Bir radyo sisteminin optimum şekilde çalışması için, verici tarafından sağlanan RF gücünün anten tarafından mümkün olduğunca verimli bir şekilde yayılması gerekir. Bu, antenin rezonanslı olmasını gerektirir. Rezonanslı değilse, anten az çok kapasitif veya endüktif bir reaktans gibi davranır. Sonuç olarak, gücün bir kısmı durağan dalgalar şeklinde vericiye geri yansır. Ayrıca, optimum empedans uyumu için verici, besleme hattı ve anten uyumlu olmalıdır. Anten tarafından gücün ne kadar iyi yayıldığını değerlendirmek için, eskiden genellikle reflektometre olarak adlandırılan bir durağan dalga ölçer (SWR ölçer) gereklidir. Bu cihaz, iletilen dalgaların yoğunluğunun yansıyan dalgalarla karşılaştırılmasını sağlar. İlk olarak, ileri okuma gösterge cihazında tam ölçeğe kalibre edilir ve ardından geri okuma elde edilebilir.
Radyo meraklıları genellikle kendi duran dalga (SWR) ölçüm cihazlarını yapma konusunda tereddüt ederler. Yaklaşık 30 MHz'e kadar olan düşük frekanslar için akım trafosu prensibi daha yaygın olarak kullanılır. Bu, ölçüm cihazının hassasiyetinde daha az frekans bağımlılığı avantajına sahiptir. Ancak daha yüksek frekanslarda yönlü kuplörler tercih edilir. Tasarıma bağlı olarak, QRP (kısa dalga boylu) cihazlar için yeterli bir ölçüm hassasiyeti, yaklaşık 15 MHz ve üzeri bir yönlü kuplör ile elde edilebilir. Daha yüksek iletim gücüyle, daha düşük frekanslarda da başarıyla kullanılabilir. Ne akım trafoları ne de yönlü kuplörler hazır bileşenler olarak kolayca temin edilebilir. Daha yüksek frekanslar için, yönlü kuplör genellikle üç yalıtımlı metal çubuk içeren U şeklinde bir metal profilden oluşur. Bir tanesi iletilen sinyal için iletken görevi görürken, diğer ikisi yayılan ve yansıyan dalgalar için sinyalleri birleştirir. Bu tür tasarımların kopyalanması, boyutlar ve malzemeler açısından zorluklar olmadan gerçekleşmez ve iyi donanımlı bir mekanik atölye gerektirir. Ancak gösterilen şablon, yaklaşık 8 x 5,2 cm boyutlarında kazınmış bir devre kartıyla kolayca yönlü bir bağlantı elemanı oluşturmak için de kullanılabilir. Bu kart aynı zamanda duran dalga oranı (SWR) göstergesi için gereken elektronik bileşenler için de alan sağlar.
Duran dalga oranı (SWR) göstergesi için devre kartı yalnızca iki diyot, iki direnç ve iki seramik kapasitör gerektirir. Giriş ve çıkış için 50Ω koaksiyel konektörler, mümkün olan en kısa kablo uzunlukları kullanılarak kart üzerindeki ilgili terminallere bağlanmalıdır. Doğru yapı ile bu SWR göstergesi yaklaşık 50 MHz'e kadar olan frekanslar için uygundur. Daha yüksek frekanslar teorik olarak işlenebilir, ancak böyle bir kurulumda ihmal edilebilir hale gelen reaktif bileşenler, yönlü kuplörün SWR'yi düşürmesine ve dolayısıyla görüntülenen değerleri bozmasına neden olur.
İleri değeri %100 işaretçi sapmasına kalibre etmek için, aşağıdaki montaj ve bağlantı şemasında gösterilen anahtar, genellikle daha yüksek okumayla sonuçlanan konuma ayarlanmalıdır. Diğer anahtar konumunda, duran dalga oranı (SWR) doğrudan okunabilir. İki hareketli bobinli cihaz ve 2 x 10 kΩ doğrusal dirençli bir tandem potansiyometre kullanılıyorsa, anahtarlama gereksizdir. Ancak burada sunulan cihazda, ikinci bir cihaz daha sonra ele alınacak farklı bir amaca hizmet eder. Daha düşük iletim güçlerinde bile %100 kalibrasyon sağlamak için, kullanılan cihazın tam ölçekli sapma için en az 300 µA hassasiyetinde olması gerekir. Daha düşük değerler (örneğin, 100 µA) doğal olarak ekran hassasiyetini artırır. Daha yüksek eşik voltajları nedeniyle, sıradan silikon diyotlar kullanılmamalıdır, çünkü bu da ekran hassasiyetini azaltır. Belirtilen 1N60 germanyum diyotlar daha uygundur. Küçük sinyal Schottky diyotları (örneğin BAT41) da normal silikon diyotlara uygun bir alternatif olabilir.
