Hallo,
ich (Funkamateur) möchte eine Loopantenne (Magnetantenne) als
Sendeantenne benutzen.
Habe deshalb eine Loop aus Aluminiumband aufgebaut mit einem
Drehkondensator mit großem Plattenabstand (wegen der hohen Spannungen)
versehen.
Jetzt habe ich ein Koaxkabel am Ende mit einer Mantelwellensperre
versehen und die Ausgänge vom Koax-Kabel Gammamatch-mäßig angeschlossen
(Masse vom Koax an den oberen Mittelpunkt der Loop).
Also im Prinzip wie hier:
http://www.abload.de/img/img_3434r9xdk.jpg
Dann habe ich eine Impedanzmessbrücke (50 Ohm, ca. 7,010MHz) am anderen
Ende des Koaxkabels (RG58) angeschlossen und habe die Seele des
loopseitigen Koax über ein anderes Kabel ebenfalls an der Loop
angeschlossen, bis etwa ein Minimum auf der Anzeige zu sehen war. Dann
habe ich die Loop noch mal genau über den Drehko abgestimmt und die
Klemme der Gammamatch so weit verschoben, bis der minimalste Auschschlag
gefunden war.
Und jetzt die Überraschung:
Der minimal mögliche Anzeige-Punkt liegt ja theoretisch bei 50 Ohm.
Sowohl bei 10 Ohm als auch bei 100 Ohm ist der Ausschlag der Messbrücke
höher als bei 50 Ohm.
Im vorliegenden Fall lag der Ausschlag aber noch weit unter dem
50-Ohm-Punkt.
Wie kann das sein? Liegt das an irgendwelchen Reaktanzen (C- oder
L-mäßig) und wie kann ich die Antenne/Gammamatch nun für 40m vorab
halbwegs auf 50 Ohm abstimmen, um keinen Antennentuner benutzen zu
müssen?
DHC schrieb:> Der minimal mögliche Anzeige-Punkt liegt ja theoretisch bei 50 Ohm.
Möglich, aber je nach Bauausführung nicht unbedingt richtig.
Hast du das überprüft?
Ja, habe einen 50-Ohm-Dummy an die Messbrücke geschaltet und die Höhe
des Zeigerausschlags gemerkt. Weil die Messbrücke selber für
50-Ohm-Messungen ausgelegt ist, kann der Zeiger eigentlich gar nicht
tiefer gehen (was er dann ja doch gemacht hat).
Dann habe ich das noch mal mit einer Messbrücke und einem Netzwerktester
untersucht um sicher zu gehen, mit dem gleichen Ergebnis.
Möglicherweise wäre es aber sinnvoller, irgendwie festzustellen, bei
welchem Gammamatch-Abgleich die meiste Leistung von der Antenne
abgegeben wird, z.B. mit einem Feldstärkemesser?!?
Kenne mich wie gesagt bisher damit nicht wirklich aus, man findet auch
teilweise widersprüchliche Angaben zum Thema Impedanzanpassung an eine
Loopantenne.
Meistens wird es so beschrieben, dass man für die jeweilige Frequenz nur
den richtigen Gammamatch-Anzapfungspunkt finden muss und fertig sind die
50 Ohm für die jeweilige Frequenz.
Meine Messergebnisse sagen jedenfalls etwas anderes und die würde ich
gerne mit der Theorie in Einklang bringen.
DHC schrieb:> Ja, habe einen 50-Ohm-Dummy an die Messbrücke geschaltet und die Höhe> des Zeigerausschlags gemerkt. Weil die Messbrücke selber für> 50-Ohm-Messungen ausgelegt ist, kann der Zeiger eigentlich gar nicht> tiefer gehen (was er dann ja doch gemacht hat).
Dann taugt entweder die Dummy-Load oder die Meßbrücke nichts, oder du
hattest ein Kabel mit falschem Wellenwiderstand dazwischen.
DHC schrieb:> Möglicherweise wäre es aber sinnvoller, irgendwie festzustellen, bei> welchem Gammamatch-Abgleich die meiste Leistung von der Antenne> abgegeben wird, z.B. mit einem Feldstärkemesser?!?
Möglicher Weise.
Die Loop hat ja nicht zwangsläufig 50 Ohm, nur weil sie auf Resonanz
abgeglichen ist.
Das Kabel selbst hat auch noch Transformationseigenschaften, die man
aber besser nicht ausnutzt, weil sie mit erhöhten Verlusten verbunden
sind.
