Posts tonen met het label Helical. Alle posts tonen
Posts tonen met het label Helical. Alle posts tonen

maandag 4 juli 2022

ADSN [ 92 : S band - Nieuwe Helical]

 Puntje één is van de lijst , een nieuwe helical.

Het is er één van ( biina ) 3 windingen en de S11 waarde ( Return Loss) ligt zeer goed !

Gemeten in de parabool heb ik -30 dB @ 2215 MHz en daar ben ik heel tevreden mee.

Spijtig genoeg heb ik vergeten de - 3dB waarden vergeten te noteren zodat ik de BB zou weten maar dat kan nog later.

Even aanhalen dat het echt wel nodig dit in het focuspunt van de parabool te meten , want de reflectie geeft invloed .

Ik doe de afregeling in huis met een kartonnen doos van 50 cm x 50 cm beplakt met alu-folie  in front voor mij . U ziet zo de waarden veranderen!

Uit diezelfde kartonnen doos had ik ook een koperen kram gehaald , die ik gebruikt heb om de helical af te regelen , het ging verbazend goed !

Met de kram te verplaatsen vanaf de connector en méér of minder naar het grondvlak te plooien kunt ge een goede afregeling krijgen.

Daarna vastsolderen.


Ik heb nog iet of wat blind,  een foto in het zonnelicht kunnen maken van de nanoVNA tijdens de metingen in de parabool

Dit zijn nog niet de beste waarden , want de cursor zit nog niet in het diepste punt , maar zelfs met deze waarden zou ik tevreden zijn.



Nu naar stap 2 , het filter , dat zal een ander paar mouwen zijn.

woensdag 1 juni 2022

OSCAR 100 [De helix opnieuw gemeten]

 Nadat de helix een hele poos werkloos lag in de junkbox en nadat deze opnieuw is geïnstalleerd , heb ik toch nog eens de moeite genomen om de VNA eraan te hangen.

Wel , er was zekers verbetering mogelijk.

Ik mat een reëel impedantie van ca 35 Ohms , niet echt de juiste waarde.

Door het meest horizontale deel van de eerste winding dichter bij het rooster te brengen kwam ik uiteindelijk aan de volgende waarden, ik heb ze genoteerd want er was door het sterke buitenlicht geen foto van te nemen:

F : 2400MHz

S11 : -22.6 dB ( RL)

R : 46.3 Ohms

L : 400pH

 

In deze tabel kunt ge omrekenen:

 

https://www.minicircuits.com/app/DG03-111.pdf 

 

of volgens deze online calculator 

https://www.everythingrf.com/rf-calculators/return-loss-to-vswr-calculator

geeft -22 dB een SWR van 1.17 en dit is de formule:


 

 

Het gaat dus over deze antenne

 


 en dit is er gebeurd




woensdag 3 november 2021

ADSN [ 83 : Nogmaals de helical antenne ]

 Ik zal dus een nieuwe helical antenne maken voor de 13 cm band en meer bepaalt ergens tussen 2200 en 2400 Mhz.

Centerfrequentie wordt dan 2300 MHz.

Er zijn on line calculators zoals van ON6JC , maar ik heb er nog een gevonden.


helical online calculator

 Deze heeft ook nog een andere aanpassing met een lambda op 4 stuk, zoals ik destijds in de jaren stilletjes ook eens gebruikt heb om de 23 cm ATV zender van Antwerpen te ontvangen met goed resultaat overings. Ik had toen wel niet de meetmogelijkheden die ik nu heb 


Ook op die site staat een prachtige animatie hoe het veld zich gedraagt in een helical antenne. De moeite waard om te bekijken.

Helical animatie .

 

En nog een filmpje

Helical filmpje 

 

Ik ben van plan om beide calculators eens hetzelfde laten berekenen en kijken wat dit doet.


Ook bestaat er nog een paper met formules om zelf te berekenen.Misschien waag ik mij daar ook nog eens aan.


De eerste on-line berekening van changpuak.