Duran dalga oranı (SWR) ölçerin genellikle radyonun çıkış gücünün doğrulanmasını sağlaması beklenir. Buradaki odak noktası hassas ölçümlerden ziyade vericinin tam gücünü sağladığının doğrulanmasıdır. Devre şeması, ikinci bir cihazı çalıştıran 2,2 pF kapasitör aracılığıyla gevşek bir şekilde bağlanmış bir ekran doğrultucusunu göstermektedir. Burada da germanyum diyotlar kullanılmıştır. Bu durumda olduğu gibi verici çıkışındaki voltajı ölçerek gerçekleştirilen verici gücü kontrolleri, yalnızca tam olarak eşleştirilmiş bir antenle anlamlıdır. Aksi takdirde, okumalar güvenilir değildir. Bu nedenle, cihaz ayrıca 50 Ω'luk bir sahte yük içerir. Böyle bir sahte yük ile verici çıkışı, bağlı bir anten olmadan veya arızalı bir antenle bile kontrol edilebilir. İki değer arasında değiştirilebilen ekran hassasiyeti, ayar potansiyometreleri (örneğin, 1 watt / 10 watt) kullanılarak ayarlanabilir. En hassas ayar için mil düzelticiler önerilir. Kapasitif kuplaj nedeniyle, ekran hassasiyeti artan frekansla birlikte artar. Bu nedenle, kalibre edilmiş değerler yalnızca nispeten dar bir frekans aralığı için doğrudur. Ancak, 26 ila 30 MHz aralığında sapma kabul edilebilir düzeyde düşüktür. Kalibre edilmiş ve geniş bantlı bir RF güç ölçer daha fazla çaba gerektirdiğinden, bu durum piyasada bulunan bu tür birçok cihaz için de geçerlidir.
Sahte yük olarak kullanılan 50Ω'luk direnç, istenen gücü dağıtabilmeli, yani ısıya dönüştürebilmeli ve bu nedenle karşılık gelen bir güç işleme kapasitesine sahip olmalıdır. 10 watt çıkış gücüne sahip bir vericide ölçümler için en azından bu güç işleme kapasitesine sahip olmalıdır. Ayrıca, düşük endüktanslı bir tasarıma sahip olmalıdır. Yüksek güçlü dirençlerin eski tasarımları çoğunlukla, ters sargıya rağmen RF aralığında önemli bir öz endüktans gösteren sarılı tel dirençlerdir. Bu nedenle bu tür amaçlar için uygun değildirler. 50 ohm, dirençler için yaygın bir standart değer olmadığından, bir dizi çoklu direnç önerilir. Bu değer, örneğin, iki 100Ω'luk direnci paralel bağlayarak elde edilebilir. Her biri 5 watt'lık bir güç işleme kapasitesiyle, bu toplam 10 watt ile sonuçlanır. Ancak, daha fazla sayıda bireysel direnci seri olarak bağlamak daha da iyidir. Bunlar topraklama düzlemine sahip yıldız konfigürasyonunda bağlanırsa, paralel bağlantı sayesinde toplam endüktans azalır. Örneğin, her biri 0,5 watt güç taşıma kapasitesine sahip yirmi adet 1kΩ film veya metal film direnç kullanılarak uygun bir 10 watt'lık sahte yük kolayca oluşturulabilir. Tek tek dirençlerin yaydığı ısı da bu konfigürasyonda avantajlıdır.
