Leistungsverluste im Antennentuner messen

Zitat von dj5am

Wie kann man die übertragene Leistungen bei R<>50Ohm in einem Koaxialkabel messen?

Was immer gilt: P = U x I

Man muss also den Strom und die Spannung und deren Phasenbeziehung am Messort kennen, um die Leistung zu berechnen.

Im Falle des AD8307 wird wie du richtig schreibst, nur die Spannung an seinem Eingang ausgewertet. Man geht davon aus, dass dies die Spannung an 50 Ohm ist.

73

Günter

Hallo Steffen,

um die Verluste in einem Anpaßnetzwerk zu messen, kann man, von 50 Ohm ausgehend auf einen Widerstand von 200 oder 450 Ohm transformieren (anpassen) und anschließend mit einem Breitbandtrafo wieder auf 50 Ohm gelangen. Solche Trafos lassen sich vorteilhaft für 1:4 oder 1:9 bauen. So läßt sich diese Anordnung bei einer bestimmten Frequenz an einem Netzwerkanalyzer betrachten und die entstehende Dämpfung ermitteln. Die Verluste in einem Anpaßnetzwerk sind vor allem dann gering, wenn nur wenige Bauteile, idealerweise zwei, an der Transformation beteiligt sind.
Fügt man zum Widerstand Blindelemente hinzu, wird die Anpassungsaufgabe komplex aber in gleicher Weise lösbar. Die Durchlaßdämpfung dürfte ansteigen. Da die Verluste von Induktivitäten dominiert werden, ist eine hohe Leerlauf- und eine geringe Betriebsgüte anzustreben. Blindströme in resonanten Gebilden für die Transformation führen zu höheren Verlusten und sollten vermieden werden. Zwei Elemente für eine Transformation haben außerdem die Eigenschaft, nur eine einzige, eindeutige Einstellung für die Anpassung zu haben. Die mögliche Fehlabstimmung eines "Tuners" ist damit ausgeschlossen. Wichtig bei einem Transformations-Übergang von einer Zweidrahtleitung auf 50 Ohm ist noch zusätzlich eine bifilare Drossel als Mantelwellensperre zur Gleichtaktunterdrückung auf der 50 Ohm Seite. Ein einzelner Ringkern, bewickelt mit Koaxkabel ergibt zu wenig Induktivität, Anordnungen mit dem Stichwort Kellermann-Balun sind ok.
Das Thema ist hier schon mehrfach abgehandelt worden, wird aber immer wieder mal vorgeholt.
73
Andreas

Ich habe nicht selbst gemessen aber die Kollegen der ARRL haben es schon durchgeführt und den Palstar 1500BAL
als den Besten betitelt den sie je gemessen haben. Im Bereich 11,5 - 200Ohm waren die Verluste immer kleiner 10%.

Zitat von dl5cn

Die Verluste in einem Anpaßnetzwerk sind vor allem dann gering, wenn nur wenige Bauteile, idealerweise zwei, an der Transformation beteiligt sind.

Das kann ich bestätigen. Die besten Erfahrungen habe ich mit einer Rollspule, Drehko und einem Kellermann gemacht.

Hallo OMs,

ich habe einmal mein altes Anpassgerät (symmetrisch aufgebaut) mit meinem neuen Anpassgerät (nur L/C Glied) verglichen. Dazu habe ich mein mWatt-Meter mit einer Hilfsantenne versehen und die Feldstärken gemessen. Das mWatt-Meter hat eine Aufzeichnungsfunktion die über mehrere Stunden läuft. Der Feldstärkeunterschied war etwa 0,5 dB. Das neue Anpassgerät war etwas besser, weil es 2 Anpassglieder weniger hat. Ich könnte mir vorstellen bei ungünstigen Impedanzen fällt der Unterschied noch größer aus.

Die QRP-AG hat doch so eine Feldstärkemesser mit Fernübertragung. Damit könnte man doch solche Vergleiche machen oder sogar verschieden Anpassgeräte vergleichen. Wenn ein Anpassgerät schlechter geht, dann wird die Sendeleistung erhöht bis die gleiche Feldstärke entsteht. Da hat man den Betrag der Leistung als Unterschied.

