S-match enligt PA0FRI

Discussion in 'Antenner och master' started by SM6APQ, Sep 5, 2012.

  1. SM6XYY

    SM6XYY Well-Known Member

    Att köra med 10 till 30 KILOWATT kan väl ändå inte kallas för ett vardagsbrott?

    Att förstöra för andra "contestare" genom att köra med så hög effekt är det väl ingen som uppskattar?

    Jag förstår mer och mer varför sändaramatörerna hade så låga tankar om PR-amatörerna när dom kom ut på 11-metersbandet på 60-talet, ingen respekt för lagar och regler, kör så det ryker och skit i dom andra, jag gör som jag vill !

    Att påtala för syndaren betyder inte att man gör en polisanmälan !!

    Gör jag fel så är jag nog tacksam om någon talar om detta för mig, men bryr jag mig inte så säger det en hel del om vad för slags människa jag är !!

    BDZ: Du bör nog sluta med att försöka styra inläggen och i stället läsa vad andra skriver, det talades mycket om hur man mäter effekten och det ena ger det andra.
     
    Last edited: Oct 1, 2012
  2. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Det talas om TERMOKORS.

    Funkar detta instrument?

    T_kors1_s.jpg
    T_kors2_s.jpg

    Man måste väl fortfarande mäta strömmen genom ett känt motstånd.

    /Micke
     
  3. SM5XUN

    SM5XUN ░░░░░░░

    Pratar vi ERP, >/= 23cm och paraboler så... ;)

    +40dBm in i en kakburk med +30dB = +70dBm ut...då kan vi grilla korv!


    Det där är inte unikt för vare sig "äkta" radioamatörer eller PR-radionyttjare.
    Svunnen är den tid då sändareamatörer rättade till slipsen och harklade innan de talade högtidligt i kolkornsmikrofonen.

    Jag misstänker att SM6APQ får hjärtsnörp om du så ledigt buntar ihop honom med "PR-ligisterna" :D
    -det kan dessutom mycket väl vara så att han skrivit fel siffror i all hast,
    så skjut inte räven förräns budbäraren har sprungit över ån efter smöret.


    SM3BDZ har för övrigt alldels rätt, vi har glidit alldeles på sniskan från ämnet som tråden avhandlar.
     
    Last edited: Oct 1, 2012
  4. SM3BDZ

    SM3BDZ Well-Known Member

    Vilket tjusigt instrument! Jo, det skulle nog fungera bra vad jag kan förstå. Dessutom kan det vara praktiskt att mätkroppen är skild från själva instrumentet!

    Ja, man måste fortfarande mäta strömmen genom ett känt R för att det ska vara meningsfullt.

    >XYY: Nu behöver du väl inte ta i med såna brösttoner, bara för att jag framför en rätt ödmjuk fråga...

    1. Jag försöker inte styra inläggen!

    2. Jag läser vad andra skriver - även det Du skriver!

    Även präktigheten har uppenbarligen sitt pris...


    73/Lasse
     
  5. SM6XYY

    SM6XYY Well-Known Member

    Alla frågor spårar förr eller senare ur och då skall frågeställaren återkomma med sina frågor så kommer vi på rätt spår igen.

    Jag använder ALDRIG bröstoner men ibland så läser man mellan raderna och tolkar kanske lite fel- no hard feelings - från mig i alla fall.
     
  6. SA0AIB

    SA0AIB Per

    Karl-Arne!

    Hur borde effektgränsen preciseras? Är det viktigast att ha med tidskonstanten? Eller är det själva effektmätningen? Anses en S-match tillhöra antennsystemet?
     
  7. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Radioreglementet anger tre effektdefinitioner;

    "1.157 peak envelope power (of a radio transmitter): The average power supplied to
    the antenna transmission line by a transmitter during one radio frequency cycle at the crest of the modulation envelope taken under normal operating conditions.

    1.158 mean power (of a radio transmitter): The average power supplied to the
    antenna transmission line by a transmitter during an interval of time sufficiently long compared with the lowest frequency encountered in the modulation taken under normal operating conditions.

    1.159 carrier power (of a radio transmitter): The average power supplied to the
    antenna transmission line by a transmitter during one radio frequency cycle taken under the
    condition of no modulation
    "

    Av dessa är den första, PEP, den mest generella och används i de allra flesta kulturländers specifikation av effektgränser.

