Amateurfunk Forum

[dl2jas]

Zuerst eine kurze Anleitung, wie man es benutzt.

Gerade in der Rubrik -Lizenzfreier Funk- kam schon mehrfach die Frage, wie man so ein Gerät bedient und was es eigentlich anzeigt. So sieht ein typisches SWR-Meter aus:



Dieses hat zwei Instrumente, häufig findet man auch welche mit nur einem Anzeigeinstrument. Edlere Teile haben ein Kreuzzeigerinstrument. Bedienung und Funktion sind aber praktisch identisch.

Das SWR-Meter befindet sich immer zwischen Funkgerät und Antenne, es wird in das Antennenkabel eingeschleift. An TRX oder hier im Bild XMTR kommt das Funkgerät, an ANT die Antenne.

SWR bedeutet standig wave ratio, ein Verhältnis zwischen ausgehender Sendeleistung vom Funkgerät und reflektierter Leistung von der Antenne, die diese wieder wegen Fehlanpassung zurückschickt. Man kann so beurteilen, wie gut die Antenne die vom Funkgerät bereitgestellte Leistung abstrahlt.

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Ergänzung/Korrektur dank Werner, DK3NH:
Sauber formuliert muß es heißen, Verhältnis Spannung, nicht Leistung.



Leistungen darf man in dem Fall nicht sofort ins Verhältnis setzen, P = U²/R!
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Man gehe auf Senden, bei CB üblicherweise FM. Beim Amateurfunkgerät nehme man CW oder FM, beides Aussendungen mit konstanter Leistung. Jetzt stellt man den Drehknopf so ein, daß das linke Instrument voll ausschlägt, Skalenende üblicherweise mit SET gekennzeichnet. Die Nadel darf nicht über die Skala hinausgehen (voller Rechtsanschlag) sondern muß genau auf der Markierung SET stehen. Am rechten Instrument kann man dann sofort das SWR ablesen. Hat man ein SWR-Meter mit nur einem Instrument, gibt es einen Schalter FWD <-> REV. Dieser muß dann in Stellung FWD stehen, um die Anzeigenadel mit dem Drehknopf genau auf SET zu bekommen. Schaltet man um auf REV, wird wieder direkt das SWR angezeigt.
Geräte mit Kreuzzeigerinstrument sind nichts anders als SWR-Meter mit zwei Instrumenten, nur halt zwei Nadeln in einem Gehäuse und zwei Skalen.

SWR 1 bedeutet, die volle Leistung wird von der Antenne aufgenommen, es kommt wirklich nichts zurück.
SWR unendlich bedeutet, die ganze Leistung vom Funkgerät wird wieder reflektiert, die Antenne strahlt nichts ab. Dies ist immer dann der Fall, wenn das Antennenkabel einen Kurzschluß oder eine Unterbrechung hat. Mit einem SWR-Meter kann man Kurzschluß oder Unterbrechung im Antennenkabel nicht unterscheiden, beidemale SWR unendlich.
SWR = 1,5 bedeutet, 96 % der Leistung kommt an der Antenne an, 4 % Reflexion.
SWR = 2 bedeutet, 89 % der Leistung kommt an der Antenne an, 11 % Reflexion.
SWR = 3 bedeutet, 75 % der Leistung kommt an der Antenne an, 25 % Reflexion.
SWR = 6 bedeutet, 50 % der Leistung kommt an der Antenne an, 50 % Reflexion.

In der Praxis ist ein SWR bis 2 ganz brauchbar, ALCs werden da normalerweise noch nicht aktiv. Die Gegenstation sieht keinen Unterschied zwischen SWR = 1 und SWR = 2 am S-Meter.
Bei SWR = 6 strahlt die Antenne 3 dB weniger Leistung ab. Regelt das Funkgerät aus Sicherheitsgründen die Leistung nicht herunter, hört einen die Gegenstation einen halben S-Wert schlechter, eine S-Stufe sind üblicherweise 6 dB.
Das mit dem SWR wird häufig überbewertet, eher grundlos. Man sollte wissen, bei welchem SWR das Funkgerät herunterregelt, eigentlich nur dieser Wert ist interessant!

Wenn man das SWR einer Antenne bestimmen will und nicht zu vernachlässigende Kabelverluste hat (UKW es up), muß das SWR-Meter möglichst direkt an der Antenne sitzen, sonst werden die abgelesenen Werte zu "schön".

Aufbau und "Tuning" kommt später, der Beitrag ist schon lang genug.


73 de DL2JAS[/b]

[dl2jas]

Hier sieht man, wie ein SWR-Meter vom Prinzip her arbeitet.




So sieht es in der Realität aus, dicke versilberte Kupferdrähte als Leitung. Ebenfalls trifft man Streifenleiter auf Platine an, gleiches Prinzip, nur billiger.





In einem SWR-Meter befindet sich ein Rückwärtskoppler, genauer gesagt zwei Stück davon. Die dicke Leitung im Bild hat 50 Ohm. Links der Eingang, mit einer Antennenbuchse gekennzeichnet. Rechts wo die Antenne hingemalt ist, ist der Ausgang. Normalerweise fließt die Leistung von links nach rechts, blauer Pfeil. Dann wird in Rückwärtsrichtung Leistung ausgekoppelt, sie erscheint an dem Widerstand links unten mit dem kleinen blauen Pfeil. Oben rechts an dem Widerstand erscheint nichts, er bleibt spannungslos. Erst wenn Leistung zurückfließt, roter Pfeil, wird dort auch Leistung ausgekoppelt, sie ist wieder proportional zur rückfließenden Leistung auf der Leitung. Größenordnungsmäßig wird etwa 1/100 bis 1/1000 der Leistung ausgekoppelt, ist stark frequenzabhängig.

Bei "normalen" Kopplern dieser Art bleibt eine Seite offen, hängt in der Luft. Dieser Anschluß ist dann spannungslos, wenn die Leistung wirklich nur in einer Richtung fließt. Erst bei Leistungsfluß in Gegenrichtung ist dort Spannung zu messen. Das wird gern bei SWR-Metern ausgenutzt, dort hängt dann üblicherweise die Diode mit dem Glättungskondensator zur Versorgung des Anzeigeinstruments.

Will man sich so einen Rückwärtskoppler selbst bauen, geht das eigentlich ganz einfach. Am besten geht es mit einem Außenrohr und einem dicken Innenleiter. Bei 50 Ohm ist das Verhältnis Außenleiter zu Innenleiter 2,3:1. Es wäre dann ein Rohr mit 15 mm Innendurchmesser und Innenleiter mit 6,5 mm Außendurchmesser geeignet. Die beiden Kopplerleitungen sind nicht kritisch. Sie müssen nur konzentrisch um den Innenleiter liegen, halbwegs mittig zwischen Innenleiter und Außenleiter. Auch die Länge des Kopplers ist nicht kritisch bei KW und UKW, so etwa 10 bis 20 cm ist ein gesunder Wert, da die Länge immer weit unter Lambda/4 (maximale Kopplung) bleibt.
Die beiden konzentrischen Kopplerleitungen haben einen bestimmten Wellenwiderstand. Diesen Widerstand muß man errechnen oder experimentell herausfinden, da sie mit genau diesem Widerstand, siehe Bild, abgeschlossen werden müssen. Man kann mit etwa 100 bis 200 Ohm rechnen. Links mit einer Quelle 50 Ohm einspeisen, rechts mit einer Dummyload 50 Ohm abschließen. Dann verschiedene Abschlußwiderstände für die Kopplerleitung ausprobieren, bis am "offenen Ende" mit Diode und Kondensator ein Spannungsminimum entsteht. Dann den Koppler herumdrehen und erneut probieren. Hat man sauber gebaut, sollte genau der gleiche Wert für die zweite Kopplerleitung herauskommen!

