Länge und Bogenform von zirkular polarisierten Antennen-"Blättern"

[nils1982ks]

Hallo,

wollte gestern Abend mal eine SPW Antenne für 2.4 GHz bauen. Natürlich sollte es möglichst genau werden, als Anleitung wollte ich diese bekannte Quelle nutzen:
http://www.rcexplorer.se/page14/CPantennas/SPW/SPW.html

Also Werte die für 2460 MHz eingegeben und ich erhielt, dass der Draht eine Gesamtlänge von 124.81 mm haben soll und ich bei 31.20 mm um 90° abwinkeln soll. Anschließend soll so gebogen werden, dass die 90° erhalten bleiben und der dritte Winkel 105° haben soll. Da blieb für mich noch die Frage offen, welche Form wohl der Bogen haben soll?

Wenn die 90° erhalten bleiben sollen, dann wäre ein Kreisbogen wohl eine naheliegende Idee, oder? Die verbleibende Länge von (124.81-2*31.20) mm würde aber einen Radius von 34.06 mm erfordern. Also muss es sich wohl um eine andere handeln, aber welche? Gibt es da eine Vorlage für die Form oder bin ich nur zu dumm?

Wie habt ihr das gemacht? Es gibt ja auch eine Menge, die Berechnungen zu diesen Antennen anstellen, da muss doch auch die Bogenform wohl definiert sein.

Viele Grüße
Nils

 

[Mabuse]

Hallo Nils

Ich bin ja auch kein Antennenexperte, möchte mir aber auch meine Antenne selber bauen. Was mir aufgefallen ist, warum gibst du 2.4 GHz als 2460 MHz an? Auf diversen Seiten wird mit 1000 multipliziert. Sind deine Angaben genauer???
Denn bei 2400 MHz würden dann nicht eine Drahtlänge von 124.81 mm sondern 127.926 rauskommen. Aber wie gesagt, ich bin auch kein Experte.

Gruß Günter

 

[nils1982ks]

Hallo Günter,

das war einfach der Kanal den ich nutzen wollte im 2.4 GHz Band. Vielleicht findet sich ja doch noch einer, der was zur "richtigen" Bogenbiegung sagen kann

Viele Grüße
Nils

 

[Mabuse]

Hallo Nils

Ok, Danke
Ich möchte meine Antennen auch selber bauen, aber im 5,8 GHz Band.
Nun hat der Sender 7 Kanäle (5740,5760,5780,5800,5820,5840,5860 MHz), würde das bedeuten, ich brauche für jeden Kanal eine Antenne? Die Längen ändern sich ja lt. deines Links (von 53.5mm bis 52.3mm) oder ist diese Differenz egal? Wobei ich das gerade als sehr klein empfinde, kann das stimmen?

Ich habe mir eine Rolle 0,8 Schweissdraht besorgt, damit kann ich die nächsten 108 Jahre täglich mehrere Antennen bauen

Günter

 

[nils1982ks]

Hallo,

soweit ich das weiß, sollte es keinen großen Unterschied machen, für welchen Kanal du bauen willst. Einfach die Länge der Mitte wählen und möglichst exakt arbeiten, dann sollte es passen. Besser ist es aber, wenn du die Abstimmung mittels Richtkopplers prüfst, ansonsten im langen Thread mal fragen, da werde ich auch meine Frage nochmal äußern.

Viele Grüße
Nils

 

[MatthiasC]

Hallo zusammen

Ich kenne den Rechner für die Drahtlänge bei RCExplorer auch. Leider stimmen die Angaben die der Rechner ausgibt überhaupt nicht. Die Längen sind grundsätzlich immer zu kurz.

Ich habe viele Antennen gebaut mit den dort aufgeführten Drahtlängen und die waren meistens zwischen 100 und 150 Mhz zu hoch resonant. Erst als ich angefangen habe selbst zu experimentieren, konnte ich die Drahtlängen so wählen, dass ich meine Wunschfrequenz + / - ein paar Mhz getroffen habe. Das ganze wurde professionell vermessen und nicht mit einem Self-made SWR Meter Richtkoppler (Vf / Vr Messungen).

