Co to je Wirematch?

Na svých stránkách popisuji celou řadu antén, uvádím diagramy o jejich vyzařování, píšu o impedancích na svorkách i o průbězích proudů v prvcích. V několika článcích jsem okrajově rozebral problematiku ztrát v přizpůsobovacích čtyřpólech. Podle literatury a s pomocí diagramů lze ztráty stanovit např. takto. Nebo jednoduše, podle Q-faktoru cívky a Q-faktoru čtyřpólu takto.  Program na výpočet ztrát v L článku lze také stáhnout tady. Tzv. match loss ztráty (ztráty v přizpůsobovacím čtyřpólu) lze samozřejmě měřit. Na mém pracovišti jsem schopen měření dělat alespoň orientačně, s pomocí jednoho nebo dvou přístrojů wirematch.

Co to je wirematch?

Wirematch je jednoduchý čtyřpól, PI článek, jehož kapacity a indukčnosti lze dálkově nastavovat z obrazovky PC. Každý prvek lze nastavit v 255 krocích. Takovému kroku odpovídá hodnota jednoho bajtu pro každý prvek. Kondenzátory a indukčnost se přepínají pomocí relé. Obrazovka Wirematche vypadá takto:

Vpravo nahoře jsou tři řídítka, kterými se myší hýbe. Nastavuje se jimi C1, C2 a L. Nastavené hodnoty lze ukládat do pamětí. V této verzi SW jsou celkem 4 banky pamětí pro každé pásmo. Nastavená data se ukládají do souboru. Takže pokud dělám měření na nějaké anténě, třeba Single Zeppelin nebo G5RV, tak to dělám tak, že anténu nejlépe přizpůsobím pomocí řídítek a data uložím do souboru. Ten si můžu schovat, pokud bych někdy potřeboval mít informaci o tomto nastavení. Program je natolik jednoduchý, že nemá smysl popisovat, jak se s ním dělá. Pokud tato věc nějakého čtenáře přesto zajímá více, může si tady stáhnout demoverzi programu (ta s ničím a nikam nekomunikuje), pustit si ji v nějakém adresáři Windows a zahejbat si s řídítky a tlačítky. Program si po prvním spuštění vyrobí soubor art_40_memory.dat, do kterého si ukládá nastavení a data pamětí. Když s wirematchem neměřím a zrovna potřebuji vysílat na nějakou drátovku, často ho používám jako tuner.

Jak se s tím dělá?

Na přizpůsobení drátové antény je třeba jeden wirematch. Pokud je anténa symetrická, tak ještě balun 1:1. Wirematch v tomto případě funguje jako dálkově ovládaný tuner, jehož čtyřpólem je jeden ze dvou realizovatelných L článků nebo PI článek. Z nastavení LC prvků lze, mimo jiné, pomocí Smithova diagramu určit celkem solidně neznámou impedanci, a to i pokud se významně liší od R=50 Ohmů. Použil jsem to jako tuner na anténě Single Zeppelin, Double Zeppelin, G5RV, Quad se širokopásmovým zářičem, LW napájené na konci, Rybakov vertikál, ale také na vertikální MOXONce napájené na spodním konci zářiče, na půlvlnném vertikálním zářiči napájeném na spodním konci a na bobtail-curtain napájené dole na konci vertikálního zářiče.

Jak se měří match loss ztráty pomocí wirematchů?

Na to jsou třeba dva ks přístrojů wirematch a dva kusy průchozích wattmetrů. Jedním se anténa normálně přizpůsobí a data se uloží. Na dílně (v hamovně) si připravíte druhý wirematch a umělou zátěž 50 Ohmů. Druhý wirematch nastavíte na obvodové hodnoty prvního přístroje. Oba přístroje jsou zapojeny do série. Na výstupu TX je jeden přesný wattmetr a na vstupu do umělé zátěže (dummy load) je druhý wattmetr. Z rozdílu watmetrů přímo přečteme dvojnásobek match loss ztrát. A máme o jejich velikosti jasno.

Můžeme si také změřit match loss ztráty našeho tuneru. Přizpůsobíme s ním anténu. Tu následně odpojíme a impedance doladíme wirematchem do umělé zátěže na nejnižší VSWR. Změříme oba výkony (TX i to, co teče do dummy load). Potom změříme dva stejně nastavené wirematche, čímž zjistíme jeho match loss ztrátu a z rozdílu snadno dopočítáme ztrátu neznámého tuneru. A můžeme si to porovnat s jednoduchými teoriemi, které o match loss ztrátách známe. A možná se budeme nebo nebudeme divit, hi.

Co je uvnitř přístroje?

HF deska obsahuje slídové (silver mica) kondenzátory, indukčnosti, spínací relé, jednoduchou logiku oddělenou pomocí optronů a galvanicky odděleného spínaného zdroje s vyšší elektrickou pevností. Na druhé desce je řídící mikropočítač a multiplexory na přepínání bitů ze tříbajtového slova, které definuje 3 x 255 různých nastavení pro 3 prvky (L, C1 a C2). Pro sériovou komunikaci je tam ještě RF modul a vše se napájí ze zdroje 13.5 Voltu. Mikropočítač je tím nejjednodušším, co jsem sehnal (Atmega88 z prvních tunerů byla nahrazena PICAXE M2). Data se do přístroje posílají z USB na PC, přes RF modul. Protokol je jako u všech mých jednoduchých dálkově řízených aparátů podobný protokolu Icom, tj. zde: "FE, FE, 30, E0, command, data, data, data, FD".