Triplexer – Messungen mit NanoVNA und Adalm Pluto

Vorwort

Triplexer meint hier ein “kleines Kästchen” mit einem gemeinsamen Koax-Anschluss und drei Anschlüssen für das 2m-Band, das 70cm-Band und das 23cm-Band.

Dieser kann sowohl für Transceiver mit für die obigen Bändern getrennten Antennen-Anschlüssen (z.B. ICOM 9700) und Kombi-Antennen (z.B. Diamond X7000) verwendet werden, als auch “anders herum”. Also einzelne Antennen für jedes Band an einem Transceiver mit einem gemeinsamen Antennen-Anschluss.

In diesem Beitrag wird ein solcher Triplexer mit Amateur-Mitteln durchgemessen und die Ergebnisse diskutiert. Es wird sowohl ein NanoVNA als auch ein Adalm Pluto mit der Software SATSAGEN benutzt.

Kalibrierung ist alles, aber …

Wer sich schon länger mit dem NanoVNA beschäftigt hat, weiß, wie wichtig eine Kalibrierung mit den passenden Steckern und Abschluss-Widerständen ist.

Was sich hier bei meinen Messungen gezeigt hat:

Spätestens bei einer Vier-Pol-Messung wird klar, dass ein NanoVNA kein Präzisions-Gerät ist. Port 1 hat eine nominelle Impedanz von 50Ω, so ganz genau wird das aber nicht immer passen.

Eine Messung von zwei SMA-N-Adaptern hintereinander hat dies ergeben:

Hier fällt auf, dass die Dämpfung generell recht hoch erscheint, aber auch mehr mit der Frequenz schwankt, als man erwarten würde (links 1,2 GHz, rechts 1,36 GHz).

1200 MHz: 0,75 dB
1360 MHz: 1,80 dB

Das waren nun auch keine sehr hochwertigen Adapter, solch ein schlechtes Ergebnis habe ich aber nicht erwartet.

Es ist zu vermuten, dass entweder die Adapter nicht genau 50Ω haben, oder eben der NanoVNA.

Ich habe noch eine weitere Messung mit dem Adalm Pluto durchgeführt, wobei ich jeweils an dem RX- und TX-Port ein 10dB-Dämpfungsglied angeschlossen habe. Damit erfolgt eine “Begradigung” der Impedanzen des Adalm Pluto.

Hier das Ergebnis:

1200 MHz: 0,27 dB
1360 MHz: 0,22 dB

Das sieht schon besser aus und dürfte eher der Realität entsprechen.

Messungen der Durchgangsdämpfung an dem Triplexer mit dem Adalm Pluto

Wie oben beschrieben erfolgten die Messungen mit je einem Dämpfungsglied von 10 dB an TX und RX. Die Kalibrierung erfolgte mit N-Stecker und Buchse.

144 MHz: 0,25 dB
145 MHz: 0,25 dB
146 MHz: 0,25 dB

430 MHz: 0,6 dB
435 MHz: 0,6 dB
440 MHz: 0,5 dB

1260 MHz: 0,3 dB
1280 MHz: 0,4 dB
1300 MHz: 0,5 dB

Messungen der Sperrdämpfung an dem Triplexer mit dem Adalm Pluto

Der Ausgang (der gemeinsame Anschluss) wurde dabei mit einem 50Ω-Abschlusswiderstand versehen, und es wurden dann für jedes Frequenzband die Dämpfung an den beiden anderen Eingängen gemessen.

TX: 2m-Band, Messung an dem 70cm-Anschluss: >49,5 dB

TX: 2m-Band, Messung an dem 23cm-Anschluss: >56 dB

TX: 70cm-Band, Messung an dem 2m-Anschluss: >51 dB

TX: 70cm-Band, Messung an dem 23cm-Anschluss: >48 dB

TX: 23cm-Band, Messung an dem 2m-Anschluss: >48,2 dB

TX: 23cm-Band, Messung an dem 70cm-Anschluss: >46,7 dB

Man muss bei diesen Messungen bedenken, dass der Adalm Pluto hier an seine Grenzen kommt. Da keine ausreichende Schirmung zwischen Sende- und Empfangs-Zweig existiert, wird dies die Messung etwas beeinflussen (zum Schlechteren hin, also weniger Dämpfung als der tatsächliche Wert).

Man kann also davon ausgehen, dass die angegebenen 50 dB erreicht werden.

SWR-Messung mit dem NanoVNA

Mit einem 50Ω-Abschlusswiderstand an dem gemeinsamen Anschluss wurde das SWR gemessen.

2m-Band

144 MHz: 1,10

145 MHz: 1,10

146 MHz: 1,11

70cm-Band

430 MHz: 1,54

435 MHz: 1,46

440 MHz: 1,35

23cm-Band

1260 MHz: 1,36

1280 MHz: 1,44

1300 MHz: 1,38

Hier ist zu beachten:

Die Werte sind höher als zunächst erwartet. Es ist aber so, dass sich das SWR an dem Antennenanschluss (also ohne Triplexer) nicht unbedingt verschlechtern muss, wenn der Triplexer eingeschleift ist. In der Annahme, dass das SWR vorher zwischen 1,0 und 1,5 war, kann es auch sein, dass es mit Triplexer besser wird. Es ist hier wie so oft vom Zufall abhängig.

Ich würde das zunächst ausprobieren (Messung des SWR idealerweise am Transceiver selbst) und bei zu schlechtem SWR Folgendes tun:

Für das Koax-Kabel zur Antenne (angenommen sei ein Verbindungskabel v. z.B. 1m zu einer Wanddurchführung) testweise 10 cm länger / 10 cm kürzer ausprobieren. Und dann eine Tabelle aller Frequenzen mit dem jeweiligen SWR bei den Kabelvarianten erstellen. Es kann durchaus sein, dass bei einer bestimmten Kabellänge ein vorher schlechtes SWR besser wird. Da hat nichts mit einer zusätzlichen Dämpfung zu tun, sondern damit, dass durch die Transformation auf dem Kabel die Real- und Blindwerte sich verschieben, so dass sich im besten Fehler die Fehler auslöschen.