Helix Antenne

1st Official Post

    Hallo,


    ich komme von einer anderen Technik- Schiene und möchte hier im Forum ein paar Fragen stellen. Diese stelle ich aus reinen Interesse und hoffe hier niemanden zu verärgern weil es selbst mit Ihrer Sache nicht direkt etwas zu tun hat.

    Nun ich bin übers Internet wegen des folgenden Thread auf da Forum aufmerksam geworden:

    Thread
    Bandbreite Selbstbau Helix 2,4GHz...
    Moin,
    habe meine ersten Versuche im GHz Bereich gemacht und eine Helix probiert.
    Okay, die Frequenz für den QO-100 Uplink habe ich mangels Wickelkörper noch nicht ganz getroffen, aber ich bin verwundert über die Bandbreite, welche ich mit dem nanovna2 ermittels habe?!
    Die Helix besteht aus 3 Windungen ca.38mm Durchmesser und wird über eine 8x32mm lamda/4 Transformator angepasst.
    Das Anpassstück ist 5mm über der Reflektorfläche angeordnet.
    Die SMA Buchse ist bündig in den Reflektor…
    DG5LM


    Nun zu meiner ersten Frage,

    ich möchte gerne Versuche mit einem RTK unterstützen Satellitennavigationssystem machen.


    Dabei bin ich, im Internet, auf eine Helix Antenne, wie z. B.:

    https://www.marotronics.de/Lei…-Multiband-mit-Kabel-IP67

    gestoßen.


    Bei herkömmlichen GNSS Antennen wird immer wieder eine Grundplatte aus Metall empfohlen, da dies angeblich zu einer Abschirmeng nach unten und deswegen zu einen besseren Empfang beitragen würde.


    Wie verhält such dies bei einer Helix Antenne?


    Ist hierbei auch eine Grundplatte auch sinnvoll?


    Ich weiß zwar, für diese Zwecke wird diese Antenne wegen eines geringen Platzbedarfes eingesetzt.

    Deswegen würde die Platte ja nur stören, aber was wäre wenn und bringt die überhaupt etwas?


    Was hat diese Helex Antenne gegenüber der herkömmlichen GNSS Antenne sonst noch für Vorteile? Oder Nachteile?


    Bei Wikipedia finde ich zu wenig Informationen.

    Vielen Dank im Voraus für ein paar Antworten.


    Gruß Johann

    Guten Tag Johann.

    Die Nutzung der Helix-Antenne wie wir Funkamateure sie für den Satellitenfunk einsetzen und so wie Sie sie verwenden möchten, sind 2 verschiedene Dinge. Wir wollen die Sende/Empfangsleistung stark bündeln und möglichst viel davon aus der Antenne in den Reflektor (Satellitenschüssel) - bzw aus der Schüssel in die Antenne - bringen. Eine Reflektorscheibe wie in den diversen Bauanleitungen beschrieben , hilft dabei . Bei jeder Antenne mit Reflektor.

    Sie benötigen einen 360° Rundum-Empfang in der horizontalen Ebene , aber nur 180 ° in der vertikalen Ebene. Auch hier hilft die Reflektorscheibe, da sie den Empfang aus der unerwünschten Richtung ( unter der Antenne, Elevation kleiner 0° ) dämpft, dafür aber alles oberhalb 0° Elevation mehr oder weniger verstärkt. Ein aktiver Vorverstärker wird je nach Länge - und damit eingebrachter Signal-Dämpfung - des Koaxialkabels , nötig sein.

    Angesichts der Preise in ihrem Link zu den Antennen kann ich mir gut vorstellen, dass sie das selbst bauen möchten.

    Allerdings sind die Preise dort m.E. maßlos übertrieben. GPS-Antennen mit integriertem Verstärker können sie für unter 30€ kaufen, z.B. hier: EBAY

    Sie müssen nur darauf achten, dass die Spannung (meist 3,3V oder 5V , oft auch 3,3-5V) , der angebrachte Stecker und die Länge des Kabels zu ihrem Vorhaben passen. Die Reflektorscheibe können sie simulieren, indem sie die meist mit magnetischer Grundplatte ausgestattete GPS-Antenne auf eine Metallplatte setzen, die von der Größe her als Reflektor für 1.5GHz geeignet ist. Das verbessert den Empfang.

    Viel Erfolg und stellen sie gerne weiter Fragen, hier gibt es Leute mit deutlich besserem Sachverstand als ich ihn habe.