Zudem musste ich auch leider feststellen, dass der Eigenbau SWR Meter von IBCrazy (exakt die selben Komponenten, welche er Benutzt) leider auch alles andere als exakte Werte Anzeigt.

Man kann daraus zwar schliessen, dass die Antenne brauchbar ist oder nicht, aber den SWR Wert genau bestimmten ist mir im vergleich zur Profi-Messung noch nie gelungen. Zudem ist der SWR Wert alleine auch nicht aussagekräftig genug.


Gruss Matthias

Hallo,

soweit ich das weiß, sollte es keinen großen Unterschied machen, für welchen Kanal du bauen willst. Einfach die Länge der Mitte wählen und möglichst exakt arbeiten, dann sollte es passen. Besser ist es aber, wenn du die Abstimmung mittels Richtkopplers prüfst, ansonsten im langen Thread mal fragen, da werde ich auch meine Frage nochmal äußern.

Viele Grüße
Nils

 

[Andi]

zu kurz ? ich würde eher sagen zu lang.
WunschFrequenz ; Mit der richtigen Länge 46,5mm pro Bogen stumpf angelötet bei 5,8GHz hat der SWR der Antenne ein sehr flachen verlauf über alle für uns in Frage kommenden Kanäle.
Abstimmen auf ein Kanal ist völliger nonsens da dass Urdesign der Antenne schon extrem Breitbandig ist ,das macht nur minimalst was aus.

Andi

Hallo zusammen

Ich kenne den Rechner für die Drahtlänge bei RCExplorer auch. Leider stimmen die Angaben die der Rechner ausgibt überhaupt nicht. Die Längen sind grundsätzlich immer zu kurz. ????

Ich habe viele Antennen gebaut mit den dort aufgeführten Drahtlängen und die waren meistens zwischen 100 und 150 Mhz zu hoch resonant. Erst als ich angefangen habe selbst zu experimentieren, konnte ich die Drahtlängen so wählen, dass ich meine Wunschfrequenz + / - ein paar Mhz getroffen habe. Das ganze wurde professionell vermessen und nicht mit einem Self-made SWR Meter Richtkoppler (Vf / Vr Messungen).

Zudem musste ich auch leider feststellen, dass der Eigenbau SWR Meter von IBCrazy (exakt die selben Komponenten, welche er Benutzt) leider auch alles andere als exakte Werte Anzeigt.

Man kann daraus zwar schliessen, dass die Antenne brauchbar ist oder nicht, aber den SWR Wert genau bestimmten ist mir im vergleich zur Profi-Messung noch nie gelungen. Zudem ist der SWR Wert alleine auch nicht aussagekräftig genug.


Gruss Matthias

 

[MatthiasC]

Abstimmen auf ein Kanal ist völliger nonsens da dass Urdesign der Antenne schon extrem Breitbandig ist ,das macht nur minimalst was aus.

Sorry Andi.... Ich bin zwar kein Profi, aber damit bin ich überhaupt nicht einverstanden. Ich habe diverse Antennen getestet und auch richtig vermessen lassen. Es ist ein sehr spürbarer unterschied, ob die Antenne auf dem Gewählten Kanal (z.B. 2470 Mhz) resonant ist oder auf auf 2390 Mhz.

Wirklich gute Resultate erziele ich erst, seit ich mit Antennen fliege, welche auf genau dem Kanal passend sind, mit welchem ich auch fliege.

Sieh Dir mal dieses Diagramm an:

Du siehst, dass diese Antenne bei ca. 2476 Mhz in etwa resonant ist. Bei 2390 Mhz (z.B. Lawmate Kanal 6) ist man bereits auf -30dbm.


Da es für viele (mich teilweise eingeschlossen) schon nur eine Kunst ist, die Bandmitte zu treffen, kannst Du Dir sicher vorstellen was es heisst, wenn eine Antenne z.B. bei 2600 oder 2200 Mhz die Bandmitte hat und jemand mit 2420 Mhz fliegt. Das sind dann noch vieleicht 60-70% wenn überhaupt als wenn die Frequenz stimmen würde.

zu kurz ? ich würde eher sagen zu lang

Gut ich weiss nicht, was der Rechner beim 5.8 Ghz Band ausgibt aber beim 2,4 Ghz Band sind die Längenangaben meiner Meinung nach zu kurz.