DHC schrieb:> Ja, habe einen 50-Ohm-Dummy an die Messbrücke geschaltet und die Höhe> des Zeigerausschlags gemerkt. Weil die Messbrücke selber für> 50-Ohm-Messungen ausgelegt ist, kann der Zeiger eigentlich gar nicht> tiefer gehen (was er dann ja doch gemacht hat).
Das ist Murks, auf der Basis kannst du nicht sinnvoll weiterarbeiten.
Der Murks zieht weiteren Murks nach sich. Die Ergebnisse sind nicht
interpretierbar.
Mit einem Dummy 50 Ohm reell muss eine Impedanz - Brücke im
Gleichgewicht sein und NULL anzeigen.
Das ist als erstes in Ordnung zu bringen. Dann können wir weiter sehen.
72, John
Aus meiner Erfahrung mit Magnetantennen kann ich nur sagen, das die
Resonanz so spitz ist wie tanzen auf einer Nadel. Ich sehe bei deiner
Konstrukton keinen Getriebmotor mit extrem starker Untersetzung. Bei
meioner Loop läuft ein Stepper mit Schneckengetriebe. Da sehe ich am
VSWR Meter die Reaktion eines einzelnen Schrittes am Zeiger. Allerdings
habe ich auf die Gamma-Match-Anpassung verzichtet und eine
Koppelschleife genommen. Wenn du ein Dipmeter hast kannst mal die
Resonazfrequenz deiner Antenne suchen. Eventuell liegst du gar nicht bei
deiner Messfrequenz. Im übrigen auch mein Hinweis , dass das Koaxkabel
von der elektrischen Länge her nicht resonant zur Sendefrequenz sein
darf, natürlich auch keine Vielfachen davon. Mit der Hand und 1:1 ist
das Teil nicht abstimmbar!
John schrieb:> Mit einem Dummy 50 Ohm reell muss eine Impedanz - Brücke im> Gleichgewicht sein und NULL anzeigen.
Das hatte mich auch gewundert. War allerdings auch nicht meine
Messbrücke.
herbert schrieb:> Eventuell liegst du gar nicht bei> deiner Messfrequenz. Im übrigen auch mein Hinweis , dass das Koaxkabel> von der elektrischen Länge her nicht resonant zur Sendefrequenz sein> darf, natürlich auch keine Vielfachen davon. Mit der Hand und 1:1 ist> das Teil nicht abstimmbar!
Die Resonanz habe ich definitiv gefunden. Das Koax ist 5m lang, ein Teil
davon um die Mantelwellensperre gewickelt.
Ich muss das am Wochenende noch mal in Ruhe untersuchen.
Bei ca. 5m Entfernung zur Loop habe ich immer von Hand abgestimmt
(Drehko hat gute Übersetzung), bin dann von der Loop weg und habe
nachgemessen.
Wenn ein Mensch oder Metallteile in der Nähe der Loop sind, verschiebt
sich die Resonanzspitze (bzw. Resonanzkerbe) und wird auch wesentlich
flacher.
Frage: Idealerweise sucht man bei einer optimal abgestimmten Loop den
50-Ohm-Punkt durch Verschieben der Anzapfung, wenn man mit einer
Gammamatch-Anpassung arbeitet???
(falls nein, wie dann?)
Dass Du für Deinen Sender ein Stehwellenmessgerät bauen willst, ist eine
gute Idee. Ich selbst habe bereits mehrere Stockton- Koppler (auch
Tandem Match genannt,) aufgebaut. z.B. diesen:
http://www.wkiefer.de/x28/RedPitaya/Stockton.jpg
Es geht aber auch mit nur einem Ferritkern:
http://www.qrpproject.de/Media/pdf/MicroSWR.pdf
Ohne ein solches Messgerät, das man möglichst mit einem guten Dummy-
Load kalibrieren sollte, stocherst Du nur im Nebel...
Für die Dioden eignen sich HF- Germanium oder Schottky- Typen.
DHC schrieb:> Frage: Idealerweise sucht man bei einer optimal abgestimmten Loop den> 50-Ohm-Punkt durch Verschieben der Anzapfung, wenn man mit einer> Gammamatch-Anpassung arbeitet???> (falls nein, wie dann?)
