Automatischer symmetrischer Antennentuner-ATU 2017

Erstellt: DL6GL, 05.05.2017, letzte Änderung 23.04.2022

Der im Jahr 2009 entstandene symmetrische Antennentuner (ATU) hat in der vierten Version 2017 wieder einmal Erweiterungen erfahren. Nun habe ich mir auch einen beherzten Ruck gegeben, mich an einer automatischen Abstimmung zu versuchen, was sich dann doch als ziemlich bockiges Unterfangen erwies.

Das ist dabei herausgekommen:

• neuer Tandem match-Koppler mit logarithmischen Verstärkern AD8307 statt Dioden,
• Anzeige der TX-Leistung wahlweise als PEP (Peak envelope power) oder gemittelte Leistung (average power) in Watt,
• automatische Abstimmung, Abstimmzeit etwa 2 bis 3 Sekunden bei entsprechenden Setup-Vorbesetzungen,
• erweitertes Setup.
• Platinen in Industriequalität sind bei DH4YM erhältlich.

Inzwischen ist 2017 Geschichte. Verbesserungen und Weiterentwicklungen  reihen sich aber nahtlos an.

Die Hardware ist weitgehend erhalten geblieben. Die Änderungen betreffen nur das Steuergerät. Sie könnten auch an vorhandenen Controllerplatinen vorgenommen werden. Der verwendete Controller ATmega1284P, damals mit Angstzuschlag überdimensioniert im Hinblick auf ein späteres Upgrade auf Automatikbetrieb ausgelegt, hat sich als tatsächlich überdimensioniert erwiesen. Er wurde aber statt eines ausreichenden ATmega644 aus Kompatibilitätsgründen beibehalten.

Der ATU ermöglicht für die Bänder 160 bis 6m wahlweise eine automatische oder manuelle Abstimmung. Hiermit gefundene optimale Einstellungen lassen sich in zur TRX-Frequenz passenden Bandsegmenten im EEPROM abspeichern. Danach macht sich die Abstimmautomatik fast wieder entbehrlich, da sich der Tuner von alleine einstellt und ggf. nur noch geringe Korrekturen erforderlich sind. Nun ja, eigentlich müsste es "Anpassung" heißen, geht es doch darum, die Antennenimpedanz an die TRX-Impedanz bei der gewünschten Frequenz anzupassen.

Der ATU besteht aus zwei Einheiten, dem Steuergerät (Controller) im Shack und dem eigentlichen Tuner (Remote Unit) am Ende einer Hühnerleiter. Im Tuner wird eine Abwandlung des symmetrischen Christian-Kopplers mit 8 statt 7 Induktivitäten eingesetzt. Es kann jedoch auch der originale Christian-Koppler verwendet werden. Verbunden sind beide Einheiten über ein Kabel, das über zumindest vier Adern die Stromversorgung und die Kommunikation ermöglicht. Handelsübliche preiswerte CAT-Kabel oder auch Telefonkabel sind hierfür geeignet. Die Kommunikationsleitungen sollten auf alle Fälle verdrillt sein.

Um auch größere Entfernungen zwischen Shack und Antenne überbrücken zu können, ist die Kommunikation mit RS485 realisiert. Die Steuerungsfunktionen übernehmen jeweils ein ATMEL AVR, im Steuergerät ein ATmega1284P und im Tuner ein ATmega16.

Auf eine unbedingt lesenswerte zehnteilige Website [11] bin ich erst in 2016 gestoßen: geballtes Know-how zu einem automatischen ATU in Theorie und Praxis.

Referenzen

[1]   www.reichelt.de
[2]   www.pollin.de
[3]   www.funkamateur.de
[4]   www.dg4has.de
       www.dj4uf.de/projekt/DK3HA/DK3HA.htm
       https://www.darc.de/der-club/distrikte/e/ortsverbaende/39/bauprojekte/christian-koppler/
[5]   www.amateurfunkbasteln.de/blackforestcounter/counter.html
[6]   www.wolfgang-wippermann.de/
[7]   DK4KS, CQ DL 10-2008, CQ-DL 2-2009 und 3-2009
[8]   www.lancos.com/prog.html
[9]   DL1SNG, Selbstbau eines symmetrischen Antennenkopplers, Funkamateur 1-4/2011
       200W-Version in Funkamateur 7-9/2015, Bausatz bei box73.de
[10] http://www.dxuniversity.com/presentations/W1JR%20-%20Station%20And%20Ant...
[11] http://k6jca.blogspot.de/2015/06/antenna-auto-tuner-design-part-1.html