Messung mit SOL-Kalibrierung am Kabelende

An einem Beispiel möchte ich die Möglichkeiten mit einem Netzwerkanalysator beschreiben die Anpassung am Antennenanschluss zu bestimmen ohne eine SOL-Kalibrierung (S = Short, O=Open, L=Load) am Antennenschluss durchführen zu müssen.

Ich denke die meisten mögen, wie ich, nicht unbedingt im Herbst oder Winter auf den Antennenmast klettern nur um das Antennenkabel abzuziehen und eine SOL-Kalibrierung durchzuführen.

Benutzt wird dieses hervorragende Gerät von DG8SAQ welches als Fertiggerät (früher nur als Bausatz) von WWW.SDR-Kits.NET erhältlich ist.
Auf meiner Seite "Aufbau und Test eines Vektor-Netzwerk-Analysator nach DG8SAQ" habe ich etwas mehr darüber geschrieben.


Vektor-Netzwerk-Analysator 1kHz .. 1,3 GHz von DG8SAQ.

Zuerst wird der VNWA mit Referenzebene der Buchse SOL-kalibriert und eine Anpassungsmessung durchgeführt.


Anpassung (S11) einer W3DZZ am Kabelanfang (im Funkzimmer).

Wie sieht nun die Anpassung am Antennenanschluss wirklich aus?

Dazu muss die Kabellänge und Kabeldämpfung bekannt sein.
Eine nicht immer einfache Angelegenheit.

Als erstes bestimmen wir die Kabellänge mit einer Anpassungsmessung des Kabels und lassen das Ergebnis in den Zeitbereich transfomieren.


Messung der Anpassung des Speisekabels und Transformation in den Zeitbereich.
Die Kabelart und damit die Dämpfung pro Längeneinheit und der Verkürzungsfaktor muss bekannt sein.
Im Bild sind zwei starke Reflexionen (1=Relais in der KW-Endstufe, 2=Antennenanschlusspunkt) zu erkennen.


In den Einstellungen zur Transformation in den Zeitbereich habe ich den Verkürzungsfaktor des Kabels (0,66) bereits eingegeben und die Ausgabe der halben Länge (=einfacher Kabelweg) angewählt.
Der gemessene Zeitwert wird dabei aber nicht halbiert (bitte selbst ausprobieren)!
Damit ergibt sich eine anschauliche Längenangabe die mit dem Meterstab überprüft werden kann.

Jetzt kann man die Referenzebene der Kalibrierung vom Kabelanfang auf den Antennenanschluss verschieben.


Eingabe der "Port Extensions".

Achtung: Es ist der einfache Weg (=Zeit) einzusetzen. Also die Hälfte des Wertes der gerade vorhergehenden Messung im Zeitbereich.

Nun ist noch die Dämpfung des Kabels zu berücksichtigen.
Da der Frequenzbereich sehr klein ist nehmen wir einen konstanten Wert für das gesamte Diagramm.
Mit den sog. "Custom Trace data manipulation" kann die Kabeldämpfung herausgerechnet werden.

Das in diesem Fall benutzte RG213/U hat auf 3,65 MHz ca. 1,13 dB Dämpfung je 100 Meter.
Das Kabel ist 30,7m lang (Messung siehe oben)
Achtung: Die Kabeldämpfung ist dabei zu verdoppeln (Hin- und Rückweg gehen bei S11-Messung ein).
Damit ist der anzuwendende Korrekturfaktor: 101,13 * 0,307 * 2 / 20 = 1,0832

(Ergänzung: Es wird also in der Zeile oben eine Zahl entlogarithmiert. Der Faktor 1/20 im Exponent wird verwendet, da es sich bei dem Streufaktor (S11) um ein Spannungsverhältnis handelt.)


Die Eingabe ist ganz leicht da die Berechnung automatisch komplex durchgeführt wird.


So sieht die berechnete Anpassung dann am Antennenspeisepunkt aus.


Diese Animation zeigt schön die Veränderung der Anpassung durch das Speisekabel.

Man kann leicht erkennen wie ein Speisekabel die Anpassung (gemessen am Sender z.B. mit einem SWR-Meter) schönt, d.h. scheinbar verbessert und verbreitert. Das kommt aber nur durch Verluste im Speisekabel zustande.


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