Archiv der Kategorie: Antennen

Einfache HF-Rauschbrücke zur Impedanzanalyse (Teil 1)

Ein kleines Weihnachtsprojekt 2013:

Aus Beuteteilen (Ausschlachteteile) habe ich mir eine Rauschbrücke zum Bestimmen von Antennenimpedanzen etc. zusammengelötet. Dazu haben mir viele Anleitungen und Veröffentlichungen im Internet geholfen.

Der Sinn einer Rauschbrücke ist mittels eines Rauschgenerators und einer Brückenschaltung ein Gleichgewicht von bekannten Real- und Blindwiderstänen ein unbekanntes Messobjekt zu bestimmen. In den meisten Fällen ist das natürlich ein unbekanntes Antennengebilde.

Zuerst hier der bildliche Aufbau:

HF-Rauschbrücke im fliegenden Aufbau Vorderseite

HF-Rauschbrücke im fliegenden Aufbau Vorderseite

HF-RauschbrüHF-Rauschbrücke im fliegenden Aufbau Rückseite

HF-Rauschbrücke im fliegenden Aufbau Rückseite

Großes Augenmerk ist auf den Ausgangsübertrager zu legen. Dieser ist das zentrale Element, das das hochfrequente Rauschen an die Messbrücke einkoppelt. Dieser fliegende Aufbau muss dringend in ein HF-dichtes Gehäuse eingesetzt werden, da die Signale extrem verstärkt sind. Außerdem benötige ich noch einen richtigen regelbaren Widerstand von etwa 250 Ohm.

weiter mit Teil 2 gleich zu Teil 3

Danke, XAVER,…

…dass du mir gezeigt hast, wie man Antennen richtig abspannt.

GAP Titan DX im Orkan XAVER 2013

GAP Titan DX im Orkan XAVER 2013

Wenn ich das Gebilde nun wieder richte und einen besseren Abspannpunkt auf der Westseite (Wetterseite) baue, bekomme ich auch die Gelegenheit die Dachkapazität an der Spitze der Antenne genauer zu untersuchen. Auf 80m ist die GAP Titan DX nämlich bei weitem nicht im Amateurfunkband resonant, sondern bei etwa 4.150 kHz!

Installation der GAP Titan DX erfolgreich, Antennentest!

Letzter Urlaubstag, alle Vorbereitungen sind abgeschlossen: Die als gebraucht erworbene GAP Titan DX ist erfolgreich aufgebaut und in Betrieb genommen.

Hier eine kleine Bilderserie

Aufbau GAP Titan DX vor Einbruch der Dunkelheit

Aufbau GAP Titan DX vor Einbruch der Dunkelheit

In der deutschen Aufbauanleitung steht geschrieben, dass die Antenne vor Inbetriebnahme wenigstens mit kleiner Leistung durchgemessen werden sollte. Ich habe immer noch den Antennen-Analysator vom Ortsverein und schließe die Antenne an, um sie wenigstens einmal durchzupfeifen.

Völlig schockiert stelle ich fest, dass die GAP auf keinem der Amateurfunkbänder resonant ist. Die Resonanzen liegen alle über den Bändern. Diese Messung findet statt direkt am Ende des gelben Zuleitungskabels. Da ich weiß, dass die Antenne in Bezug auf Resonanz extrem sensibel ist, versuche ich meinen ersten Frust nicht ganz aufbrodeln zu lassen und schließe das Transceiverkabel an das Speisekabel an, getrennt von einem Blitzschutzzwischenstecker.
Wir spannen die Antennen in der Dämmerung provisorisch ab, es fängt auch prompt an zu regnen, und ich beginne mit kleiner Leistung Betrieb zu machen.

Nun staune ich nicht schlecht, dass das SWR-Meter meines Kenwood TS-870 bis auf 80m und 30m alles SWR unter 1,5 anzeigt. 80m ist für die GAP sowieso nur ein Kompromiss, trotzdem sollte die Antennenresonanz wenigstens im Bereich der angegeben Frequenz bei 3650 kHz herum liegen. Tatsächlich liegt die Resonanz mit einem SWR von 1,0 bei 4150 kHz. Auf 30m ist das SWR zwischen 2,0 und 2,4 und mit dem eingebauten Antennentuner sehr schön anzupassen. Auf 80m kommt der automatische Antennentuner nicht mehr mit, es sei denn ich setze den Regelbereich hinauf. Das werde ich aber vorerst nicht tun.