Ayrıca, sunulan cihaz, çıkışa oldukça gevşek bir şekilde bağlanmış bir çıkış jakına sahiptir. Belirtilen 4,7 pF kuplaj kapasitörüyle, düzenek, kendisine bağlanabilen mevcut bir frekans sayacıyla mükemmel bir şekilde çalışır. Sayacın giriş empedansı yüksek veya giriş kapasitansı düşükse, kapasitör daha büyük olabilir. Kablo kapasitansı da hesaba katılmalıdır. Güç göstergesi ve sayaç çıkışı için ek bileşenler, devre kartına, anahtarlara ve jaklara noktadan noktaya kablolama yoluyla bağlanır.
Son olarak, cihazın doğru kullanımı hakkında birkaç not. İlk olarak, duran dalga oranının (SWR) yayılan güce göre öneminin genellikle önemli ölçüde abartıldığına dikkat edilmelidir. Ölçekte kırmızı bölgenin genellikle başladığı 3'lük bir SWR'de, voltaj ve akımın yarısı yansıtılır. Güç, akım ve voltajın çarpımı olduğundan, iletilen gücün dörtte biri bu durumda antene ulaşmaz. Teorik olarak, gücün %75'i hala yayılır. Ancak, bir S birimi genellikle 6 dB olarak kabul edildiğinden, alınan sinyal gücünde bir S birimilik bir düşüş için yayılan güç, iletilen gücün dörtte birine düşmeli ve dolayısıyla gücün %75'i yansıtılmalıdır. Bu açıdan bakıldığında, alıcı konumdaki 3'lük bir SWR, görüntülenen S değerini en fazla bir işaretçi genişliği kadar etkiler. Gerçekte, bu yalnızca SWR ölçer doğrudan anten besleme noktasına monte edilmişse doğru olurdu. Ancak pratikte, böyle bir cihaz istasyonda alıcı-verici ile anten kablosu arasına yerleştirilir. Bu da mantıklıdır çünkü birçok radyoda, SWR değeri yüksek olduğunda iletim gücünü azaltan veya vericiyi kapatan bir koruma devresi bulunur. Daha basit veya eski cihazlarda, verici katının aşırı yüklenmesi veya hasar görmesi riski bile vardır. SWR'nin en azından zaman zaman kontrol edilmesinin temel nedeni bu olduğundan, bu düzenleme amacına hizmet eder. Ancak, bu noktaya yerleştirilen SWR ölçer, gerçek anten elemanının istenen gücü sağlayıp sağlamadığını göstermeden, kablo ve antenden oluşan tüm düzeneği ölçer. Sonuç olarak, 3'lük bir SWR'de S değerindeki düşüş pratikte daha yüksek olabilir.
Genel olarak, mümkün olan en iyi SWR hedeflenmelidir, çünkü aksi takdirde besleme hattı üzerinden yayılan RF enerjisi komşu cihazlarla etkileşime girebilir ve hatta vericinin mikrofon girişine yayılabilir. FM'de bu genellikle bozuk ve daha sessiz modülasyona yol açar; AM'de ise düşük frekanslı salınımlara ("gıcırdama") neden olabilir. SSB cihazlarında da benzer girişimler meydana gelebilir, ancak bunların tespiti daha zordur. Ancak, anten rezonanslıysa, her zaman sıfır SWR değerine ulaşmak gerekli değildir. Bazı anten tiplerinde bu imkansızdır.
Anten besleme noktasında ölçüm yapmak için, yönlü bağlantı kartı uzak bir muhafazaya yerleştirilebilir. Burada yalnızca doğru akım aktığı için, anahtar ve potansiyometre aracılığıyla ekrana giden iki kablo neredeyse istediğiniz uzunlukta yapılabilir. Böylece istasyonda yalnızca ekran ünitesi kalır. Bu arada, bu tür uzak SWR ölçüm adaptörleri profesyonel radyo teknolojisinde oldukça yaygındır.
