VERON A63
Friese Wouden
____________

VERON afdeling Friese Wouden
Afdelingsblad 'CQ Friese Wouden'

door PAoBVD

Radcom september 2000

In de rubriek lead feature een leuk stuk over een intelligente ATU voor de zelfbouw, geschreven door en gemaakt door Peter Rhodes G3XJP. Hij noemt het de picatune de intelligente ATU. Een automatische tuner (ATU) is niet zo zeer voor de luie amateur, alhoewel heeft geeft inderdaad een aantal mooie mogelijkheden Het is meer een apparaat dat het beste tot uiting komt daar waar hij het meeste nodig is. De meeste amateurs zijn beperkt in hun mogelijkheden voor het plaatsen van een antenne en zeker voor de HF banden. Er zijn niet veel amateurs die voor de 9 HF banden ook 9 antennes hebben staan.

In de meeste gevallen is er spraken van draden die gespannen worden en die moeten in resonantie worden gebracht. Ook al doordat de huizen in de meeste gevallen aan de straat staan en zich erachter de tuin bevind. Het huis staat daarmee dus niet in het midden. Het ophangen van dipolen e.d. wordt dan al moeilijk omdat het voedingspunt ver weg hangt de transmissie lijn dan lang en zwaar wordt waardoor de antenne zakt en last but not least de transmissie lijn loopt parallel aan de antenne wat kans geeft op onbalans, wat weer op het gebied van tvi enz.

Voor ons en zeker niet voor de buren acceptabel is. Kortom de gespannen lange draad moet worden afgestemd op de juiste lengte voor de aanpassing van de impedanties. Eindgevoede antennes geven toch speciale opties, alhoewel ze zijn ligt en bijna niet zichtbaar zeker t.o.v. beams. Toch moet je je afvragen moet ik nu de antenne naar de shack brengen of moet ik de shack naar de antenne brengen. Beide hebben hun eigen eigenschappen. In het eerste geval loop je kans op veel storing als je bijvoorbeeld de apparatuur in de huiskamer hebt staan door dat allerlei installaties het zendsignaal oppikken. Wil je dat niet dan ben je vaak aangewezen op een shack op zolder of in een slaapkamer. Hoe het ook zij, Peter heeft in beide gevallen volgens zijn verhaal geen<N>bevredigende oplossing kunnen vinden.

Nu heeft hij het alternatief gevonden door een op afstand bestuurbare ATU te bouwen waarbij uiteindelijk een coaxkabel de enige verbinding is die de shack binnen komt. Want waarom zou je een ATU in je shack willen hebben, alleen om aan de knoppen te draaien? De meest logische plaats voor een antennetuner is waar de antenne is, daar moet het allemaal gebeuren. Daarbij moet de ATU wel automatisch zijn, want niemand heeft natuurlijk zin om naar een ATU toe te lopen en om te schakelen als er op een andere band gewerkt gaat worden. Maar waarom zelf een automatisch ATU bouwen als er ook al van dit soortapparaten op de markt zijn.

Nu, ten eerste vindt Peter dat deze ATU's te veel toeters en bellen bevatten en ten tweede dat er nogal een fiks prijskaartje aan hangt. Zijn mening is dat je niet het hele HF gebied hoeft aftestemmen alleen de amateur banden en bovendien je hoeft niet elk stukje draad te kunnen afstemmen. Je hoeft alleen maar je eigen antenne af te stemmen op de verschillende banden hetgeen de belasting van de ATU geeft en minder kost.

De constructie van het apparaat was in het begin simpel wat betreft de hardware zodat alle energie in de pic-software werd gestopt. Immers een L-match had maar 2 significante componenten, echter 18 maanden later was het verhaal heel anders. De volgende zaken zijn van groot belang. In het eerste ontwerp wat ik realiseerde met ge‰tste capaciteiten in de behuizing en een erg stevige spoel op een pvc buis bleek heel goed te werken. Hij paste elke lengte draad aan op de amateur frequenties.

