Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Zivile Funkkommunikation

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Ein Stehwellenverhältnis-Messgerät (SWR) ist eines der wichtigsten Geräte eines Amateurfunksenders. Allerdings verfügen die gängigsten SWR-Messgeräte über ein begrenztes Betriebsfrequenzband. Der Artikel beschreibt ein Breitbandgerät mit einer oberen Betriebsfrequenz von 2,5 GHz. Das Gerät ist klein und einfach zu bedienen.

SWR-Messgeräte erleichtern die Konfiguration, den Betrieb und die Überwachung des Zustands des Antennen-Zuleitungspfads erheblich. Sie werden entweder auf Basis von Richtkopplern oder Wechselstrombrücken hergestellt. Richtkoppler weisen eine deutliche Frequenzabhängigkeit auf und erlauben den Aufbau eines breitbandigen SWR-Meters nicht.

Den Funkamateuren wird eine Beschreibung des Aufbaus eines SWR-Messgeräts auf Basis einer unsymmetrischen Brücke angeboten. Mit dem Gerät können Sie auch die Ausgangsleistung eines Senders oder Transceivers messen. Das Messgerät arbeitet im Frequenzbereich von 1,5 bis 1300 MHz, mit reduzierter Genauigkeit sogar bis 2500 MHz.

Das Gerät besteht aus zwei Einheiten: Hochfrequenz und Anzeige. Jeder von ihnen besteht aus einem separaten Block. Sie sind durch abgeschirmte Leitungen miteinander verbunden. Dank dieser Lösung kann die Hochfrequenzeinheit direkt am Messobjekt, beispielsweise an einer Antenne, platziert werden und die Anzeigeeinheit an einem für die Beobachtung geeigneten Ort installiert werden. Als Signalquelle wird ein Standardsignalgenerator, Sender oder Transceiver verwendet.

Das Schaltbild des Hochfrequenzblocks ist in Abb. dargestellt. 1. Es besteht aus einem Widerstandsdämpfer mit einer Dämpfung von etwa 2 dB, aufgebaut auf den Widerständen R1 – R6, und einer Widerstandsbrücke auf den Elementen R9 – R14. Ein Arm der Brücke ist die Last, deren SWR gemessen wird. Der Verbraucher wird an der Buchse XW2 angeschlossen. Um den induktiven Anteil der Impedanz zu reduzieren und die Verlustleistung zu erhöhen, werden in den Brückenzweigen zwei Widerstände parallel geschaltet.

Die Diode VD1 richtet die an den Widerständen R10, R12 abgegebene HF-Spannung gleich und dient als Referenz für die Kalibrierung des Geräts und die Messung der Senderleistung. Die Diode VD2 richtet die Spannung in der Messdiagonale der Brücke gleich, die vom SWR der an das Gerät angeschlossenen Last abhängt.

Das Vorhandensein eines Dämpfungsglieds bedeutet, dass dem Gerät mehr Leistung zugeführt werden muss, aber gleichzeitig gewährleistet es eine zufriedenstellende Anpassung des Geräteeingangs an die Hochfrequenzsignalquelle, meist den Radiosender selbst. So kann beispielsweise ohne Dämpfungsglied (abhängig vom SWR der Last) das SWR des Geräts am Eingang 2 erreichen, was für den Transceiver nicht immer akzeptabel ist. Mit einem Dämpfungsglied wird das SWR am Geräteeingang auf jeden Fall 1,5...1,6 nicht überschreiten. Das Diagramm der Geräteanzeigeeinheit ist in Abb. dargestellt. 2. Es wird ein kleines Zeigergerät verwendet – ein M4247-Mikroamperemeter mit einem Gesamtabweichungsstrom von 100 μA. Die Dioden VD1 und VD2 schützen das Gerät vor Überlastung.

Betreiben Sie das Gerät wie folgt. Die Last, deren SWR gemessen werden soll, wird an die Buchse In der Schalterstellung SA2 „SWR“ und SA1 „Kalibrierung“ stellt der Widerstand R0,08 „Kalibrierung“ den Pfeil des Gerätes auf den letzten Skalenteil ein. Danach wird der Schalter SA0,1 in die Position „Messung“ geschaltet und die Messwerte werden von der Messuhrskala abgelesen. Um die Ausgangsleistung zu messen, wird der Schalter SA2 in die Position „Power“ geschaltet und eine angepasste Last mit einem SWR nahe 1, einer Verlustleistung von mindestens 3... 1 W, an die XS2-Buchse „Load“ angeschlossen. und die Messwerte werden von der Anzeigeskala abgelesen.

Folgende Teile können im Gerät verwendet werden: Widerstände - PH1-12, Größe 1206, sie können bei Temperaturen bis 125 °C betrieben werden. Bei einer Widerstandsverlustleistung von 0,25 W können dem Gerät über längere Zeit bis zu 3 W Leistung zugeführt werden, kurzzeitig ein Vielfaches mehr. Wenn Sie 0,5-W-Widerstände verwenden, kann die Leistung des Eingangssignals verdoppelt werden. Trimmerwiderstände – SPZ-19, variabel – SP4 oder SPO, Kondensatoren – K10-17 V oder ähnliche importierte.

