Stehwellenmessgerät Klasse A

Im Stehwellenmessgerät sitzen zwei Richtkoppler, die entgegengesetzt in die Leitung eingeschleift sind. Der eine nimmt die hinlaufende Welle auf, der andere die rücklaufende — verglichen werden ihre Ausgangsspannungen.

Kniff: Gemessen werden SPANNUNGEN aus zwei Kopplern, nicht Impedanzen und nicht Phasenwinkel. Aus dem Verhältnis der beiden Spannungen ergibt sich das Stehwellenverhältnis.

Warum die anderen nicht stimmen:

• mittels der eingebauten Richtkoppler die vorhandenen Impedanzen in Vor- und Rückrichtung der Leitung. – Eine Leitung hat nicht zwei Impedanzen. Gemessen werden die beiden Wellen, nicht Impedanzen.
• die Maximalleistung P_max am Richtkoppler und die Minimalspannung U_min auf der Leitung. – Maximum und Minimum der Spannung liegen an verschiedenen Stellen der LEITUNG. Ein Stehwellenmessgerät sitzt an einer Stelle und trennt stattdessen die beiden Wellenrichtungen.
• den Phasenwinkel zwischen vorlaufender und rücklaufender Leistung am eingebauten Abschlusswiderstand der Richtkoppler. – Der Phasenwinkel bleibt unberücksichtigt — genau deshalb sagt ein Stehwellenmessgerät nichts darüber, ob die Fehlanpassung induktiv oder kapazitiv ist. Dafür braucht es einen VNA.

Kniff: Zwei gleiche, aber gegensinnig angekoppelte Richtkoppler an einer durchlaufenden Leitung: der eine spricht auf die hinlaufende, der andere auf die rücklaufende Welle an. Wer beides getrennt anzeigt, kann sie ins Verhältnis setzen — und genau daraus ergibt sich das Stehwellenverhältnis. Die Spiegelsymmetrie der beiden Zweige ist das Erkennungszeichen; ein einzelner Zweig wäre nur ein Leistungsanzeiger.

Warum die anderen nicht stimmen:

• einen Absolutleistungsmesser. – Ein Absolutleistungsmesser nimmt die Leistung in einem geeichten Abschluss auf oder arbeitet mit einer geeichten Skala. Hier läuft die Leistung durch, und die beiden Zweige haben Stellwiderstände zum Abgleich — damit vergleicht man hin- und rücklaufende Welle, man misst keinen absoluten Wert.
• ein Impedanzmessgerät. – Für eine Impedanz braucht es eine Brücke mit bekannten Vergleichselementen und eine Aussage über Betrag und Phase. Hier gibt es keine Brücke; beide Zweige hängen an derselben durchlaufenden Leitung und liefern nur gleichgerichtete Beträge.
• einen Absorptionsfrequenzmesser. – Ein Absorptionsfrequenzmesser ist ein abstimmbarer Schwingkreis mit Anzeige, der lose an das Feld gekoppelt wird. In dieser Schaltung gibt es keinen Schwingkreis und nichts, was auf eine Frequenz abgestimmt würde — die Auskoppelleitungen mit ihren Abschlusswiderständen arbeiten breitbandig.

Bei einem reinen Wirkwiderstand ist das Stehwellenverhältnis einfach das Verhältnis der beiden Widerstände — der größere geteilt durch den kleineren.

Lösungsweg:

1. R_Last = 150 Ω, Z_System = 50 Ω
2. SWR = 150 / 50
3. SWR = 3

Kniff: Immer der größere durch den kleineren, damit das Ergebnis über 1 liegt. 150 durch 50 ergibt 3; würde man umgekehrt teilen, käme 0,33 heraus, und ein Stehwellenverhältnis unter 1 gibt es nicht.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 2 – Das entspräche 100 Ω Last.
• 2,5 – Das entspräche 125 Ω Last.
• 3,33 – Das entspräche einer Last von rund 167 Ω. 150 Ω durch 50 Ω ergibt genau 3.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/AI403