Maar er deed zich een probleem voor, de ontvangst signalen waren toch wel heel zacht, het was net of de banden dicht zaten. Echter bij een 3 kW commerci‰le manuele T-match waren de signalen veel beter. Niet berijpend wat er aan de hand was ging ineens het licht bij mij op, natuurlijk het ging niet alleen om de SWR maar ook om de efficiency Met andere woorden, als je slechte in elk geval geen componenten gebruikt waarbij het HF gedrag niet bekend is en ze zijn slecht dan zit je mooi je energie in de T-match te stoppen met een heel goede SWR. Echter een groot deel van het vermogen wordt dan in de tuner gestopt en openbaart zich als warmte en soms zo erg dat zaken gaan vervormen of smelten. Bijvoorbeeld: neem 100 meter hele slechte coaxkabel van 50 ohm en beschadig de buitenmantel op regelmatige afstanden. Laat het daarna een aantal dagen buiten in de regen liggen totdat de hele zaak flink is gecorrodeerd. Rol de zaak op en doe het in een doos of zo met aan de beide einden een aansluiting. Plak eer een label op van automatische antennetuner en hij zal alle lengtes antennes bij elke frequentie aanpassen, en je wordt er hartstikke rijk mee. Met een 20 db verzwakker bereik je bijna hetzelfde. Duidelijk is er aangetoond met dit voorbeeld dat het niet gaat om de tuner zelf maar dat de effectiviteit van het tunen belangrijk is. Met andere woorden het afstemmen van de antenne met daarnaast zoveel mogelijk energie in de antenne brengen.

Als je componenten gebruikt met een lage Q-factor zal er uiteindelijk zoveel vermogen in de gebruikte componenten gaan zitten dat er maar weinig vermogen overblijft om gereflecteerd te worden. Als je dus een tuner koopt is dit ontwerp altijd het product van het gevecht tussen de RF-ingenieur en de commerci‰le man die de zaak aan de man moet brengen. Het ontwerp van de RF-ingenieur zal veel geld kosten in verband met de hoge kwaliteit van de toegepaste onderdelen. Terwijl de commerci‰le man liever een goede prijs wil die commercieel gezien haalbaar is. Je moet je dan ook realiseren dat je maar 1 dB verlies hoeft te hebben en dan ben je 20 procent van je vermogen kwijt in de tuner.

Een mooi programma om deze zaken eens virtueel uit te testen is het programma TL.EXE van R. Dean Straw N6BV. Dit programma is destijds gedistribueerd bij het arrl handboek van 1997. Dit programma heeft de mogelijkheid te experimenteren met verschillen de tuner configuraties en met gebruikmaking van componenten die je kan veranderen in slechte en goede componenten. Je kan met de Q factor spelen en eigenlijk kan je de limieten van bepaal de zaken uitproberen. Als het misgaat is er zelfs virtuele rook te zien wat natuurlijk vele malen beter is dan een echte rookpluim in je eigen tuner.

Een opmerking die gemaakt moet worden is dat het programma niet gebruik maakt van de standaard formules betreffende de T-, L- en Pi-netwerken, zoals die in vele referentie boeken voorkomt. Deze gaan er allemaal vanuit dat de componenten verliesarm zijn en dat de weerstanden zuiver Ohms zijn. Een voorbeeld, probeer een 50 Ohm Ohmse weerstand te tunen op 1.8 MHz met gebruikmaking van een T-match en een 200 pF uitgangscondensator. Zelfs al gebruik je goede kwaliteit componenten, zoals dikke spoelen enz., bijna de helft van je vermogen (43%) verdwijnt in je tuner. Als je er nu vanuit gaat dat je de Q factor van de spoel en de condensator halveert dan zal ongeveer 62% van het vermogen in de tuner blijven hangen.

Dat is bij 400 W een vermogens absorbering van 200 W bij een stroom van 8 A en een spanning van 3.5 kV.

Je begrijpt dat er iets de geest gaat geven bij dergelijke waarden. Tony Preedy - G3LNP publiceerde een verhelderend verhaal over een ATU van bijna 900 gulden die hij voor een paar dubbeltje ombouwde tot een halve L-tuner waarbij de verliezen vele malen kleiner zijn. Als je het betrekt op het bovenstaande voorbeeld dan kan gesteld worden dat als je een L-match gebruikt in plaats van een T-match dat bij dezelfde Q factor de verliezen bij eenhoge Q ongeveer 2% en bij de helft daarvan ongeveer 3.2% zijn. Mijn print capaciteiten, met als dielectricum fiberglas hadden een hele slechte Q-factor en de spoel was al niet beter Maar afgezien van dit paste ik bijna alles aan. Toch ging de zaak in rook op op een gegeven moment....

