Frage:
Was sagt mir ein Antennenanalysator über diese Koaxialkabel?
progrmr
2020-05-03 09:03:43 UTC
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Hinweis: Weitere Messungen nach den folgenden Grafiken hinzugefügt

Ich habe kürzlich einen RigExpert-Antennenanalysator erworben und versuche zu lernen, wie man ihn verwendet Testkabel. Ich habe zunächst zwei Kabel genommen, um zu verstehen, was es zeigt und was die Grafiken bedeuten.

  1. LMR-240, 7,9 m lang (2 Monate alt)
  2. RG-8 / U, 18,3 m lang (> 25 Jahre alt)
    3. ol>

    Ich dachte, ich würde diese beiden Kabel verwenden, um zu lernen, wie das funktioniert. Ich habe den TDR-Sweep (Time Domain Reflectometer) an beiden Kabeln mit einem offenen Stromkreis am anderen Ende ausgeführt. Der LMR-240 stimmt mit einem der SR-Beispiele (Step Response) des Buches überein, der RG-8 / U stimmt mit keinem der Beispiele überein. Das Buch erklärt nicht wirklich viel darüber, was sie bedeuten, und ich konnte online nichts finden, was erklärt, wie das SR-Diagramm zu interpretieren ist.

    Ich verstehe, dass Reflexionen als Spitzen im IR-Diagramm angezeigt werden, oder? Da sich am Ende dieser Kabel ein offener Stromkreis befindet, kann ich die elektrische Länge im IR-Diagramm sehen, etwa 6,5 ​​m (21 ft). Die physische Länge beträgt 7,9 m (26 ft), sodass der Geschwindigkeitsfaktor für den LMR-240 6,5 / 7,9 oder 83% beträgt.

    Was zeigt das SR-Diagramm (Step Response) tatsächlich an und was tut es? meine?

    Ich verstehe nicht, was es bedeutet, wenn der SR am RG-8-Kabel negativ wird. Das Kabel ist induktiv? Ich habe stattdessen versucht, am anderen Ende des RG-8-Kabels zu testen, und ich habe genau das gleiche SR-Diagramm erhalten. Es ist also nicht so, dass etwas mit diesem Ende des Kabels nicht stimmt. Ich denke, die Kapazität des Dielektrikums ist niedrig, wodurch das Kabel induktiver wird und die Impedanz des Kabels durcheinander gebracht wird. Dies ist jedoch nur eine Vermutung, die auf einem Beispieldiagramm für ein Kabel mit induktivem Abschluss basiert.

    Die Detaildaten für Der RG-8 / U zeigt, dass die Impedanz nur 20,8 bei 16,96 m im Kabel beträgt. Natürlich sollte es 50 Ohm sein, aber vielleicht ist das Dielektrikum ausgetrocknet oder so etwas ist schlecht.

    * Neue Informationen *

    Ich habe die charakteristische Impedanz für das RG-8-Kabel gemessen und sie ergibt 32 Ohm, was von der erwarteten Impedanz von 50 Ohm abweicht.

    Ich habe den TDR-Scan auch mit der AntScope2-Software (PC-Software) erneut durchgeführt bereitgestellt von RigExpert) und die Grafik ist ganz anders. Erstens ist das IR-Diagramm das gleiche, aber das SR-Diagramm ist anders, anstatt negativ zu werden, bleibt es flach. Ein normaleres Diagramm, das dem Diagramm des LMR-240-Kabels ähnelt. Der seltsame Teil ist jedoch, dass das Kabelende bei 4,2 Metern statt bei 18,4 Metern angezeigt wird. Aus irgendeinem Grund hält AntScope2 das Kabel für viel kürzer.

    LMR-240:

    IR/SR graph for LMR-240

    RG -8 / U:

    IR/SR graph for RG-8/U Data for RG-8/U at 16.96m down the cable

    AntScope2-Diagramm

    AntScope2 Graph for RG-8/U

    Beispiele für SR-Diagramme:

    SR graph samples from RigExpert's manual

Wenn der RG-8 / U beim Messen aufgewickelt wurde, versuchen Sie, ihn gerade auszurichten und erneut zu messen.
Welchen Frequenzbereich haben Sie bei der Messung verwendet?
@BrianK1LI Gute Idee, ich habe auch daran gedacht und es sowohl gewickelt als auch gerade angelegt und die gleichen Ergebnisse erzielt.
@PhilFrost-W8II Dieser Analysator verwendet tatsächlich FDR (Frequency Domain Reflectometry) unter Verwendung des gesamten Frequenzbereichs (100 kHz bis 1,4 GHz) und führt dann eine Fourier-Transformation durch, um die IR- und SR-Graphen zu berechnen.
Ich habe ein niedrigeres Rigexpert-Modell und IIRC verwendet den programmierten Frequenzbereich im TDR-Modus. Ich dachte, wenn der Bereich so programmiert ist, dass er klein ist, erhalten Sie unsinnige Ergebnisse, aber Ihre können anders sein.
@progrmr Haben Sie diese Frage den Ingenieuren von RigExpert gestellt?
@BrianK1LI - Nein, ich hatte sie nicht gefragt, aber ich werde sie per E-Mail senden.
Rohde & Schwarz präsentiert ein Webinar zum Thema [VNA-Zeitbereichsreflektometrie im Vergleich zu oszilloskopbasierten TDR-Methoden] (https://gateway.on24.com/wcc/eh/1862038/lp/2294640/an-introduction-to-vector- Netzwerkanalyse-VNA-Zeitdomänen-Reflektometrie-verglichen-mit-Oszilloskop-basierten-tdr-Methoden? partnerref = May_WS_2294640 & utm_rid = CPG05000005028441 & utm_campaign = 31549 & utm_medium = email & elq2 = ebcce4ba04ba4384884b60c45f_
Zwei antworten:
Alexander Antonov
2020-05-06 15:58:00 UTC
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Mein Name ist Alex, ich bin der Leiter des technischen Supports bei RigExpert. Dies ist eigentlich eine interessante Frage. Unsere Ingenieure konnten keine genaue Antwort geben, warum sich der Zeitplan im zweiten Fall seltsam verhält. Ich kann anbieten, einen anderen durchzuführen Experiment - um die Parameter des RG-8 / U-Koaxialkabels mit dem Analysegerät und der AntScope- und AntScope2-Software zu messen. In allen drei Fällen (Analysator und zwei Programme) wird ein etwas anderer Algorithmus für den Betrieb der TDR-Funktion verwendet. Es wird sehr interessant sein, die drei erhaltenen Ergebnisse zu vergleichen. Auf diese Weise können Sie der Lösung des Rätsels näher kommen. Link: https://rigexpert.com/files/software/Antscope/

Mit freundlichen Grüßen, Alex Antonov UR4MCB

Danke, dass du zu uns gekommen bist, Alex.
Phil Frost - W8II
2020-05-05 20:29:04 UTC
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Ich verstehe, dass Reflexionen als Spitzen im IR-Diagramm angezeigt werden, oder?

Ja, das ist es im Wesentlichen. Beachten Sie, dass die Reflexionen negativ oder positiv sein können: Wenn Sie es beispielsweise mit einem Kurzschluss am Ende und nicht mit einem offenen versuchen, sollten Sie eine negative Spitze in der Impulsantwort erhalten.

Falstad macht (glaube ich) Eine ziemlich intuitive Möglichkeit, das Konzept zu demonstrieren:

offene Beendigung enter image description here

kurze Beendigung enter image description here

Beachten Sie, dass beim Einrichten dieser Simulationen in der Grafik der von der Signalquelle erzeugte Anfangsimpuls angezeigt wird. Im RigExpert ist dies nicht vorhanden: Sie sehen lediglich die Reflexion (falls vorhanden).

Was zeigt das SR-Diagramm (Step Response) tatsächlich an und was bedeutet es?

Die Sprungantwort ist einfach das Integral der Impulsantwort.

Im zweiten Beispiel sehen wir diesen Abwärtstrend in der Schrittantwort. Das heißt, die Impulsantwort über die gesamte Länge ist ein negativer Wert. Es muss klein sein, da der Cursor anzeigt, dass die Impulsantwort 0,00 beträgt. Möglicherweise wird -0,003 auf 0,00 gerundet. Oder es handelt sich um einen Fehler im RigExpert oder um ein Artefakt, das durch streunende HF-Aufnahme eingeführt wurde.

Wenn es sich nicht um einen Fehler handelt, weist dies darauf hin, dass über die gesamte Länge des Koax eine kleine negative Impulsantwort erzeugt wird. Denken Sie daran, dass ein Übertragungsleitungsmodell aus unendlich vielen Segmenten wie diesem besteht:

schematic

simulieren diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab sup>

In einer verlustfreien Zeile sind R 'und G' Null. (G 'ist Leitfähigkeit, daher bedeutet Null Leitfähigkeit einen perfekten Isolator oder einen unendlichen Widerstand.) Die Quadratwurzel des Verhältnisses von L' zu C 'bestimmt dann die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung.

