Richtkeule von Wendel und Potys

1st Official Post

    Hallo Zusammen,

    aus lauter Langeweile habe ich mal verschiedene Sendeantennen (Wendel und Poty) in ihrer Richtkarakterristik untersucht.

    Mit einem ESP32, ein kleines Programm geschrieben, womit ein Steppermotor von -90 bis 90° die Antennen dreht und die Spannung und die an der Empfangantenne mit einem HF-Tastkopf (12Bit) gemessen. Die Werte und den Winkel werden dann zum PC über USB Übertragen.

    Die Wendel mit zwei-L pro Winding kann man in die Tonne hauen. War halt mal ein Versuch. :evil:

    Alle diese Werte habe ich dann in eine Excel-Tabelle ausgewertet. Siehe Bilder.

    Je nach dem wie groß der Spiegel ist hat mal halt eine gute oder schlechte Ausleuchtung.

    Ich hänge mal Bilder von dem Aufbau an.


    73 de Ulrich

    Hallo Ulrich,

    interessante Messreihe die Du da gemacht hast.

    Ich sehe, Du hast Dir sogar die Mühe gemacht und für den Test eine links zirkular polarisierte Referenzantenne beschafft.

    Für die POTY Antennen wäre noch das smith diagram interessant um zu erkennen wo die Unterschiede zwischen H und V her kommen.


    73 de Robert

    Great !


    PY1SAN

    GG77SN

    Resende - Rio de Janeiro - Brazil

    Guten Morgen Zusammen.

    ich probiere gerne mal das eine oder andere.

    Robert, die Y-Achse ist die maximale Spannung die A/D Wandler vom ESP32 kann, also 3,3Volt. Ich habe folgendes getan, direktes Ausrichten auf die Empfangsantenne und dann die Sendeleistung hochgefahren, so das sie nicht an dem Messkopf über 3,3V kam.

    Ich baue gerade noch an einer Wendelantenne mit 4 Wdg, damit man den Vergleich zwischen 3 und 4 Wdg hat.

    Wenn Ihr noch ein paar Idee habt, gerne her damit. Ich muss jetzt mal sehen wie groß der Abstand zwischen LMB(Wendel) und den verschieden Spiegel ist, wegen dem Winkel. Ich möchte halt meine Portabelanlage für den Urlaub und Lighthous optimieren.

    Ein paar Bilder noch.

    73 de Ulrich

    Hallo,

    wünschenswert sind vergleichbare Strahlungsdiagramme, die den 3, 6 oder besser 10 dB Öffnungswinkel zeigen. Nach einer Empfehlung von W1GHZ sollten Speisesysteme so beschaffen sein, daß die Feldstärke am Spiegelrand um 10 dB gegenüber der Mitte abfällt. Nicht die Spiegelgröße sondern das f/d-Verhältnis und damit der Fokuspunkt bestimmen die erforderlichen Öffnungswinkel der Speisung. Der Kompromiß der nicht abrupt begrenzten Strahlungskeulen besteht also in einer möglichst vollen Ausleuchtung bei gleichzeitig geringer Überstrahlung eines Spiegels. Zirkulare Polarisation sollte beim axialen Verdrehen einer solchen Antenne keine Änderung der Feldstärke an einer linaear polarisierten Antenne ergeben.

    73
    Andreas

    wenn ich wieder aus dem Urlaub komme mache ich mal Versuche mit einer Wendel 3 und 4 Wdg. Halt für den Unterschied.

    Ich Versuche auch mal die Leistung mit einem NRVS zu messen damit man mal db Werte bekommt. Das käme ja dann deinen 3,6,10db Werten entgegen Andreas.

    Ebenso mit einem Spiegel. Mal sehen was mir noch einfällt.

    73 de Ulrich

    Hallo Zusammen,

    ich habe mal weitere Messungen an folgenden Antenne gemacht.

    Patch-Antenne (Poty).

    Helix mit 3 Windungen.

    Helix mir 4 Windungen.

    Es wurde bei den Messungen immer die gleiche Sendeleistung verwendet.

    Um zu sehen ob die Antennen auch vernünftig zirkular arbeiten, wurden sie horizontal (0°), 45° und vertikal (90°) verdreht gemessen.

    Empfangen wurde mit einer Wendelantenne (9 Wdg.) die links drehend war. Sieht man im Bild.

    Die Entfernung zwischen Antenne (Tx) und Empfänger (Messkopf 50 Ohm) betrug 10m.


    Bei den Messungen konnte man eindeutig sehen, das die Wendelantenne mit 4Wdg., die beste Abstrahlleistung und den kleinsten Öffnungswinkel hatte.

    Die Patch Antenne hingegen, hatte die geringste Abstrahlung und den größten Öffnungswinkel.

    Da der durchschnittliche Winkel zwischen LNB und Spiegel ca.60° beträgt, geht also einiges bei der Patch-Antenne an Strahlung verlohren.


    Abschließend kann man sagen das die Helix mit 4Wdg. die bessere Antenne ist. Also mit dem besseren Wirkungsgrad.


    So, habe ich heute Nachmittag Messungen mit einem 60cm Spiegel in DATV mit 250ks/s gemacht.

    Mit einer Poty-Antenne war ich in England mit einem Signal von -4dB und mit der 4Wdg. Helix -3,1dB.

    Also eindeutig besser wie es auch zu Erwarten war.


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    Kurz zu dem Aufbau meiner Helix mit 4Wdg..