Ich habe die neuen Antenne alle ca. 1.5 - 2.5mm länger gemacht als der Rechner ausgegeben hat. Erst damit konnte ich die gewünschte Frequenz treffen.


Gruss Matthias

 

[chipsundgrips]

@MatthiasC
Sehr guter Beitrag, Matthias, der mal klarstellt,was von diesen diversen Antennen-Bauanleitungen und VSWR DIY Messungen zu halten ist...und wie sich das am Analyzer dann darstellt. Der Einfluss von Drahtdicke, Material und Verkürzungsfaktoren kommt da meistens "zu kurz" ;_))

PeteR

 

[Andi]

ich hab auch schon viele gebaut gemessen und messen lassen ,und dabei ist eine auf 5800Mhz resonate Antenne auch bei 5720MHz noch recht gut.Sicherlich ist bei 5.8 GHz(in diesem Beispiel) das beste Ergebniss zu erzielen im praxisbetrieb ist aber zu 5,72GHZ nur ein geringer Vorteil zu beobachten .
Und ich treffe die Bandmitte sehr genau wenn ich mir die Zeit dazu nehme.
Andi

Sorry Andi.... Ich bin zwar kein Profi, aber damit bin ich überhaupt nicht einverstanden. Ich habe diverse Antennen getestet und auch richtig vermessen lassen. Es ist ein sehr spürbarer unterschied, ob die Antenne auf dem Gewählten Kanal (z.B. 2470 Mhz) resonant ist oder auf auf 2390 Mhz.

Wirklich gute Resultate erziele ich erst, seit ich mit Antennen fliege, welche auf genau dem Kanal passend sind, mit welchem ich auch fliege.

Sieh Dir mal dieses Diagramm an:

Du siehst, dass diese Antenne bei ca. 2476 Mhz in etwa resonant ist. Bei 2390 Mhz (z.B. Lawmate Kanal 6) ist man bereits auf -30dbm.


Da es für viele (mich teilweise eingeschlossen) schon nur eine Kunst ist, die Bandmitte zu treffen, kannst Du Dir sicher vorstellen was es heisst, wenn eine Antenne z.B. bei 2600 oder 2200 Mhz die Bandmitte hat und jemand mit 2420 Mhz fliegt. Das sind dann noch vieleicht 60-70% wenn überhaupt als wenn die Frequenz stimmen würde.




Gut ich weiss nicht, was der Rechner beim 5.8 Ghz Band ausgibt aber beim 2,4 Ghz Band sind die Längenangaben meiner Meinung nach zu kurz.

Ich habe die neuen Antenne alle ca. 1.5 - 2.5mm länger gemacht als der Rechner ausgegeben hat. Erst damit konnte ich die gewünschte Frequenz treffen.


Gruss Matthias

 

[MatthiasC]

@PeteR
Freut mich, dass es Dir gefällt. Was eben auch noch sehr entäuschend ist, dass dieser DIY SWR Meter von IBCrazy bis jetzt praktisch immer ebenfalls um ca. 50-100Mhz die resonanzfrequenz verfehlt halt.

Eine Antenne welche auf dem DIY selbstbau SWR-Meter bei 2470 Mhz einen Reflected Power (Vr) von z.B. 0.019 V angibt und somit einen beispielsweise einen SWR Wert von 1.015 hat, zeigt bei einer professionellen Messung ganz andere Werte.
Die besagte Antenne war dann bei 2381 Mhz resonant bei -40dbm.

Also ich gebe nichts mehr auf diese "Messungen" von solchen gebastelten Messgeräten.


@Andi
Ja das mag sein. Aber ich gebe mich halt mit sowas nicht zufrieden Ich persönlich finde schon, dass es einen spürbaren Unterschied macht. Der Praxistest hats gezeigt. Und auch in der Theorie - Bei 80 Mhz Abweichung hast Du je nach dem halt nur noch 70-80% der Antenne.

