Hallo FPV- Antennen Experten,
Das Thema Antennenlänge wurde hier im Forum schon ausgiebig behandelt. Es kursieren deshalb auch veschiedene Ansichten über die optimale Antennenlänge von 2 bis zu 4 Metern. Heute nachmittag habe ich dazu Messungen durchgeführt.
Als Ergebnis komme ich auf eine optimale Gesamtlänge (incl. Länge der Originalantenne, bei mir = 92 cm für ACT Empgänger DSL-6) von ca. 2 bis 3m.
Genauere Messungen werde ich in nächste Zeit noch durchführen, dies sind die ersten Auswertungen.
gesamte Ant.-Drahtlänge (cm) Spg Pin12 (mV) dbuV rel
92 1070 0
192 1200 5,2
292 1220 6
392 1120 2
492 1150 3,2
592 1190 4,8
Eine Länge von 4m bringt also nur einen Gewinn von 2 dB und ist damit deutlich ungünstiger als eine Länge zwischen 2 bis 3m. Auch wenn man noch einen Gewinn von 2dB hat bei 4m, gegenüber ohne Verlängerung, so scheint es bereits in einem Minimum zu liegen und ist ungünstiger als bei 2-3m.
Die Längenangabe passt jedoch nicht zu den auch im Forum eschriebenen Lamda Wellenlängenangaben, werdet Ihr antworten. Meine Messungen habe ich durchgeführt bei Kanal 75 = 35,150 MHz, dies entspricht einer Wellenlänge von 8,53 m.
Karl Rothammel (Antennbuch S. 25) weist in seinem Buch auf das Thema Antennelänge hin und damit lässt sich auch die Diskrepanz erklären.
" Die elektrische und mechanische Längen einer Abntenne sind nur dann gleich, wenn es gelänge, den Antennenleiter unendlich dünn zu machen. Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Schwingungen auf einem Draht oder Metallrohr ist etwas geringer als die Lichtgewschindigkeit. Kapazitive Einflüsse, besonders an den Antennenenden wirken wie eine Antennenverlängerung. Die wirkliche Antennen-/Strahlerlänge (also die mechanische Länge gegenüber der elektrischen Länge muss um einiges verkürzt (Verkürzungsfaktor ) werden. Dieser Verkürzungsfaktor ist in der Praxis kaum exakt zu bestimmen, da er durch Erdverhätlnisse, Antennenhöhe, und Umgebung beeinflusst wird. Bei 35MHz spielt der Schlankheitsgrad (lamda/d= Wellenlänge/ Drahtdurchmesser der Antenne) des Strahlers bzw. (der Antenne) noch keine nennenswerte Rolle"
Zusätzlich kommt noch die Anpassung am Antenneneingang des Empfängers. Alles zusammen führt dazu, daß die wirkliche Antennen-/Strahlerlänge (also die mechanische Länge gegenüber der elektrischen Länge um einiges verkürzt werden muss.
Um trotz der beschriebenen Problematik einen Hinweis über die optimale Antennenlänge zu bekommen, habe ich folgende Messanordnung aufgebaut.
Als Empfänger habe ich einen ACT DSL-6 Empfänger benutzt. Dieser hat einen Empfänger IC von New Japan Radio limited Typ NJM2591. Im Forum wurden davon schon Bilder in der Platine des Empfängers gezeigt. An Pin 12 des ICs liegt das RSSI (Radio signal strength) Signal als Spannung vor. Über einen 100kOhm Widerstand habe ich diese Gleichspannung ausgekoppelt u. zusätzlich den Auskoppelpunkt mit 1uF gegen Masse abgeblockt.
Mittels der RSSI Spannung hat man ein relatives Maß für die eingekoppelte Antennenspannung. Je mehr die Antenne von der vom Sender abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung einfängt, desto größer ist die RSSI Gleichspannung.
Im vorliegenden Fall betrug diese RSSI Spannung
Sender TX Status RSSI Spannung
ausgeschaltet 700mV dies ist die Rauschgrenze, am Boden liegt die bei
ca. 440m bei dieser Antennenanordnung
eingeschaltet & neben Empfänger 1670mV
330m entfernt 809mV (Messbedingung: Sendeantenne voll ausgezogen ca. 30° Winkel zur Erdebene, Pult-Höhe ca. 70cm; Ausrichtung nach Osten; Empfangsantenne (RX) horizontal ausgerichtet ebenfalls Richtung Osten, Abstand zu Boden ca. 130 cm; RX Antenne auf Balsastab 1x1x100 cm gebunden). Sende- u. Empfangsantenne waren bei dieser Messung also parallel ausgerichtet. Wurde die gesamte RX-Anordnung bei 330m incl. Antenne um 360° gedreht, so bekam man
sogar an einigen Punkten einen Antenngewinn von bis ca. 3-4 dB. Beträchtlich war jedoch der Antennengewinn, wenn man die Antennen senkrecht gestellt hat mit bis zu 9dB. Statt 809mV konnte ich bei senkrechter Stellung 1050mV messen. Bei senkrechter Stellung der Antenne könnte ich bis auf ca. 530 m Abstand gehen und würde damit gleiche RSSI Spannung bekommen.