In deze rubriek volgt nog een hele uiteenzetting met diagrammen en grafieken, voorwaar geen eenvoudige kost die ik dan maar liever laat voor de echt ge<171>nteresseerden om hier doorheen te worstelen. Wat zijn nu de eigenschappen van de picatune. Nou die worden als volgt omschreven:

De basis atu configuratie is een l-match met meer dan een kwart miljoen relais geschakelde l, c en z combinaties. Hij heeft 64 series l of 2048 shunt capaciteits mogelijkheden in de recht toe recht aan mode. Het vermogen is 200 watt en het past allerlei zaken aan zoals eind gevoede antennes, coax gevoede antennes en met balun gebalanceerde antennes op alle frequenties in de negen amateur-banden en de transformatie geschied naar 50 ohm. Optioneel kan het ook nog zo worden gemaakt dat er kan worden geschakeld van antenne afhankelijk van de band waarop je bezig bent.

Nu dan de fysieke constructie. De tuner bestaat uit twee units. 1 een commando unit die zich in de shack bevindt en de uiteindelijke ATU unit die zich bij de antenne bevindt. De stuurkabel is een coaxkabel van 50 ohm. In de commando-unit zitten een weinig onderdelen. De meest kritische is de druktoets om de ATU te bedienen De gemulitplexte signalen gaan door de coaxkabel naar de ATU. De ATU zelf zoals reeds eerder gezegd is geplaatst bij de antenne en bestaat uit een rf deck met alle hoogfrequent onderdelen en de relais en een logica deck een SWR kop en een dummyload.

Zoals al eerder gezegd alle signalen inclusief de voedingsspanning lopen via de coaxiale verbindingskabel hetgeen de aansluiting eenvoudig maakt. De ATU zit in een polystyreen kast en is door mij ontzettend dicht gesealed vanwege het slechte weer in Groot Brittani‰. Hij moet lucht dicht zijn en niet alleen waterdicht. Verder is hij wit geschilderd om de warmte ontwikkeling door de zon onder controle te houden. Opgemerkt moet worden dat polystyreen veel invloed heeft op het hf gedrag. Echter de kast mag niet van metaal worden gemaakt.

In de rubriek technical feature het laatste deel van de compacte moderne hf lineair door bruce edwards g3wce. De laatste zaken worden nog wat doorgenomen en er is nog een print lay-out afgedrukt van de voedingsprint. Tevens wordt er nog een overzicht gegeven van componenten van boven en onder chassis.

In de rubriek operating feature een stukje van dave robinson g4fre/ww2r met experimenten op een frequentie van 142ghz. Een leuk stuk voor de uhf en de super uhf freaks. De overbrugde afstand op deze frequentie was 1.29 kilometer.

In de rubriek equipement review door peter hart g3sjx deze keer over een 4 tal porto's en wel de alinco dj-v5e, de icom ic-t81e, de kenwood th-d7e en de yaesu vx-5r. Eerst de mogelijkheden van alle porto's en daarna de metingen voor alle frequentiebanden. De test zijn uitgevoerd op 6 meter, 2 meter, 70 centimeter en 23 centimeter. Het is ondoenlijk alles over te tikken ik zal mij daarom beperken tot de conclusies van peter. Alle porto's verschillen niet veel in prestaties. Je kunt alleen selecteren op prijs prestatie verhouding. De alinco komt er dan goed uit maar heeft slechts twee banden 2 en 70, wel weer een mooie general coverage maar weer een beetje licht in vermogen. De yaesu is de kleinste en beslaat de banden 6m, 2m en 70 cm. De icom heeft 4 banden aan boord van 6 m tot 23 cm. Als je dus 23 cm wilt hebben dan heb je maar een keus. Voor de digitale freaks onder ons is de kenwood een klasse apart

Nou dit was het wel zo ongeveer. Nog een paar adressen waar wat zelfbouw zaken zijn te vinden:

http://www.heavens-above.com
http://www.qsl.net/ei9gq
http://www.btinternet.com/~g4fgq.regp

73, Bote - PAoBVD