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Amateurfunk bei ex dl8wa:
SWR-Messgerät HM-102 (1977)

Bei den Stationsfotos von 1973 und 1977 fällt beim Transceiver HW-101 ein Unterschied auf. Er betrifft die kleineren Kästen, die auf dem Transceiver stehen. Das selbstgebastelte SWR-Messgerät (SWR=Stehwellenverhältnis) von 1973 ist durch das SWR-Messgerät HM-102 ersetzt worden.

Ich muss etwas gestehen: Bis heute habe ich nicht verstanden, wie ein Stehwellenmessgerät nun wirklich funktioniert und was Stehwellen nun wirklich sind. Alle Literaturstellen, die ich bisher zu diesem Thema gelesen habe, konnten mir nicht weiterhelfen.

Früher hatte ich mir einen Spaß daraus gemacht, andere Funkamateure zu diesem Thema zu befragen. Am Anfang der Befragung waren sie häufig der Überzeugung, dass sie bestens Bescheid wüssten. Am Ende solcher Befragungen hat sich diese Überzeugung häufig ins Nichts aufgelöst. Auch ich bin in der Lage, die Informationen zu Stehwellen, die man in der populären Amateurfunkliteratur findet, wiederzugeben. Das ist jedoch nur leeres Nachgeplapper, mir fehlt dazu leider das Verständnis!

Bild: Glühlampenindikator zur Anzeige des Stehwellenverhältnisses
Mein fehlendes Verständnis beginnt damit, dass ich nicht begreife, wie ein Stehwellenmessgerät grundsätzlich funktioniert. Dazu betrachten wir die Urform eines solchen Gerätes in einer symmetrischen Speiseleitung, den sogenannten Glühlampenindikator. Es ist eine nach beiden Seiten gleich lange Drahtschleife parallel zu den beiden Leitungen der in der Skizze rot hinterlegten Antennenspeiseleitung. Als Indikatoren dienen zwei Glühlampen, wie sie in Taschenlampen eingebaut werden. Zwischen den Glühlampen besteht eine gemeinsame galvanische Verbindung zur Speiseleitung. Bei einem guten Stehwellenverhältnis leuchtet bei entsprechender Sendeleistung nur L1, bei einem schlechten Stehwellenverhältnis leuchten L1 und L2, wobei L2 nie so hell leuchtet wie L1.

Wie das Stehwellenverhältnis angezeigt wird, verstehe ich durchaus. Aber wieso tritt der Effekt mit den unterschiedlich leuchtenden Glühlampen auf ?


Das Stehwellenverhältnis (SWR)

Das Stehwellenverhältnis (SWR für Standing Wave Ratio oder VSWR für Voltage Standing Wave Ratio) ist ein Messwert zur Beschreibung der Anpassung zwischen Sender, Zuleitung und Antenne.

Die vom Sender erzeugte Sendeleistung wird bei einer Fehlanpassung der Antenne an die Speiseleitung nicht vollständig von der Antenne abgenommen. Die nicht abgenommene Energie wird reflektiert und läuft zum Sender zurück. Die rücklaufende Welle überlagert sich mit der hinlaufenden Welle, wodurch auf der Speiseleitung in regelmäßigen Abständen von halber Wellenlänge (in der nachfolgenen Grafik λ/2) Wellenberge und Wellentäler entstehen. Hinweis: Die Grafik ist lediglich eine Erklärungshilfe.

Bild: Maxima und Minima durch stehende WellenDas Verhältnis von maximaler Spannung (Umax) zu minimaler Spannung (Umin) ist das Stehwellenverhältnis.

Bei einer optimalen Anpassung würde an der Antenne keinerlei Leistung reflektiert werden. Dann wären Wellenberg und Wellental eingeebnet, das Verhältnis Umax zu Umin wäre 1. Besser geht es nicht!

Wenn die Hälfte der Spannung reflektiert würde, betrüge das Stehwellenverhältnis 3. Der Wellenberg wäre in diesem Fall 1+½ hoch, das Wellental wäre 1-½ tief. Das Stehwellenverhältnis von 3 gilt in Amateurfunkkreisen als oberster tolerierbarer Wert- schlechter sollte er nicht sein! Das Stehwellenverhältnis von 3 liegt auf den Anzeigeinstrumenten immer in der Mitte der Skala.


