Accordo di antenna

[ik5nxd]

Salve a tutti
recentemente Paolo/AFV mi ha passato questo link
http://www.k6mhe.com/files/Reflect_rev1.pdf
in sostanza l'autore smitizza tutto quello che è relativo al SWR,
molte cose che ci hanno detto e che sono riportate in alcune riviste/libri non sono corrette.
In soldoni dice di trascurare un po' il valore del SWR anche con valori elevati di 3 o 5, tanto questo non ha effetto sulla potenza irradiata.
In pratica sono gli stessi ragionamenti fatti nei post precedenti,
se il tasmettitore ( o l'accordatore) riesce a compensare la componente reattiva del carico
allora la potenza viene rimandata all'antenna e quindi non c'è diminuizione della potenza in uscita.

Una parte di questo articolo si trova anche in CQ elettronica del 1977 , numero 3 e 4,
che per comodità allego al post.
Logicamente quello pubblicato in CQ è in italiano, sempre molto istruttivo anche se volutamente manca della
parte torica.
Consiglio di leggere le ultime pagine della seconda parte dove viene fatto una specie di quiz tipo vero o falso,
e confrontarlo con le proprie convinzioni.

73

[IK2CNC]

Mi trovo molto d'accordo su tutto, è vero che l'SWR è una delle misure per capire se il trasferimento di potenza tra TX ed antenna sia corretto, ma è anche la misura meno precisa. La misura, infatti corretta è controllare la fase tra corrente e tensione, se il valore della fase è zero, allora il carico diventa resistivo e la potenza apparente coincide con quella attiva, quindi totale trasferimento.

Queste cose, dopo averle studiate, le ho applicate e sperimentate sul mio fido Accordatore Harris RF-601. Nella sua testa di controllo non ha la misura del SWR ma la fase misurata in C ed in L. Non sempre, infatti il minimo di SWR coincide con fase zero.

Carlo

[iz0mfi]

Anche perchè il rosmetro in genere non è un ponte d'impedenza ma un accoppiatore direzionale e ha una impedenza caratteristica di misura quindi, su carichi molto diversi dai 50 ohm di targa, commette di suo apprezzabili errori (L'Osker 200 aveva appunto di lato un commutatore per cambiare l'impedenza da 50 a 75 ohm). 73' Marco

[IW5AFV]

Carlo,
non sono d'accordo che la misura del VSWR non sia precisa, e che al contrario la misura della fase tra corrente e tensione sia il metodo corretto.
Quando il VSWR è 1:1 l'adattamento è perfetto. Punto.
La misura della fase tra corrente e tensione, quando è zero indica che il carico è puramente resistivo oppure che la componente reattiva è annullata (siamo in regime di risonanza), ma NON indica che siamo in adattamento di impedenza e di massimo trasferimento di potenza.
Ad esempio se tu connetti un carico puramente resistivo da 150 Ohm ad un generatore da 50 Ohm, lo sfasamento tra tensione e corrente è zero, ma il VSWR è 3:1 e siamo ben lontani dal massimo trasferimento di potenza.
La misura dello sfasamento, insieme a quella della tensione e della corrente, ti permette di calcolare la componente resistiva e reattiva del carico, e quindi di calcolare la rete di adattamento. Questo è quello che fanno i VNA misurando le componenti in fase e quadratura del segnale riflesso, o in maniera più artigianale gli accordatori automatici dei nostri apparati.
Marco, l'accoppiatore direzionale è l'elemento normalmente utilizzato nella strumentazione professionale per misurare la potenza diretta e riflessa, e da questa il VSWR.
E' pacifico che la sua impedenza caratteristica deve essere uguale a quella del generatore e della linea di trasmissione.
Dalla misura della potenza riflessa, fatta con e senza il carico, si ricava il coefficiente di riflessione e da questo il VSWR.
Quindi l'Osker fa il suo onesto lavoro, naturalmente nei limiti della sua classe (io ne ho due). Il problema di tutti i misuratori di VSWR è la risposta dei diodi al variare della potenza.
Per fare una misura precisa bisognerebbe usare un accoppiatore direzionale con una buona direttività, almeno 40dB, e misurare la potenza riflessa con un bolometro o con un analizzatore di spettro.
Rinnovo il consiglio di Andrea di leggere con calma gli articoli che ha postato.
Un saluto
Paolo IW5AFV

[IW1FQG]

Nel campo professionale la misura di riferimento è quella del VSWR. Anche nel campo delle microonde.

ciao
Ugo IW1FQG

[IK2CNC]

Giusto Paolo, ma se misuri anche il modulo, oltre che la fase, nel caso dei 150 ohm resistivi la fase è zero ma il modulo è tre volte, quindi non c'è perfetto adattamento.

C.

[iz0mfi]

Ma certo Paolo e Ugo, per fare misure di tipo scalari quindi solo di valori rivelabili con un diodo o con un bolometro di assoluta precisione, un ottimo accoppiatore direzionale è la cosa più immediata e pratica per misurare in una determinata banda di media ampiezza e sempre se ha una buona direttività di oltre 35-40 dB, il ros cioè il parametro S11 oppure S22 di un qualsivoglia componente rf connesso a ridosso dell'accoppiatore stesso pena la necessità di compensare la lunghezza elettrica della linea di collegamento ma anche della transizione mentre per le misure di tipo vettoriali bisogna necessariamente ricavare i due valori di modulo e fase per rappresentare anche su diagramma polare le componenti reattive ma anche di riflessione di quanto connesso alla sua porta di misura.
In banda hf e in potenza si fà anche con dei semplici misuratori RF a diodo, connessi a tre sensori messi in cascata sulla linea avvolti su toroide: Con un trasformatore connesso ad accoppiatore direzionale si misura appunto il modulo del ros poi con un'altro connesso opportunamente si misura la sua fase e con il terzo si misura la polarità cioè se induttivo o capacitivo. Il circuito dell'accoppiatore direzionale fatto con il toroide se si nota bene ha quasi sempre un piccolo condensatore da pochi pF connesso tra il capo d'uscita RF e la porta della riflessa che deve essere regolato per ottenere il minimo ros a 50 ohm; Questo condensatore serve azzerare la fase tra la tensione e la corrente captata dall'avvolgimento.
Per ottenere piattezza e direttività elevate su bande RF veramente larghe ci vuole il ponte reflettometrico fatto con le resistenze ma a scapito delle forti perdite e quindi solo per potenze inferiori a 1 watt. 73' Marco

[IW5AFV]

OK Carlo e Marco, siamo d'accordo.
Per quanto riguarda il ponte riflettometrico citato da Marco, adatto per misure in bassa potenza da utilizzare con un analizzatore di spettro dotato tracking generator (io uso il Rigol DSA815 TG) io ho accoppiato un ponte di Wheatstone allo strumento con un trasformatore.
Ho usato resistenze tradizionali con reofori, e la banda utile di misura va da 1MHz a 150MHz con una precisione di misura del VSWR di 1.17:1
Se si facesse su un circuito stampato con resistenze SMD si potrebbe ottenere anche una precisione migliore, per i miei usi la prestazione è soddisfacente.
Paolo IW5AFV

[IK2CNC]

Giusto per completezza, io utilizzo due network analyser della HP (8711A e 3577A) e lui mi fornisce , se voglio fare il preciso (misurando bene le reattanze e la resistenza), il diagramma polare (carta di Smith) oppure il return - loss in dB se voglio un dato relativo solo alla risonanza generica.

Carlo