Nachdem sich Anpassung und Abstimmung gegenseitig beeinflussen, und die
Abstimmung komfortabler zu bedienen ist, wird es umgekehrt leichter
sein:
Du verstellst in kleinen Schritten den Bügel und schaust, wie tief das
Brückenminimum beim Nachstimmen runter geht. Die Mitte des BrückenNULLs
ist das Optimum.
Aber wie gesagt: vergeude keine Zeit und Energie, mit einer nicht
funktionierenden Brücke. Sie muss bei 50 Ohm reell NULL anzeigen. ERST
DANN ist sinnvoll weiter zu arbeiten.
DHC schrieb:> Tandem-Match
Auch ein Tandem Match musst du überprüfen und evtl. abgleichen, bevor du
damit deine Antenne misst. Auch dieses Gereät muss mit Dummy Load 50 Ohm
reell NULL reflektierte Leistung anzeigen.
Wie die Widerstandsbrücke misst das Tandem Match Strom und Spannung und
setzt sie unter Berücksichtigung der Phase zueinander in Beziehung. Die
Abweichung von 50 Ohm reell wird dir angezeigt. Es ist völlig egal, mit
welchem Brückenaufbau du arbeitest: TM oder klassische
Widerstandsbrücke, die Brück muss erst kalibriert werden.
72, John
Vielen Dank für die Antworten und Links!
DH1AKF K. schrieb:> Ich selbst habe bereits mehrere Stockton- Koppler (auch> Tandem Match genannt,) aufgebaut. z.B. diesen:> http://www.wkiefer.de/x28/RedPitaya/Stockton.jpg
Eine Frage vorab zum Stockton-Koppler:
http://www.wkiefer.de/x28/RedPitaya/Stockton.jpg
Die verwendeten FT50-77-Kerne haben ja einen AL-Wert von 1100nH/N^2.
Das bedeutet, wenn das TX-Signal mit einer Windung durch so einen Kern
geführt wird, ergibt sich für diese Leitung eine Induktivität von 1100nH
= 1,1uH. Bei 30MHz ergibt das einen XL von 205 Ohm. Vermindert das nicht
ganz erheblich die Sendeleistung?
Oder wird der Koppler nur zum Messen eingeschliffen und für den normalen
Sendebetrieb wieder entfernt???
Hallo "DHC",
Deine Überlegung zum Stockton- Koppler wäre richtig, wenn man die
Sekundärspule und den dort angeschlossenen 50 Ohm - Widerstand weglassen
würde. Den 1,1 µH sind nämlich 50/23^2 = 0,0945 Ohm parallel geschaltet!
Damit ist das Problem offenbar erledigt. - Trotzdem eine interessante
Frage!
Wolfgang
Danke Wolfgang für die verständliche Erklärung!!! Dann bin ich beruhigt
;-)
Bin jetzt noch mal einen Schritt zurückgegangen und habe mich mit der
Impedanzmessbrücke für den NWT4 beschäftigt, weil sich damit
Impedanzverläufe graphisch über die Frequenz darstellen lassen, was ja
sehr komfortabel ist für die Auswertung.
Die entstandene Kurve ist im Anhang zu sehen, dazu auch das Schaltbild
der Brücke.
Ist der Kurvenverlauf so für eine Impedanzmessbrücke akzeptabel???
Ein linearer Verlauf wäre mir natürlich lieber.
Habe deswegen auch schon verschiedene Ringkerne für den Übertrager
getestet, das Ergebnis sieht aber immer fast gleich aus.
Am 50-Ohm-Dummy (Prüfling) scheint es nicht zu liegen, sämtliche Dummies
zeigen einen ähnlichen Verlauf (nur Kohleschicht und Metallfilm als
Dummy verwendet, keine induktiven Widerstände wie Drahtwendel-Rs).
Hat jemand Erfahrung mit solchen Messbrücken, kann das Ergebnis so
bleiben?
Viele Grüße,
Daniel
Hallo Daniel,
eine fast gleiche Messbrücke verwende ich auch:
http://www.wkiefer.de/x28/NWT500.htm
Deine Messergebnisse zeigen doch, dass die reflektierte Leistung im
gesamten Bereich mehr als 33 dB unterdrückt wird. Reicht völlig aus, um
Deine Magnetloop abzugleichen.
Bei meinem NWT500 kann die Software (von DL4JAL) auch noch diesen
geringen Anteil herauskalibrieren, dadurch sind Antennenmessungen bis
470 MHz möglich.
Hallo Wolfgang,
prima, dann lasse ich die Brücke und die Kurve, wie sie sind.