In der Praxis sind R 'und G' nur sehr klein genug, um vernachlässigbar zu sein. Aber was ist, wenn die Übertragungsleitung nicht sehr gut oder irgendwie unterbrochen ist? Ein Leitfähigkeitsfehler simuliert, was passiert, wenn die Isolierung an einer Stelle in der Übertragungsleitung nicht perfekt ist:

enter image description here

Beachten Sie den kleinen negativen Impuls als Ergebnis. Wenn wir uns stattdessen nicht nur einen Punkt vorstellen, an dem dies geschieht, sondern unendlich viele solcher Punkte über die gesamte Länge der Linie, erhalten wir eine wahrscheinliche Erklärung für das, was Sie im zweiten Fall sehen: eine kleine, aber konstante negative Impulsantwort über die Länge

Ich würde also vermuten, dass etwas (Eindringen von Wasser? UV-Exposition? Günstige Herstellung und Zeit?) das Dielektrikum Ihres alten Koaxialkabels so verschlechtert hat, dass es kein guter Isolator mehr ist. Ich würde wetten, wenn Sie den Verlust dieses Koax messen, fühlen Sie sich in Ordnung, wenn Sie es in den Papierkorb werfen.

Bemerkenswert ist, dass das RigExpert-Handbuch ein Beispiel für eine verlustbehaftete Linie enthält, die eine hat zunehmende Sprungantwort. Dies ist der Fall, wenn das Problem ein signifikanter Widerstand in den Leitern ist:

enter image description here

Im Wesentlichen dieselbe Situation, mit der Ausnahme, dass die Polarität des Impulses umgekehrt ist.

Zur weiteren Untersuchung habe ich Falstad-Simulationen anderer Fälle zusammengestellt, die Sie in Betracht ziehen könnten:

induktive Terminierung enter image description here

kapazitiver Abschluss enter image description here

Serienkapazität Diskontinuität enter image description here

Serieninduktivitätsdiskontinuität enter image description here

Diskontinuität der Shunt-Kapazität enter image description here

Diskontinuität der Shunt-Induktivität enter image description here

Danke für die ausführliche Antwort. Ich denke, Sie haben Recht damit, dass es sich um einen kumulativen Defekt entlang des gesamten Kabels handelt. Ich habe die gleiche Messung am anderen Ende des Kabels durchgeführt und erhalte die gleiche Grafik, die am anderen Ende negativ ist. Der "Defekt" bewegt sich offensichtlich nicht, es muss sich also um eine kumulative Impedanzänderung handeln. Es ist auch interessant festzustellen, dass Z, wenn ich die detaillierten Daten in unterschiedlichen Abständen entlang des Kabels betrachte, 50 dem Analysator am nächsten ist und am anderen Ende auf 20 Ohm abfällt, unabhängig davon, an welchem ​​Ende ich messe.
Ich habe gerade den Kabelverlust überprüft, der in der Spezifikation zu liegen scheint (vorausgesetzt, ich mache das richtig). Der RT-Verlust bei 500 MHz beträgt 5,4 dB, daher beträgt der Einwegverlust etwa 2,7 dB / 60 Fuß oder 4,5 dB / 100 Fuß. Die Spezifikationen für RG-8 besagen, dass es ungefähr 4,7 dB / 100 Fuß @500Mhz, sein sollte, also nicht schlecht.
@progrmr Interessant - ich hätte gedacht, dass der Verlust größer sein würde. Aber da es innerhalb der Spezifikation liegt, ist das Kabel vielleicht in Ordnung. Am Ende des Tages, wenn die Energie an einem Ende ausgeht und am anderen ausfällt, sind das 99% dessen, was eine Übertragungsleitung tun muss. Es gibt andere Details (wie G ist frequenzabhängig und die begrenzte Genauigkeit des RigExpert, bei dem es sich kaum um kalibrierte Laborgeräte handelt), die viel erklären könnten.
@progrmr Wie liest es auf einem DC-Ohmmeter mit offenem Ende?
@hobbs-KC2G liest unendlich und misst vom Geflecht bis zum Mittelleiter.
@progrmr einige Ideen für zusätzliche Dinge, die Sie versuchen könnten: Führen Sie eine TDR-Messung am Kabel mit dem Ende mit 50 Ohm durch und messen Sie auch den Verlust Ihrer beiden Kabel über einen Frequenzbereich und sehen Sie, wie sie miteinander verglichen werden. Ich frage mich, ob ein Kabel mit einem Verlust, der mit der Frequenz (schneller) zunimmt, zu einem Abwärtsversatz führt, aber ich habe noch nicht tief genug darüber nachgedacht, um zu wissen, ob ich diese Vermutung mathematisch unterstützen kann.


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