Aber direkt die Leistung nach dem Anpassgerät zu messen wird wohl scheitern. Durch die imaginären Anteile des Lastwiderstandes (Antenne) wird das unmöglich.

vy 73 Andreas

im aktuellen QEX ist ein Messaufbau zur Erfassung des Tuner losses

dabei wird eine schaltbare Serienkapazität kombiniert mit schaltbaren Widerstandsshunts verwendet; eine Auskopplung via eines 40dB Pads geht dann an einen Leistungsmesser. Der Autor verwendet dazu ein MiniCiruits PWR-6GHS, was nahelegt, dass man ebenfalls mit einem AD8307, also z.B. einen NWT2 messen könnte.

An einfachsten kann man ein Netzwerk messen, wenn man es wieder auf 50 Ohm zurück transformiert.

Somit müsste man 2 gleich eingestellte Tuner gegeneinander Schalten und dann die doppelte Dämpfung ermitteln.

Das mit dem NanoVNA könnte man einfach machen, aber es wird dabei mit sehr geringen Leistungen gemessen. Falls Verluste durch Sättigung auftreten würden die nicht berücksichtigt.

vy73 de Karsten

Zitat von DD1KT

Falls Verluste durch Sättigung auftreten würden die nicht berücksichtigt.

Das wäre auch kein Regelbetriebszustand, sonder ein unerlaubter Fehlerzustand, der unbedingt zu vermeiden ist. Die Kerne eines Tuners in die Sättigung zu fahren verursacht mehr als nur Verluste. Er passt dann nicht mehr richtig an, weil der Induktivitätswert von Spulen sich dabei schlagartig ändert.

Ich denke auch, dass es keinen Sinn macht, zwei Tuner gegeneinander zu schalten. Sie verhalten sich nicht reziprok wie ein Trafo. Um in einem ATU eine anzupassende Impedanz r + jX zu simulieren, müsste er eine ganz andere L-C Kombination aufweisen als der Vergleichs-ATU. Damit wären auch die Verluste unterschiedlich.

73

Günter

Moin moin,

da Messen schwierig und aufwendig ist, würde ich das pragmatisch angehen:

Verluste sind die Umwandlung elektrischer Leistung in Wärme.

Wo entstehen sie? In widerstandsbehafteten Drähten, im Dielekrikum von Kondensatoren und Kabeln, im Inneren von Ringkernen. Also überwiegend in konzentrierten Bauelementen.

Wenn man auf einem leeren Band eine Minute Dauersendung veranstaltet und dann im Tuner eine Fingerprobe macht, sollte man schnell rausfinden, ob da irgendwo nennenswerte Verluste entstehen ("schlappe" 3 dB Dämpfung sind bei 100W Sendeleistung immerhin 50W).


Da Speisekabel räumlich ausgedehnt sind, können in ihnen jedoch u.U. deutliche Verluste enstehen, die man leicht unterschätzt, weil sie nicht zu Rauchwölkchen führen.

DL1JWD hat da mal was in Windows programmiert:

https://dl1jwd.darc.de/verluste.html

https://dl1jwd.darc.de/kabelrechner.html

Und er ist Prof.Dr.Ing; wird schon stimmen, was er da gemacht hat

73, Ralf

Hallo Steffen,

mit dem AD8302 messen geht auch nicht, weil du mit diesem IC keine absoluten Werte messen kannst, sondern nur den Unterschied zwischen Eingang A und Eingang B. Einmal als Betrag in dB und den Phasenunterschied beider Signale.

73 Andreas

Zitat von DK5BU

Und er ist Prof.Dr.Ing; wird schon stimmen, was er da gemacht hat

...na, da sind wir doch zuerst mal recht vorsichtig: Titel schützt vor Irrtümern nicht!

Beim lesen mindestens eines der Beiträge fällt mir sofort die nicht vorhandene Angabe der verwendeten Quelle auf.

Zudem wird durch die Verdopplung der Spannweite des von Ihm beschriebenen Strahlers die Urform des Strahlers in seiner Wirksam nicht nichtig. Die Urform des Strahlers beruht auf 2x6,5m zzgl. Zweidrahtleitung beliebiger Länge (lt. Hille). Ebenda nachzulesen.

Zitat von DL1EGR

Die Urform des Strahlers beruht auf 2x6,5m zzgl. Zweidrahtleitung beliebiger Länge (lt. Hille). Ebenda nachzulesen.