    I specialfallet vågformer med konstant envelopp som FM eller Morsetelegrafi med konstant nedtryckt nyckel (A1A eller N0N) blir PEP = medeleffekt.

    Kraven på tidskonstant hos instrumentet är då att om det ska kunna visa PEP behöver det en tidskonstant som är kort jämfört med variationerna hos enveloppen, så att det blir toppvärdesvisande. Detta var tidigare ett ganska svårt krav, men dagens effektmetrar har ofta en funktion just för att visa toppeffekt.

    Om man endast har att göra med AM-sändare så blir "carrier power" eller bärvågseffekt relevant att använda.

    Det farliga med det odefinierade begreppet "maxeffekt" som PTS använder, och som ingen vill gå ut i skrift och tala om vad det innebär, är just att det inte medger jämförelser med andras effektmått, och att vad som indikeras kommer att vara direkt beroende av instrumentets egenskaper.

    Den som vill köra riktigt mycket effekt skaffar sig en uteffektindikator som har en mycket lång tidskonstant, t.ex. ett varmtrådsinstrument eller en kalorimeter.

    Förutsatt att sändningspassen är någorlunda korta så kommer sådana instrument endast att visa några procent av den använda toppeffekten, och så länge "maxeffekt" används av PTS som effektgräns har vederbörande inte formellt brutit mot reglerna. Jag anser själv att sådana former av "hemmagjorda" effektdefinitioner drar löje över Sverige, och späder på landets allmänna rykte som en "bananmonarki".

    Beträffande en S-match så ingår den enligt mitt synsätt i antennsystemet, eftersom den för det mesta sitter mellan sändarens utgångsklämmor, där referenspunkten som har en konstant impedans för uteffektmätningen brukar finnas, och själva antennen och dess matarledning.

    73/
    Karl-Arne
    SM0AOM
     
    5 people like this.
  8. SM0DRY

    SM0DRY Well-Known Member

    Efter all teori om S-matchen tänkte jag ge lite praktiska erfarenheter av densamma. Som signalkälla använder jag en MFJ Antenna Analyzer. Jag har använt följande laster:
    - resistiva laster mellan 50 - 500 Ohm
    - 10 Ohm i serie med 100 pF (på förslag av SM0AOM)
    - 3000 Ohm parallelt med 50 pF (på förslag av SM0AOM)

    De resistiva lasterna kunde jag stämma av till lågt SWR mellan 3,5 - 24 mHz.
    De övriga på förslag på last av SM0AOM kunde jag tyvärr inte stämma av. Bild på tunern finns på:

    Flickr: SM0DRY's Photostream

    Skulle vara intressant att få lite praktiska synpunkter av dom som har byggt PA0FRI's S-match.
     
  9. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Oförmåga att stämma av komplexa laster brukar bero på att de reaktiva komponenterna i S-matchen har för små variationsområden.

    I det aktuella fallet ser dock dessa ut att ha tillräckligt
    stora områden, varför man nog måste söka problemet annorstädes.

    Kanske transformatorn har egenresonanser eller felaktigt omsättningsförhållande?

    73/

    Karl-Arne
    SM0AOM
     
  10. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Lyckligtvis talar vi eller PTS - ännu - inte om ERP. När detta blir ett faktum, som t.ex. ett resultat av allmänhetens "strålningsrädsla", kommer hela amatörradiokartan att ritas om. Det kommer sannolikt att bli effektgränser i häraden 50 W till en dipol på HF-banden, och kanske något 100-tal W ERP på VHF/UHF, ifall vi nu kommer att ha några sådana band kvar.

    Dock förekommer det en missuppfattning i det citerade.
    Det går inte alls att "grilla korv" även vid mycket stora antennvinster och därmed ERP-nivåer.

    Orsaken är att det i exemplet totalt "bara" finns +40 dBm = 10 W effekt att tillgå. Korvgrillning med så låga effektnivåer tar obekvämt långa tider att realisera.

    Vi kan för enkelhetens skull låta hela övningen försiggå på 3 cm eller 10 GHz, och antennvinsten på 40 dBd realiseras med en parabol med 0,7 m2 area eller en diameter på 1 m.

    Vid vågledaränden som får utgöra matningshorn finns en effekttäthet på
    10/(2*1) = 5 W/cm2 eller 50000 W/m2, vilket är långt över gränsvärdena, och man kan riskera att bränna sig om man har känslig hud.