De draaddiameter is weer de remleiding van 4.7mm en die moet een buis hebben van ca 19 mm om de aanpassing te doen .

Wel ik heb hier een stuk koperbuis liggen van uitw. 22mm en ongeveer 19 mm inwendig . Dus dat moet al lukken.


De berekening volgens ON6JC




Hier zijn er voor en nadelen : Ik kan zelf mijn draaddiameter niet kiezen.

Ik kan wel mijn openingshoek kiezen die bij mijne parabool het best past.

Hiervoor moet ik de parameter " turn spacing " aanpassen.In hoever deze bijdraagt aan het circulaire deel van de afstraling , daar heb ik geen idee van.


Misschien doe ik wel een huwelijk van beide berekeningen met de lambda/4 aanpassing van de eerste met de uitvoering van de tweede.



zaterdag 19 december 2020

ADSN [ 42 : Helical 23 cm--> De bouw en metingen ]

Ik heb " snel" een prototype gebouwd volgens de berekeningen zoals hiervoor gepost. Ik heb lang nagedacht of ik de helical zou ondersteunen en ik heb het toch maar gedaan met een nylon stud.

Deze staat op ca een halve golflengte van het voedingspunt. Ik weet niet of dit een juiste keuze is of niet maar ik was een beetje genoodzaakt omdat de stud een ingegoten bout heeft en ik wou daar toch een eindje vanaf blijven .Na een halve spiraal zit je ongeveer ook een halve spoedstap boven de massa.

Het materiaal voor de helical zelf moest ca 4.6 mm diameter zijn en dat is al wat.

Dit zou kunnen met een electriciteitsdraad van 16mm² maar dat had ik niet en is ook niet zomaar in een bouwmarkt te vinden .

Omdat ik om een andere reden naar een auto-onderdelen winkel moest heb ik vandaar 4.75 mm remleiding meegebracht . Dit zijn dus dunne buisjes , stevig genoeg en toch met de hand plooibaar.

Hieronder een foto , genomen halfweg de montage.



De spiraalwindingen komen op de juiste afstand dmv een malletje uit een aluminium plaatje.

De jampot is mijn " doorn" om op te wikkelen . Neem wel een model dat enkele mm dunner is dan het uiteindelijk resultaat , want de spiraal heeft de neiging om zich wat te "ontplooien".

Het blik wordt mijn reflector en is al voorzien van de nodige gaten.

 


 

Eerste metingen in huis waren nogal verwarrend . Toen heb ik het opgesteld met een radiator die de parabool moest voorstellen ( reflecterend vlak), en toen kwam alles duidelijk .

Het verschuiven van de afstand gaf duidelijk andere waarden maar plausibel.

Toen heb ik de helical opgesteld even ver als hij in de parabool zou hangen en dat was veelbelovend.

Eénmaal in de parabool kreeg ik goeie waarden en na wat aan de helical te friemelen  had ik plots mooie waarden .

Ik had een driehoeksvaantje aangebracht aan het eerste kwart van de winding om deze af te regelen . Dit heeft echt wel impact maar ik moest het vaantje bijna helemaal rond het buisje aanplooien om dit mooi resultaat te krijgen .



Dit zijn de waarden . Een mooie dip op ca 1296 MHz met een reflectiecoëfficient

van - 36 dB ! Dit zijn héél mooie waarden . Ik hoop dat ze waar zijn .

En ja de VNA was eerst genormeerd met open , gesloten en afgesloten toestand.

Ook de lengte van de meetkabel is meegenomen in de normering ( zoals het moet !)


De imp komt héél dicht in de buurt van 50 Ohm met een beetje capacitieve load erbij. Het rode bolletje op de Smith kaart komt dicht bij het middelpunt .


Als ik nu nog mijn LNA vind kan ik beginnen testen .


