Masurarea SWR

La orice instalatie de radioemisie exista fenomenul de "unda reflectata". O parte din puterea pompata de final prin cablu spre antena se intoarce in emitator. Cauzele fenomenului sunt multiple si putine din ele se pot elimina complet. Orice neadaptare, imperfectiune de material, nelinearitate sau nesimetrie, plus influenta solului, temperaturii, etc... duc la aparitia de unde reflectate.

Exista mai multe moduri de exprimare a acestui fenomen: raport de puteri, coeficient de unde reflectate, factor de reflexie, etc, etc..., unele dintre ele sofisticate ca expresie matematica si care necesita pentru masurare o aparatura complexa si scumpa. Teoria publicata dintotdeauna pe acesta tema in literatura profesionala sau de amatori e vasta si nu doresc sa intru cu articolul pe acest "teritoriu" destul de arid.

Esential pentru ham-ii obisnuiti este sa aiba cat mai putina "reflectata". Cunoasterea cel putin orientativa a puterii care se intoarce in emitator e o necesitate, pentru ca o "reflectata" mare duce la "decesul" prematur al finalilor, chiar si la puteri modeste ale aparturii. Nu mai vorbesc de TVI si BCI. Trebuie sa ne gandim la asta chiar daca RIG-ul nostru are "numai" 5W in unde scurte sau  o jumatate de watt in ultrascurte.

Radioamatorii obisnuiti (dar nu numai...) raman "credinciosi" raportului de unde stationare sau SWR-ului (Stationary Wave Ratio), care se poate masura comod cu aparatura destul de simplu de realizat. SWR-ul, sau daca vreti VSWR (V-ul ne spune ca e un raport de tensiuni) defineste de fapt fractiunea, din puterea totala data de etajul final, care se intoarce prin linia de alimentare in emitator.

Doua moduri de masurare sunt cel mai des utilizate de amatori: modul absolut si modul relativ
Pentru modul absolut se foloseste un powermetru directional, calibrat in valori absolute de putere,  si o relatie de calcul binecunoscuta.
Modul relativ e mai putin precis, dar da SWR-ul prin citire directa. Se foloseste calibrarea la cap de scala pentru masuratoarea puterii directe, iar indicatia instrumentului comutat pe ramura de masura a puterii reflecate da direct valoarea SWR. . Acest al doilea mod este de departe cel preferat pentru aparatura de inceput si pentru traficul de fiecare zi.
Cei mai "cu dare de mana" pot achizitiona un "powermetru cu doua ace", de fapt un powermetru directional cu un instrument special, dublu, scala acestuia fiind de fapt o nomograma din care se poate citi direct SWR-ul, la intersectia acelor.
O solutie buna pentru laboratorul radioconstructorului este folosirea a doua instrumente si a cate unui circuit complet separat de masura pentru fiecare ramura, "direct" si "reflectat". Ajungem de fapt tot la powermetrul directional, dar avem in plus indicatia permanenta a ambelor puteri. HAM-ii hârsâiti in ale traficului stiu cum, citind doar "reflectata" de pe un SWR-metru cu un singur instrument, s-au minunat de "cat de grozavnic merge antena", cand de fapt era vorba de un SWR catastrofal si de protectia ALC a finalului, care limitase puterea la cativa wati....

Pentru a masura SWR-ul, se construieste un traductor care "culege" pe o ramura tensiunea indusa de unda directa si pe cealalta ramura tensiunea indusa de unda reflectata. Iata una din multele solutii posibile in figura de mai jos:

Sunt numeroase alte solutii constructive, de la banalul cablaj imprimat pe care se lipesc doua mufe si se traseaza trei linii paralele pana la constructii mecanice coaxiale, destul de delicate, sau la bobinaje laborioase pe inele de ferita.
Principalul este sa se "culeaga" destula tensiune pentru actionarea instrumentelor, sa se pastreze pe cat posibil impedanta liniei in care se insereaza SWR-metrul, sa se introduca pierderi minime si - foarte important - sa se asigure trecerea fara incalziri sau descarcari a puterii de radiofrecventa scoasa de emitator.

Iata schema "clasica" a unui astfel de aparat. Am pus atat versiunea cu un instrument, cat si cea cu doua instrumente.

Cate un circuit detector pe fiecare ramura transforma radiofrecventa in tensiune continua, masurabila cu un instrument banal, de sensibilitate medie. Sunt excelente  faimoasele VU-metre de magnetofon de 150...250 uA folosite in aparatura audio inainte de aparitia bar graph-urilor cu LED sau modernelor display-uri LCD.

Masurarea propriu-zisa pe SWR-metrul relativ se face in doi pasi, ca mai jos:
pasul 1: se comuta pe "DIRECT", se emite si din potentiometrul de calibrare se aduce acul la cap de scala	Pasul 2: fara sa se mai umble la calibrare, se comuta pe "REFLECTAT", se emite si se citeste direct SWR-ul

ATENTIE! dupa fiecare re-acord al emitatorului sau transmatchului e necesara calibrarea (aducerea la cap de scala) a SWR-metrului, altfel citirea va fi complet eronata, punand in primejdie aparatura. De observat o particularitate a scalei la acest mod de masurare: inteligibilitatea citirii e destul de slaba, valorile cele mai interesante (sub SWR 1.5) se "inghesuie" in prima cincime a scarii. De asemenea, a doua jumatate a scalei este practic nefolosita, pentru ca SWR-urile peste 3 sunt catastrofale chiar si pentru aparatura cu tuburi. La acest capitol al citirii valorilor mici de SWR, nici powermetrele cu instrument dublu nu stau cu mult mai bine...

Pentru ca eu nu am avut de unde sa recuperez VU-metre (vechea mea aparatura de audio din anii '80 ai secolului trecut e inca perfect functionala si destul de HI-FI pentru gustul meu, hi!) am folosit instrumentele de la niste asa-zise "multimetre de buzunar", de fapt testere foarte ieftine, care se gasesc in piete la preturi sub 2 EUR.

Pentru gradarea unui instrument oarecare in unitati VSWR, se poate folosi tabelul de mai jos sau se poate descarca imaginea   de pe acest link, care se deschide in fereastra noua, imagine care la nevoie se poate redimensiona cu un editor grafic. Tiparirea e bine sa se faca pe o imprimanta cu laser la 600dpi, aceasta fiind si rezolutia la care s-a realizat imaginea.