Die Messung der Antennenlänge habe ich dann bei 128m Abstand Sender zu Empfänger durchgeführt. Da ist man schon bei einem vielfachen der Wellenlänge u. aus dem Nahfeld der Sendeantenne, außerdem ist man ca. in der Mitte des Dynamikbereiches des Empfänger ICs. Als Drahtverlängerung habe ich Kupferlackdraht 0,25 mm benutzt. Dieser wurde auf einen 8mm Plexiglasstab aufgewickelt und das offene Ende mit der Originalantenne mittels passenden Steckverbinder verbunden. Da der Draht aufgewickelt ist, hat er einen minimalen Einfluß auf die RSSI Spannung (ca. < 1 dB). Der Draht wurde von einem Helfer abgewickelt u. wieder aufgewickelt, während dessen beobachtete und notierte ich die
Änderung der RSSI-Spannung. Das ganze war reproduzierbar u. ausreichend genau.
Eine optmale Antenne zumindest für den ACT DSL-6 hat also ca. 2...3m Länge und sollte möglichst senkrecht montiert werden, damit hätte man den höchsten Gewinn u. die höchste Reichweite. Etwas abhängig dürfte die Antennen-Länge bei verschiedenen Empfängern u. deren interner Anspassung sein. Große Abweichungeen erwarte ich jedoch nicht.
Auf Wunsch kann ich auch Bilder der Messanordungen rein stellen. Die Tabellen sind hier etwas unleserlich geworden, ich hoffe trotzdem, daß ihr damit zurecht kommt.
Viel Spass beim Experimentieren mit der Antennenlänge wünscht Euch
Joe
Das Thema Antennenlänge wurde hier im Forum schon ausgiebig behandelt. Es kursieren deshalb auch veschiedene Ansichten über die optimale Antennenlänge von 2 bis zu 4 Metern. Heute nachmittag habe ich dazu Messungen durchgeführt.
Als Ergebnis komme ich auf eine optimale Gesamtlänge (incl. Länge der Originalantenne, bei mir = 92 cm für ACT Empgänger DSL-6) von ca. 2 bis 3m.
Genauere Messungen werde ich in nächste Zeit noch durchführen, dies sind die ersten Auswertungen.
gesamte Ant.-Drahtlänge (cm) Spg Pin12 (mV) dbuV rel
92 1070 0
192 1200 5,2
292 1220 6
392 1120 2
492 1150 3,2
592 1190 4,8
Eine Länge von 4m bringt also nur einen Gewinn von 2 dB und ist damit deutlich ungünstiger als eine Länge zwischen 2 bis 3m. Auch wenn man noch einen Gewinn von 2dB hat bei 4m, gegenüber ohne Verlängerung, so scheint es bereits in einem Minimum zu liegen und ist ungünstiger als bei 2-3m.
Die Längenangabe passt jedoch nicht zu den auch im Forum eschriebenen Lamda Wellenlängenangaben, werdet Ihr antworten. Meine Messungen habe ich durchgeführt bei Kanal 75 = 35,150 MHz, dies entspricht einer Wellenlänge von 8,53 m.
Karl Rothammel (Antennbuch S. 25) weist in seinem Buch auf das Thema Antennelänge hin und damit lässt sich auch die Diskrepanz erklären.