Aber da spielen soviele Dinge eine Rolle wie Drahtdicke, güte des Materials, wieviel Lötzinn Du verwendest, welches Material Du zum festkleben benutzt... Geschweige denn von der Geometrie....

Phu... Ich glaube ich muss wiedermal ein paar Antennen bauen


Gruss Matthias

 

[Andi]

Hi Matthias ,

kenn ich alles , hab insgesamt min. 30 Stück nur zum Testen gebaut,und je nachdem wie man baut bekommt man ein sehr flachen Verlauf des SWR. In der Praxis wurde dann im 5-10 Minutentakt gewechselt und verglichen/aufgezeichnet.
Habe mir Montagemittel gebaut , so wird jeder Draht auf +/- 2/100genau abgelängt und auf +/- 1-2/10 genau positioniert zum Löten. So sind die meisten nach dem Löten schon recht gut , danach wird noch korrigiert so das die Resonanz genau auf 5,8 GhZ in meinen Fall steht und fertig .Gemessen mit HP/Agilent HF Powermeter mit Richtkoppler und Meßkopf bis 0,0001mW.
So hat meine Antenne bei 5,8GHz ca. 0,0005mW Reflected Power und bei 5,72GHz 0,0035mW.
In der Praxis macht das max. 5% Reichweite aus und im Normalfall kommt man mit 25mW bei 5,8GhZ 1000m weit manchmal auch nur 700-800m aber auch mal 1200-1300 bei sehr sehr gutem Wetter.
1000m Testflug
http://www.youtube.com/watch?v=kxv_VM5eGu4

Andi

 

[MatthiasC]

Hallo Andi

Das Messgerät kenne ich leider nicht... Nur wie gesagt sagt der Vr alleine nicht wirklich alles aus! Eine Antenne mit Vr 0.00001V kann schlechter sein als eine Antenne mit Vr 0.15V. Frag mal Mulder.FBI, der hat das auch am eigenen Leibe Erfahren müssen mit Vergleich Selbstbau CL / Helix zu den professionell vermessenen Antennen vom Spanier und todibi. Da war der Vr bei den spanischen Antennen auch viel schlechter - die Resultate der Antenne aber besser als die selbstgebauten mit Vr nahe 0V...

Siehe hier:

So, heute war der Testflug. Angetreten sind eine eigenbau 10 Turn Helical, mit einer eigenbau SPW, beide getunt auf 0Vr. Der Gegner, eine Circular-Wireless 7Turn(0.230Vr gemessen) und eine SPW(0.060Vr) von todibi(Beschriftung im Bild ist falsch). TX/RX war jeweils ein 10mW Foxtech mit einem RC305.

Wie man sieht ist VSWR tuning alleine wohl nicht gerade die optimalste Sache Die Antenne mag dann zwar tatsächlich ein besseres SWR haben, das sagt aber natürlich erstmal nichts über den erzielten Gewinn aus. Ich werde aber auf jeden Fall noch ein wenig experimentieren. Besonders ein 6dbi Dämpfungsglied am TX und tunen über RSSI werde ich nochmal versuchen.

Gruss Matthias

 

[nils1982ks]

Hmm, was hab ich da nur losgetreten? Ich wollte doch nur wissen, welche Bogenform man wählen sollte. Das man anschließend noch mit der Gesamtlänge und der Längenverteilung auf Bogen und Schenkel spielen kann und dadurch optimiert, kann ich mir ja vorstellen, auch dass damit dann tolle Reichweiten möglich sind.

Die Frage war doch nur: welcher Form man wohl den Bogen annähert, wenn durch die das Verhältnis der Länge der Schenkel zum Bogen kein Kreis möglich ist?

Werde aber auch einfach ein paar Testaufbauten machen und die getestete Version gut dokumentieren, um die Beste zu vervielfältigen.

