Podporujem Kódex DX správania

štvrtok 2. apríla 2015

Použitie výsledkov merania s anténnym analyzátorom                                                          


Pri meraní parametrov antén amatérskymi prostriedkami dochádza k častým chybám, alebo k nesprávnemu vysvetľovaniu výsledkov merania.  Napríklad, meranie PSV tradičnými PSV-metrami je veľmi približné. Ako tak správne zmeriame frekvenciu, pri ktorej je PSV 1:1, ale frekvenciu, pri ktorej je PSV 1:2, zmeriame už veľmi nepresne. Veľký mýtus je, že keď pripojíme na transceiver anténu s PSV 1:2, tak transceiver dá plný výkon. Z týchto faktov vyšiel názor, že na PSV sa nevysiela.

           Niečo iné je meranie antény anténnym analyzátorom. Anténny analyzátor nám zmeria impedanciu dvojpólu v sériovom tvare Rs+jXs, alebo v paralelnom tvare 1/Z=1/Rp + j 1/Xp.


Zmeria nám hodnoty Rs a Xs a keď je treba, tak ich pomocou jednoduchých vzorcov prepočíta na Rp a Xp. Vieme, že impedancia sériového a paralelného náhradného zapojenia je rovnaká, ale matematické operácie s impedanciou v tvare Rs+jXs sú jednoduchšie a praktické použitie náhradného zapojenia je jednoduchšie v paralelnom tvare. Pri tom sú hodnoty Rs a Rp rôzne, ako aj Xs a Xp.  
Praktické využitie hodnôt Rs, Xs, Rp a Xp je dôležité pri kalibrácii prístroja. Zmeriame si hodnoty Rs, Xs, alebo Rp, Xp konkrétnej antény. Keď potom dáme na vstup anténneho analyzátora správne zapojené súčiastky s nameranými hodnotami Rs a Xs, alebo Rp a Xp musíme namerať pôvodné PSV. U jednoduchých analyzátorov musíme počítať s parazitnými kapacitami meracieho interfejsu.

Napríklad, pri kalibrácii so záťažou 16,6 Ω (šesť paralelných rezistorov 100 Ω) zistíme že:        Rs=16,81 Ω, Xs=1,79 Ω, Ls=0,01 uH, 
Rp=17,00 Ω, Xp=159,43 Ω, Lp=1,2 uH, PSV=2,98                    
Pri kalibrácii so záťažou 150 Ω zistíme:
Rs=138,83 Ω, Xs=-36,69 Ω, Cs=204 pF,
Rp=148,53 Ω, Xp=-562,05 pF, Cp=13,36 pF, PSV=3,0
  
           Ale čo to znamená ? Pri kalibrácii s rezistorom 16,66 Ω sme namerali kladné hodnoty Xs aj Xp, teda sériová i paralelná reaktancia je kladná a máme tam zapojené indukčnosti Ls a Lp. Pri vyhodnotení merania je lepšie brať do úvahy paralelné hodnoty Rp a Cp, teda Rp=17,00 Ω Lp=1,2 uH. Záťažový rezistor 16,666 Ω sme zmerali ako 17,00 Ω, čo je slušná presnosť. Záťažový rezistor 150 Ω sme zmerali ako 148,53 Ω s paralelnou indukčnosťou Lp=4,22 uH. S takouto presnosťou zmeriame anténu v rozsahu impedancií 16,66 Ω -150 Ω, prípadne 10 Ω – 250 Ω, pokiaľ sme sa dobre trafili pri kalibrácii.  A to je slušné. Pri meraní s miniVNA dosiahneme podobnú presnosť v rozsahu hodnôt záťaže 50-75 ohmov, ale pri záťažiach 16,6 Ω  a 150 Ω sú rozdiely podstatne väčšie.  
Meranie PSV analyzátorom sa obyčajne robí len prepočtom zmeranej impedancie vzhľadom ku vzťažnej impedancii, ktorá je obyčajne 50 ohmov. Pri PSV 1:1 a vzťažnej impedancii 50 ohmov musí byť impedancia záťaže (antény) tiež 50 ohmov. 
Rezonančná frekvencia antény je tá, pri ktorej je jXs=0. Na rezonančnej frekvencii má anténa len reálny odpor a minimum PSV nemusí byť na rezonančnej frekvencii!! Keď napríklad pri frekvencii F1 zmeriame impedanciu antény 100+j0, znamená to, že frekvencia F1 je rezonančná a PSV na tejto frekvencii je 1:2. 
Výsledky merania anténnym analyzátorom sa dajú použiť pri meraní vlastností antén, koaxiálnych káblov, pri meraní stratových odporov uzemnení, pri meraní hodnôt La C, pri meraní balunov, kryštálov a podobne.  Skrátka dobrý anténny analyzátor je veľmi potrebný prístroj v každom rádioamatérskom hamshacku a takýto jednoduchý, lacný analyzátor si treba postaviť a naučiť sa s ním merať.