Antennström eller SWR

Det hela förutsätter att det finns någon form av "antennavstämmare".

Om det finns det så kommer inställningen för max antennström och min SWR att sammanfalla.

Indikering av antennström förutsätter också att antennimpedansen är sådan att en antennströmindikator ger något utslag.

Vid t.ex. ändmatade 1/2-vågsantenner kan det vara bättre att försöka stämma av till max antennspänning eller till max ljusstyrka hos en glimlampa som ansluts med en pol till antennwiren.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Jag har använt W3DZZ dipol, LDG Z-11 Pro alt MFJ 971 manuell "avstämmare".
Jag får aldrig max antennström och bästa SWR vid samma inställning.
Vad skall jag välja
 
Vilket är bästa kopplingen om man vill mäta antennströmmen i en koaxialmatarledning?

73/ Rolf
SM7XZW
 
SM7CFF hur mäter du antennströmmen då?
SM7XZW det är lite ovanligt att det finns antennströmsdetektor på fabriksgjorda antennavastämmare.
Men jag tycker den borde vara på antennsidan av avstämmaren, och SWR mätaen på 50 Ohm sidan.
Då kan man "offra" lite anpssning för max antennström.
Själv brukar jag mäta antennström med en strömtransformator. Har bl.a byggt en dubbel för att mäta strömmarna i resp branch av stegen.

En toroid med ett varv primärt, 10 varv sekundeärt belastad med 100 OHm , och en diod detektor. Plus en känslig mätare. Blr en bra HF stöm detektor.


De
Roy
 
SM5DXU, lagom stor toroid blir bra.
Skojar lite bara.
10 - 15 mm ferrit blir bra, dvs en svart kärna. Men är den större gör det inget.
Vid upp till ett par hundra Watt.
de
SM4FPD
 
Efersom minimum SWR och maximal antennström är indikationer på samma resonansvillkor,
så får man konstatera att det förmodligen är något galet med SWR-metern.

I valet mellan att lita på SWR-metern och antennströmsindikatorn väljer jag i så fall att
lita mer på antennströmsinstrumentet.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Om vi ser på exvis den automatiska antennavstämmaren i IC-756PROIII så har den flera detektorer.
en helt vanlig SWR brygga, den används både till instrumentet på panelen som till den automatiska avstämmaren.
En ström och späningsdetektor som ger en spänning som går över respektive under 0 Volt för capactiv resp induktiv antenn. Dvs en fasdetektor.
Sen en resistans detektor. Allt detta ger info till CPU som skall välja kondingar och spolar samt vrida moterna för vridkondingarna.
Närmast antennjacken, dvs efter avstämningen finns en strömdetektor. Även dennna info går till CPU.
Huruvida den använder den infon för att optimera mellan minsta SWR och max antennström eller bara bekräfta att det går ut, vet jag inte. Men som KA skriver borde max ström där överenstämma med minsta reflekterad effekt.

En AH-130E, (endast E versionen för GMDSS) storebror till de välkända AH-4 har en antennströmdetektor närmast antennen, men där används den signalen för att indikera uteffekt på radion. Det krävs i vissa kommersiella sammanhang att indikatorn på radion visar att det verkligen går ut ström i antennen.

Men när vi avstämmer manuellt får vi gissa och vrida på måfå tills det blir bra.

På en amatörradio kan vi se uteffekt, men vet inte om allt effekt försvinner i avstämmaren, en strömdetektor skullle då bekräfta detta. Ett bra bygge för den som vill labba lite.

