Influenza attenuazione cavo nella lettura swr lato tx

[trodaf_4912]

In un mio precedente post avevo calcolato l'attenuazione di 3 tipi di cavo in VHF e UHF e la sua incidenza in trasmissione. Ovviamente questo vale anche per la ricezione. Ripeto che quanto esposto e' per le V ma soprattutto le U dove il problema e' sentito maggiormente. Vi e' un'altra considerazione da fare ed e' quella che l'swr letto lato trasmettitore e' diverso da quello letto sotto l'antenna e quindi il vero disadattamento dell'elemento irradiante. L'attenuazione induce una riduzione del segnale riflesso proprio come per il segnale diretto. Se ipotizziamo di alimentare l'antenna con un tx e misurare l'SWR direttamente al suo bocchettone senza interporre alcun cavo e misuriamo swr=2 potremo calcolare la potenza riflessa attraverso la formula nota :

                   SQR(Pr)
            1+   ----------
                   SQR(Pf)
SWR =  ----------------     dove Pr e' la potenza riflessa, Pf e' la potenza diretta e SQR e' la radice quadrata.
                   SQR(Pr)
            1-.   ----------
                   SQR(Pf)

Poiche' Pf e' nota e vale 5W (quelli ottenuti dopo l'inserzione del cavo RG213 standard) tra TX con P=10W e antenna, allora attraverso passaggi matematici si ricava la PR che vale 0.55W.
In pratica alimetando con 2W l'antenna che esibisce un SWR=2 ai suoi capi avremo una Pr=0.55W.
Facendo il processo a ritroso vediamo quanto di questi 0.55W arriva al terminale del TX. Questi saranno attenuati dei soliti 3dB ottenendo una potenza riflessa di 0.278W.
Se a questo punto riapplichiamo la formula per il calcolo dell'SWR inserendo questa volta la Pf=10W e la Pr=0.278W lato trasmettitore otterremo che l'SWR misurato si aggira intorno a 1.4.
Ora, non e' che tale differenza sia tale da mettersi le mani nei capelli e anzi puo' "tranquillizzare" i finali del trasmettitore in quanto fa vedere un SWR piu' basso di quello che e' in realta'. Se estendiamo questo ragionamento a calate di cavo piu' lungo l'effetto sara' maggiore con un SWR letto ai capi del trasmettitore ancora piu' basso facendo credere che il tutto sia adattato perfettamente. In questo ragionamento ho ipotizzato un disadattamento ai capi dell'antenna dovuto alla sola componente reale della sua impedenza e cioe' ZL=100+/-j0.
Ovviamente sulle gamme HF e soprattutto su quelle basse questo fenomeno, anche a parita' di tipo di cavo, non e' cosi' importante da considerare.
Premetto che quanto scritto non riguarda la ricerca esasperata dell'SWR=1 ma vuole mostrare l'effetto dell'attenuazione del cavo anche sulla lettura dell'SWR. Sicuramente quanto esposto sara' banale e lapalissiano per molti ma visto che avevo fatto 30 con il calcolo dell'attenuazione , mi sono divertito a fare 31 con questa ulteriore considerazione.

[davj2500]

Premetto che quanto scritto non riguarda la ricerca esasperata dell'SWR=1 ma vuole mostrare l'effetto dell'attenuazione del cavo anche sulla lettura dell'SWR. Sicuramente quanto esposto sara' banale e lapalissiano per molti ma visto che avevo fatto 30 con il calcolo dell'attenuazione , mi sono divertito a fare 31 con questa ulteriore considerazione.

Ciao Franco.

La tua deduzione è corretta: infatti è frequente il fenomeno che si verifica a molti radioappassionati che, cambiando il cavo da scadente ad uno di qualità, vedono con loro sorpresa il ROS salire.
Questa è la misura di una verticale da 9.6m alla base (blu) e alla fine di 25m di RG213 (rosso):



Come si vede, il ROS si appiattisce perché più è disadattato il carico (come ad esempio a 46Mhz) più aumenta la dissipazione del cavo, più il ROS si abbassa.

I tuoi calcoli sono "quasi" esatti, nel senso che l'attenuazione di onda diretta più onda riflessa non è esattamente il doppio dell'attenuazione della sola onda diretta in regime di onda progressiva (carico adattato) perché in regime di onde stazionarie, la corrente non è uniforme. Per cui l'attenuazione complessiva varia ciclicamente da un minimo ad un massimo salendo di frequenza in base al numero di ventri di corrente completi presenti.
Questo fenomeno, che in una misura come la tua non si vede nemmeno vista la piccola entità, diventa invece rilevante quando si usa il tuo ragionamento per misurare l'attenuazione dei cavi.
Normalmente l'attenuazione di un cavo si rileva con una misura S21: un generatore di segnale genera un segnale noto su un'estremità ed un voltmetro terminato su carico adattato misura la tensione sull'altro lato. A volte però è necessario misurare l'attenuazione di un cavo già installato e non è possibile collegare entrambe le estremità allo strumento. Per questo si sfrutta proprio il principio che hai rilevato con questo procedimento:
1) si predispone il massimo disadattamento (es. corto circuito);
2) si esegue una misura S11 (reflection): qui il generatore di segnale trasmette un segnale noto e misura quanto ne torna indietro;
3) invece del ROS si legge il return loss (che è una misura equivalente espressa in maniera diversa); in caso di riflessione totale, il RL dovrebbe essere 0dB, che vuol dire "di quanto trasmesso, ne è ritornato un tot con una perdita di 0dB", cioè è tornato tutto al mittente.
4) il RL sarà invece un numero diverso da 0, es. 6dB: questo vuol dire che di quanto trasmesso, 3dB si sono persi andando e 3dB si sono persi tornando, per cui l'attenuazione del cavo a quella frequenza è 3dB.

Eseguendo questa misura si nota immediatamente il fatto che l'attenuazione diretta+riflessa (S11, blu) non è costante, mentre quella solo diretta (S21, arancione) è costante:



In genere la media dei valori dell'S11 corrisponde abbastanza bene alla S21, per cui può essere presa per misurare l'attenuazione del cavo. Questo whitepaper spiega la faccenda per chi volesse approfondire.

Ciaoo
Davide

[trodaf_4912]

Mi sono accorto di questo perche' inizialmente avevo delle stazionarie molto basse su tutta la gamma VHF e UHF utilizzando l'RG213 standard. Sostituito con l'H1000 mi sono ritrovato queste ultime a valori un po piu' elevati. Nulla di sconvolgente ma questo mi ha fatto riflettere e presa carta e penna ho fatto due conti molto alla buona ma che mi hanno dato la spiegazione di quanto era successo e che sul momento, senza riflettere, avevo scambiato per un malfunzionamento dell'antenna. In compenso quei segnalini che prima ascoltavo "a fiato d'oca" adesso risultavano piu' presenti (UHF). Ti racconto questa. Ho un collega che e' attivo esclusivamente in DX. Durante un convegno internazionale ha incontrato collega svedese che ha per le bande basse (160 e 80 metri) 4 tralicci in fase (beato lui che ha la possibilita' fisica ed economica per avere realizzato un sistema del genere). Bene parlando tra di loro ha consigliato il mio amico di evitare di installare cavi a bassa perdita per tali gamme in quanto il rumore di fondo sarebbe salito moltissimo ma di utilizzare il buon vecchio RG213. Quel minimo di attenuazione introdotta dal cavo avrebbe si attenuato un poco anche i segnali utili ma il il rapporto tra segnale utile e QRM sarebbe stato migliore. Quindi ogni applicazione va studiata per quella che e' senza generalizzare mai.