De SWR-meter
Hoe werkt ie?
Hoe werk ik ermee?
Het doel van een SWR-meter is om te kunnen controleren of de belasting van een zender en de zender goed op elkaar zijn aangepast en, en dat is nog belangrijker, of een voedingslijn juist wordt afgesloten. Is een voedingslijn niet juist afgesloten dan wordt vanaf het punt waar een impedantiesprong aanwezig is het vermogen geheel of gedeeltelijk teruggekaatst naar de bron. De hoeveelheid vermogen die wordt teruggekaatst is afhankelijk van de mate van misaanpassing.
Wat is een impedantiesprong? Dat is een plotselinge overgang in een voedingslijn van de ene impedantie op een andere. Hebben we een coaxkabel van 50 Ω die is afgesloten met een antenne-impedantie van 60 Ω dan zit de impedantiesprong van 50 naar 60 Ω bij de antenne. We lezen dan, bij de antenne, een SWR van 50:60 = 1:1,2 op de SWR-meter af. Is de voedingslijn erg lang of heeft deze veel verliezen dan is de SWR, afgelezen bij de zender, lager omdat het teruggekaatste vermogen (en dat meet de SWR-meter) door de kabelverliezen aanzienlijk verzwakt is.
Hoe maakt de SWR-meter onderscheid tussen het vermogen naar de belasting (forward) en het vermogen dat wordt teruggekaatst (return)? Daarvoor wordt een richtkoppelaar gebruikt. Op VHF en hogere frequenties bestaat de richtkoppeling uit twee ldeine antennes die naast een doorgaande voedingslijn zijn aangebracht. De polariteit van deze antennes is niet zoals gebruikelijk horizontaal of vertikaal maar links en rechts. Aan de top van een antenne loopt geen stroom, dat kan niet aan het einde van een draad, en daar is de gelnduceerde spanning dan het hoogst. Een ideale plaats dus om een diode op aan te sluiten om deze ge'induceerde spanning te meten. Het voetpunt van de antenne wordt met een weerstand afgesloten.
Voor lagere frequenties, op HF gebruikt men geen 'antennes' omdat die veel te groot worden. Daar worden ringkern-stroomtrafo's gebruikt waarmee 'de richting' volgens een ander principe wordt bepaald.
Een afgeleide grootheid die we met de SWR-meter ook kunnen meten is het vermogen. Deze meting is echter frequentieafhankelijk en alleen betrouwbaar uitvoerbaar als de zender korrekt belast is, d.w.z. de SWR-meter afgesloten is met 50 Ω. Een dummy of een goede antenne hebben we daarvoor nodig. Of die dummy of die antenne werkelijk 50 Ω zijn kunnen we met dezelfde SWR-meter controleren.
Over een ding zijn we luchtig been gestapt: veronderstel eens dat de SWR-meter zelf een impedantiesprong zou veroorzaken? Het stukje doorgaande voedingslijn is 75 Ω geworden... dan krijgen we een impedantiesprong bij het aansluiten van een 500 coax of antenne. Bij het aansluiten van een 500 belasting zou de meter dan 50:75 = 1:1,5 aanwijzen en dat kan natuurlijk niet met een juiste 50 Ω afsluiting. De grote verdienste van PB0AAQ en zijn medewerkers is, dat zij hebben uitgezocht hoe je met gewone printplaat over een groot frequentiebereik een SWR-meter kunt maken, die een Zk heeft van 50 Ω.
Wie het (vele) geld er voor over heeft kan bij de Duitse onderneming EME (vertegenwoordigd door Doeven in Hoogeveen) een precisie richtkoppelaar voor 2/70/23 kopen. Zo'n van messing vervaardigd instrument is aan beide zijden voorzien van N-connectors. De uitkoppeling gaat over BNC-tjes waarop naar keuze de bijgeleverde diode-kopjes aangesloten kunnen worden (voor aansluiting van een meetinstrument) ofwel er kan direct RF worden afgenomen. De hoeveelheid RF is op een individueel gecalibreerde ijktabel gespecificeerd en bedraagt 30 dB voor 144, 20 dB voor 432 en 14 dB voor 1296 MHz (+ of -2 dB). De reflectiedemping is 30 dB en de nauwkeurigheid van de ijktabel bedraagt ca 0,2 dB. Er is ook een uitvoering die geschikt is voor 70, 23 en 13 cm. Voor nadere informaties Doeven Communications of de catalogue van SSB-Electronics. Op rommelmarkten wordt een Nederland-se versie van het EME-product aangeboden; de eigenschappen daarvan zijn beduidend slechter, maar de prijs is er ook naar.
Redactie
Naar aanleiding van: "Das Geheimnis des Richtkopplers" door Werner Frie, DL3PJ in CQ-DL 7/98.