Kako radi SWR-metar

Ovo je pojednostavljeno objašnjenje, mada možda ne izgleda tako.

Neki SWR-metri namenjeni su samo za jednu karakterističnu impedansu voda i imaju pokazivanje koje je zavisno od frekvencije. Ručno se mora podešavati optimalna osetljivost instrumenata. Ta (reklo bi se) jednostavna konfiguracija naziva se Monimatch.

swr01

Mnogi složeniji SWR-metri koriste sličan princip rada, ali ovde je šema minimalna. Nije lako odmah shvatiti kako dva kola samo sa po jednom diodom, otpornikom i kondenzatorom razlikuju VF signal (tj. talas) koji ide ka anteni – od onog reflektovanog, neželjenog. (Iz šeme su izostavljeni trimeri i dupli potenciometar koji služe samo za podešavanje osetljivosti.)

Energija za pokretanje instrumenata dobija se iz vodova y i z koji stoje paralelno glavnom vodu koji povezuje radio-predajnik i antenu.

Vodovi y i z spregnuti su sa vodom x I INDUKTIVNO I KAPACITIVNO. Dok VF struja teče kroz x, u vodovima y i z indukuje se elektromotorna sila, tj. struja istog smera, srazmerna jačini struje koja teče kroz vod x. Istovremeno, kapacitivna sprega u vodovima y i z proizvodi elektromotornu silu koja je srazmerna visini napona na vodu x.

Sledeća slika pokazuje tu induktivnu i kapacitivnu spregu određenu geometrijom vodova. Na šemu su dodate ilustracije induktivnosti samih vodova i ilustracije kapacitivnosti između njih. Ne radi se o posebnim fizičkim komponentama. Pošto instrumenti vuku vrlo malo struje, šema je pojednostavljena, posle diode naznačena je samo velika otpornost.

swr01a

 

Gornje kolo (SWR, Reflected) radi na sledeći način:

swr02

Prikazano je stanje tokom pozitivne poluperiode signala-talasa iz predajnika. Struja kroz x indukuje EMS istog smera u y. Istovremeno, kapacitivnom spregom u vod y preslikava se napon iz voda x. Tačke A i B jesu srednje tačke dva delitelja napona čije gornje delove čine kapacitivnosti, a donje – otpornici. Pošto je 100k mnogo veće od 50 oma, intenzitet napona, u ovom slučaju pozitivnog, biće mnogo viši u tački B nego u tački A. Tako se stvara elektromotorna sila koja deluje protivno EMS koja je proizvedena induktivnom spregom. Geometrija vodova proračunata je i izvedena tako da se ove dve EMS međusobno poništavaju pri opterećenju za koje se projektuje, na primer: 50 oma (U / I = 50), i nema reaktivne otpornosti. Kazaljka instrumenta za SWR – miruje. Ovo važi za obe poluperiode signala.

Donje kolo (snaga, PWR ili FWD) radi ovako:

swr03

Prikazano je stanje tokom negativne poluperiode signala-talasa iz predajnika. Struja kroz x indukuje EMS istog smera u z. Istovremeno, kapacitivnom spregom u vod z preslikava se napon iz voda x. Tačke D i C jesu srednje tačke dva delitelja napona čije gornje delove čine kapacitivnosti, a donje – otpornici. Pošto je 100k mnogo veće od 50 oma, intenzitet napona, u ovom slučaju negativnog, biće mnogo viši u tački D nego u tački C, tj. tačka C biće pozitivnija od tačke D. Tako se stvara elektromotorna sila koja deluje u istom smeru kao EMS koja je proizvedena induktivnom spregom. Ovo važi za obe poluperiode signala.

To je bilo o radu samog kola. Pogledajmo sada kontekst:

Napon i jačina struje kod radio-signala koji iz predajnika ide ka anteni  – po pravilu su fazno usklađeni, a naizmenični napon isti je u bilo kojoj tački duž voda. Svuda je ista vrednost U / I. Međutim, ako se deo reflektuje (vraća) ka predajniku, taj reflektovani signal (kod koga napon i jačina struje nisu u fazi) sabiraće se i oduzimati duž voda sa izvornim signalom koji mu ide u susret, ka anteni.

Malo drukčije rečeno: ako su vod ili antena razdešeni, progresivni talas neće se potpuno preneti preko antene u okolni prostor, već će jedan njegov deo biti reflektovan nazad ka predajniku. Jedan deo tog reflektovanog talasa ponovo će se reflektovati od predajnika ka anteni, itd. Superpozicijom (slaganjem) progresivnog i reflektovanog talasa – nastaje stojeći talas. To znači da je duž voda naizmenični napon sada različit u različitim tačkama. SWR ili koeficijent stojećeg talasa jeste numerički odnos najvišeg i najnižeg naizmeničnog napona duž voda. Stojeći talas nije uzrok, već posledica i mera razdešenosti.

Ako nema refleksije i stojećeg talasa, već postoji samo progresivni talas koji ide ka anteni, merni instrument u gornjem kolu (SWR) miruje, jer se elektromotorna sila srazmerna jačini struje i elektromotorna sila srazmerna naponu u tom kolu međusobno potpuno potiru. U donjem kolu (PWR), induktivna i kapacitivna sprega deluju usklađeno, proizvodeći EMS za instrument sa kretnim kalemom, srazmernu snazi signala.

Kada se u vodu javi refleksija i stojeći talas, to istovremeno znači  da je duž voda poremećena pravilna srazmera napona i jačine struje. Zbog toga se dve EMS u gornjem kolu neće više međusobno potpuno potirati, pa će rezultujuća EMS pokrenuti kazaljku na instrumentu koji pokazuje SWR.

 

Napomena:
Opisanim metodom SWR se meri posredno. Jedini direktan način bio bi da se meri VF napon na tačkama duž voda, da se nađu maksimumi i minimumi.

 

Grafički prikaz talasa u vodu:

standing_wave_swr_fr_p00

SWR 1:1     VF napon svuda isti, U / I svuda 50 (na primer).

 

 

standing_wave_swr_fr_p06

Talas kakav je krenuo ka anteni (plavo), poveliki reflektovani talas (zeleno) i njihov zbir (crveno). Bela oblast je slika periodično (po dužini) promenljivog VF napona duž voda, tj. stojećeg talasa. Odnos širine belog trbuha i belog vrata jeste SWR, u ovom slučaju 4. 

 

 

standing_wave_swr_fr_m02

SWR 1:1,5              Rastojanje između dve tačke na kojima se meri maksimum VF napona uvek je polovina talasne dužine. Između dva minimuma – takođe.

 

 

p1110557

 

vswrprob27

 

maxresdefault

 

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s