Att bygga samma strömdetektor över hela utgående koax ger oss indikering på om vi har HF på skärmen. Obalans. Även det ett bra instrument som är lätt att bygga.

de
SM4FPD
 
Ang "lagom stor toroid" som FPD skriver så finns det ganska många sådana "typ lagom" som är fullständigt olämpliga som strömtransformatorer. Men visst går det att ändå få till något som visar utslag på ett instrument med de flesta toroiderna. Så Roy har ju rätt i det han skriver

Men om man nu ändå tänker bygga ihop en anordning för att mäta antennströmmen i en KV-anläggning så tycker jag gott att den bör vara rimligt bredbandig och helst också vara kalibrerad. W8JI har beskrivit en mycket enkel strömmätare som jag tycker uppfyller de baskrav man måste ställa. Han visar också hur kalibreringen av instrumentet går till. Har man ingen "rättvisande" Bird effektmeter eller kan låna en så kanske man i alla fall har ett oscilloskop vilket räcker för att relativt noga kunna fastställa hur mycket effekt som matas ut i samband med kalibreringen. Det går ju att mäta spänningen över 50 ohms belastningen i W8JI:s exempel och räkna ut både effekt och ström med kända lagar.

W8JI:s konstruktion är en mycket användbar liten sak för den experimenterande radioamatören. Den passar utmärkt för att mäta strömmen i en bandkabel/stege (en tamp i taget) i innerledaren i en koaxialkabel och den går t o m att använda för att kontrollera returströmmarna i radialerna till en vertikalantenn - om man nu vill förvissa sig om att ungefär lika ström flyter i samtliga radialer eller om man vill justera längden i avstämda s k eleverade radialer till max ström - och det vill man.

När det gäller max ström kontra minimum SVF i ett antennsystem så bör de givetvis sammanfalla men i praktiken kan yttre mer eller mindre okända omständigheter ställa till det. Det kan ju faktiskt vara fel på SVF-bryggan som AOM skriver. Det kan också bero på att sändaren/PA-steget har dålig övertonsdämpning eller att sändaren är defekt och skickar ut spurioser på helt andra frekvenser. Om nu antennen eller rättare sagt antenntunern har högt SVF på en sådan oönskad frekvens så behövs ju inte särskilt mycket effekt i spurioserna för att instrumentet skall visa utslag och ge falska värden.

Vi som byggt våra sändare/PA-steg själv och kanske använt någon superbilliga SVF-mätare där utslaget ökar med ökad frekvens kommer ihåg hur instrumentet ibland slog i botten både i läge FWD och REF när den verkliga uteffekten på 3.5 MHz bara var några W - detta beroende på att något självsvängde högre upp i frekvens. Lurigt och det är lätt att lura sig själv.

Nåväl, SVF är i de flesta fall en oviktig parameter så länge sändarens skyddskretsar inte träder in och börjar reglera ner effekten. Mäter man under 2:1 så är det väl bra nog i de flesta installationerma. Att mäta utgående antennström är enligt min mening en mycket säkrare metod för att säkerställa att antenntunern (extern burk eller den inbyggda som sitter i de allra flesta transceivers) verkligen är maximerad. Detta gäller såväl för matarledning med stege/bandkabel som för vanlig koax.

Ett tips är att utgå ifrån W8JI:s konstruktion, bygga in den i en liten gjuten al-låda. Förse lådan med en omkopplare för några olika strömområden, t ex 0.1 / 1 / 5A. De olika lägena kalibreras genom att justera trimpotentiometrarna. Lådan förses med koaxkontakter.

Inget hindrar att man bygger två identiska mätkanaler för att kunna mäta strömmarna i en stege.

Notera att om antennimpedansen är mycket hög så kommer strömmen att bli motsvarande mycket låg, d v s instrumentet ger litet eller knappt något utslag. Dock gäller det fortfarande att ställa in rattarna för MAX ström och inget annat.

Andra sätt att förvissa sig om att sändare och antenntuner är inställda för max uteffekt är att helt enkelt mäta den relativa fältstyrkan i närheten av antennen eller i alla fall så långt bort från riggen och matarledningen som möjligt. Men detta kan vi ju återkomma till om någon är intresserad.

