Şubat 14

Anten Empedansı Ölçümü

Bir anten üzerinde deney yaparken, çalışma bandı boyunca çeşitli frekanslarda besleme noktası empedansını belirlemek genellikle önemlidir. SWR’yi ölçmek yeterince kolaydır, ancak bazen bundan daha fazla ayrıntı bilmemiz gerekir – özellikle besleme noktasındaki karmaşık empedans. Neyse ki, şu anda piyasada çok sayıda makul fiyatlı anten analizörü var – Palstar ZM30 ve MFJ259B gibi – Radyo Amatörleri için bu tür ölçümleri yeterli doğrulukla yapacak.

Besleme noktası empedansı, bir antenin yere yakınlığından etkilenir, bu nedenle anlamlı sonuçlar elde etmek için genellikle antenle makul bir yükseklikte ölçümler yapmak isteriz. Çok uzun kollarınız veya çok uzun bir merdiveniniz olmadığı sürece (önerilmez), bu, analizörün antene uzun bir iletim hattıyla bağlanması anlamına gelir. Şimdi bir sorun var: çok özel durumlar dışında, biz analizörü ile ölçmek empedans olacak değil antenin feedpoint empedans olmak. Bu “iletim hattı dönüşümünün” etkisi aşırı olabilir. Örneğin, 25 Ohm’luk bir besleme noktası empedansı, antene 50 Ohm’luk çeyrek dalga boylu koaksiyel kabloyla bağlanan bir analiz cihazında 100 Ohm’u ölçebilir.

Dönüşüm süreci en iyi bir Smith Grafiği referans alınarak görselleştirilir – sağda bir örnek gösterilir. Burada, nokta 1 ile temsil edilen 80m’lik bir antenin besleme noktası empedansı [22 + j6] Ohm’dur. Bir iletim hattı uzunluğunun tanıtılması, bu noktayı tablonun merkezi etrafında saat yönünde döndürmeye eşdeğerdir – iletim hattı ne kadar uzunsa, nokta grafik etrafında o kadar fazla döndürülür – ve hat kayıpları Nokta 2’yi tablonun merkezine yaklaştırır. Gösterilen örnekte, 10 m’lik bir çizgi uzunluğu Nokta 1’i [22 + j6] Nokta 2’ye [82 + j45] dönüştürmüştür. Geçerken, yarım dalga boylu bir çizginin bir noktayı 360 ° döndürdüğünü ve (kablo kayıplarını göz ardı ederek) empedansı değiştirmeden bırakacağını unutmayın.

Öyleyse, Nokta 2’de yapılan ölçüm göz önüne alındığında, 1. Noktadaki anten empedansını hesaplamak için zorluk var. Eski Günlerde İyi (mi yoksa kötü müydü?) oldukça karmaşık bir matematik; neyse ki, bugün işler çok daha kolay. Çevrimiçi olarak mevcut olanlar da dahil olmak üzere, bizim için işi yapacak çok sayıda RF analiz programı var. Düzenli olarak kullandığım bir tanesi W9CF tarafından yazılan İletim Hattı Hesaplama uygulamasıdır. Bu araçları kullanmak için bilmemiz gerekenler:

  • Hattın karakteristik empedansı
  • Çizginin hız faktörü
  • Hattın fiziksel uzunluğu
  • Hattın kayıp özellikleri

Kablo tipi biliniyorsa, karakteristik empedansı, hız faktörü ve kayıp özellikleri üreticilerin tablolarında bulunabilir. Elbette fiziksel uzunluk ölçülebilir, ancak bu doğru bir şekilde yapılmalıdır ve genellikle hangi iki noktanın çizginin uçlarını temsil ettiğine karar vermek zordur. Yaklaşık uzunluk ölçümü yapmayı ve ardından bilinen bir yük kullanarak hattı kalibre etmeyi tercih ederim; kalibrasyon ayrıca hız faktörü hakkındaki belirsizlikleri de ortadan kaldırır. Şu şekilde çalışır:

10 m monoband HexBeam test antenim ile Palstar ZM30 analizörüm arasındaki besleme hattı yaklaşık 26 ft RG174 koaksiyeldir. Antende ölçüm yapmadan önce koaksın anten ucuna 22 Ohm’luk bir direnç yerleştirdim ve koaksın diğer ucundaki empedansı 28.5MHz’de ZM30 ile ölçtüm – bunu anten ölçümünüze yakın bir frekansta yaptığınızdan emin olun frekans ve orta seviye SWR değeri üreten bir yük kullanın (2-3 diyelim) – sonuç [54 + j34] Ohm idi. Daha sonra direnci koaksiyelden çıkardım ve doğrudan ZM30 terminallerinin karşısına yerleştirdim – [22 + j6] Ohm ölçtü.

Bir sonraki adım, İletim Hattı Hesaplayıcı uygulamasını kullanarak hattın tam elektrik uzunluğunu belirlemek için bu numaraları kullanmaktır. Bu uygulama, halihazırda bazı yaygın koaksiyel kablo türlerinin özelliklerine sahiptir – ne yazık ki RG174 bunlardan biri değildir. Bu nedenle, RG174 özelliklerini aşağıdaki gibi girmek için “Kullanıcı Tanımlı 1” kablo seçeneğini seçtim:

  • Ro = 50.0 (üreticilerin verilerinden)
  • Zayıflama dB / 100ft = 7.98 (üreticinin verilerinden)
  • Hız faktörü = 0,66 (üreticilerin verilerinden)
  • f (MHz) = 100 (bunun zayıflama rakamının alıntılandığı frekans olduğuna dikkat edin)
  • Üs (daha iyi verileriniz yoksa 0,5’te bırakın)

Ana giriş ekranına dönmek için Tamam’a tıklayarak şimdi ölçüm frekansını (28.5 MHz), kablo uzunluğunu (26ft) girdim ve ölçülen direnci (54 Ohm) ve reaktansı (34 Ohm) girdim. “Giriş Direnci =” seçeneğinin seçildiğinden emin olarak Hesapla düğmesine bastım ve Zload = [20.94 + j4.10] sonucunu aldım. Bu beklenen [22 + j6] ‘ya yakın, ancak yeterince yakın değil. Kablo uzunluğu girişini 25,8 ft’e ayarladım ve tekrar denedim; bu sefer sonuç Zload = [21.28 + j6.40] idi. 25.85ft’ye son bir ayarlama Zload = [21.19 + j5.82] verdi ve bu noktada yeterince yakın olduğuna karar verdim.

İlgili frekans aralığında kalibrasyonu kontrol etmek için 28.0 MHz ve 29.0 MHz’de ölçümleri tekrarladım. Kablo uzunluğu için 25.85ft değerini kullanmak, sırasıyla [21.40 + j5.94] ve [20.99 + j5.65] sonuçlarını üretti. Bu sonuçlar, kablo uzunluğu rakamının oldukça doğru olduğunu ve anten besleme noktası empedansını ölçmek için güvenle ilerleyebileceğimi doğruladı.

Bunların hepsi gerekli mi? Peki, kablo uzunluğunu kalibre etmeseydim ve kablo kayıplarını hesaba katmasaydım, tahmin edilen yük empedansı [26.41 + j4.11] olurdu – [22 + j6] ‘nın gerçek rakamından çok uzakta .

Son olarak, analizörün genellikle reaktif bileşenin işaretini yanlış aldığını buldum, bu yüzden anten ölçümlerimi kaydederken bunu görmezden geliyor ve sadece reaktansın büyüklüğünü not ediyorum. Daha sonra veriyi İletim Hattı Hesaplayıcı uygulamasına girdiğimde yük empedansını pozitif ve sonra negatif işaretlerle kontrol ederim; genellikle sonuçlardan biri beklenen anten empedansına yakın görünürken, diğeri “aptalca” görünür ve göz ardı edilebilir. Henüz gerçek işaretin kesin olarak çözülemeyeceği bir vaka bulamadım.


Copyright 2021. Tüm Hakları Saklıdır

Posted Şubat 14, 2021 by unal in category "Amatör Radyo

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir