Hej alla glada antenn- och transmatch (”tuner”) byggare.
När man läser ”Master och antenner” i HAM.SE dyker ideligen frågan upp om antenntuner, öppna feederstegar och baluner.
Det är också märkligt att samma frågor dyker upp på olika ”trådar” trots att Karl-Arne AOM och JanneG på ett utmärkt sätt förklarat funktionen hos transmatch, feedrar etc.
Jag har också studerat AG6Ks ”A Balanced Balanced Antenna Tuner” och kan bara konstatera att det äntligen gått upp för amatörer att balanseringsanordningen måste placeras före den balanserade transmatchen.
För mig, och flera med mig, som hållit på med amatörradio och transmatchar sedan tidiga 50-tal är detta ”skåpmat”. Ta en titt i ARRLs antennhandböcker från samma tid. Sunt radiotekniskt tänkande kommer automatiskt fram till en liknande lösning.
Min åsikt är att om AG6K hade kompletterat kretsen med ytterligare en kondensator (mellan strömbalunen och spolarna) vilket då bildar ett ”dubbelt balanserat” Pi-filter (ibland kallat ”Collinsfilter) hade bättre dynamik erhållits vilket underlättat anpassning till ”svåra” impedanser i nederändan av feedern.
Med de här orden tänkte jag berätta mina erfarenheter med s k transmatch-anordningar.
Jag föredrar att kalla det för en TRANSMATCH, ej TUNER, eftersom en ”antenntuner” EJ stämmer av antennen utan anpassar TX till den impedans som nederändan av feedern – koax, bandkabel eller öppen feederstege – presenterar. Det går INTE att förändra egenskaperna hos en antenn genom att mata den med olika transmatchar eller koax/ladderline m m. Matningen – transmatch plus feeder - kan bara överföra rf-energin ”dåligt” eller ”bra”.
Litet tillspetsat kan man säga att en bils växellåda och transmissionsaxel kan ej påverka egenskaperna på däcken – dom må vara slitna, lågt lufttryck, bra mönsterdjup eller utmärkta vinterdäck!
Nu till ”Kalla fakta”.
Vad fodrar vi (jag) av en Transmatch?
a) Bra balans, vilket bara kan erhållas genom att mata transmatchen (sett från TX-sidan) med en link – helst med ”faradayskärm”. Faradayskärmen åstakommer att det är endast de magnetiska kraftlinjerna som matar själva transmatchen. Det finns alltid en kapacitans mellan transmatchen och linken där oönskade störningar av typen ”common mode” som feedern plockat upp. Dessa elimeneras nu när linken är omgärdad av en skärm. Balansen är mycket viktig om feederstegen dras genom ett område där man-made noise förekommer. Se Fig. I. En annan Sfördel med linkkopplingen är att transceivern är GALVANISKT avskild från antennen. Detta är en uppenbar fördel när själva antennen och feedern laddas upp statiskt av ett åskväder eller en hagelskur.
b) Förmågan att kunna omvandla ingången på 50-ohm till extremt höga och låga impedanser som feederstegen/bandkabeln uppvisar i sin matningsända. Detta problem löses genom att man har två vridkondensatorer – C2 och C3 som medelst ”strappar” konfigurerar om till seriematning, parallellmatning eller en kombination härav. Man skall absolut inte behöva ändra längden på stegen för att erhålla ett lågt VSWR! Detta tyder isåfall på dålig dynamik hos de ingående komponenterna. Se Fig. 2, där flera olika kombinationer är beskrivna. Ytterligare möjligheter finns om man i a), b) och c) väljer att slopa C2 och istället kortsluta bygeln mellan spolarna. Se Fig. 3 skiss d). Skiss e) visar hur man kopplar feedern där C2 var ansluten. Härigenom erhålles seriekoppling vilket kan anpassa en feeder med mycket låg impedans. Jag vågar påstå att genom att ”jonglera” med olika kombinationer med C2 och C3, minst 9 val kan erhållas för att möta nästan omöjliga impedanser i feederns nederända. Lägg också märke till att i Fig. 2, skiss b) erhåller man ett mycket stort C genom parallellkoppling av C3. Om varje enskild kondensator uppvisar 450-pF erhåller man sammanlagt max. 1800-pF, vilket är värdefullt på 160 och 150 meter som ju är MELLANVÅG! (Jag behöver väl inte påpeka att de två spolarna L1 och L2 skall vara lindade åt samma håll – d v s man kan tänka sig L1 och L2 som en spole delad exakt på mitten).
c) Kondensatorerna måste väljas så att rf-spänningen ej slår över p g a för litet plattavstånd. Mitt förslag innebär 3 vridkondesatorer. Observera att C3 är två separata vridkondensatorer där axlarna sticker ut på bägge sidor. Härigenom kan man koppla samman axlarna galvaniskt så att C3 blir en klassiska splitstatorkondensatorer eller också – som Fig. 2, skiss c) visar – två kondensatorer som manövreras åtskilda med en isolerad axelkoppling. (Kom nu inte och säg att det inte finns lämpliga vridkondesatorer att få tag i. Jag har sett och haft med mig till loppmarknaderna åtskilliga kondensatorer lämpliga för transmatch och PA-steg, men ingen köper!)
Fig. 3. Alt. II
Här har jag ritat ett förslag till en transmatch utan link. Istället matar man transmatchen med en choke-balun på ingången. Jag behöver väl knappast påpeka att man har samma möjligheter att ”möblera om” C3 som i den linkkopplade transmatchen. Jag har använt denna typ av ”portabel” transmatch när jag reste i Afrika och Pacific. Handhavandet blir enklare, men nackdelarna är:
p) Ej fullständig balans på utgången.
q) Antennen är ej galvaniskt avskild från transceivern.
r) Mindre möjligheter att variera för olika impedanser som presenteras i feeder-ändan. (C2 kan ej ersättas med en kortslutning).
Jag tycker det är överflödigt att skicka med bilder på mina två transmatchar. Jag anser att tydliga scheman och beskrivningar av kretsarna är fullt tillräckligt för att beskriva funktionerna.
Till sist:
Jag har tittat på den s k S-matchen framtagen av PA0FRI. Efter att ha noggrant studerat schemat tror jag att denna typ av transmatch har dålig ”dynmaik” d v s förmågan att omvandla ”svåra” impedanser i feeder-nederändan. Här finns ju inte mycket att ”spela” på – en kondensatorer och en induktans (rullspole). Jag uppfattar kretsen som en parallellresonanskrets som är ansluten till feedern och matad av två toroidtransformatorer (som måste vara i fas). PA0FRI har två förslag – en figur med kondensatorn ”flytande” och ett andra förslag med kondensatorn som split-stator balanserad till chassie. Bägge förslagen kan jag bara tyda som en parallellresonanskrets där feedern är kopplad över spolen vilket jag tolkar som matning till en hög impedans.
Jag tvivlar inte på att man med S-matchen kan få ett lågt VSWR mellan TX och transmatch. Detta är bara halva sanningen. Genom att ”jonglera” med L och C kan säkert ett lågt VSWR erhållas på 160 m med en spole med låg induktans – kanske avsedd för frekvenser över 14-MHz. Resonans på 160 m kan säkerligen erhållas med ett högt värde på kondensatorn men L/C förhållandet blir inte optimalt. JanneG har en gång uttryckt det på ett elegant sätt – transmatchen stämmer av sig själv vilket resulterar i dålig överföring (stora förluster) mellan TX och antenn. Nedanstående exempel med en Z-match belyser detta.
PA0FRI har lagt ner ett gediget arbete på sin dokumentation som enligt min mening kunde uttryckas på en enda A4-sida.
Z-matchen:
Älskad av alla engelsmän. Jag har alltid haft mina funderingar om denna koppling överför rf-energin till antennen på ett effektivt sätt.
1973/77 arbetade jag i Zambia. Barry Clarke, 9J2CL, hade en Z-match till sin öppna feederstege. Barry påstod att han alltid kunde få en kombination som gav lågt VSWR på samtliga band. Jag hade en linkkopplad transmatch. Jag utmanade honom till en test. Vi jämförde utgående effekten med två rf-amper-metrar kopplade i serie med feedern. Min linkkopplade enhet gav ALLTID högre feederströmmar. Störst var skillnaden på 28-MHz till Z-matchens nackdel. Jag förmodar att det var L/C förhållandet som ”spökade” – för stort L vilket vid resonans resulterade i för litet C. Z-matchen har ju endast en spole för 14, 21 och 28-MHz!
73 och lycka till
Bengt /SM6APQ
När man läser ”Master och antenner” i HAM.SE dyker ideligen frågan upp om antenntuner, öppna feederstegar och baluner.
Det är också märkligt att samma frågor dyker upp på olika ”trådar” trots att Karl-Arne AOM och JanneG på ett utmärkt sätt förklarat funktionen hos transmatch, feedrar etc.
Jag har också studerat AG6Ks ”A Balanced Balanced Antenna Tuner” och kan bara konstatera att det äntligen gått upp för amatörer att balanseringsanordningen måste placeras före den balanserade transmatchen.
För mig, och flera med mig, som hållit på med amatörradio och transmatchar sedan tidiga 50-tal är detta ”skåpmat”. Ta en titt i ARRLs antennhandböcker från samma tid. Sunt radiotekniskt tänkande kommer automatiskt fram till en liknande lösning.
Min åsikt är att om AG6K hade kompletterat kretsen med ytterligare en kondensator (mellan strömbalunen och spolarna) vilket då bildar ett ”dubbelt balanserat” Pi-filter (ibland kallat ”Collinsfilter) hade bättre dynamik erhållits vilket underlättat anpassning till ”svåra” impedanser i nederändan av feedern.
Med de här orden tänkte jag berätta mina erfarenheter med s k transmatch-anordningar.
Jag föredrar att kalla det för en TRANSMATCH, ej TUNER, eftersom en ”antenntuner” EJ stämmer av antennen utan anpassar TX till den impedans som nederändan av feedern – koax, bandkabel eller öppen feederstege – presenterar. Det går INTE att förändra egenskaperna hos en antenn genom att mata den med olika transmatchar eller koax/ladderline m m. Matningen – transmatch plus feeder - kan bara överföra rf-energin ”dåligt” eller ”bra”.
Litet tillspetsat kan man säga att en bils växellåda och transmissionsaxel kan ej påverka egenskaperna på däcken – dom må vara slitna, lågt lufttryck, bra mönsterdjup eller utmärkta vinterdäck!
Nu till ”Kalla fakta”.
Vad fodrar vi (jag) av en Transmatch?
a) Bra balans, vilket bara kan erhållas genom att mata transmatchen (sett från TX-sidan) med en link – helst med ”faradayskärm”. Faradayskärmen åstakommer att det är endast de magnetiska kraftlinjerna som matar själva transmatchen. Det finns alltid en kapacitans mellan transmatchen och linken där oönskade störningar av typen ”common mode” som feedern plockat upp. Dessa elimeneras nu när linken är omgärdad av en skärm. Balansen är mycket viktig om feederstegen dras genom ett område där man-made noise förekommer. Se Fig. I. En annan Sfördel med linkkopplingen är att transceivern är GALVANISKT avskild från antennen. Detta är en uppenbar fördel när själva antennen och feedern laddas upp statiskt av ett åskväder eller en hagelskur.
b) Förmågan att kunna omvandla ingången på 50-ohm till extremt höga och låga impedanser som feederstegen/bandkabeln uppvisar i sin matningsända. Detta problem löses genom att man har två vridkondensatorer – C2 och C3 som medelst ”strappar” konfigurerar om till seriematning, parallellmatning eller en kombination härav. Man skall absolut inte behöva ändra längden på stegen för att erhålla ett lågt VSWR! Detta tyder isåfall på dålig dynamik hos de ingående komponenterna. Se Fig. 2, där flera olika kombinationer är beskrivna. Ytterligare möjligheter finns om man i a), b) och c) väljer att slopa C2 och istället kortsluta bygeln mellan spolarna. Se Fig. 3 skiss d). Skiss e) visar hur man kopplar feedern där C2 var ansluten. Härigenom erhålles seriekoppling vilket kan anpassa en feeder med mycket låg impedans. Jag vågar påstå att genom att ”jonglera” med olika kombinationer med C2 och C3, minst 9 val kan erhållas för att möta nästan omöjliga impedanser i feederns nederända. Lägg också märke till att i Fig. 2, skiss b) erhåller man ett mycket stort C genom parallellkoppling av C3. Om varje enskild kondensator uppvisar 450-pF erhåller man sammanlagt max. 1800-pF, vilket är värdefullt på 160 och 150 meter som ju är MELLANVÅG! (Jag behöver väl inte påpeka att de två spolarna L1 och L2 skall vara lindade åt samma håll – d v s man kan tänka sig L1 och L2 som en spole delad exakt på mitten).