    Det är den största effekttäthet som går att åstadkomma någon stans i systemet.

    Om vi tänker oss att parabolen belyses jämnt över hela ytan (orealiserbart i praktiken) har vi en effekttäthet på dess yta av 10/0,7 = 14 W/m2, vilket är över gränsvärdet men förmodligen inte direkt farligt.

    Ställer man sig direkt framför parabolen kan det teoretiskt tänkas att det går att känna en uppvärmning, men korvar förblir råa.

    Det +70 dBm eller 10 kW ERP som man teoretiskt tänker sig att kunna få kan bara existera på ett avstånd överstigande det där man kan börja försumma fasskillnaden mellan E och H, dvs där fjärrfältet är fullt utvecklat.

    Detta avstånd ("Fraunhoferavståndet") är d > 2*D^2/(våglängden), där D är antennaperturens största utsträckning.

    En härledning av detta samband finns i alla grundläggande läroböcker i mikrovågsteknik.

    Med siffervärden insatta så blir avståndet d > 66 m.

    En sfär med 66 m radie har en area = 56000 m2, och enligt definitionen av antennvinst kommer strålningen att koncentreras till en area som är 40 dB eller 10000 ggr mindre, dvs 5,6 m2.

    Där kommer en effekttäthet S av c:a 10/5 = 2 W/m2 att finnas.

    En typisk korv har en mantelarea av uppskattningsvis 0,2*0,02*3,14 = 0,012 m2 = A, varför den största effekt som den kan absorbera är P = S*A = 2*0,012 = 25 mW.

    Termisk jämvikt torde uppstå i korven vid temperaturer som bara obetydligt överskrider omgivningens.

    73/
    Karl-Arne
    SM0AOM
     
    Last edited: Oct 3, 2012
    SA0CNH, SM7TLH, SM2DNR and 3 others like this.
  11. SM3BDZ

    SM3BDZ Well-Known Member

    Först måste jag få säga att jag gillar och roas av AOM's utredning beträffande korvens mantelarea och grillbarhet vid bestrålning! :) (Lätt att fantasin skenar här, men det ska jag försöka undvika att utsätta er för...)

    Som jag ser det så är det i första hand två egenskaper hos S-MATCH eller vilken avstämmare som helst, för den delen, som är intressant att mäta och känna till.

    1. Dynamik. Med det menar jag i sammanhanget förmågan att anpassa såväl resistiva som komplexa laster med olika impedanser till 50 Ohm.

    2. Effektivitet. Överföringsförluster vid olika laster och frekvensområden.

    Egentligen överlappar kanske punkt 2 punkt 1 i någon mening, fast effektiviteten kan ju vara god även i det fall anpassningen till 50 Ohm ej "når ända fram"... eller?

    73/Lasse
     
  12. JanneG

    JanneG Well-Known Member

    Lasse och Karl-Arne,
    jag har en misstanke i bakhuvudet att Terman, i sin Radio Handbook, ger formler för förlusterna i L-C och C-L länkar som används som anpassningsnät och där man tar hänsyn till Q-värdena både i belastning och i induktorn L. Jag förmodar att åtminstone K.-A har Terman på sin bokhylla - tror jag fel? Det är möjligt att referensen till Terman fanns i någon artikel av W4RNL LB Cebik.

    Det finns en annan författare som har behandlat problemet med ATU-ers verkningsgrad-- för några år sedan publicerade RadCom en serie artiklar om bygge av en automatisk ATU och i de inledande artiklarna behandlades problemet med L-C och C-L länkars verkningsgrad vid varierande belastning och resultaten redovisades i snygga pseudo-3D diagram. Tyvärr minns jag inte författarens namn och inte har jag de tidningarna kvar - de har jag slängt tillsammans med mina gamla QTC. Det kanske finns någon på listan som vet mer än vad jag kan leverera just nu :)

    Själv gjorde jag ett försök att angripa verkningsgradproblemet m.h.a. MathCad för några år sedan, men kom bara halvvägs innan beräkningarna blev för komplexa för mitt tålamod -- men jag ska titta efter om jag hittar något av resultaten. 73 Janne/SM0AQW
     
  13. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    En exakt lösning är rätt komplicerad, men en användbar approximation är helt enkelt
    att uttrycka transformationsförhållandet i ett L eller T-nät som N < (1+Ql^2) och sedan lösa ut Ql.