    Ich verwende immer für die Wendel ein 16²mm Kabel, welches dann am Anfang, (l/¼) mit einem Hammer (1kg) platt Geschlagen wird und somit eine Fläche für die Anpassung zu bekommen. Für den N-Stecker wird dann ein Loch am Anfang in der Mitte gebohrt. Der Vorteil ist, das man keine Lötstelle am Übergang zwischen Anpassung (50 Ohm/130 Ohm) zur Wendel hat. Die Halterung der Wendel wird mit einem Material gemacht, welches ich 10 Min. in der Microwelle mit maximaler Leistung bestrahlt habe. Es darf nach dieser Zeit nicht warm geworden sein. Die Wendel wird nur an zwei Punkten gestützt. Direkt hinter der Anpassung und an der letzten Windung. Kann man im Bild sehen.


    Die Diagramme der Antennen mit den Messungen, horizontal (0°), 45° und vertikal (90°) sind eindeutig.


    73 de Ulrich

    Hallo Ulrich,

    danke für den Bericht. Ich habe ähnliche Versuche gemacht und kann die Ergebnisse bestätigen. Meine Wendel ist aus 6 mm2 Draht (ca. 2,7 mm Durchmesser), ansonsten fast identisch aufgebaut. Um die Wendel zu biegen, verwende ich eine "Schablone" aus dem 3 D-Drucker. Damit kann man Wendeln beliebiger Länge recht genau formen.

    In Verbindung mit einem SAT-TV Offsetspiegel (F/D ~0,7) sind bei mir auch 4 Windungen am Besten für größte Signalstärke. Mit einem Center-Feed Spiegel (F/D ~0,5) bringt das Patch-Feed bei mir ein besseres Ergebnis.
    Bei der Helix mit 3 Windungen und weniger habe ich gesehen, dass die Polarisation nicht mehr wirklich zirkular ist. Das kann man gut erkennen, wenn als Empfangsantenne ein Dipol verwendet wird, den man um die Strahlungsachse dreht.
    Bei Deinem Aufbau mit der Helix als Empfangsantenne ist mir nicht klar, wie Du beurteilen kannst, ob die Abstrahlung zirkular polarisiert ist. Wenn sich bei diesem Aufbau durch die Drehung etwas an der Signalstärke ändert, deutet das eher auf Reflexionseffekte hin. Kann gut sein, dass der Abstand zum Boden zu gering ist. Es wäre interessant zu sehen, was Dein Testaufbau mit einer linear polarisierten Empfangsantenne ergibt.

    73, Armin

    Moin Armin,

    es ging mir hauptsächlich darum zu sehen welche die beste Abstrahlung hat. Der Bodenefekt nehmen wir einfach als Messfehler hin. Sonst hätte ich aufs Hallendach gehen müssen. Da war mir der Aufwand zu groß, bin halt faul.

    Ich drehe meine Wendel immer um einen Staubsaugerrohr, kommt gut hin.

    In meinem ersten Versuch hatte ich eine Jagy zum Empfang genommen und die dann um 90° gekippt.

    Mir kam es diesesmal auf die Strahlungsleitung an.


    73 de Ulrich

    Also Ömer,
    jeder Spiegel hat ein f/D-Verhältnis, das bestimmt seine Krümmung und damit auch den Fokuspunkt. Daraus ergeben sich auch die erforderlichen -10dB-Öffnungswinkel der Strahlungsdiagramme der Feedsysteme. (-10dB am Rand - Empfehlung von W1GHz)

    Stärker gekrümmte Spiegel erfordern einen breiteren Öffnungswinkel. D.h. beim Vergleichen der Feeds ist die jeweilige Anwendung zu berücksichtigen. Mit kommerziellen Sat-Offsetspiegeln wurden im Bekanntenkreis keine nennenswerte Unterschiede zwischen Patch- und
    Helixantennen festgestellt.
    Das schlechte Abschneiden des Flächenstrahlers in Ulrichs Betrachtung (tnx für Messung) muss einen Grund haben, vielleicht der Abgleich. Man sollte die beiden Maxima der Reflektionsdämpfung schon versuchen, zu erreichen. Mit der Windungszahl einer Helix kann man den Öffnungswinkel sehr gut einstellen und sich nach dem jeweiligen Spiegel richten. Abgesehen von den Unterschieden im mechanischen Aufwand, sehe ich keinen Grund, diese oder jene Form zu bevorzugen. Warum Der Hans, DK7LG, mit seinen zwei Windungen besser klar kommt, muss auch einen Grund haben. Den zu erfahren, wäre interessant.
    Zusätzlich zu all dem, scheint mir die Montage des LNB hinter der Reflektorplatte verbesserungsfähig zu sein. Das Phasenzentrum der Helix sollte mit der Öffnung des HL zusammen fallen. Hier waren die "SlimLine-LNBs" mit der Kunststofflinse deutlich im Vorteil. Mit Rillenhörnern an den LNBs bleibt nur dieser Kompromiß, es denn man entfernt diese und nimmt eine Linse.

    73

    Andreas

    Hallo,

    Nach Meinung verschiedener Experten ist das Phasenzentrum einer Helix irgendwo zwischen den ersten Windungen, jedenfalls nicht hinter der Reflektorplatte. Daß ein LNB mit Rillenhorn mechanisch nur hinter die Reflektorplatte paßt, ist einleuchtend, Der HL eines "rocket-LNBs" samt Kunststofflinse läßt sich durch den Reflektor stecken. Auf den HL dieser LNBs kann man eine Hülse stecken, die sowohl die jeweilige Sendeantenne als auch die Linse trägt. Dadurch lassen sich die Sendeantennen zum Vergleich sehr schnell wechseln.

    73

    Andreas