Güç ölçere gelince, vericileri hizalamak için pek uygun olmadığı unutulmamalıdır. Bu durum özellikle verici çıkışındaki harmonik filtre için geçerlidir. Çekirdekler sökülürse veya bobinler birbirinden ayrılırsa, frekansla birlikte artan hassasiyet, daha yüksek bir güç çıkışına işaret eden yanıltıcı okumalara yol açabilir. Daha büyük bir gösterge sapması, iletim gücünün arttığı anlamına gelmez ve özellikle de çalışma frekansında. Bu manipülasyonlar yalnızca iletilen sinyalin harmonik içeriğini artırırken, çalışma frekansındaki güç genellikle ortaya çıkan empedans uyumsuzluğu nedeniyle azalır. Bu tür hizalama çalışmaları, frekans seçici bir ölçüm düzeneği veya ideal olarak bir spektrum analizörü yardımıyla gerçekleştirilmelidir.
Radyo meraklıları genellikle kendi duran dalga (SWR) ölçüm cihazlarını yapma konusunda tereddüt ederler. Yaklaşık 30 MHz'e kadar olan düşük frekanslar için akım trafosu prensibi daha yaygın olarak kullanılır. Bu, ölçüm cihazının hassasiyetinde daha az frekans bağımlılığı avantajına sahiptir. Ancak daha yüksek frekanslarda yönlü kuplörler tercih edilir. Tasarıma bağlı olarak, QRP (kısa dalga boylu) cihazlar için yeterli bir ölçüm hassasiyeti, yaklaşık 15 MHz ve üzeri bir yönlü kuplör ile elde edilebilir. Daha yüksek iletim gücüyle, daha düşük frekanslarda da başarıyla kullanılabilir. Ne akım trafoları ne de yönlü kuplörler hazır bileşenler olarak kolayca temin edilebilir. Daha yüksek frekanslar için, yönlü kuplör genellikle üç yalıtımlı metal çubuk içeren U şeklinde bir metal profilden oluşur. Bir tanesi iletilen sinyal için iletken görevi görürken, diğer ikisi yayılan ve yansıyan dalgalar için sinyalleri birleştirir. Bu tür tasarımların kopyalanması, boyutlar ve malzemeler açısından zorluklar olmadan gerçekleşmez ve iyi donanımlı bir mekanik atölye gerektirir. Ancak gösterilen şablon, yaklaşık 8 x 5,2 cm boyutlarında kazınmış bir devre kartıyla kolayca yönlü bir bağlantı elemanı oluşturmak için de kullanılabilir. Bu kart aynı zamanda duran dalga oranı (SWR) göstergesi için gereken elektronik bileşenler için de alan sağlar.
Duran dalga oranı (SWR) göstergesi için devre kartı yalnızca iki diyot, iki direnç ve iki seramik kapasitör gerektirir. Giriş ve çıkış için 50Ω koaksiyel konektörler, mümkün olan en kısa kablo uzunlukları kullanılarak kart üzerindeki ilgili terminallere bağlanmalıdır. Doğru yapı ile bu SWR göstergesi yaklaşık 50 MHz'e kadar olan frekanslar için uygundur. Daha yüksek frekanslar teorik olarak işlenebilir, ancak böyle bir kurulumda ihmal edilebilir hale gelen reaktif bileşenler, yönlü kuplörün SWR'yi düşürmesine ve dolayısıyla görüntülenen değerleri bozmasına neden olur.
İleri değeri %100 işaretçi sapmasına kalibre etmek için, aşağıdaki montaj ve bağlantı şemasında gösterilen anahtar, genellikle daha yüksek okumayla sonuçlanan konuma ayarlanmalıdır. Diğer anahtar konumunda, duran dalga oranı (SWR) doğrudan okunabilir. İki hareketli bobinli cihaz ve 2 x 10 kΩ doğrusal dirençli bir tandem potansiyometre kullanılıyorsa, anahtarlama gereksizdir. Ancak burada sunulan cihazda, ikinci bir cihaz daha sonra ele alınacak farklı bir amaca hizmet eder. Daha düşük iletim güçlerinde bile %100 kalibrasyon sağlamak için, kullanılan cihazın tam ölçekli sapma için en az 300 µA hassasiyetinde olması gerekir. Daha düşük değerler (örneğin, 100 µA) doğal olarak ekran hassasiyetini artırır. Daha yüksek eşik voltajları nedeniyle, sıradan silikon diyotlar kullanılmamalıdır, çünkü bu da ekran hassasiyetini azaltır. Belirtilen 1N60 germanyum diyotlar daha uygundur. Küçük sinyal Schottky diyotları (örneğin BAT41) da normal silikon diyotlara uygun bir alternatif olabilir.
