T ? Anpassung II - HAM-On-Air
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DL3LH<br />
Impedanzbereich<br />
eines T-Anpassgliedes<br />
Dr. Schau, DL3LH 1
Impedanzbereich eines CLC Anpassnetzwerkes<br />
Vorwort:<br />
Im KW-Bereich ist hinter einer Endstufe immer ein<br />
Anpassnetzwerk notwendig, will man hohe<br />
<strong>Anpassung</strong>sverluste auf der Strecke bis hoch zur<br />
Antenne vermeiden.<br />
Bei VSWR = 1 hinter dem Senderausgang ist auf<br />
dem gesamten Signalweg vom Senderausgang bis<br />
zur Antenne konjugiert komplexe <strong>Anpassung</strong><br />
(Leistungsanpassung) vorhanden. Doch sagt<br />
Leistungs-<strong>Anpassung</strong> am Eingang der<br />
Anpassschaltung nichts über die Verluste auf der<br />
Strecke zwischen Senderausgang und<br />
Antenneneingang aus.<br />
In /6/ ist beschrieben und berechnet, dass ein T-<br />
Anpassnetzwerk immer nur dann geringe Verluste<br />
hat, wenn der ausgangsseitige Serienkondensator C 2<br />
einen möglichst großen Wert hat. Der Nachteil ist<br />
der reduzierte Impedanzbereich, der näher<br />
beleuchtet werden soll.<br />
Ein weiterer, gravierender Nachteil eines T-<br />
Anpassnetzwerkes sind die hohen Spannungen an<br />
den Blindelementen, die in /6/ behandelt wurden.<br />
Besonders die Kondensatoren müssen schon bei<br />
moderaten Leistungen, um die 200 W, einen<br />
großen Plattenabstand haben /1/.<br />
Dennoch, das T-Glied hat im Vergleich mit<br />
einem Pi-Filter den Vorteil, dass bei richtiger<br />
Dimensionierung ein größerer Impedanzbereich<br />
überstrichen werden kann. Dieser Vorteil soll nicht<br />
darüber hinweg täuschen, dass das T<br />
Anpassnetzwerk ein Hochpass ist und je nach<br />
Zahlenwert des antennenseitigen Kondensators<br />
verbotene Bereiche hat.<br />
1. Impedanzbereich eines T-Filters<br />
Ist die Variation der Blindelemente bekannt, kann<br />
durch Variationsrechnung der mögliche Impedanzbereich<br />
eines T-Filter sehr einfach berechnet<br />
werden.<br />
Da es für Resonanz und <strong>Anpassung</strong> beliebig viele<br />
Einstellungen gibt, kann auch hier eine der<br />
Komponenten prinzipiell frei gewählt werden.<br />
Unter der Bedingung geringster Verluste wird<br />
dieser Freiheitsgrad allerdings eingeschränkt.<br />
Geringste Verluste werden immer nur dann erreicht,<br />
wenn der antennenseitige Kondensator C 2 im<br />
Kapazitätswert möglichst hoch ist.<br />
Die Betriebsgüte ist beim T-Filter nur bei einem<br />
großen antennenseitigen Kondensator klein und die<br />
Betriebsbandbreite groß. Prinzipiell ist die<br />
Betriebsgüte beim T-Filter immer größer als bei Piund<br />
LC-Filter, d.h. die Einstellung ist kritisch.<br />
Die große Kapazität am antennenseitigen Ende hat den<br />
Nachteil eines eingeschränkten Impedanzbereiches,<br />
der tote Bereich nimmt zu. Das T-Filter hat<br />
gegenüber einer LC-Anordnung keine Vorteile und<br />
sollte in Anpassnetzwerken nicht verwendet werden.<br />
Bild 1: Impedanzbereich (blau), der mit einem T-<br />
Filter und kleiner antennenseitiger Kapazität<br />
erreicht werden kann. Nachteile des kleinen<br />
Koppelkondensators sind die hohen Verluste im<br />
Netzwerk und die hohen Spannungen an den<br />
Blindelementen.<br />
2. Impedanzbereich bei veränderlichem<br />
Ausgangskondensator C 2<br />
Wird der antennenseitige Kondensator vergrößert um<br />
die Verluste klein zu halten, begrenzt sich der<br />
Impedanzbereich, der mit einer T Anpassschaltung<br />
erreichbar wird.<br />
Bild 2 zeigt den eingeschränkten Impedanzbereich bei<br />