    73, Martin

    Hier noch ein Bild eines Eigenbau-GPS-Empfängers mit einer externen Antenne für unter 12€ . Die Antenne liegt draußen auf dem Fensterbrett und das Haus bedämpft den Empfang von Satelliten aus Richtung Osten über Süden bis Westen stark. Trotzdem empfange ich 8 Satelliten und für eine einigermaßen genaue Positionsbestimmung reichen schon 4. Mein zweiter GPS-Empfänger empfängt meist 10 - manchmal 11 oder 12 - Satelliten. Dort ist die Antenne etwa 1.5m vom Haus entfernt auf einer Metallplatte ca. 15*25cm in 2.5m Höhe angebracht.

    Vielen Dank für die Informationen.

    Ja verstehe, Ihr peilt einen Sateliten an (deswegen einen Reflektor, der das Signal bündelt) und ich will alle, welche für ein Positionsbestimmung da sind empfangen um eine genaue Position zu bekommen.

    Ich habe die Preise schon gesehen und auch billigere gefunden. Allerdings hatte ich nicht vor mir eine Antenne selbst zu bauen. Der Link mit den Post war nut als Info gedacht wie ich in Euer Forum gekommen bin.

    Nun ich dachte mir so eine Helix Antenne (mit einen eingebauten aktiven Verstärker) kann ich im mobilen Einsatz verwenden ( z. B. mit angebauten Empfangsmodul in der Hand halten, weil sie ja sehr klein ist). Für einen eventuell halbstationären Einsatz könnte ich sie ja auf einen langen Stab mit einer Reflektorscheibe montieren um einen besseren Empfang zu bekommen.

    Nur wusste ich nicht ob dies bei einer Helixantenne etwas bringt.

    Sie haben mir eine sehr gut einfach erklärt, weil es unter 0° Elevation ja keinen Sinn macht und aber durch die Reflektorscheibe sogar verstärkt wird.


    Spielt es eine Rolle aus welchen Material eine solche Reflektorscheibe ist und welchen Durchmesser die haben sollte? Sie schreiben für 1,5 GHz gedacht? Hm...


    Bei der Verkabelung hätte ich an RG58 mit SMA Stecker gedacht.

    Aber was mich noch interessieren würde, was hat so eine Helixantennte beim GPS Empfang für Vorteile oder Nachteile gegenüber so einer runden, halbkugelförmigen Antenne.

    So wie ich verstehe wird so eine Antenne von Funkamateuren nicht verwendet weil ja die für mehrere Sateliten gedacht ist. Aber es könnte ja doch jemand wissen. ;):)

    Gruß Johann

    Hallo Johann,

    die Platte war zufällig vorhanden, sie ist der Deckel eines rechteckigen Pfostens und dient nur als Beispiel.

    Reflektoren müssen aus Material sein, das Hochfrequenz reflektiert, also Metall wie Alu, Kupfer, Stahlblech. Selbst auf Holz geklebte Alufolie funktioniert. Die Größe soll so gewählt werden, dass sie für die gegebene Wellenlänge als Reflektor dienen kann. Die Wellenlänge lambda errechnet man aus Lichtgeschwindigkeit/Frequenz, also im Falle von GPS bei 1.5GHz = Wellenlänge ca. 20cm . Ich denke, ein guter Reflektor wäre eine Platte grösser als lambda/2 , also minimum vielleicht 15*15cm oder eine runde Scheibe mit >20cm Durchmesser.

    Die Antennen aus dem Link zu Ebay sind vermutlich alle Patchantennen , deutlich kleiner als lambda/2 und sehr niederohmig , deshalb brauchen sie einen Verstärker zur Anpassung an 50 Ohm und zum Ausgleich der Verluste. Sie haben bereits durch die Bauform und die horizontale Montage in ihrem Gehäuse eine Vorzugsrichtung nach oben.

    Meine Antenne vor dem Fenster liegt auf Stein, da ist weit und breit kein Metall. Trotzdem funktioniert das sehr gut. Die Bauart der Helix aus ihrem Link ist nicht ganz klar, deshalb kann ich keine Aussage über die Empfangseigenschaften treffen. Ob es sich bei der Antenne selbst um eine Helix oder eine QFH oder was ganz anderes handelt, das weiss vermutlich nur der Hersteller. Wegen der geringen Abmessungen kann es aber auch nur eine gegenüber der Wellenlänge stark verkleinerte Antenne sein. Wir reden ja von 1.5GHz, und der Helixrechner hier berechnet bei einer Antenne mit 3 Windungen schon eine Baulänge von knapp 14cm bei einem Innendurchmesser von gut 6,7 cm und einem Reflektor von 20cm Durchmesser .


