T ? Anpassung II - HAM-On-Air

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

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

T ? Anpassung II - HAM-On-Air

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?