einem großen Wert der antennenseitigen Kapazität.<br />
Impedanzen im schwarz gekennzeichneten Bereich<br />
sind von einer <strong>Anpassung</strong> ausgeschlossen.<br />
Man hat also die Wahl, entweder mit kleinerem<br />
antennenseitigen Kondensator höhere Verluste<br />
akzeptieren oder einen großen Wert des<br />
Antennenkondensators einstellen und mit einem<br />
eingeschränkten Impedanzbereich zu haben.<br />
Eine Amateur-Antennenanlage hat am Fußpunkt<br />
der Antennenzuleitung, je nach Art der KW-Antenne,<br />
Länge und Wellenwiderstand der Zuleitung, beliebige<br />
Impedanzen. Es ist daher die T Anpassschaltung<br />
nicht das geeignete Anpassnetzwerk in der Hand des<br />
Funkamateurs.<br />
2<br />
Dr. Schau, DL3LH
DL3LH<br />
Wie bei jedem Anpassnetzwerk kann bei bekannten<br />
Blindelementen auch rückwärts die Impedanz der<br />
Antenne bestimmt werden. Besonders einfach ist es<br />
beim T-Filter /7/.<br />
Auf der Internet Seite von W9CF ist ein<br />
Simulationsprogramm für ein T-Netzwerk eingestellt,<br />
mit dem die Zusammenhänge in Echtzeit durchgespielt<br />
werden können. Sehr empfehlenswert und eine Pflicht<br />
für den interessierten Amateur.<br />
Wird im Set Up der Maximalwert des<br />
antennenseitigen Kondensators z.B. auf 1000 oder<br />
2000 pF gestellt und die <strong>Anpassung</strong> mit Automatik<br />
gesucht, stellt das Programm richtigerweise diesen C 2<br />
immer auf den Maximalwert.<br />
Auch an diesem Beispiel wird ersichtlich, dass eine<br />
LC-Anordnung immer die bessere Anpassschaltung<br />
ist.<br />
Bild 2: Impedanzbereich (blau), der von einer<br />
T Anpassschaltung bei einem antennenseitigen<br />
Kondensator von 1 nF erreicht werden kann.<br />
Impedanzen die im schwarzen Bereich liegen<br />
können nicht angepasst werden. Referenz: 50<br />
Weiterhin ist die Abstimmung des T APN, genau<br />
wie bei Pi- Filter umständlich. Die Abstimmung<br />
muss schrittweise erfolgen. Bei möglichst großen<br />
antennenseitigen Kondensator wird versucht<br />
eingangsseitig VSWR = 1 einzustellen. Ist S = 1<br />
nicht möglich, wird C 2 verkleinert und ein erneuter<br />
Versuch gestartet, usw. Nur so ist es möglich, einer<br />
total falschen Abstimmung aus dem Wege zu<br />
gehen.<br />
Man kann beim T-Anpassnetzwerk Resonanzabstimmung<br />
mit VSWR = 1 erreichen und dabei<br />
fast die gesamte Leistung in der Anpassschaltung in<br />
Wärme umsetzen. In diesem Fall hat man auf die<br />
Verlustwiderstände des Netzwerkes sauber<br />
angepasst.<br />
Die umständliche Abstimmung und alle oben<br />
genannten Nachteile können vermieden werden,<br />
wenn ein LC Netzwerk zur <strong>Anpassung</strong> verwendet<br />
wird /4/. Dabei wird allerdings ein Umschalter<br />
notwenig, um die Querkapazität gegen Masse<br />
wahlweise vor oder hinter die Serieninduktivität zu<br />
bringen. Man kann eben nicht alles haben. Noch<br />
eleganter ist eine CC <strong>Anpassung</strong>, die ohne<br />
verlustbringende Induktivität auskommt /4/.<br />
DL3LH, Walter<br />
schau@rs-systems.info<br />
www.rs-systems.info<br />
Literatur auf ham-on-air:<br />
/1/ Antennen Tuning I, <strong>II</strong>, <strong>II</strong>I, IV<br />
/2/ Die Antenne macht die Musik<br />
/3/ Pi Filter mit Verlusten<br />
/4/ Passive Netzwerke zur <strong>Anpassung</strong><br />
/5/ Das CLC im KW Bereich<br />
/6/ Antennenmesstechnik I bis IV<br />
/7/ Eine einfach Methode zur Bestimmung<br />
Antennenimpedanz<br />
Dr. Schau, DL3LH 3
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