    Då blir Ql > roten (N-1) och därefter använda sambandet att verkningsgraden = 1-(Ql/Qu) för varje transformationsled. Mer komplicerade nät som Pi-nät får reduceras
    till ekvivalenta kombinationer av L och/eller T-nät.

    Jag har använt dessa förenklade samband vid beräkningar av förluster i kommersiella ATU-er och fått rimliga resultat. En komplikation med S-matchen är att den inte består av renodlade kretselement, utan innehåller kretsar med många distribuerade komponenter som alla har transformationsegenskaper.

    Ska titta i Terman i morgon, både Radio Engineering och Radio Engineer's Handbook ligger på jobbet...:)

    73/
    Karl-Arne
    SM0AOM
     
  14. SM3BDZ

    SM3BDZ Well-Known Member

    Formlerna känns bekanta från dimensioneringen av ingångskretsarna (L-filter) till mitt PA-steg, där du ledde in mig på rätt spår, Karl-Arne!

    73/Lasse
     
  15. SM6APQ

    SM6APQ Well-Known Member

    Strålningsrädsla

    AOM de APQ.

    Du skrev:
    Lyckligtvis talar vi eller PTS - ännu - inte om ERP. När detta blir ett faktum, som t.ex. ett resultat av allmänhetens "strålningsrädsla", kommer hela amatörradiokartan att ritas om. Det kommer sannolikt att bli effektgränser i häraden 50 W till en dipol på HF-banden, och kanske något 100-tal W ERP på VHF/UHF, ifall vi nu kommer att ha några sådana band kvar.

    Hur mycket "farlig" strålning får de personer som från sin bostad kan se de röda hinderljusen på en TV-mast? Förutom FM och TV-sändare på VHF och UHF finns ofta sändare tillhörande Luftfartsverket, Polis och Brandkår inhyrda i byggnaden.
    Har också för mig att eventuell "farlighet" ökar på frekvenser över 30-MHz.

    Om "allmänheten" är rädda för en amatörsändare på HF som matar en dipol eller beam med 1 kW och fodrar att denna station stängs eller reducerar effekten, bör ju all FM och TV-sändning upphöra.

    73
    Bengt SM6APQ
     
  16. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Vid en ERP av 1000 kW , som det gamla UHF-TV systemet använde,
    överskrider inte fältstyrkan vid markytan c:a 2 V/m.

    Detta beror på att antenndiagrammet är format så att
    maximal fältstyrka uppstår i en punkt nära den optiska horisonten.

    Som jämförelse är fältstyrkan utanför närfältszonen (d = 10 m) för en dipol matad med
    50 W på 28 MHz c:a 7 V/m.

    73/
    Karl-Arne
    SM0AOM
     
  17. SM5NFT

    SM5NFT Well-Known Member

    G3XJP Peter Rhodes har sådant diagram i sin beskrivning av PicATUne. Det visar att förlusten blir hög då antennen har låg resistansen i kombination med hög reaktans.

    /Arne
     
  18. SM6APQ

    SM6APQ Well-Known Member

    Strålningsrädsla

    AOM de APQ, Good Morning!

    Du skrev:
    Vid en ERP av 1000 kW , som det gamla UHF-TV systemet använde,
    överskrider inte fältstyrkan vid markytan c:a 2 V/m.

    Detta beror på att antenndiagrammet är format så att
    maximal fältstyrka uppstår i en punkt nära den optiska horisonten.


    Vad händer med människor som bor nära den "optiska horisonten"?
    Hur stor är fältstyrkan här på VHF/UHF från TV-masten?

    Nyfiken, eftersom det gått "troll" i denna fråga!

    73
    Bengt SM6APQ
     
  19. JanneG

    JanneG Well-Known Member

    Arne,
    ja, det stämmer, Peter Rhodes var det - tack för upplysningen! Jag tyckte diagrammen i artikeln var mycket klargörande - de gav ju också bra information om vilka impedansområden som var omöjliga att anpassa med vissa konfigurationer för tunern.
    73 /Janne
     
  20. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Det är helt i linje med den allmänna teorin bakom anpassningsnät;
    när man försöker anpassa laster med högt Q (Q = X/R) stiger förlusterna.

    73/
    Karl-Arne
    SM0AOM
     

Share This Page