Die GAP funktioniert auf 10m, 12m, 15m, 17m, 20m und 40m hervorragend. Auf 30m erfasse ich am heutigen Sonntag trotz des schlechten SWR Feldstärken von im Schnitte 15dB über S9. Es läuft irgendein CW-Contest. Im 40m Band schalte ich zwischen der GAP und meiner 40m Bazooka hin und her. Bei einigen Stationen sind die Feldstärken auf der GAP größer und bei anderen auf der Bazooka. Da die 40m-Bazooka auch auf 15m teilweise arbeitet, schalte ich auch hier zwischen den Antennen hin und her. Stationen, die ich auf 15m mit S8-9 auf der GAP höre, verschwinden auf der Bazooka im Rauschen des Empfängers.

Bis auf die 80m Geschichte bin ich durchaus zufrieden mit der Antenne. Hier werde ich wohl mal beim Hersteller anrufen und nach diesem Effekt fragen. Ich vermute eine defekte Kapazität oder eine andere Baustelle, die mir beim Aufbau entgangen sein könnte. Obwohl offensichtlich alles korrekt angeschlossen ist.

Von DG7ABB habe ich eine Menge hilfreiche Fotos seiner GAP und die Anschlüsse der Abstimmstäbe erhalten. Danke an dieser Stelle dafür!

Und den Nachbarn habe ich auch erlaubt ihre Wäsche an die Abspannseile zu hängen, wenn sie denn da dran kommen. Schön, wenn man eine gute Nachbarschaft hat. Hier hilft mir aber auch der DARC mit seinen Faltbroschüren.

40m-Faltdipol “Bazooka” – “Mann, war ich taub!”

Ich konnte es ja kaum erwarten, und als ich gestern nach Feierabend über das 40m-Band drehe -nur mit der angeschlossenen 20m-Bazooka – höre ich derart starke Signale, dass ich kurzerhand entschloss noch für 40m eine Bazooka zu bauen. Die Maße waren auch schnell herausgefunden. Nachdem ich für 20m, 15m und 10m bereits jeweils eine solche Antenne aufgebaut hatte, fühle ich mich schon fast wie ein Profi. Lediglich das Entfernen der Abschirmung auf den äußeren Elementen beträgt bei der 40m-Variante schon 3 Meter. Also 6 Meter Isolierung und Abschirmungsgeflecht vom RG-174 entfernen.

Hier der prinzipielle Aufbau einer “Bazooka”. Das Bild ist entliehen von dieser Seite bei DD0YU. Dort wird auch ein Programm zur Berechnung angeboten.

Aufbauprinzip einer "Bazooka"

Aufbauprinzip einer “Bazooka” (entliehen von DD0YU)

Wie auch immer, das Gebilde ist innerhalb einer Stunde fertig und provisorisch an der Dachrinne der Garage angehängt. Ich bekomme das kleinste SWR von 1,2 auf 6,9 MHz. Es steigt bei dieser Montage bis 7,2 MHz auf 1,4. Das soll mir erstmal reichen.

An der Hauswand entlang befestige ich die eine (kalte) Dipolhälfte und die andere liegt quasi wieder auf dem Garagendach, dort mit etwa einem halben Meter Abstand zum Ende hin abnehmend. Die SWR-Messung ergibt hier ein Verhältnis von 2,2 (7,0 MHz) bis 2,5 (7,2 MHz).

Trotz des schlechten SWRs schließe ich die 40m-Bazooka an den Drake TR-3 und bin fast schockiert über die prallen Signale, die mir da entgegen pfeifen. Und ich sage mir: “Mann, war ich taub!“. Ich höre eine im Audio fantastisch wohl klingende PA0-Station mit S9+30 (!), stimme meinen Sender ab (120W) und rufe einmal kurz mit 80 Watt SSB im PIleup. Prompt bekomme ich meine Antwort und wir beide gratulieren uns zu diesem schnell gelungenen Kontakt.