Duran dalga oranı (SWR) ölçerin genellikle radyonun çıkış gücünün doğrulanmasını sağlaması beklenir. Buradaki odak noktası hassas ölçümlerden ziyade vericinin tam gücünü sağladığının doğrulanmasıdır. Devre şeması, ikinci bir cihazı çalıştıran 2,2 pF kapasitör aracılığıyla gevşek bir şekilde bağlanmış bir ekran doğrultucusunu göstermektedir. Burada da germanyum diyotlar kullanılmıştır. Bu durumda olduğu gibi verici çıkışındaki voltajı ölçerek gerçekleştirilen verici gücü kontrolleri, yalnızca tam olarak eşleştirilmiş bir antenle anlamlıdır. Aksi takdirde, okumalar güvenilir değildir. Bu nedenle, cihaz ayrıca 50 Ω'luk bir sahte yük içerir. Böyle bir sahte yük ile verici çıkışı, bağlı bir anten olmadan veya arızalı bir antenle bile kontrol edilebilir. İki değer arasında değiştirilebilen ekran hassasiyeti, ayar potansiyometreleri (örneğin, 1 watt / 10 watt) kullanılarak ayarlanabilir. En hassas ayar için mil düzelticiler önerilir. Kapasitif kuplaj nedeniyle, ekran hassasiyeti artan frekansla birlikte artar. Bu nedenle, kalibre edilmiş değerler yalnızca nispeten dar bir frekans aralığı için doğrudur. Ancak, 26 ila 30 MHz aralığında sapma kabul edilebilir düzeyde düşüktür. Kalibre edilmiş ve geniş bantlı bir RF güç ölçer daha fazla çaba gerektirdiğinden, bu durum piyasada bulunan bu tür birçok cihaz için de geçerlidir.
Sahte yük olarak kullanılan 50Ω'luk direnç, istenen gücü dağıtabilmeli, yani ısıya dönüştürebilmeli ve bu nedenle karşılık gelen bir güç işleme kapasitesine sahip olmalıdır. 10 watt çıkış gücüne sahip bir vericide ölçümler için en azından bu güç işleme kapasitesine sahip olmalıdır. Ayrıca, düşük endüktanslı bir tasarıma sahip olmalıdır. Yüksek güçlü dirençlerin eski tasarımları çoğunlukla, ters sargıya rağmen RF aralığında önemli bir öz endüktans gösteren sarılı tel dirençlerdir. Bu nedenle bu tür amaçlar için uygun değildirler. 50 ohm, dirençler için yaygın bir standart değer olmadığından, bir dizi çoklu direnç önerilir. Bu değer, örneğin, iki 100Ω'luk direnci paralel bağlayarak elde edilebilir. Her biri 5 watt'lık bir güç işleme kapasitesiyle, bu toplam 10 watt ile sonuçlanır. Ancak, daha fazla sayıda bireysel direnci seri olarak bağlamak daha da iyidir. Bunlar topraklama düzlemine sahip yıldız konfigürasyonunda bağlanırsa, paralel bağlantı sayesinde toplam endüktans azalır. Örneğin, her biri 0,5 watt güç taşıma kapasitesine sahip yirmi adet 1kΩ film veya metal film direnç kullanılarak uygun bir 10 watt'lık sahte yük kolayca oluşturulabilir. Tek tek dirençlerin yaydığı ısı da bu konfigürasyonda avantajlıdır.
Ayrıca, sunulan cihaz, çıkışa oldukça gevşek bir şekilde bağlanmış bir çıkış jakına sahiptir. Belirtilen 4,7 pF kuplaj kapasitörüyle, düzenek, kendisine bağlanabilen mevcut bir frekans sayacıyla mükemmel bir şekilde çalışır. Sayacın giriş empedansı yüksek veya giriş kapasitansı düşükse, kapasitör daha büyük olabilir. Kablo kapasitansı da hesaba katılmalıdır. Güç göstergesi ve sayaç çıkışı için ek bileşenler, devre kartına, anahtarlara ve jaklara noktadan noktaya kablolama yoluyla bağlanır.