Habe nun im nächsten Schritt zwischen die Messbrücke und den
50-Ohm-Dummy 5m RG-58-Kabel eingefügt (die Mantelwellensperre habe ich
erst mal wieder rausgenommen).
Das führt zu dem Diagramm im Anhang.
Bei ca. 19MHz (entspricht ca. 15m-Band) ergibt sich ein Notch, liegt das
daran, dass bei dieser Frequenz die Koax-Länge (5m) bei 1/3 Lambda (15m)
liegt?
Und so sieht es aus, wenn zwischen Koax-Ende und 50-Ohm-Dummy noch ein
1:1-Balun eingeschliffen wird.
Hm, dachte immer, so ein Balun arbeitet automatisch als
Mantelwellensperre - hier verschiebt sich der Notch jedoch frequenzmäßig
nur ein kleines Stück nach oben und bleibt ansonsten erhalten.
(oder der Notch hat eine andere Ursache?!?)
Hier folgender Aufbau:
Messbrücke -> Koax 5m -> 1:1-Balun -> Delta-Match -> Loop
Die Deltamatch wurde so abgestimmt (durch Verschieben der Klemmen), dass
ein Minimum gemessen werden konnte, s. Bilder im Anhang.
Das Erstaunliche/Merkwürdige: obwohl weiter oben mit dem 50-Ohm-Dummy
bei gleichem Aufbau der 50-Ohm-Punkt bei ca. -30dB liegt, befindet er
sich nun unter(!) -50dB.
Ist das jetzt wirklich der 50-Ohm-Bereich auf der Loop, der von den
Deltamatch-Klemmen eingeschlossen wird???
Wenn Du Deine Anzeige/ Berechnung noch nach höheren SWR- Werten
kalibrieren willst, kannst Du z.B. 200 Ohm bzw. 20 Ohm und weitere Werte
benutzen, jeweils das theoretische SWR berechnen und dem gemessenen Wert
in einem Excel- Diagramm gegenüberstellen.
Aber zur Anzeige des 50 Ohm- Punktes ist Dein Aufbau völlig ausreichend!
Habe auch noch Dummies für andere Stehwellenverhältnisse gebastelt, z.B.
für 12,5 Ohm, 25 Ohm, 100 Ohm, 200 Ohm, die Exeltabelle könnte man
direkt in Angriff nehmen.
Vorab treibt mich allerdings eine andere Frage um:
Bin nach diesem Aufbau vorgegangen:
http://kitsandparts.com/minikits/bridge1.3_sch.png
Meine Übertrager hatte ursprünglich 12 Wdg. sekundär und brachten am
50-Ohm-Dummy
Fwd.:483mV
Rev.: 3mV
Jetzt habe ich ein wenig mit der Windungszahl experimentiert. Je weniger
Windungen, desto höher die Ausgangsspannung.
Bei 5 Wdg. bekommt man unter gleichen Bedingungen schon eine
Ausgangsspannung von
Fwd.:1314mV
Rev.: 36mV
Ich könnte die Windungszahl natürlich noch mehr reduzieren (vermute mal,
dass die Spannung dann weiter steigt), aber ist das in der Praxis
sinnvoll (fängt man sich dann eventuell ungewünschte Effekte ein)?
Oder besser unbedingt die Maximalspannung rausholen???
DH1AKF K. schrieb:> Deine Überlegung zum Stockton- Koppler wäre richtig, wenn man die> Sekundärspule und den dort angeschlossenen 50 Ohm - Widerstand weglassen> würde. Den 1,1 µH sind nämlich 50/23^2 = 0,0945 Ohm parallel geschaltet!> Damit ist das Problem offenbar erledigt.
Wenn es bei 5 Wdg. bleibt, gilt ja folgende Rechnung:
50/5^2 = 2 Ohm (parallel zu den 1,1uH). Das ist ja schon ein paar
Hausnummern größer als 0,0945 Ohm.
Wahrscheinlich steigt die Messspannung bei Verminderung der
Windungszahl, weil dadurch der theoretische Widerstand in Serie zum Tx
vergrößert wird (so meine derzeitige Interpretation).
DHC schrieb:
>Oder besser unbedingt die Maximalspannung rausholen???
Nein, daß ist nicht sinnvoll, das Meßobjekt soll ja
wenig belastet werden. Wenn die Spannungen die da entstehen
von den ursprünglichen 12 Wdg. zum Nachweis ausreichend sind
ist das besser.