Nun hängt auch der 40m-Faltdipol nach Art einer “Bazooka” bei mir. Und das schlechte SWR werde ich auch noch bearbeiten.

Und noch schnell ein Berechnungsprogramm nach den Angaben im Bild oben.

 

 

GAP Titan DX – 3, 2, 1, … meins!

Seit gestern bin ich stolzer Besitzer einer GAP Titan DX !

Und ich kann mir zu Weihnachten wohl noch Gänsekeule und Rotwein gönnen…    …wenn keine andere Anschaffung dazwischen kommt.

GAP TITAN DX

GAP TITAN DX

Die Antenne ist zwar gebraucht, aber in einem elementaren guten Zustand, der ohne Weiteres einen funktionierenden Neuaufbau garantieren würde. Natürlich sind die Umwelteinflüsse nicht ganz spurlos an den Komponenten vorüber gegangen, und ich denke, dass mit ein bisschen Pflege das Gebilde wieder zum Strahlen gebracht werden kann. Und das im doppeldeutigem Sinne.

Lediglich bei der akribischen Durchsicht ist mir aufgefallen, dass das gelbe Zuleitungskabel an einer Stelle über eine Strecke von etwa sieben Zentimeter einen Riss der Isolierung aufweist. Die darunter nun zum Vorschein kommende Abschirmung ist nicht beschädigt.

Bilder werden folgen. Und nun wünsche ich mir viel Spaß beim Aufbau!

Cantenne – Dummy-Load mit Öl-Kühlung

Dieser Beitrag beschreibt einen im Amateurfunk üblichen Eigenbau einer künstlichen Last von 50 Ohm (Dummyload) für 100 Watt mit Ölkühlung in einer Weißblechdose mit Spannungsmessung (=Leistungsmessung).

So habe ich mir nach einigen Vorgaben aus dem Internet einen kleinen Lastwiderstand (Dummyload) für 50 Ohm gebaut, der etwa 100 Watt HF abfangen darf. Das Prinzip ist nicht neu und schon seit den 60er Jahren bekannt. Mit seiner legendären Heathkit Cantenna hatte man einen 50 Ohm Widerstand in einer geschlossenen Dose mit Öl zur Kühlung untergebracht. Nach diesem Prinzip habe ich nun folgende Bauanleitung zusammen getragen.

Material

In diesem Fall habe ich 20 Stück Metallfilmwiderstände von jeweils 1 kOhm parallel geschaltet und erhalte somit 50 Ohm. Die Belastbarkeit sollte 2 Watt nicht unterschreiten, besser 3 Watt. Ich habe lediglich die 2 Watt Version bekommen und multipliziere dies mit 20 parallelen Widerständen und erhalte eine Gesamtbelastbarkeit von 40 Watt im ungekühlten Zustand. Durch die Ölkühlung wird die Belastbarkeit auf über das doppelte ansteigen. Mein Bauchgefühl sagt mir etwa 100 Watt, was für kurzzeitige Einstellungen und Messungen an gängigen Kurzwellen-Transceivern völlig ausreichend ist! Sollte sich der Widerstand im Laufe der Zeit erhöhen, so hat man erfolgreich Widerstände frittiert. Bei der Dose handelt es sich um eine einfache saubere und leere Farbdose aus Weißblech (0,75l..1l), die für die notwendige HF-Dichtigkeit sorgt. Diese habe ich von einem benachbarten Malermeister geschenkt bekommen. Um die HF in die Dose zu bekommen braucht man eine SO239-Buchse oder BNC-Buchse. Ich hatte noch eine BNC-Einbaubuchse mit zentraler Verschraubung. Die Widerstände habe ich mit zwei doppelseitig kaschierten Platinenresten (jeweils 40 mm im Quadrat) miteinander verlötet. Der Bohrplan ist weiter unten.

Für die Möglichkeit eine Leistung zu messen, wurden zwei Anschlüsse nach draußen geführt, über die die mittels einer Diode (BAV21) und eines 10nF/500V Scheibenkondensator gleichgerichtete Spannung über der 50 Ohm Last gemessen werden kann. Diese Spannung wird an zwei Bananenbuchsen (rot und schwarz) herausgeführt. In der weiter unten stehenden Tabelle kann die Leistung anhand des Spannungswertes abgelesen werden. Eine Idee für ein weiteres neues Projekt wäre die Leistungsangabe mittels eines Mikrocontrollers.