/Bengt
 
En annan sak man kanske ska betänka är att SWR-metrar inte är några precisionsinstrument.
Ett indikerat SWR på 1:1,5 kan lika gärna vara 1:1 eller tvärt om.

Vill man ha visshet i vad som menas med visningen bör man jämföra med en reflektionsfaktorbrygga
eller en nätverksanalysator.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Ja Bengt nämnde "en rättvisande Bird", har jag fel om den är specad +-10 procent? Eller var det +-5 pjocent?
Det vore bättre om våra mätare vore graderade i dBm.
Exvis vi har 50 dBm från TX.
Och en reflextionsdämpning på 22 dB. (istället för SWR måler)
Bara att köra, och sjunker det till 49 dBm uteffekt behvöer man inte bekymra sig, skillanden är ju bara c:a 15 Watt under 100 watt.
Om vi sedan kunde mäta mottagen effekt från antenn till RX i dBm skulle ju fullända saken.
-110dBm i mottagaren. 160dB försvann i överföringen mellan Sthlm och Karlstad.

Klart jag inser att detta inte skulle gå att få till stånd, saken med Watt, Power, S-värden, skip, SWR är så djupt rotad att det inte går att ändra på. Även om det fanns argument för.

Med tanke på vad Karl Arne skriver vore ju en aldrig så enkel antennström mätare ett bra verktyg för den som vill gå djupare i tekniken. Och få ut sista tiondels deciBellarna. Oavsett absolutvärdet visar den när vi har ett max.

När man sedan fått smak, återstår, som Bengt skrev att förfina sina mätare, lära sig mer om kärnorna kalibrera etc.

Jag får ofta frågan om vilken SWR mätare man skall lita på.
Birden som sitter efter radion, eller den inbyggda i radion, eller Clas Olssons som såldes för 35 år sedan, kanske Daiwan visar mest rätt.

Jag brukar svara att den som sitter närmast slutsteget, dvs den i riggen ibyggda har störst förutsättning att visa det som är viktigast.

de
Roy
 
Om man ska vara "bokstavstrogen" så kan man inte uttala sig om SWR mindre än c:a 1:1,8 även med en Bird Thruline wattmeter.

En sådan specificeras från tillverkaren med ett fel som anges till högst +/- 5% av fullskaleutslag.

Vi kan anta att "pluggen" 100H, med 100W fullskaleutslag sitter i mätaren.
Radions uteffekt justeras till fullt utslag. Då flyter mellan 95 och 105 W i framriktningen.
Sedan vänder vi på "pluggen" och avläser den reflekterade effekten.
Låt oss säga att den kan avläsas till 8 W.

Samma absolutfel (+/- 5 % av 100 W eller +/- 5 W) kommer att kunna finnas i visningen av reflekterad effekt. Den verkliga reflekterade effekten kan alltså ligga mellan 3 W och 13 W, utan att instrumentets specifikationer har överskridits.

Om vi räknar ut SWR för de två extremvärden som kan uppstå; 95 W framåtgående och 13 W reflekterad effekt vilket motsvarar SWR drygt 1:2, samt 105 W framåtgående och 3 W reflekterad effekt vilket motsvarar SWR mycket nära 1:1,4 så finner man att spridningen blir flera tiondelar runt det förväntade värdet på 1:1,6.

Ännu värre blir det när man använder en SWR-meter till att justera till indikerat SWR 1:1. Då måste man inte bara ta med inte bara instrumentets felvisning, utan också direktivitetsfelet som anger instrumentets förmåga att skilja mellan framåtgående och reflekterade vågor.

Ett direktivitetsfel på 1% är lågt räknat för "vanliga SWR-instrument". Ett sådant gör att SWR-visningar på mindre än 1:1,2 är "prov utan värde".