 

[Andi]

ist mir bekannt das der SWR ist nicht alles ist, kommt auch auf den Antenntyp an , bisher hat das aber ganz gut gepasst und meine waren min. ebenwürdig gegenüber anderen.
Bau auch manchmal eine kleine Teststrecke auf und messe mit dem Gerät die Empfangene Leistung, dann kann man sehen wie die Abstrahlung ist wenn die Antenne gedreht wird oder z.b. wie gut eine Antenne insgesamt abstrahlt.

http://www.home.agilent.com/agilent/product.jspx?nid=-536902449.0.00&cc=DE&lc=ger&pageMode=SC
Andi

 

[Andi]

Dann wird es halt ein etwas flacherer Bogen mit dem Radius außerhalb , oder geknickt so wie Heling es gemacht hat.sollte halt recht gleichmäßig sein da nur der Bogen strahlt.

Hmm, was hab ich da nur losgetreten? Ich wollte doch nur wissen, welche Bogenform man wählen sollte. Das man anschließend noch mit der Gesamtlänge und der Längenverteilung auf Bogen und Schenkel spielen kann und dadurch optimiert, kann ich mir ja vorstellen, auch dass damit dann tolle Reichweiten möglich sind.

Die Frage war doch nur: welcher Form man wohl den Bogen annähert, wenn durch die das Verhältnis der Länge der Schenkel zum Bogen kein Kreis möglich ist?

Werde aber auch einfach ein paar Testaufbauten machen und die getestete Version gut dokumentieren, um die Beste zu vervielfältigen.

 

[MatthiasC]

@Andi
Nils hat recht. Ich habe ursprünglich auch nur gesagt, dass ich mit Deiner Aussage nicht einverstanden bin, dass es "nosense" ist, eine Antenne auf einen genauen Kanal zu bauen und wollte auch sagen warum das meiner Meinung nach doch Sinn macht.

Nicht das Nils eine Information mitnimmt, welche nicht ganz korrekt ist.

Du musstest Dich auch nicht rechtfertigen - Dein Wissen in Ehren!


Gruss Matthias

 

[Andi]

ok , hab den Rest wohl aus die Augen verloren.
aber bei den Känalen bleib ich dabei

Andi

 

[nils1982ks]

Hallo,

also ich hab nun einfach den Bogen pi mal Daumen gemacht und nur darauf geachtet, dass die Winkel 90° bzw. 105° entsprechen. Die Länge wie bei RCexplorer und das war schon mal ganz gut, vielleicht noch etwas zu kurz. Das wird bei der nächsten geändert, das VSWR steigt aber nur sehr gering über die 4 Kanäle des Fatshark Senders. Gemessen mit 18dB Richtkoppler (D17I+) und Diode. Werde die Messung der Diode nochmal mit einer vernünftigen Leistungsmessung vergleichen, habe aber keine großen Zweifel.

Test im Flug kommt dann demnächst.

 

[nils1982ks]

Leider war es heute windig, also gleich noch eine versucht. Da die letzte etwas zu kurz war, wie auch Matthias bemerkte:

Ich kenne den Rechner für die Drahtlänge bei RCExplorer auch. Leider stimmen die Angaben die der Rechner ausgibt überhaupt nicht. Die Längen sind grundsätzlich immer zu kurz.

Ich habe viele Antennen gebaut mit den dort aufgeführten Drahtlängen und die waren meistens zwischen 100 und 150 Mhz zu hoch resonant. Erst als ich angefangen habe selbst zu experimentieren, konnte ich die Drahtlängen so wählen, dass ich meine Wunschfrequenz + / - ein paar Mhz getroffen habe. Das ganze wurde professionell vermessen und nicht mit einem Self-made SWR Meter Richtkoppler (Vf / Vr Messungen).

habe ich es mal mit einer etwas längeren versucht. Dabei war die Gesamtlänge knapp 126 mm, die gleiche relative Verlängerung habe ich auch für die Knickpunkte vorgenommen. Leider war das wohl schon zu viel des guten, und es sieht aus, als läge die Resonanz nun ziemlich genau bei der niedrigsten Frequenz des Senders (2.414 GHz) aber über alle Kanäle geht mehr als 98.5% der Leistung in die Antenne. Die nächste passt dann vielleicht noch etwas besser ;-)
Eine Verstimmung gegenüber der versprochenen Resonanz von 150 MHz konnte ich nicht sehen, vielleicht spielt auch eine Rolle, wie dicht man die "Blätter" am Kabel anbringt.

Viele Grüße
Nils