    73, Martin

    • Official Post
    Quote from SWL-Johann

    Was hat diese Helex Antenne gegenüber der herkömmlichen GNSS Antenne sonst noch für Vorteile? Oder Nachteile?


    Hallo Johann,


    vielleicht hilft Dir dieses Dokument:


    https://content.u-blox.com/sit…te_%28UBX-15030289%29.pdf


    Stationär und auf dem Fahrzeug bringt die Helix eher Nachteile, hier reicht eine aktive Patchantenne von Amazon oder eBay für < 10€ vollkommen aus. Diese muss auch nicht auf einer Massefläche installiert werden, diese ist bereits im Gehäuse bzw. auf der Leiterplatte integriert.


    Diese Helixantennen findet man eher bei handheld GNSS Empfängern, wie die alten Garmin oder so.. die Ausrichtung ist im Vergleich zur Patchantenne unkritischer, dafür hat man aber u.U. deutlich mehr Probleme mit Reflektionen/Multipath.


    viel Erfolg

    Gruß Peter

    Aus dem u-blox Dokument:

    5.1Patch antennas

    Patch antennas are ideal for an application where theantenna sits on a flat surface, e.g. the roof of a car. Patch antennas can demonstrate a very high gain, especially if they are mounted on top of a large ground plane.


    Das ist kein Widerspruch zu Peters Post #7. Man muss die Antenne nicht auf einer "ground plane" montieren, aber es steigert die Performance.

    73, Martin





    Vielen Dank Euch,

    das Dokument ist sehr interessant.

    @Martin, ja ich werde Deinen Hinweis beachten.

    Mal sehen, ich muss mir zuerst die Komponenten (als Empfänger habe ich da schon an das Ublox-F9P gedacht) zusammensuchen. Anschließend werde ich ein paar Versuche mit der Antenne machen.

    Gruß Johann

    • Official Post
    Quote from dm4im

    Das ist kein Widerspruch zu Peters Post #7. Man muss die Antenne nicht auf einer "ground plane" montieren, aber es steigert die Performance.

    Jein, die Grounplane ist bereits Teil der Antenne (Keramikpatch auf der Leiterplatte aufgelötet). Das Fahrzeugdach als solches ist eher sekundäre Wirkung, es sei denn Du lötest die Antenne auf's Fahrzeugdach ;)


    Gruß Peter

    Ich habe das auch unter 5.2.1 gelesen, das die Grounplane bei einer Helix Antenne eventuell mit Abstand montiert werden sollte.

    Hm, der SMA Buchse hat ja eine Verschraubung und die hat eine Klemmmutter um die Helixantenne zu halten ( also ohne weitere Montage). Diese kann durch ein Loch auf Metall oder z. B. Auch auf Kunststoff geklemmt werden.

    Ich hätte jetzt eine günstig über China zu bestellbare Helix mit Hybridkoppler gefunden.

    Was sagt Ihr zur Montage?


    Gruß Johann



    BT-560_GNSS_Antenna_Datasheet.pdf


    https://datasheetspdf.com/datasheet/HC1400P03S.html



    Das geht bestimmt so, wasserdicht ist es allerdings nicht.

    Aber gestatte die Frage: Welchen Vorteil erwartest du von einer relativ teuren Helical-Antenne gegenüber einer eher billigen Patch-Antenne?

    Wir Funkamateure sind "cheap".

    :)

    Nun, wie ich schon geschrieben habe (Chinaware)

    ca. 50 Eurunen.

    Zu teuer solls ja nicht werden ;)

    Also erstmal wegen des mobilen Einsatzes, so ähnlich wie im Bild (habe ich im Netz gefunden).




    Und deswegen habe ich auch gefragt, wegen eines halbstationären Einsatzes auf einer langen Stange (für besseren Empfang, und eben mit einer eventuellen Grundplatte), wo es egal wäre welche Antenne ich habe. Aber wegen des mobilen Einsatzes, weil die ja dann vorhanden wäre und eben keine zweite kaufen will.