Sonntag, 11. August 2019

Bau einer J-Antenne für 10m

Für den Portabelbetrieb wollte ich noch eine einfache Vertikalantenne für 10 m ohne Radials haben. So eine Antenne lässt sich sehr einfach und schnell an einem vorhandenen GFK-Mast hochziehen. Mein Wahl fiel auf die J-Antenne.

Die Strahlerlänge beträgt 2 mal Lambda Viertel und die Länges des Anpassungsrohr Lambda Viertel. Wenn das Anpassungsrohr als Koax-Stub ausgeführt wird, beträgt die Länge des Anpassungsrohres Lambda Viertel mal  Verkürzungsfaktor des verwendeten Koaxkabels. Der Einspeisepunkt in cm berechnet sich aus 436 / Frequenz in MHz. Keine Ahnung wie diese Formel zustande kommt. Das habe ich so im Internet gefunden.

Für meine Antenne ergeben sich folgende Abmessungen.


Ich habe die Antenne aus Koaxkabel RG 213 U gebaut und nach der Länge B (165cm) die schwarze Isolierung und das Kupfergeflecht entfernt. 
Zum Entfernen der Isolierung die Isolierung mit einem Teppichmesser ringsherum einschneiden und dann die Isolierung der Länge nach einschneiden. Dabei nicht zu fest drücken, sodass das Geflecht noch heile bleibt. Danach lässt sich die Isolierung leicht abziehen.
Anschließend wird das Geflecht mit einer Schere am Ende des "Anpassrohr" abgeschnitten. Um das Geflecht vom Dielektrikum zu schieben, muss man es einmal auf der gesamten Länge zusammenschieben. Dabei vergrößert sich der Durchmesser des Geflechts und das Geflecht lässt sich kinderleicht von dem Dielektrikum schieben.
Am Fuß wird die Seele mit dem Mantel kurzgeschlossen. Die Einspeisung erfolgt bei ca. 15cm.

Ich habe es so gemacht (siehe Bild). 




Nach dem dritten Schritt fehlt noch ein Foto. In dem Schritt habe ich eine Kupferfolie um das Kabel gewickelt und mit den anderen Geflechten verlötet.


Aufgerollt sind die fertige Antenne so aus.



Mit den oben verwendeten Abmessungen ergibt sich die beste Stehwelle bei ca. 29,1 MHz. Ich wollte das Optimum etwas tiefer in der Frequenz haben, aber da ist es auch in Ordnung.


Entschuldigung für die Spiegelung, aber an dem Tag hat die Sonne geschienen und ich habe es nicht geschafft die Reflexionen zu verhindern.


Der Testbetrieb war ein voller Erfolg und ich konnte das erste Mal alle Teilnehmer der 10m-Sonntags-Runde auf 28,555 MHz hören und erreichen.



😀



.


Mittwoch, 31. Juli 2019

Meine Erfahrungen mit dem NanoVNA

Da ich gelegentlich mal eine Antenne baue und die auch komfortabel abstimmen möchte, habe ich mit einen NanoVNA zugelegt.

Mir ist bewusst, dass es kein professionelles Gerät ist und die Messgenauigkeit vermutlich auch nicht die beste ist. Mir geht es bei der Verwendung des Gerätes die optimale Einstellung zu finden, nicht aber darum einen exakten Messwert zu ermitteln und für die wenigen Messungen im Jahr lohnt sich kein 500 EUR-Messgerät für mich.

Gekauft habe ich das Teil bei ebay für ca. 50 EUR. Ich habe damit gerechnet, dass das Gerät aus China kommt (Artikelstandort war China), aber es kam dann doch aus Deutschland, sodass ich keine Einfuhrumsatzsteuer bezahlen musste.





Das Gerät kam mit zwei Kabeln, Kalibrierungselementen und einem Verbindungsstück in einer Plastikschatulle.

So sieht das Gerät aus.





Damit das Messgerät inklusive Zubehör komfortabel transportiert werden kann, habe ich bei Tedi für 4 EUR eine kleine Holzkiste gekauft und diese lackiert.




Der Holzgriff stammt aus dem Baumarkt und hat ebenfalls 4 EUR (!) gekostet. 
Von innen wurde sie mit etwas Stoff ausgekleidet.



Außerdem habe ich ein paar Adapterkabel gelötet, die ich garantiert bei dem Einsatz des NanoVNA benötigen werde. 
Es sind:

  • SMA auf BNC-Buchse 2x
  • SMA auf PL-Buchse
  • SMA auf N-Buchse



Der NanoVNA ist an allen vier Seiten offen. Dies bedeutet, dass sich sehr leicht Fremdkörper, die überall lauern, in den NanoVNA verirren können. 