c) Kondensatorerna måste väljas så att rf-spänningen ej slår över p g a för litet plattavstånd. Mitt förslag innebär 3 vridkondesatorer. Observera att C3 är två separata vridkondensatorer där axlarna sticker ut på bägge sidor. Härigenom kan man koppla samman axlarna galvaniskt så att C3 blir en klassiska splitstatorkondensatorer eller också – som Fig. 2, skiss c) visar – två kondensatorer som manövreras åtskilda med en isolerad axelkoppling. (Kom nu inte och säg att det inte finns lämpliga vridkondesatorer att få tag i. Jag har sett och haft med mig till loppmarknaderna åtskilliga kondensatorer lämpliga för transmatch och PA-steg, men ingen köper!)
Fig. 3. Alt. II
Här har jag ritat ett förslag till en transmatch utan link. Istället matar man transmatchen med en choke-balun på ingången. Jag behöver väl knappast påpeka att man har samma möjligheter att ”möblera om” C3 som i den linkkopplade transmatchen. Jag har använt denna typ av ”portabel” transmatch när jag reste i Afrika och Pacific. Handhavandet blir enklare, men nackdelarna är:
p) Ej fullständig balans på utgången.
q) Antennen är ej galvaniskt avskild från transceivern.
r) Mindre möjligheter att variera för olika impedanser som presenteras i feeder-ändan. (C2 kan ej ersättas med en kortslutning).
Jag tycker det är överflödigt att skicka med bilder på mina två transmatchar. Jag anser att tydliga scheman och beskrivningar av kretsarna är fullt tillräckligt för att beskriva funktionerna.
Till sist:
Jag har tittat på den s k S-matchen framtagen av PA0FRI. Efter att ha noggrant studerat schemat tror jag att denna typ av transmatch har dålig ”dynmaik” d v s förmågan att omvandla ”svåra” impedanser i feeder-nederändan. Här finns ju inte mycket att ”spela” på – en kondensatorer och en induktans (rullspole). Jag uppfattar kretsen som en parallellresonanskrets som är ansluten till feedern och matad av två toroidtransformatorer (som måste vara i fas). PA0FRI har två förslag – en figur med kondensatorn ”flytande” och ett andra förslag med kondensatorn som split-stator balanserad till chassie. Bägge förslagen kan jag bara tyda som en parallellresonanskrets där feedern är kopplad över spolen vilket jag tolkar som matning till en hög impedans.
Jag tvivlar inte på att man med S-matchen kan få ett lågt VSWR mellan TX och transmatch. Detta är bara halva sanningen. Genom att ”jonglera” med L och C kan säkert ett lågt VSWR erhållas på 160 m med en spole med låg induktans – kanske avsedd för frekvenser över 14-MHz. Resonans på 160 m kan säkerligen erhållas med ett högt värde på kondensatorn men L/C förhållandet blir inte optimalt. JanneG har en gång uttryckt det på ett elegant sätt – transmatchen stämmer av sig själv vilket resulterar i dålig överföring (stora förluster) mellan TX och antenn. Nedanstående exempel med en Z-match belyser detta.
PA0FRI har lagt ner ett gediget arbete på sin dokumentation som enligt min mening kunde uttryckas på en enda A4-sida.
Z-matchen:
Älskad av alla engelsmän. Jag har alltid haft mina funderingar om denna koppling överför rf-energin till antennen på ett effektivt sätt.
1973/77 arbetade jag i Zambia. Barry Clarke, 9J2CL, hade en Z-match till sin öppna feederstege. Barry påstod att han alltid kunde få en kombination som gav lågt VSWR på samtliga band. Jag hade en linkkopplad transmatch. Jag utmanade honom till en test. Vi jämförde utgående effekten med två rf-amper-metrar kopplade i serie med feedern. Min linkkopplade enhet gav ALLTID högre feederströmmar. Störst var skillnaden på 28-MHz till Z-matchens nackdel. Jag förmodar att det var L/C förhållandet som ”spökade” – för stort L vilket vid resonans resulterade i för litet C. Z-matchen har ju endast en spole för 14, 21 och 28-MHz!
73 och lycka till
Bengt /SM6APQ
Attachments
Last edited:
