SWR med og uden RFpower

I forbindelse med fejlsøgning på en antenne, bad fabrikantens supporter mig om at måle SWR med RF power på antennen. Måleværdierne fra en analyzer kunne han ikke bruge, da de ikke viste de rigtige SWR værdier, sagde han.

Det tænkte jeg en del over, så jeg målte på en OK antenne. Først med spectrum analyzeren koblet til en return loss bridge, derefter med Bird'en og 50 W til antennen.

Det viste sig, at supporteren har ret. SWR værdierne målt på analyzeren er en del højere end værdierne målt på Bird'en. Der er altså - ved samme frekvens - forskel på, at der måles med og uden effekt.

Hvem har en god forklaring på det?

Vy 73 de OZ8ZY Jørgen

Hej Jørgen

Min første tanke var direktiviteten altså ud over kvaliteten af de to instrumenter osv. "Analyzer" og "Bird" er vide begreber. Prøv at være MEGET mere specifik i dine instrumentbeskrivelser. Så kan vi måske komme det nærmere.

Svar til #2:

Hej Bo

Rigol DSA 815-TG Spectrum Analyzer (9 kHz til 1,5 GHz), Bird Wattmeter 4410A, Amtronix SW2012N Return Loss Bridge.

Alt sammen professionelt udstyr - kalibreret efter fabrikantens forskrifter.

Jørgen

Svar til #1:
Hej Jørgen

Når der måles på en antenne med et SWR instrument af en slags, vil retursignalet fra antennen bestå af både det reflekterede signal og signalet fra eventuelle kraftige stationer der modtages.

Når der anvendes en antenneanalyser er effekten der tilføres antennen meget lille og reflektionen tilsvarende svag. Derfor vil de udefra kommende signaler have større betydning.

Almindelige SWR analysere er ikke frekvensafstemt i målekredsløbet. Det målte reflekterede signal består derfor af alle mulige frekvenser, ikke bare på den aktuelle målefrekvens.

Problemet er ikke så stort hos dig hvor du benytter en spektrum analyser med smalbåndet modtager, der er afstemt til frekvensen. Spektrum analyserens generator er dog stadig svag og det reflekterede signal vil indeholde andre signaler også.

Du kan efterprøve ved at teste på en frekvens hvor du har et kraftigt udefra kommende signal, og sammenligne med et sted ved siden af, hvor der ikke er nogen signaler at høre.

Hej

Kan det være noget med RMS i 4410A kontra spidsværdi i DSA 815-TG og SWR er baseret på spændinger og ikke effekter? Det kan måske også være en fase/imaginær del der driller?

Jeg tror at direktiviteten af SW2012N er OK.

Har du mulighed for at lave nogle "kalibreringsafslutninger" a la det der er med i div. netværksanalysatorer og så teste med dem?

Svar til #4:

God pointe!

Svar til #5:

Hej Jan

Tak for dit kompetente svar.

Der er kraftige stationer, når jeg måler, så det er sikkert dem, der giver fejlmålinger.

Svar til #6

Hej Bo

Du har sikkert ret: 4410 måler RMS-værdien af det sinusformede signal, jeg tilfører fra senderen i CW-mode. DSA 815-TG målingerne er baseret på spændinger. Derfor er målingerne forskellige.

Jeg arbejder lidt videre med RLB'en og nogle kalibreringsafslutninger.

Jørgen

Svar til #1:
Hej Jørgen

Jeg tvivler på, at din måling med reflektionsfaktor-broen bliver forstyrret af kraftige radiosignaler. Det kan du let undersøge ved at afbryde forbindelsen mellem tracking-generatoren og broen og evt. sætte en 50 ohms load på broens input-connector i stedet for kablet til tracking generatoren. Så kan du se, om der er signaler, der kommer i nærheden af det, du måler, når tracking-generatoren er tilsluttet.

Det er bare et gæt, men ud over evt. målefejl og kabelproblemer kunne forskellen mellem de to typer målinger skyldes, at antennekablet indgår i målingen og kobler til antennen, samt har forskellig impedans mod jord i de to tilfælde. Måske kunne du prøve at sætte en strømbalun ind på antennekablet lige før det sted, hvor du kobler måleudstyret på, så strømmen udvendigt på antennekablet bliver reduceret.

Venlig hilsen
OZ9MO / Jarl

Svar til #8:

Hej Jarl

Tak for input.

Der ER kraftige signaler fra radiofonistationer på 40 meter båndet, hvor jeg målte, og det er nok en årsagerne til fejlmålingen ved tracking generatorens lave signalniveau.

Det andet tema med kobling mellem antenne og kabel har jeg ikke været opmærksom på. Jeg bruger dog ikke baluns, men "Mantelwellensperre" (et stykke coax inden i en stak ferritkerner), og der er monteret en "Sperre" ved antennetilslutningen. Det er der ikke i den anden ende, ved tilslutningen til VSWR broen. Tror du kablet kobler, når der kun er én "Sperre":

Jørgen

Svar til #9:
Hej Jørgen

Hmmm.... Kraftige signaler viser sig på spektrumanalyzeren som smalle spidser og er lette at skelne fra den jævne SWR-kurve. Så hvis du ikke kan sætte niveauet op fra tracking-generatoren, burde du alligevel kunne måle reflektionsdæmpningen ved at "se bort fra spidserne".

En mantelwellesperre er netop en strømbalun. Og det er fint, at du har sådan en siddende oppe ved antennen, hvis den al'så er effektiv på de bånd, du måler på. Men prøv også, om du kan gøre noget tilsvarende i den anden ende af kablet, der hvor du måler. Evt. bare en stribe klap-ferritter på antennekablet.

Hvad bruger du til at omregne fra reflektionsdæmpning og til SWR ?

Venlig hilsen
OZ9MO / Jarl

Svar til #10:

Hej Jarl

Return Loss = -20 log((S-1)/S+1)) - så får du return loss i dB.

S står for standbølgeforholdet, sådan kaldte vi det, da jeg i 1980'erne underviste i ledningsteori på daværende Odense Teknikum.

Jørgen

Svar til #1:

Hvor stor forskel måler du.

Der er flere ting der kan drille f.eks er Bird proben ikke særlig nøjagtig ved lav effekt kontra fuldt udslag.

På dårligt tilpassede antenne måler du også sum af harmonisk når du benytter en sender da det reflekterede er en sum.
Med SWR bro måler du kun på en frekvens (den tracking generatoren udsender).

Mistilpasning på mellemkabel og Bird

Mvh
Rene

Svar til #11:
Hej Jørgen

Formlen er stadig korrekt her i 2014.

Selv bruger jeg et nomogram. Bare for en sikkerheds skyld......

Venlig hilsen
OZ9MO / Jarl

Svar til #1:
Hej Jørgen

Det kunne være rart at høre mere om problemet
Går ud fra det "bare" er swr som er for højt!

Hvilken antenne? og frekvens?

Mvh.
Gert

Svar til #14:

Temaet går på, hvorfor standbølgeforholdet på samme antenne og på samme frekvens måles til fx 1,32 på spektrum analysatoren og 1,21 på Bird'en. I første tilfælde er effekten 50 mW, i andet 50 W. Antennen er en ganske almindelig dipol, frekvensen 7150 kHz.

Svar til #14:

Temaet går på, hvorfor standbølgeforholdet på samme antenne og på samme frekvens måles til fx 1,32 på spektrum analysatoren og 1,21 på Bird'en. I første tilfælde er effekten 50 mW, i andet 50 W. Antennen er en ganske almindelig dipol, frekvensen 7150 kHz.

Svar til #15:
Bare en tanke:
Bird oplyser at deres målenøjagtighed er +/- 5%
Hvis vi er flinke så er der nogenlunde det samme målenøjagtighed på spektrumanalysator opstillingen taget alt i betragtning.
Det giver i værste tilfælde en måleunøjagtighed på 10%.
Din afvigelse er på ca. godt 8%.
Så er alting som det skal være.

Hilsen
Istvan
PS. Den oplyste målenøjagtighed for Bird firudsætter at signalet er perfekt sinusformet. Dvs. der er meget lidt harmoniske produkter tilbage.

Svar til #1:
Du bør, som #17 nævner, foretage en nøje usikkerhedsberegning på begge dine måleopstillinger.

Som inspiration kan du, ud over specifikationerne på din målebro, der er specificrete til 35 dB return loss, også se på brochuren på R&S' ZRB2 SWR Bridge på http://cdn.rohde-schwarz.com/dl_downloads/dl_co mmon_library/dl_brochures_and_datasheets /pdf_1/ZRB2_13_web.pdf . Især kurverne øverst på side 2 er tankevækkende. Et eller andet sted hos R&S ligger der en nøjere usikkerhedsgennemregning. Den følger med, når man køber en ZRB2.

Dertil kommer Rigol'ens log fidelity, input- og output-swr og, som flere også skriver, muligheden for ydre signaler; men de er jo nemme at spotte.

vy 73
OZ7S Sven

Svar til #1:
Hej Jørgen. Jeg har erfaret visse dualband antenner, deriblandt Diamond og Comet (og andre lignende "stakkede" lodrette antenner), at de indeholder kondensatorer af noget tvivlsom kvalitet. Dvs. SWR bliver meget afhængig af tilført effekt. Og det kan jo kun lade sig gøre hvis en eller nogle komponenter, som indgår i antennen, ændrer sig pga. effekten. Jeg har ved flere lejligheder monteret nogle meget bedre typer i de nævnte antenner, og derefter erfaret samme antenners SWR blev meget mindre effekt afhængig. Det må være lidt samme fænomen som supporteren nævner/efterlyser. Fænomenet mener jeg ikke har noget med direktivity at gøre, da direktivity for et instrument normalt IKKE ændrer sig som funktion af effekten. Mvh. Ralf / OZ3RA

Svar til #16:
Hej Jørgen. du må undskylde at jeg misforstod temaet. Jeg opfattede det som værende at SWR ændrede sig når du øgede effekten. Forskellene i de SWR målinger du nævner, kan sagtens skyldes de to forskellige instrumenters forskel i specifikation og directivity. Mvh. Ralf / OZ3RA