" Die elektrische und mechanische Längen einer Abntenne sind nur dann gleich, wenn es gelänge, den Antennenleiter unendlich dünn zu machen. Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Schwingungen auf einem Draht oder Metallrohr ist etwas geringer als die Lichtgewschindigkeit. Kapazitive Einflüsse, besonders an den Antennenenden wirken wie eine Antennenverlängerung. Die wirkliche Antennen-/Strahlerlänge (also die mechanische Länge gegenüber der elektrischen Länge muss um einiges verkürzt (Verkürzungsfaktor ) werden. Dieser Verkürzungsfaktor ist in der Praxis kaum exakt zu bestimmen, da er durch Erdverhätlnisse, Antennenhöhe, und Umgebung beeinflusst wird. Bei 35MHz spielt der Schlankheitsgrad (lamda/d= Wellenlänge/ Drahtdurchmesser der Antenne) des Strahlers bzw. (der Antenne) noch keine nennenswerte Rolle"
Zusätzlich kommt noch die Anpassung am Antenneneingang des Empfängers. Alles zusammen führt dazu, daß die wirkliche Antennen-/Strahlerlänge (also die mechanische Länge gegenüber der elektrischen Länge um einiges verkürzt werden muss.
Um trotz der beschriebenen Problematik einen Hinweis über die optimale Antennenlänge zu bekommen, habe ich folgende Messanordnung aufgebaut.
Als Empfänger habe ich einen ACT DSL-6 Empfänger benutzt. Dieser hat einen Empfänger IC von New Japan Radio limited Typ NJM2591. Im Forum wurden davon schon Bilder in der Platine des Empfängers gezeigt. An Pin 12 des ICs liegt das RSSI (Radio signal strength) Signal als Spannung vor. Über einen 100kOhm Widerstand habe ich diese Gleichspannung ausgekoppelt u. zusätzlich den Auskoppelpunkt mit 1uF gegen Masse abgeblockt.
Mittels der RSSI Spannung hat man ein relatives Maß für die eingekoppelte Antennenspannung. Je mehr die Antenne von der vom Sender abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung einfängt, desto größer ist die RSSI Gleichspannung.
Im vorliegenden Fall betrug diese RSSI Spannung
Sender TX Status RSSI Spannung
ausgeschaltet 700mV dies ist die Rauschgrenze, am Boden liegt die bei
ca. 440m bei dieser Antennenanordnung
eingeschaltet & neben Empfänger 1670mV
330m entfernt 809mV (Messbedingung: Sendeantenne voll ausgezogen ca. 30° Winkel zur Erdebene, Pult-Höhe ca. 70cm; Ausrichtung nach Osten; Empfangsantenne (RX) horizontal ausgerichtet ebenfalls Richtung Osten, Abstand zu Boden ca. 130 cm; RX Antenne auf Balsastab 1x1x100 cm gebunden). Sende- u. Empfangsantenne waren bei dieser Messung also parallel ausgerichtet. Wurde die gesamte RX-Anordnung bei 330m incl. Antenne um 360° gedreht, so bekam man
sogar an einigen Punkten einen Antenngewinn von bis ca. 3-4 dB. Beträchtlich war jedoch der Antennengewinn, wenn man die Antennen senkrecht gestellt hat mit bis zu 9dB. Statt 809mV konnte ich bei senkrechter Stellung 1050mV messen. Bei senkrechter Stellung der Antenne könnte ich bis auf ca. 530 m Abstand gehen und würde damit gleiche RSSI Spannung bekommen.
Die Messung der Antennenlänge habe ich dann bei 128m Abstand Sender zu Empfänger durchgeführt. Da ist man schon bei einem vielfachen der Wellenlänge u. aus dem Nahfeld der Sendeantenne, außerdem ist man ca. in der Mitte des Dynamikbereiches des Empfänger ICs. Als Drahtverlängerung habe ich Kupferlackdraht 0,25 mm benutzt. Dieser wurde auf einen 8mm Plexiglasstab aufgewickelt und das offene Ende mit der Originalantenne mittels passenden Steckverbinder verbunden. Da der Draht aufgewickelt ist, hat er einen minimalen Einfluß auf die RSSI Spannung (ca. < 1 dB). Der Draht wurde von einem Helfer abgewickelt u. wieder aufgewickelt, während dessen beobachtete und notierte ich die
Änderung der RSSI-Spannung. Das ganze war reproduzierbar u. ausreichend genau.
Eine optmale Antenne zumindest für den ACT DSL-6 hat also ca. 2...3m Länge und sollte möglichst senkrecht montiert werden, damit hätte man den höchsten Gewinn u. die höchste Reichweite. Etwas abhängig dürfte die Antennen-Länge bei verschiedenen Empfängern u. deren interner Anspassung sein. Große Abweichungeen erwarte ich jedoch nicht.
Auf Wunsch kann ich auch Bilder der Messanordungen rein stellen. Die Tabellen sind hier etwas unleserlich geworden, ich hoffe trotzdem, daß ihr damit zurecht kommt.
Viel Spass beim Experimentieren mit der Antennenlänge wünscht Euch
Joe
