Cíl úlohy
Cílem úlohy je stanovit ztrátu v dB na anténním tuneru.
Poznámky:
1. Měřený tuner je tvořen L čánkem.
Indukčnost tvoří Roler. Kapacitu otočný deskový kondenzátor s
velkými mezerami.
2. Měření v této úloze provedeme na kmitočtu
28 MHz. Impedance reálné antény se pohybuje kolem Z = 200 Ohmů.
3. Roler musí nastavit pro správné naladění indukčnost asi 0.66
mikroH (viz Smithův diagram na konci). Zdá se, že v místě naladění
je povrch vodiče roleru nekvalitní a očekává se měřitelná ztráta v
místě kontaktu.
Použité přístroje:
1. Vektorový analyzátor
(v příkladech použit nano VNA).
Použitý konektor: CH0 (TX)
a CH1(RX)
Použité
adaptéry: SMA krátký propojovací kabel SMA / PL259 na
připojení tuneru, tuner, SMA se svorkami na připojení vstupu CH1,
rezistor 150 Ohmů na doplnění impedance
Zobrazované
typy grafů: charakteristiky S11 a S21
Měřené
veličiny: průběh útlumu tuneru v závislosti na kmitočtu,
průběh koeficientu odrazu RL (nebo VSWR) v závislosti na kmitočtu
Software - design:
Smith V4.1
Software - měření:
https://github.com/mihtjel/nanovna-saver/releases
Základní zásady při práci a základní nastavení
1. Měřený obvod je připojen podle schématu vpravo.
2. Tuner je připojen ke generátoru VNA na CH0
3.
První měření děláme na impedanci Z = 200 + j0, viz postup
a naměřené hodnoty.
4. Rezistor R není v zapojení s anténou. Slouží k
doplnění impedance vstupu RX (CH1) na hodnotu měřené
impedance, kterou tuner přizpůsobuje. Ztráta na
rezistoru R není ztrátou tuneru a musí být od výsledků
odečtena!
5. Jaká hodnota se pro různé
impedance odpočítává, je zřejmá z tabulky níže.
6.
Pokud tuner slouží k přizpůsobování antén s vyššími
impedancemi, volíme rovněž měření na vyšších impedancích. |
 |
Tabulka - počítání ztrát na
rezistoru R1
|
 |
| |
Postup měření
1. Tuner připojíme k VNA podle schématu nahoře.
2.
Osadíme hodnotu R1 podle impedance, na kterou pořadujeme,
aby tuner transformoval.
3. Nastavíme Sweep settings
tak, aby měření probíhalo spojitě. Nastavíme frekvence
(Start a Stop) poblíž měřené frekvence, počet segmentů =
1. Je to důležité, potřebujeme tuner rychle naladit,
nikoliv u toho tvrdnout, než to VNA změří.
4. Vyladíme
tunerem nejlepší přizpůsobení.
5. Provedeme finální
měření (více segmentů, potřebný rozsah kmitočtů): |
| |
Naměřené výsledky
|
 |
|
|
Co z výsledků vyčteme?
1. Na
kmitočtu 28 MHz jsem vyladil s přesností VSWR = 1.172. Je
to dáno tím, že kladička jezdí v pásmu malých indukčností
s "přískoky" a nelze hovořit o hladkém spojitém ladění.
2. Koeficient odrazu RL je přes -20 dB, což považujeme
u podobných zařízení za malý (zanedbatelný) odraz.
3.
Ve Smith. diagramu vidíme, že naladění tuneru
(přizpůsobení) je kmitočtově závislé. To jsme očekávali,
máme L článek (LC tuner).
4. Zajímá nás ztráta
na tuneru. Víme, že musíme odečíst energii
spotřebovanou v rezistoru R1. Podle tabulky a vzorečku se
v rezistoru ztratí 6 dB výkonu. V grafu S21 Gain vidíme
průběh útlumů tuneru. Při nejlepším přizpůsobení
je ztráta měřeného tuneru asi 0.58 dB. Takové ztráty se
označují jako Match Loss. |
|
|
Teoretický princip použitého tuneru
Byl použit obyčejný LC článek s rolerem a kapacitou. V
tomto zapojení byla použita horní propust.
|
 |
|
|
|
|
Závěr
1. Na použitém kmitočtu
byla naměřena ztráta match loss asi 0.58 dB. To prakticky
znamená, že už při tak nízké transformaci z 50 na 200 Ohmů
se na tuneru ztratí asi 14.3 % výkonu, který by měl jít do
antény. Ty třecí kontakty, to je svinstvo.
Související témata
Měření útlumu,
měření na balunu - viz obsah.
|
|
|
|
|
|
|