Sammantaget ska man nog ta SWR-visningar som understiger 1:1,5 eller så med en rejäl nypa salt, oavsett instrumentets pris.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Last edited:
Just så och det innebär också att om vi enbart ser till att ställa in rattarna på våra sändare och antenntuners för maximal antennström så blir "mätfelet" nära noll, under förutsättning att vi nöjer oss med vetskapen att så mycket som möjligt av sändarens effekten faktiskt passerar matarledningen på sin väg ut mot antennen. Det går att nå bra resultat utan att tvunget sätta siffror på strömmar, spänningar och effekt.

Då är vi plötsligt tillbaks till basic, d v s glödlampor som shuntas in på matarledningen och RF-Amperemetrar som användes av alla radioamatörer i början av förra seklet d v s innan SVF hamnade i fokus och vi började strirra oss blinda på att SVF 1:1 eller om möjligt bättre var ett absolut måste för att köra radio.

Är det inte så enkelt när allt kommer omkring?

/Bengt
 
Just så och det innebär också att om vi enbart ser till att ställa in rattarna på våra sändare och antenntuners för maximal antennström så blir "mätfelet" nära noll, under förutsättning att vi nöjer oss med vetskapen att så mycket som möjligt av sändarens effekten faktiskt passerar matarledningen på sin väg ut mot antennen. Det går att nå bra resultat utan att tvunget sätta siffror på strömmar, spänningar och effekt.

Då är vi plötsligt tillbaks till basic, d v s glödlampor som shuntas in på matarledningen och RF-Amperemetrar som användes av alla radioamatörer i början av förra seklet d v s innan SVF hamnade i fokus och vi började strirra oss blinda på att SVF 1:1 eller om möjligt bättre var ett absolut måste för att köra radio.

Är det inte så enkelt när allt kommer omkring?

/Bengt
'

***

Debatt om att mäta strömmarna i ett ant-system har diskuterats förut hos ham.se

http://www.ham.se/hemmabyggen/11517-tunerbygge-i-qtc-av-sm7cbs.html

***



Urklippt.

Väntar på den perfekta kopplingen från SM0AOM.[/B]

Den kan antingen bestå av en gemensam strömtransformator där båda branscherna går igenom,
eller en för varje bransch. Genom att seriekoppla sekundärerna i motfas får man en anordning där skillnader i både amplitud och fas kommer att indikeras som en avvikelse från nollutslag.

Ett annat sätt som ger betydligt mera information är att ansluta strömtransformatorernas sekundärer till var sin kanal på ett differentialkopplat 2-kanals oscilloskop. Då kan man separera inverkan av amplitud- resp. fasobalans.


73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Jag är glad att så många reagerade på min fråga.
Jag använde ett gammalt HF antennströms instrument (thermo-couple), troligen militärt, för att mäta antennströmmen.
Kontentan av alla svar tolkar jag så att det är antennström man skall mäta.
Jag håller på att bygga ett instrument enl. QST Febr. 2009, som verkar lovande.
Har hittat två hemsidor med mycket info:

Meters
Clip-on RF Current Meter

73
SM7CFF/Bengt
 
På Johnny UCZ:s sida finns egentligen allt du behöver.

Annars är termokopplaren en mycket bra lösning. Nackdelarna är att instrumentet är lite långsamt i sin visning och termokopplare lätta att förstöra om det skulle bli kortslutning i antennen/kontakterna eller om strömmarna p g a låga impedanser på något frekvensband blir högre än vad instrumentet är avsett för. Marginalerna är små och när visaren lämnar högerläget så brinner kopplaren av p g a överhettning.

Konstruktioner med klämferriter som beskrivs i den andra länken är direkt olämpliga för att mäta antennström. De flesta klämferriter är avsedda för avstörningsändamål d v s att absorbera så mycket som möjligt av en signal eller störström. Dock är strömproben med en lindning på klämferritens ena halva precis som beskrivs i länken en ypperligt bra metod för att med en mottagare "lyssna" på div kablar och ledningar när man letar efter störningar.

/Bengt
 
Back
Top