VERON A63
Friese Wouden
____________

VERON afdeling Friese Wouden
Afdelingsblad 'CQ Friese Wouden'

De voedingsleiding, de belasting en hoe belangrijk is de aanpassing

door PAoLH

In het eerste deel van mijn artikel heb ik het gehad over de staande golf op de voedingslijn, die een gevolg is van de niet juiste afsluiting van de feeder. In dit tweede deel neem ik de voedingslijn zelf onder de loep.

De voedingslijn dient louter als transport van energie vanaf de generator tot de belasting, net zoals een schemerlampsnoer zorgt voor het transport van de energie van de wandcontactdoos tot de lamp. In principe is dat stuk snoer niet anders dan de door u gebruikte coax kabel. De wisselstroom, die u uit de wand betrekt, heeft echter een frequentie van 50 Hz. en dit komt overeen met een golflengte van 6000 km. De staande golf, die op het snoertje in de kamer staat, is met gewone middelen niet te meten. De golflengte is te groot, om de heenwaartse en reflecterende golf afzonderlijk te meten. Je zou over een afstand van enige honderden kilometers snoer de sensoren moeten plaatsen, als er in ideale omstandigheden nog iets van een reflecterende golf te ontdekken valt, dus alle leidingen verliesvrij.

Bij onze hoge frequenties in de radiowereld liggen de verhoudingen tussen golflengte en de tot onze beschikking staande stukken kabel en rolmaten wat gunstiger. Het is allemaal wat makkelijker voor te stellen. Beschouwen we de kabel als verliesvrij en we sturen een golf de lijn op, dan verplaatst die golf zich langs de lijn met de zelfde amplitude. We zien als het ware de golf langs de lijn lopen. Een praktisch voorbeeld. We nemen een stuk touw van ca tien meter en knopen dit aan de kruk van de deur. Als u dit touw strak spant en tegen uw oor houdt en op dit touw een 'tokkel' als op een gitaar geeft, hoort u na enige tijd die tokkel weer, enz. enz. enz., tot dat de tokkel is uitgestorven. De energie, die u in dat touw hebt gestopt, wordt gereflecteerd tegen de deurknop en loopt terug naar uw oor. Als het touw via een trekveer, met daaraan parallel een demper, aan de kruk bevestigd wordt, dan zal een deel van de energie in de veer met demper geabsorbeerd worden. Afhankelijk van de lengte en 'strakheid' van het touw, heeft de tokkel een zekere frequentie. Als de veer-demper combinatie nu een frequentie heeft, die gelijk is aan de frequentie van de tokkel, dan wordt alle energie in de veer met demper gestopt. Er treedt dan geen reflectie op. Denk aan de schokdempers en de veren van uw auto. Die zijn ook op elkaar en op het gewicht van uw auto afgestemd. In de coax kabel en de open voedingslijn, met daaraan de belasting,gebeurt precies het zelfde, maar dan met HF. Is de belasting voor de opgedrukte frequentie een zuivere weerstand, die gelijk is aan de karakteristieke impedantie van de voedingslijn, dan wordt alle energie in die weerstand (antenne) geabsorbeerd.

Bekijken we de kabel nu eens over een klein stukje, dan zien we de binnengeleider (een draad) en de binnenkant van de buitengeleider (de mantel) met daar tussenin het dielectricum, bestaande uit lucht, teflon, polytheen of iets anders. De capaciteit van de kabel wordt gevormd door de binnen en buiten geleider met daar tussen het eerder genoemde dielectricum. De binnengeleider heeft over een zekere lengte een zelfinductie, die groter is naarmate de kabel langer is. Tussen binnen en buitengeleider meten we een zekere capaciteit, die ook groter is naarmate de kabel langer is. De verhouding tussen de zelfinductie en de capaciteit is een constante waarde, die onafhankelijk is van de lengte van de kabel. Deze verhouding is een maat voor de zelfinductie. Zie fig.2

Figuur 2

Zodra we de kabel gaan afsluiten met een belasting, die afwijkt van de karakteristieke impedantie van die lijn, dan treedt er reflectie op, in meer of mindere mate, al naar gelang de afsluiting afwijkt van de kabelimpedantie. Bij een oneindig hoge weerstand treedt 100%reflectie op, bij een kortsluiting gebeurt hetzelfde. In het eerste geval is de stroom nul en de spanning maximaal, in het tweede geval is de stroom maximaal en de spanning nul.Ten gevolge van de reflectie krijgen we door het optellen van de voorwaartse golf met de gereflecteerde golf een staande golf. Deze staande golf (zie fig. 3) heeft in dit genoemde voorbeeld een nul en een maximum. De verhouding tussen maxima en minima is hier oneindig.

Figuur 3

Op het eind van de kabel kunnen we iedere belasting tegen komen tussen 0 en oneindig. Tevens kunnen we als belasting van de kabel een capacitieve of inductieve afsluiting verwachten, waardoor niet alle energie in de belasting geabsorbeerd zal worden. Hieruit blijkt dus, dat het wenselijk is,dat de antenne, die wordt aangesloten op het eind van de feeder, of dit nu een coax kabel is of een open lijn, voor de gewenste frequentie zuiver Ohms is. Het is niet mogelijk, om een belasting (lees antenne) te creeren, die op alle frequenties een reflectie van 0 moet opleveren. Het blijft dus altijd een compromis.

Met behulp van een ruisbrug,die in een volgend artikel zal worden beschreven, is het mogelijk, om te meten, of de antenne voor de betreffende frequentie capacitief of inductief is. Is de antenne capacitief, dus is hij te kort, dan is het mogelijk om zonder de antenne te verlengen, toch op het punt, waar de voedingslijn aan de antenne verbonden is, een reele (zuiver Ohmse) belasting te creeren. Afhankelijk van de grootte van de capacitieve component van de belasting, is het door middel van stubs, parallel of seriecondensator toch mogelijk, om de belasting Ohms te maken.De diverse antenne handboeken verschaffen hier voldoende informatie over. Het Service bureau heeft overigens goede antenne handboeken. Het idee, dat de Staande Golf Verhouding, de SWR, altijd 1:1 moet zijn, kunt u naar het land van de sprookjes sturen. Een paar Watt verlies van de 50 Watt, die uit uw TX komt,is aan de ontvangstzijde niet te merken. In een volgend artikel kom ik hier op terug.