Storz,ZL1GSG,DL2GS 1996/2 S.67-74"

(Inhaltsverzeichnisse 1987-2012: 
http://ukw-berichte.de/ukw-docs/pdf/zeitschrift/GesInh12.pdf )

von Sascha (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
@UWE ich messe die Spannungen mit einem Voltmeter und rechne alles von 
hand um. Ich habe einen Sender der einigermaßen exakte 6W und 15W bei 
145MHz liefert. Einen Abschlusswiderstand der super exakt ist und von 
Rigexpert den AA500. Vom Equipment her sehe ich keine Probleme. Nacher 
ist auf meiner PA ein Mikrocontroller mit 16 Bit ADC der dann all dies 
machen darf.
Die Mathematik ist sowit auch keim Problem nur ist halt die Frage, ob 
man das mathematisch noch etwas schärfen kann. Ich habe gestern abend 
noch von der Firma Marki eine ganz interessante Untersuchung mit 
mathematischer Ableitung gelesen, leider noch nicht alles verstanden, 
aber das kommt noch...
Aber klar ist, alles was die Hardware kann muss die Software nicht 
kompensieren (wenn es überhaupt geht).

Gruß Sascha

PS. Reflektionsgrößen kann ich noch nicht simulieren. Baue mir bis dann 
aber einen Pi-Filter zum verstimmen zusammen, der dann vor den Dummyload 
kommt.

von Uwe S. (de0508)


Lesenswert?

Hallo Sacha,

mit einem Voltmeter ?

Is das ein DC-Voltmeter ?

Und wie wird die HF ausgekoppelt ?

Am einfachsten geht es mit einem ad8307 oder ad8310, dann kann man 
logarithmisch messen und auch sehr schnell das VSWR berechnen.
Nebenbei erhält man auch gleich die Leistungen Pfwd und Pref als dBm.

Ich habe in 2013 ein VSWR Messgerät 100kHz-30Mhz auf Basis zweier 
kalibrierter ad8307 mit einem Richtkoppler mit -50dB Directivity und 
einer Portanpassung von >50dB an allen Ports gebaut.
Die max. Eingangsleistung ist skalierbar über den Messrichkoppler.

Das ist ein Messgerät mit definiertem Fehler über dem Frequenzbereich.

von Sascha (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
@UWE, ja das ist soweit klar, ich habe auch schon Powermeter mit 
log.Amps aufgebaut, aber in meinem Text oben steht doch 
Diodengleichrichter sogar mit BIAS. Für eine PA ist ein log.Amp 
Overengineering. Und dann habe ich nur noch 10mV/dB das ist bei höherer 
Leistung sogar eher hinderlich. Wenn man bedenkt, dass in etwa 
80Watt=49,031dBm sind und 83Watt=49,191dBm entspricht. Wie willst du das 
mit einem log.Amp sinnvoll auflösen? Da bevorzuge ich lieber die lineare 
Art.

 P=(U/2/sqr(2))²/50R
Also zuerst muss die Uss Spannung in Ueff umgewandelt werden, dann die 
Leistung über den Wiederstand bestimmt werden.

Wenn ich nacher die PA in der Leistung ausregeln muss, weil sie im 
A-Betrieb läuft, ist der lineare Weg der genauere. Mit den log.Amps 
kommt man dafür bis -50dBm klasse zurecht.

>> -50dB Directivity ???? bist du dir da sicher? Wow das habe ich noch nicht 
gesehen oder meinst du den Koppelfaktor? Also bei HP hörts irgendwo so bei 35dB 
auf oder bin ich da falsch informiert. Ansonsten brauche ich schnellstens 
Nachhilfeunterricht!!!

Gruß Sascha

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Das Heft ist noch lieferbar, 2,50€, daher hier nur ein "Appetithappen" 
des genannten Artikels.  Ich will ja dieser Traditionszeitschrift nicht 
die Butter vom Brot nehmen. Seit Mitte der Sechziger vierteljährlich 
erscheinend, habe ich gerade heute das neuste Heft erhalten.

Der Autor empfiehlt ebenfalls Triplate-Technik, und die Abmessungen hier 
sind sicher nicht zu dünn.
Die Abschlußwiderstände dürften für eine Endstufe etwas schwach sein, 
auch wenn sie nur im Auskoppelzweig liegen.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.