Dieses möchte ich nicht und deswegen habe ich mir einen kleinen Rahmen aus 3mm Balsa (Restbestände aus Modellbauzeiten) gebaut. Hierfür habe ich mir eine kleine Skizze gemacht.





Den Rahmen habe ich schwarz gestrichen und am NanoVNA zusammen geklebt. Der An- / Ausschalter ist jetzt nur noch mit einem Hilfsmittel erreichbar. 



Ich habe mir hierfür eine kleine Bambusstricknadel zurecht geschliffen und die andere Seite kugelförmig geschliffen für die Nutzung als Stylus / Eingabestift für die Bildschirmtastatur.




Inbetriebnahme


Nun waren alle Vorbereitungen getroffen um das Gerät in Betrieb zu nehmen. Ich habe den NanoVNA erstmal am USB-Anschluss meines Notebooks aufgeladen. Während des Ladevorgangs habe ich mich mit dem englischen Handbuch, dass ich nach der Bestellung als Download zur Verfügung gestellt bekommen habe, beschäftigt. Das Handbuch ist so grottenschlecht, dass ich mir relevante Teile erstmal übersetzt habe (im qrpforum gibt es auch eine übersetzte Anleitung).
Mein NanoVNA war bei Auslieferung mit der 50kHz-900MHz Firmware bestückt, sodass ich die Firmware nicht neu einspielen musste.


Kalibrierung


Zuerst musste eine Kalbrierung durchgeführt werden. Wenn man die englische Anleitung 1 bis 2 mal durchliest, kann man schon erraten, wie die Kalibrierung durch geführt wird.
Wenn man das Menü  CAL → CALIBRATE aufruft, wird man nach dem Antippen von OPEN durch die Kalibrierung geführt indem der nächste Schritt grün hervorgehoben wird.


Vor dem Antippen von OPEN, SHORT, usw. muss das entsprechende Kalibrierelement an CH0 angeschraubt werden.



Zum Schluss sollte man die Kalibrierungsdaten in Speicher 0 speichern. Speicher 0 ist der Speicher, der beim Gerätestart ausgelesen und verwendet wird.


Erste Messung


Kurven auf dem NanoVNA, die mich zurzeit nicht interessieren habe ich im Menü Trace ausgeschaltet.
Als erstes Messobjekt kam ein selbstgebauter 70cm Sperrtopf zum Einsatz.



Zuerst habe ich im Menü STIMULUS die Start- und Ende-Frequenz eingestellt. Wenn nach Aufruf von START die Frequenz angezeigt wird, kann man die Bildschirmtastatur aufrufen wenn man in die Zeile am rechten Bildschirmrand tippt.

Wenn man die Antenne anschließt, wird einem dann auch gleich das Ergebnis angezeigt. Für CH0 hatte ich SWR und das Smith-Diagramm aktiviert.



Der Multifunktionsschalter ist nicht der Hit. Gelegentlich hakt der fest und man muss ihn lösen. Dies war auch schon so als ich noch keinen Rahmen um den VNA gebaut habe. Ich benutze weitestgehend die Menüs und die Soft-Tastatur. Nur zum Verschieben des Markers nehme ich den Multifunktionsschalter.

Auch die Frequenzeinstellungen kann man sich in einen der 5 Speicher ablegen, wobei Speicher 0 beim Start geladen wird. Deswegen sollte man dort den am häufigsten genutzten Einstellungen ablegen.


Menü

Ich habe die Menüstruktur etwas übersichtlicher dargestellt als im Handbuch. Ich denke die Darstellung ist selbsterklärend.






PC-Software

Als ich den NanoVNA mit dem mitgelieferten USB-Kabel anschloss, passierte bei mir nichts, weil das Kabel nur ein Ladekabel ist.
Ich habe dann das Kabel von meinem Smartphone genommen. Sofort wurde das Gerät unter Windows 10 erkannt und der Treiber "Serielles USB-Gerät" (oder so ähnlich) installiert.

Mit der nanovna.exe konnte ich nach der richtigen Konfiguration des COM-Ports und anschließendem Verbinden trotzdem keine Daten vom VNA lesen. Auch die Anzeige des Geräts zeigte nach dem Leseversuch keine plausiblen Werte an.

Mein Gerät hat da wohl eine Macke, aber ich werde es sowieso fast nur portabel einsetzen.

Nach dem Aus und Anschalten war dann die Anzeige auf dem VNA wieder in Ordnung. 






.