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Eine HF-Messbrücke

Für Reflexionsmessungen an z.B. Antennen benötigte ich ein solches Hilfsmittel. Der NWT(Bausatz aus der Zeitschrift Funkamateur) wobbelt von 100 kHz bis zu ca. 160 MHz. Man kann also auch das SWR an Antennen im 2m-Bereich damit ermitteln. Eine Erweiterung des Bausatzes lässt den Anschluss externer Messköpfe zu. In jedem Fall benötigt man aber ein Refektometer bzw. eine Reflexionsmessbrücke. Üblicherweise wird diese aus einer Kombination von Widerständen und einem HF-Transformator zur galvanischen Trennung der Mittenspannung aufgebaut. Im Internet findet man bei

Michael G. Ellis

nützliche Hinweise zur Wirkungsweise einer Schaltung mit HF-Kopplern(RF directional coupler) , in der ausschließlich Transformatoren sind. Ich habe eine darauf basierende HF-Messbrücke nachgebaut. Dabei ersetzte ich den Widerstand R4 durch eine BNC-Buchse(bei REF), an die man beliebige Impedanz-Referenzen anschließen kann. Somit ist diese Messbrücke auch für z.B. 75-Ohm-System zu verwenden. Im Normalfall steckt hier aber ein 50 Ohm-Abschlusswiderstand.



Die beiden Ferritkerne haben ca. 8...10mm Durchmesser. Gewickelt wurde mit verdrilltem CuL 0,25 mm. Jeder Trafo 2 x 16 Wdgn.

Die Messbrücke ist ab 1 MHz verwendbar. Auch wenn sie im Prototypen nicht mit 50 Ohm-Striplines aufgebaut wurde, erreichte sie eine Rückflussdämpfung von immerhin 28 dB bei 1 GHz. Mit einem hf-gerechtem Aufbau und kürzesten Drahtverbindungen sollten diese Eigenschaften garantiert sein. An DUT(Device Under Test) wird z.B. die Antenne angeschlossen, an OUT der Eingang des RX vom NWT. G ist der Generatoranschluss(TX vom NWT).



Links ist der Eingang G, rechts OUT. Oben der 50 Ohm-Referenzwiderstand und unten DUT.

Verbesserungen
sind möglich. Will man bei hohen Frequenzen(VHF...UHF) messen, dann sollte man die Anzahl der Windungen auf den Transformatoren bis auf N = 2 x 7 Wdgn verringern. Ebenso sind kurze Drahtanschlüsse anzustreben, wie auch der Einsatz von Striplines in 50 Ohm-Technik. Man kann die beiden Transformatoren auch noch gegenseitig abschirmen. Wesentlich kleinere Ringkerne lassen sich ebenso einsetzen. Eventuell ist die Verwendung von zwei Ferritröhrchen oder einem Doppel-Lochkern vorteilhaft, weil man die Koppler auf engstem Raum realisieren könnte. Bis zu einer Verwendung im 70cm-Band sollte sich auf diese Weise eine Messbrücke mit ausreichender Rückflussdämpfung herstellen lassen. Die anfallenden Bastelarbeiten sind wirklich einfach.

Einen Eindruck von den Eigenschaften vermitteln die beiden folgenden PDF-Files, die mit dem NWT aufgenommen wurden.

HF-Messbruecke-neu   und

HF-Messbruecke-bis-30MHz

Man erkennt eine Durchgangsdämpfung von ca. 8 dB. Die Rückflussdämpfung ist bei niedrigen Frequenzen sehr gut, aber auch im höheren Frequenzbereich ändert sie sich nicht mehr wesentlich und bleibt bei ca. 30 dB, trotz der freizügigen "Verdrahtung".
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