Die Dioden VD1, VD2 des Hochfrequenzblocks sind Mikrowellendetektoren, vorzugsweise mit Schottky-Barriere. Sie können auch KD922, 2A201, 2A202 und für Frequenzen bis 500 MHz KD419 mit einem beliebigen Buchstabenindex verwenden. Bei den Dioden im Anzeigeblock handelt es sich um gepulste Siliziumdioden mit geringer Leistung. Die HF-Anschlüsse XW1, XW2 können beliebiger Art sein, sie müssen jedoch für die gemeinsame Installation direkt mit der Mikrostreifenleitung ausgelegt sein.

Als Niederfrequenz-Buchsen des XS1 können Sie dreipolige (Stereo-)Anschlüsse für Kopfhörer (3,5 mm Durchmesser) oder Mikrofone (2,5 mm Durchmesser) verwenden; zusätzlich benötigen Sie zwei entsprechende Stecker und mehrere abgeschirmte Kabel Meter lang, um die Hochfrequenz- und Anzeigeblöcke zu verbinden. Sie können ein anderes Mikroamperemeter, auch ein großes, mit einem Gesamtabweichungsstrom von 50-100 μA und einem Rahmenwiderstand von mehreren kOhm verwenden. Schalter – beliebige Niederfrequenzschalter mit zwei Positionen und zwei Richtungen.

Strukturell besteht das Gerät ebenfalls aus zwei Blöcken. Die meisten Teile der Hochfrequenzeinheit sind auf einer Leiterplatte aus doppelseitiger Glasfaserfolie untergebracht, deren Skizze in Abb. dargestellt ist. 3.

Die zweite Seite der Platine bleibt komplett metallisiert. Durch die in der Skizze durch helle Kreise angedeuteten Löcher wird die Metallisierung auf beiden Seiten der Platine mit kurzen Drahtstücken verbunden. Die Platine wird durch beidseitiges Randlöten in ein verzinntes Metallgehäuse geeigneter Größe eingebaut und an den Wänden werden Buchsen angebracht (Abb. 4).

Alle Elemente des Anzeigeteils sind ebenfalls in einem Metallgehäuse geeigneter Größe untergebracht (Abb. 5).

Zum Aufbau des Gerätes benötigen Sie einen 144-MHz- oder 432-MHz-Transceiver mit einer einstellbaren Ausgangsleistung von bis zu 3 W und Lastwiderstände mit bekanntem SWR. Führen Sie die Einstellungen in der folgenden Reihenfolge durch. Durch Einstellen des Schalters SA2 auf die Position „SWR“ wird dem Eingang des Messgeräts ein Signal mit einer Leistung von 0,3...0,5 W zugeführt und der Ausgang bleibt unbelastet. In der Stellung des Schalters SA1 „Messung“ stellt der Widerstand R3 der Anzeigeeinheit des Gerätes den Pfeil des Gerätes auf die letzte Teilung der Skala ein. Dann stellt der Widerstand R8 der Hochfrequenzeinheit in der Position „Kalibrierung“ den Pfeil ebenfalls auf den letzten Skalenteil. Durch Reduzieren der Signalleistung ermitteln wir den Wert, bei dem die Instrumentenwerte in den Positionen „Kalibrierung“ und „Messung“ merklich voneinander abweichen. Dies ist der niedrigere Leistungswert, bei dem Messungen durchgeführt werden können.

Anschließend wird die Skala des Leistungsmessers kalibriert. Dazu wird an den Ausgang des Gerätes (XW2) eine Last mit einem SWR nahe 1 angeschlossen. In der Stellung des Schalters SA2 „Power“ wird ein Signal mit einer Leistung von 2,5...3 W und Widerständen R1 angelegt (glatt) und R2 (rau) des Anzeigeblocks werden dem Eingang zugeführt und stellen die Instrumentennadel auf den letzten Teil der Skala ein. Durch Reduzieren der Leistung und Überwachen mit einem Messgerät, beispielsweise einem HF-Voltmeter, wird die Skala des Geräts in Leistungseinheiten kalibriert. Zum Beispiel in Abb. Abbildung 6 zeigt ein experimentell aufgezeichnetes Diagramm der Abhängigkeit der gemessenen Leistung von den Indikatorwerten.

Abschließend wird die Skala des SWR-Meters kalibriert; dazu wird ein Signal geliefert, das den Minimalwert um das 1,5...2-fache überschreitet. Durch den Anschluss von Lastwiderständen mit bekanntem SWR wird die Waage des Geräts kalibriert und seine Funktion über den gesamten Frequenzbereich überprüft sowie der Bereich der Eingangssignalpegel bestimmt, bei dem das Gerät die erforderliche Genauigkeit liefert. In Abb. Abbildung 7 zeigt die experimentell gemessene Abhängigkeit des SWR von den Indikatorwerten.

Um die Funktionsfähigkeit des Geräts schnell zu überprüfen, muss das Gerät zwei oder drei Lastwiderstände mit bekanntem SWR enthalten.

Autor: I. Nechaev (UA3WIA), Kursk

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