Hallo Raimond,

bei allem Respekt vor OM Hille, aber die Doubletantenne gibt es schon wesentlich länger...

https://ieeexplore.ieee.org/document/1686011

Der FUNK-Artikel von DL1VU ist von 1999.

73!

Peter DL3NAA

Guten Tag,

als Ergänzung ist mir gerade noch diese Projekt von mir eingefallen:

Beitrag

RE: "Antennenstrommessung nach DF3OJ" im QRP-Report 4/2013

Guten Mittag,

ich möchte mit meinem Beitrag meine Realisierung einer Strommessung an einer Hühnerleiter vorstellen. Mein Beitrag stellt keine Kritik zur Veröffentlichung im QRP-Report 4/2013 dar.

Ziel ist es zwei 50Ohm Ausgänge für, z.B. zwei AD8307 mit vorgeschaltetem Dämpfungsglied, zu erhalten.

Als Kerne habe ich Ferroxcube TN23/14/7-4C65 (AL=82,8nH/N²) mit N=30 und L=74,5µH gewählt.
Damit erhalte ich eine Auskoppeldämpfung von a = 20 * log (30) = 29,54 dB in einem 50Ohm Bezugssystem.

Zum Aufbau…

DC5PI

29. April 2014

Es könnte helfen die Strommessung an einer Hühnerleiter zu vereinfachen.

Zitat von DK5BU

Und er ist Prof.Dr.Ing; wird schon stimmen, was er da gemacht hat

Zumindest weiss ich, was er da NICHT gemacht hat: Nämlich bei mir anzufragen aus welcher Litze ich den Twisted Hille baue. Daraufhin hat DL1JWD kurzerhand die Werte seines "Dipol und Feed aus Lautsprecherkabel", den er in der CQ-DL 3-2017 "berechnet, gemessen und simuliert" hat dazu hergenommen um mit seiner "Kabelrechner"-Software den Twisted Hille in Grund und Boden schlecht zu machen. Obendrein Hat herr Doberenz noch die Frechheit, diese Kritik direkt mit meinem Shop zu verlinken!

Jetzt mag sich jeder seine Gedanken über diesen Prof.Dr.Ing habil (ja, der scheint im Ruhestand) machen. Ich für meinen teil bereite eine Unterlassung gegen die Verlinkung vor, die verständlicherweise von mir auch nicht autorisiert wurde.

Und nun zum eigentlichen Thema: Mich würde es auch brennend interessieren, wie man Tunerverluste möglichst elegant ermitteln kann. wobei da ja der interessante Teil nicht die reine Impedanzanpassung ist sondern das Verlustverhalten bei mehr oder weniger hohen Blindanteilen. Letzteres ist ja genau das, warum wir zu 99% einen Tuner einsetzen. In der Praxis passiert das ja bei jeder schmalbandigen Antenne: Die Impedanz verändert sich kaum, aber je nach Frequenzabweichung von der Resonanz weg steigen kapazitive oder Induktive Blindanteile mehr oder weniger schnell an.

Zitat von dl3naa

Doubletantenne gibt es schon wesentlich länger...

hallo Peter

...ich seh da keine Probleme. Im Gegenteil - wie gezeigt, veranlasst den Interessierten zu eigenen, tieferen Recherchen und schärft so das Verständnis und den respektvollen Umgang mit Thema und Mensch.

Strahler gibt es seit die ersten Wellen erzeugt wurden.

Manche Strahler sind keine hertzschen Dipole - da ist eine Impedanzanpassung notwendig.

Ideal wäre es den Strahler (dann sicherlich nur Monoband) in Resonanz zu bringen und dann auf dem Strahler die Stelle zu finden, bei der sich bei der Speisung ein impedanzrichtiges Verhalten zeigt. So z.B. möglich am

- DELTAPOLE nach DG4SFS

- Buddypole

u.v.a.m. Diese Betrachtung funktioniert nur für den Resonanzfall des Strahlers auf einer Frequenz. So von mir auf den Schwarzwaldtagen der DL-QRP-AG gezeigt.

Letztlich ist die erfolgreiche Funkverbindung für mich interessanten als die ganze Theorie.

gesunde Grüße - Raimund