Teorie výkonových slučovačů (děličů) poraďte....

Odpovědět
OK1MHK
Příspěvky: 122
Registrován: pát 10. črc 2009 7:21:39
Bydliště: JN69PJ

Teorie výkonových slučovačů (děličů) poraďte....

Příspěvek od OK1MHK » pát 10. kvě 2013 21:35:43

Narazil jsem na takový problém a nevím co s tím dál....

Mějme dělič ( slučovač - jeden vstup - dva výstupy ) wýkonu podle : http://ok1gth.nagano.cz/delic.pdf
http://www.qsl.net/dk7zb/Stacking/splitter.htm
Obrázek
Když měřím úlum z "TRX" portu do jednoho z "Antenna1" ( druhý "Antenna2" vedlejší zakončený 50Ohm zátěží ) naměřím na pracovním kmitočtu útlum 3 dB.
Je to dobře, protože polovina výkonu jde ještě do té zátěže , výkon se rozdělí na polovinu a každá polovina teče do jednoho z portů "Antenna"
Potud vše chápu....
Teď to udělám obráceně: Výkon připojím na jeden z portů ( třeba "Antenna1" ) druhý port Antenna2 zakončím 50Ohm LOAD a na portu "TRX" měřím úroveň.
Naměřím ( konkrétní měření) 3,2dB ! ??? Teoreticky bych měl naměřit útlum blízký nule, aby při slučováí nebyly žádné ztráty.
Tedy :
a) buď je splitter špatně zkonstruovaný a proto měřím blbosti
b) měřím blbosti, protože to měřím špatně z principu funkce ( měřák ale scejchovaný a měří správně )
c) měřím dobře - taková "blbá" je vlastnost tříportového děliče/slučovače
-------------------------------------------------------------------------------

Pokud je správně C) pak ale nechápu, jak se s tím bazmekem slučuje výkon ze dvou PA, když na tom mám poloviční ztrátu výkonu,
nebo stejně tak když s tím spojím dvě YAGI kvůli většímu zisku tak to zas propálím na tom slučovači.
------------------------------------------------------------------------------
Když měřím SWR, je to OK pouze na portu TRX ( Antenna1 a Antenna2 připojený LOAD 50 Ohmů) a pouze na pracovním kmitočtu - což je správně.
Pokud dám Load na TRX a na Antenna1 tak na Antenna 2 mám SWR=3 ( totéž při prohození Antenna2 dám LOAD a měřím SWR na Antena 2 )

A nakonec útlum portů Antenna1 a Antenna2 je jen 6dB. Tedy při sloučení signálu z antén na sebe antény skoro vidí :-( a celé je to také špatně.

Přitom tenhle typ splitteru většina lidí používá, tedy mám takový pocit, že splitter, který jsem já měřil je špatný
( ale měřil jsem dva různé od různých autorů a oba se +/- chovají stejně :-( )

I autor tohodle http://ok1gth.nagano.cz/delic.pdf dokumentu OK1GTH se při měření splitteru omezil pouze na měření SWR do hlavního portu ( ostatní 4 zakončené )

Ale evidentně mu to funguje, protože píše že slučoval stovky wattu a kdyby se mu tam ztrácely 3dB, tak se mu to už dávno rozteklo :-)
-----------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------

Když tohle celé měření provedu s wilkinsonovým děličem, vše se chová mravně - "výstupní " ( vstupní ) porty mají mezi sebou cca -25dB, rozdělovací útlum je okolo 3,2dB
a slučovací útlum okolo 0,4 dB. Platí tady narozdíl od výšeuvedeného slučovače teorie - cituji:

"U Wilkinsonova děliče výkonu totiž dochází k tomu, že všechny výstupní brány jsou mezi sebou vzájemně izolovány.
To je dáno faktem, že signál šířící se z jedné výstupní brány směrem k druhé výstupní bráně prochází dvěma různými
cestami. Cesta vedoucí přes rezistor R zjevně nezpůsobuje v šíření signálu děličem žádný fázový posuv. Druhá cesta
vede přes dvě ramena Wilkinsonova děliče. Na této cestě však vzniká fázové zpoždění 180°, které způsobí, že signály
procházející těmito dvěma cestami se sejdou s opačnou fází. Signály se vzájemně vyruší a přenos mezi výstupními
svorkami je tedy ideálně nulový. Pro praxi to například znamená, že signál přijatý jednou anténou není zpětně
vyzařován druhou anténou, nebo že špatné PSV jednoho koncového stupně (tedy výkon, co se od tohoto PA odráží
zpět) neovlivňuje funkčnost druhého koncového stupně.
"

--------------------------------------------------------------------------------
Tedy pro sloučení antén je wilkinson mnohem vhodnější?