Tuning eines vorhandenen SWR-Meters:
Eigentlich ist das Wesentliche schon genannt, richtigen Abschlußwiderstand für die Kopplerleitungen finden. Im zweiten Bild sieht man einen einfachen Kohleschichtwiderstand 150 Ohm, den ich freigelötet habe. Die langen Anschlußdrähte sind ungesund bei höheren Frequenzen, Serieninduktivität, die da nichts zu suchen hat. Außerdem habe ich experimentell ermittelt, daß der Wert 150 Ohm als Abschluß in dem Fall nicht ganz stimmt, ich bin auf einen etwas kleineren Wert gekommen. Statt des unangebrachten bedrahteten Widerstands habe ich SMD-Widerstände genommen und parallel geschaltet, um die Serieninduktivität noch weiter zu verringern. Im Bild sieht man drei parallele Widerstände SMD, schwer zu erkennen. Der kleine rote Pfeil zeigt auf sie.
Bei der Diode und dem Glättungskondensator spielen eigentlich lange Anschlußdrähte keine Rolle, da ist ja alles hochohmig. Würde man dort auch mit SMD arbeiten, handelt man sich schnell unliebsame Kapazitäten gegen Masse ein.

Noch ein kleines Experiment zum Zeitvertreib:
Ein SWR-Meter ist ja mit Eingang und Ausgang gekennzeichnet. Einfach mal das SWR-Meter verkehrtherum anschließen!
Bei den meisten SWR-Metern ist es so, daß sie rückwärts genauso arbeiten, dann sind einfach nur Anzeige Vorwärts und Reflexion (SWR) vertauscht.

73 de DL2JAS

[kaktus]

Hallo ,

wie kann man denn die Sendeleisutng bei diesem Monacor Gerät ablesen?

Tschau

[dk3nh]

[dl2jas]

Lieber kaktus, direkt kann man die Sendeleistung nicht ablesen.

Du mußt schon eine Referenzquelle haben, deren Leistung bekannt ist.
Sagen wir mal, Du hast ein Amateurfunkgerät, was exakt 100 Watt als Maximalleistung bei 14 MHz liefert. Dann stellst Du mit dem Drehknopf das linke Instrument so ein, daß die Nadel auf 100 Watt steht.
Jetzt hast Du ein anderes Funkgerät, z.B. gerade einen QRP-Bausatz von DL2FI zusammengebaut und willst die Ausgangsleistung messen. Dann zeigt die Skala den richtigen Wert an, Potistellung unverändert.

So, jetzt willst Du die Leistung von einem CB-Funkgerät messen, selbe Potistellung. Die Anzeige zeigt zu viel an, stimmt nicht mehr.
Der eingebaute Richtkoppler ist sehr stark frequenzabhängig, man muß bei anderen Frequenzen die Anzeige jedesmal neu "eichen".
Eventuell gibt es vom jeweiligen Hersteller Korrekturtabellen, womit man die angezeigte Leistung bei anderer Frequenz auf die tatsächliche Leistung umrechnen kann.

73 de DL2JAS

[dl2jas]

Lieber Werner, Danke für den Beitrag!

Es ist total richtig, daß man bei Reflexionen Spannungen miteinander vergleicht und somit das SWR ermittelt.
Ich war etwas zu schnell beim Schreiben, Funkamateure interessieren ja hauptsächlich die Leistungen...

Nebenbei, nicht nur manchmal findet man fälschlicherweise SWR-Angaben wie "1:2", was rechnerich nicht geht, wäre ja dann ein SWR von 0,5. Ein Stehwellenverhältnis kann nur Werte zwischen 1 und unendlich annehmen, SWR = 1 ist die beste Anpassung.

Damit jetzt keine Verwirrung entsteht, oben die Liste mit reflektierter Leistung und SWR stimmt, ich habe extra von Spannungspegel auf Leistung umgerechnet!

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SWR = 1,5 bedeutet, 96 % der Leistung kommt an der Antenne an, 4 % Reflexion.
SWR = 2 bedeutet, 89 % der Leistung kommt an der Antenne an, 11 % Reflexion.
SWR = 3 bedeutet, 75 % der Leistung kommt an der Antenne an, 25 % Reflexion.
SWR = 6 bedeutet, 50 % der Leistung kommt an der Antenne an, 50 % Reflexion.
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73 de DL2JAS

[kaktus]

Danke für ihr Antwortschreiben.

Ich stelle fest das sich sich dann wohl um billigste Messtechnik aus dem CB-Bereich handelt.

73 de Kaktus