Son olarak, cihazın doğru kullanımı hakkında birkaç not. İlk olarak, duran dalga oranının (SWR) yayılan güce göre öneminin genellikle önemli ölçüde abartıldığına dikkat edilmelidir. Ölçekte kırmızı bölgenin genellikle başladığı 3'lük bir SWR'de, voltaj ve akımın yarısı yansıtılır. Güç, akım ve voltajın çarpımı olduğundan, iletilen gücün dörtte biri bu durumda antene ulaşmaz. Teorik olarak, gücün %75'i hala yayılır. Ancak, bir S birimi genellikle 6 dB olarak kabul edildiğinden, alınan sinyal gücünde bir S birimilik bir düşüş için yayılan güç, iletilen gücün dörtte birine düşmeli ve dolayısıyla gücün %75'i yansıtılmalıdır. Bu açıdan bakıldığında, alıcı konumdaki 3'lük bir SWR, görüntülenen S değerini en fazla bir işaretçi genişliği kadar etkiler. Gerçekte, bu yalnızca SWR ölçer doğrudan anten besleme noktasına monte edilmişse doğru olurdu. Ancak pratikte, böyle bir cihaz istasyonda alıcı-verici ile anten kablosu arasına yerleştirilir. Bu da mantıklıdır çünkü birçok radyoda, SWR değeri yüksek olduğunda iletim gücünü azaltan veya vericiyi kapatan bir koruma devresi bulunur. Daha basit veya eski cihazlarda, verici katının aşırı yüklenmesi veya hasar görmesi riski bile vardır. SWR'nin en azından zaman zaman kontrol edilmesinin temel nedeni bu olduğundan, bu düzenleme amacına hizmet eder. Ancak, bu noktaya yerleştirilen SWR ölçer, gerçek anten elemanının istenen gücü sağlayıp sağlamadığını göstermeden, kablo ve antenden oluşan tüm düzeneği ölçer. Sonuç olarak, 3'lük bir SWR'de S değerindeki düşüş pratikte daha yüksek olabilir.
Genel olarak, mümkün olan en iyi SWR hedeflenmelidir, çünkü aksi takdirde besleme hattı üzerinden yayılan RF enerjisi komşu cihazlarla etkileşime girebilir ve hatta vericinin mikrofon girişine yayılabilir. FM'de bu genellikle bozuk ve daha sessiz modülasyona yol açar; AM'de ise düşük frekanslı salınımlara ("gıcırdama") neden olabilir. SSB cihazlarında da benzer girişimler meydana gelebilir, ancak bunların tespiti daha zordur. Ancak, anten rezonanslıysa, her zaman sıfır SWR değerine ulaşmak gerekli değildir. Bazı anten tiplerinde bu imkansızdır.
Anten besleme noktasında ölçüm yapmak için, yönlü bağlantı kartı uzak bir muhafazaya yerleştirilebilir. Burada yalnızca doğru akım aktığı için, anahtar ve potansiyometre aracılığıyla ekrana giden iki kablo neredeyse istediğiniz uzunlukta yapılabilir. Böylece istasyonda yalnızca ekran ünitesi kalır. Bu arada, bu tür uzak SWR ölçüm adaptörleri profesyonel radyo teknolojisinde oldukça yaygındır.
Güç ölçere gelince, vericileri hizalamak için pek uygun olmadığı unutulmamalıdır. Bu durum özellikle verici çıkışındaki harmonik filtre için geçerlidir. Çekirdekler sökülürse veya bobinler birbirinden ayrılırsa, frekansla birlikte artan hassasiyet, daha yüksek bir güç çıkışına işaret eden yanıltıcı okumalara yol açabilir. Daha büyük bir gösterge sapması, iletim gücünün arttığı anlamına gelmez ve özellikle de çalışma frekansında. Bu manipülasyonlar yalnızca iletilen sinyalin harmonik içeriğini artırırken, çalışma frekansındaki güç genellikle ortaya çıkan empedans uyumsuzluğu nedeniyle azalır. Bu tür hizalama çalışmaları, frekans seçici bir ölçüm düzeneği veya ideal olarak bir spektrum analizörü yardımıyla gerçekleştirilmelidir.