Pokud jste někdo dočetl až sem a jste schopni mi to nějak vysvětlit, budu moc rád.
Díky Honza OK1MHK
OK1MX
Příspěvky: 1077
Registrován: pát 06. bře 2009 10:24:01
Jméno: Milan
Bydliště: JN79TX
Kontaktovat uživatele:

Re: Teorie výkonových slučovačů (děličů) poraďte....

Příspěvek od OK1MX » sob 11. kvě 2013 16:10:29

Celý tento problém je nutné rozdělit na dvě části.

a) slučování koheretních signálů (fázově a amplitudově shodných)
do tohoto případu spadá slučování některých PA, Yagi antén, dipólových řad a.t.d.
Namířím-li do jednoho směru soustavu YAGI antén, signál na všechny dopadá na všechny ve stejné fázi.


b) slučování nekoherentních signálů (fázově (či kmitočtově) rozdílných)
Tady jde třeba o slučování dvou FM převaděčů do jedné antény, nebo naopak slučování více antén, u kterých nelze předpokládat fázově a amplitudově shodné signály (jedna na jih, jedna na sever)

Pro koherentní signály je průchozí útlum v ideálním případě 0dB, nikoli 3 dB jako při pasivním měření. Nevím, jak to jednoduše vysvětlit. Zkus si namalovat na dva papíry dva shodné sinusové průběhy. k jednomu portu si přilož jeden a představ si co se stane na tech dvou které jsou zakončené 50 ohmy. Jelikož to jede do dvou spotřebičů v každém se ztratí polovina, výkon je poloviční na každém z nich (u Wilkinsona se to pálí na odporu uvnitř). Teď si dej tyto sinusovky tam, kam se připojují antény a sčítej výkon. Zjistíš, že na výstupu je součet obou sinusovek t.j. dvojnásobný výkon. A teď pozor! posuň sinusovky o 180 stupňů a sčítej znovu. Zatímco jedna stoupá, druhá o stejnou velikost klesá a na třetím portu je stále nula a vazba mezi portem ant. 1 a load a portem 2 a load se pro tento případ zdá býti nekonečná. Nebo ještě jednodušeji: Představ si to jako by 2 lidi měli dvě lana uvázaná za šutr, budou li táhnout jedním směrem bude výsledný výkon na těleso na konci lana součtem jejich výkonu. Budou li táhnout a lana budou v úhlu 90 supňů výsledná síla působící na šutr se zmenší, až do okamžiku, kdy budou o 180 stupňů a oni budou vyvíjet stále stejnou sílu, ale budou se pouze přetahovat mezi sebou a šutr se ani nehne.Ber toto pouze jako názorný příklad, je to v praxi malinko složitější.

Co se týče té vazby mezi porty, tak ta je důležitá zejména u bodu B, u bodu A ji není potřeba řešit. Přichází-li amplitudově a fázově stejný signál na dvě antény, nemůže dojít k přelití signálu jedné do druhé. Proto lze využívat jednoduché děliče, kde na sebe porty vidí.

K rozdílné situaci nastává když každou anténu namířím jinam a díky tomu, že na jednu přijde signál otočený o 180 a v daném místě může propadnout klidně o 20-30dB. Wilkinson je dobré umísťovat tam kde není jistota, že bude signál vždy soufázový, třeba u koncových stupňů energie rozdílu lehce posunuté fáze neprojde do sousedního PA, ale spálí se na odporu, což má blahodárný vliv na výsledné IM produkty sestavy.

No když to po sobě čtu nejraději bych to smazal, odborníci se budou smát, protože je to strašně zjednodušené na druhou stranu si nejsem jist, jestli to dokáže někdo z toho textu pochopit.

M.
OK1MHK
Příspěvky: 122
Registrován: pát 10. črc 2009 7:21:39
Bydliště: JN69PJ

Re: Teorie výkonových slučovačů (děličů) poraďte....

Příspěvek od OK1MHK » sob 11. kvě 2013 16:37:34

OK, díky, pro vysvětlení to je naprosto postačující. Sice mě ještě vrtá v hlavě proč mám SWR na obou Antenna portech špatné - ale nejspíš to s tím souvisí.
Důležité pro mě je, že tak jak to měřím to prostě měřit nejde.
V každém případě už vím, že to je funkční splitter a moje "měření" mi do toho vneslo jenom zmatek :-(
Díky JaKub OK1MHK
Odpovědět