Heathkit HM-102

Der Stehwellen- und Leistungsmesser Heathkit HM-102 war ein Bestseller!

Gemessen werden kann das SWR (Stehwellenverhältnis) zwischen Sender und Antenne und die Leistung eines Senders. Bei der Leistung sind zwei 2 Bereiche einstellbar: 200 und 2000 Watt. Das Messgerät ist für den Kurzwellenbereich bis 30 Mhz geeignet.

Der Bausatzpreis für den HM-102 betrug am 29.6.1977 DM 133,33. Darin enthalten war die Mehrwertsteuer zum damals üblichen Mehrwertsteuerhebesatz von 11% (selige Zeiten- jetzt, anno 2009, dürfen wie 19% Mehrwertsteuer berappen).

Bild: Heathkit HM-102, FrontseiteDas HM-102 zeigt sich auf der Vorderseite sehr übersichtlich: ein großes, gut ablesbares Zeigerinstrument mit Dreifachskala und gut bedienbare Knöpfe. Zwei Skalenbereiche zeigen die Sendeleistung an, die dritte Skala das Stehwellenverhältnis. Die Messgröße wird mit dem auf dem Bild linken Schalter ausgewählt. Mit dem rechten Schaltdrehknopf wird der Vollausschlag der zur Antenne fließenden Sendeleistung einjustiert.

Die Gehäusegrundfläche beträgt 13 mal 13 cm, die Höhe einschließlich der Gummifüßchen 13 cm.

Bild: Heathkit HM-102, RückseiteDie Geräterückseite zeigt die beiden Anschlussbuchsen der Bauart SO-239, einen Schalter und zwei Trimmeröffnungen zum Abgleich des Messgerätes. Es wird lediglich der Leistungsmessteil abgeglichen, beim SWR-Teil gibt es nichts zum Abgleichen.
Bild: Heathkit HM-102
Sehr praktisch: Der Messeinsatz kann vom Gehäuse getrennt werden, so dass eine optimale Aufstellung möglich ist.

Das Handbuch ist mustergültig. Natürlich erklärt es für mich nicht verständlich, wie die Messung des Stehwellenverhältnisses funktioniert. Aber es erklärt genau, an welcher Stelle man den Messeinsatz ins Speisekabel legen sollte und was angezeigt wird, wenn man es nicht tut. Mit Hilfe zweier abgedruckter Diagramme kann man für drei Coaxialkabelarten die Kabelverluste in Abhängigkeit von der Frequenz, der Kabellänge und des Stehwellenverhältnisses ermitteln.

Bild: Prinzipschaltung des Heathkit AM-2
Ein Vorgängermodell des HM-102 war das AM-2. Es wurde von 1957 bis 1962 verkauft. Das Bild zeigt die vereinfacht dargestellte Schaltung. Die dicke blaue Fläche soll den Speisedraht innerhalb des Gehäuses darstellen. Parallel zu ihm sind zwei Induktionsdrähte angeordnet.

Mit dem Umschalter wird zwischen beiden Induktionsdrähten umgeschaltet. Mit dem Potentiometer wird in der Schalterstellung „Vorwärts” der Vollausschlag des Anzeigeinstruments eingestellt. In der anderen Schalterstellung kann man das Stehwellenverhältnis ablesen.

Das Anzeigeinstrument ist ein 100 µA Amperemeter, das Potentiometer hat 47 kΩ linearer Gang, die Kondensatoren 1 nF.

Die Bemessung der beiden Widerstände ist von der Impedanz des verwendeten Coaxkabels abhängig. Sie sollen den doppelten Widerstandswert der Kabelimpedanz haben. Für 50 Ω Impedanz haben sie je 100 Ω Widerstand.

Bei den preiswerten Stehwellenmessgeräten für den CB-Markt wird häufig genau das Prinzip dieser Schaltung benutzt. Der Speisedraht und die beiden Induktionsdrähte finden sich dort als Leiterbahnen auf der Platine wieder.


Letztes Upload: 09.01.2017 um 19:29:27