Schaltung

Circuit Diagram Dummyload

Circuit Diagram Dummyload

Cantenne Bohrschablone Verbindungsplatten

Bohrschablone für die Verbindungsplatten der Widerstände

Nach diesem Schema sind zwei Platinenreste mit 40 mm im Quadrat auszusägen und zu bohren. Die Ecken können abgesägt werden, müssen aber nicht. Die eine Platine bekommt eine große Bohrung in der Mitte von etwa 8 mm Durchmesser. Dies ist dann die Masseplatte. Die zweite “heiße” Platte wird in der Mitte durch eine 1,2 mm Bohrung versehen. Hier wird nachher der Mittelleiter angelötet. Alle anderen 20 Bohrungen sind für die Widerstände von 0,8 mm.

Berechnung der Leistung nach der gemessenen Spannung

\displaystyle P [W]= \frac{(\frac{U_{eff}+U_{fwd}}{\sqrt{2}})^2}{Impedanz}

 

Mit eingesetzten Werten: 

Gemessene Spannung = 99,6 V
Verlustspannung der Diode = 0,4 V
Impedanz = 50 Ω

\displaystyle P = \frac{(\frac{99,6+0,4}{\sqrt{2}})^2}{50} = 100

 

Hier die Excel-Formel für Copy & Paste in die Zelle B5:    =POTENZ(((A5+$B$1)/WURZEL(2));2)/$B$2

Alle anderen Werte in die Zellen eintragen, wie unten ersichtlich.

Excel-Formel

Excel-Formel

Berechnung der Leistung

Berechnung der Leistung

 

Und nun viel Spaß beim Nachbau

GAP Titan DX (statt Gänsekeule und Rotwein)

Gestern abend unterhalte ich mich mal so eben nebenher mit DG7ABB über diese Mehrbandantenne. Heute habe ich dazu ein paar Informationen eingeholt und überlege so bei mir: DIE ISSES!

Ein bisschen sparen, ne Menge trockenes Brot und Wasser statt Gänsekeule und Wein… Weil das Ding bei WIMO bei etwa 480,- Euro liegt, aber ich gehe ganz fest davon aus, dass zumindest diese GAP Titan DX für meine beengten Verhältnisse genau die oder das Richtige ist.

TITAN DX

TITAN DX

Für die Bänder 40,30,20,17,15,12 und 10m bei einem nominalen SWR von <1,2 stellt dieses Monstrum mit einer Länge von etwa 7,50m (keine 30 Füße!) einen vertikalen Allband-Dipol mit einer Mittenspeisung (GAP, oder auch der Mut zur Lücke) dar. Der horizontale Abstrahlwinkel liegt zwischen 20° und 30°. Nicht grad DX-tauglich, aber dafür sorgt die Antenne für sehr wenig QRM gegenüber anderen Vertikalstrahlern. Sogar für 80m ist eine Kapazitätskappe für eine angegebene Bandbreite von 100kHz vorgesehen. Deshalb sollte man sich im Vorfeld über die bevorzugte Arbeitsfrequenz im 80m-Band im Klaren sein und bei der Bestellung die Mittenfrequenz angeben. Ohne Angaben wird standardmäßig wohl die Kapazität für 3.650kHz beigepackt. Von Tunern wird abgeraten, da er erstens nicht notwendig sein soll und zweitens die Antenne bei entsprechender Leistung und Fehlanpassung zu hohe Spannungen erzeugt, die zur Schädigung der Antenne führen können, obwohl der Sender gut arbeiten würde.

Weil die Aluschrauben sich bei der Montage selbst in das Rohr einschneiden, empfiehlt sich eigentlich nur ein Neukauf. Bei einer gebrauchten Antenne könnten diese Gewinde schon mal ausgelutscht oder überdreht sein. Davon müsste man sich dann vor Ort beim Verkäufer gerne einmal selbst überzeugen.

Vielleicht werde ich ja eines Tages über diese Anschaffung berichten.

Dies ist kein Erfahrungsbericht, sondern nur die kurze Version einer Inhaltsangabe meiner gesammelten Informationen im Internet.