Was muss bzw. kann ein Tuner leisten ... zurück
 
Tuner, was ist drin ...
 
Der Ausdruck Matchbox ist sicher besser gewählt. Ein Antennen-Tuner tunt ja nicht die Antenne, oder? Es ist ein Koppelnetzwerk aus Blindwiderständen zur Anpassung einer Impedanz Z an den Widerstand einer Quelle. Somit ein Gerät, welches die Übertragungsleitung an das Antennensystem anpasst. Wir bleiben aber bei dem sich eingebürgertem Wort Tuner, welches alle Ömer verstehen.
Um seine Transformationsfunktion auszuführen, sollte ein Antennentuner jede Last bewältigen, die innerhalb seiner spezifizierten Grenzen liegt. Alles hat aber auch seine Grenzen, denn kein Antennentuner kann alles anpassen!
1:  Die größtmögliche Leistungsübertragung vom Sender über die Speiseleitung zur Antenne ist nur dann gegeben, wenn die Antenne für den Sender einen rellen Wirkwiderstand ohne kapazitiven und/oder induktiven Blindanteil darstellt.
2:  Zwischen der Antenne und dem Sender eine Impedanzanpassung vorhanden ist.
Ein SWR größer als 1:1 tritt auf, wenn die Last des Antennensystems von der spezifizierten Ausgangslastimpedanz des Senders verschieden ist, meistens sind das 50 Ω
Dazu muss der Tuner zwei Dinge tun:
Erstens ist der Blindanteil der elektrisch nicht angepassten Antenne zu kompensieren.
Und zweitens muss der verbleibende reele Widerstand auf den Speisewiderstand des TTX angepasst werden.

Die weiter unten aufgeführte Tabelle zeigt einige repräsentative Widerstandswerte mit keiner bzw. einer kapazitiven oder induktiven Blindkomponente, die zu verschiedenen SWR-Werten führen. Anzumerken ist, dass man für alle Lastimpedanzen allgemeine Kategorien aufstellen könnte, die alle unterschiedliche Lösungen haben.

 

Antennen Tuner ... Szenario A:
Ein Spezialfall der "reellen Anpassung".
Die Last ist eine rein ohmsche Impedanz von 50 Ω. In diesem Fall ist das SWR 1:1 und du brauchst keinen Antennentuner. Du kannst damit alle Lasten, die gut mit dem Sender angepasst sind ohne eine Änderung benutzen. Es kann einen geringen zusätzlichen Verlust hier oder dort geben, aber im Allgemeinen wird es gut funktionieren.

 

Antennen Tuner ... Szenario B:
Die Last hat eine andere Widerstandsimpedanz als 50 Ω die keinen ordnungsgemäßen Betrieb ermöglicht. Das können Lasten mit einem SWR von 2:1, wie 25 Ω oder 100 Ω, ein SWR von 3:1 SWR wie 16,7 Ω oder 150 Ω oder ein SWR von 10:1 wie 5 Ω oder 500 Ω sein. Alle diese Lasten haben gemeinsam, dass sie durch den Einsatz eines idealen Transformators angepasst werden könnten.
Stichwort Breitbandübertrager. Genau wie du einen 8 Ω Lautsprecher an eine 600 Ω Leitung mit einem NF Transformator angepassen kannst. Bei HF Anwendung müssen solche Transformatoren natürlich anders aufgebaut sein, denn das Vorhandensein von reaktiven Komponenten muss vermieden werden. Ein klassisches Beispiel ist die passende Anordnung, die in einer Breitbandantenne verwendet wird. Sie bietet eine nahezu ohmsche Last von etwa 600 Ω über einen Frequenzbereich von 4:1 und wird oft durch einen Breitband-Transformator mit 12:1 Impedanz gespeist durch ein 50 Ω System. Während die meisten es eher einen Transformator als einen Antennentuner nennen würden, ist es keine Frage, dass es ein Szenario gibt, das die Funktion ausführt, von der wir sprechen.

 

Antennen Tuner ... Szenario C:
Die Last besteht aus der Kombination einer ohmschen 50 Ω Komponente und einer Serien Blindkomponente. Eine Last mit einer parallelen Reaktanz kann in eine mit einer Reihenreaktanz umgewandelt werden, aber wir konzentrieren uns auf die Serienversion, da diese einfacher zu visualisieren ist. Dies ergibt einen leicht vorstellbaren Antennentuner.
Wenn die Reihenreaktanz der Last induktiv ist [+ XC], muss der gesamte Antennentuner eine Komponente mit einer kapazitiven Reaktanz der gleichen Größenordnung enthalten [-XL].
Die serielle Kombination der beiden ist nun 0 Ω reaktiv, also ergibt sich die resistive Komponente von 50 Ω.
Beachte, dass dies im Gegensatz zum Breitbandtransformator wahrscheinlich nur auf einer einzigen Frequenz funktioniert. Wenn die Antenne eine induktive Reaktanz hat, neigt sie dazu, mit der Frequenz zu schwanken [XL = 2 x π x F x L], zumindest über einen begrenzten Frequenzbereich.
Um die Gesamtimpedanz ohmisch zu halten, benötigen wir einen variablen Kondensator. Somit kann die kapazitive Reaktanz an die sich ändernde induktive Reaktanz der Last angepasst werden. Beachte, dass dieser "Antennentuner" jetzt einen Knopf auf der Vorderseite hat und "mehr wie ein Antennentuner" aussieht.

 

Antennen Tuner ... Szenario D:
Die Last ist eine Kombination von Wirk Komponenten und Blind Komponenten, die ein SWR größer als wir bewältigen können darstellen.
Das unterscheidet sich von den drei anderen Szenarien. Diese Situation findest du aber sehr oft in der Praxis, mit dem alle Allzweck-Antennentuner umgehen müssen, zumindest über einen gewissen SWR-Bereich.
Es gibt eine Vielzahl von Schaltungskonfigurationen, die verwendet werden können, die eine Kombination zum Löschen der Blindkomponente und des Transformierens der Widerstandsimpedanz durchführen. Nur eine kleine Auswahl ist hier dargestellt.
In vielen Fällen bieten die Schaltungen, wenn sie aus den gleichen Qualitätskomponenten bestehen, eine gleichwertige Leistung. Wie bei allen Allzweck-Tunern gibt es bestimmte Vor- und Nachteile, und einige sind für manche Anwendungen geeigneter als für andere.

 

Ausgewählte Impedanzen von Lasten, die zu einem unterschiedlichen SWR führen:
 
 R [ Ω ]      X [ Ω ]      SWR      Szenario 
50 0 1 : 1 A
25 0 2 : 1 B
100 0 2 : 1 B
50 ±35 2 : 1 C / D
30 ±18 2 : 1 C / D
16,7 0 3 : 1 B
150 0 3 : 1 B
50 ±58 3 : 1 C / D
30 ±40 3 : 1 C / D
5 0 10 : 1 B
500 0 10 : 1 B
50 ±142 10 : 1 C / D
250 ±250 10 : 1 C / D
Kreuzzeiger Instrument ...Wirk- und Blindwiderstand ...
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