PS: Blijkbaar is dit  mijn 500ste post!

maandag 14 december 2020

ADSN [ 40 : Helical 23 cm ]

 Zoiets moet het worden :


 

Met dezelfde uitgangsparameters als voor Oscar 100
 
Openingshoek op - 3dB van ca 77 °, komt ongeveer overeen met ca 136° bij -10dB
3 windingen.
 


woensdag 30 oktober 2019

OSCAR100 smalband [ 20 : Helical voor offset dish 80 cm + QSO ermee]

Nieuw helical ontwerp voor een offsetdish 80 cm ( 5 windingen , ca 40 mm diameter, ca 20 mm spoed)
Deze heeft mij wel wat kopzorgen opgeleverd.


Ik zocht ook een oplossing voor het doorlaten van de 10 GHz en het sperren en reflector voor 2.4 GHz,want Uplink en Downlink moeten in hetzelfde focuspunt liggen
Ik heb het opgelost door een raster te maken met genoeg maaswijdte voor 10GHz door te laten  en voldoende  om toch als reflector te dienen voor 2.4 Ghz. Op de foto de test of de 10GHz er nog doorkwam , en dat was het geval. Maaswijdte was ongeveer 12 mm.

De "filter" voor 10Ghz

 Daarna was de helical aan de beurt .

Helical voor Offset


Ook deze had ik voorzien van een afregelvaantje, maar ik kon langs geen kanten een afstemming krijgen en de QRG bleef altijd op dezelfde plaats .( deze was er in feite niet !). Hoe ik ook aan de helical frutselde , er was geen invloed merkbaar
Het vaantje bleek een te grote demping te geven . Ik heb deze verwijderd en plots bleek de antenne te werken en afregelbaar.


Reflectiedemping


-3dB punten


Er zijn meerdere goeie reflectie punten maar óók daar waar ik ze wil hebben .
- 20dB is een goeie waarde !


In het focuspunt

In werking


En het resultaat met 1 W in een 80 cm offsetdish





donderdag 26 september 2019

OSCAR100 smalband [ 14: Werking matching section Helical ]

Deze tekst wil ik jullie toch niet onthouden .
Het is weliswaar in het Engels maar geeft een beter inzicht wat het afregelvaantje doet.
De mosterd komt van :
g6lvb




Can you explain the matching section in more detail?

The matching section is the first quarter turn (not a quarter wavelength) of the helix. It is really a tapered microstrip transmission line, and not meant to radiate.

The theory goes like this: an 8mm wide piece of thin conductor, or ‘shim', mounted 1.6mm over a ground plane (the reflector in this case) with air dielectric has a 50 ohm impedance, and is frequency independent. A quarter turn later, it is 8mm higher (each turn is 32mm from its adjacent turn), giving a total distance from the ground plane of 9.6mm. The 8mm wide shim has an impedance of about 140 ohms at 9.6mm, which is the characteristic impedance of an axial mode helix.

For want of a better description, it is fabricated like a helter-skelter, soldered to the underside of the copper wire.

For an accurate match, the 1.6mm distance (use some standard 1.6mm PCB as a gauge) and the 8mm shim width are the most critical dimensions, followed by the 9.6mm distance which you can easily be +/- 1mm or so out without making much practical difference to the matching.

The dimensions of the helix after the first quarter turn matching section are less critical.

The reality is that you can pick up AO-40 without any matching section at all. However the aim of the design was to present a reproducible design which would present an accurate match without having to resort to any test equipment or adjustment of any kind. I have built about a dozen helices based on this design, and all have presented VSWRs between 1.1:1 and 1.2:1. I have had a report from a Belgian reader who attached the helix to a network analyser and achieved a return loss of 26dB, equivalent to a 1.1:1 VSWR.
There's some more pictures of the feed and matching section here.




Mijn afregelvaantje voldoet niet volledig aan deze beschrijving . Nochtans was de afregeling vrij goed en de resultaten in de parabool bevredigend . Ik laat het voorlopig zo tot ik er wat meer aandacht kan aan besteden.

dinsdag 24 september 2019

OSCAR100 smalband [ 13: Beamwidth versus Helical turns ]

Dit gevonden op internet van deze auteur

g6lvb


Als je nu gevonden hebt hoe groot de hoek is dat je moet aanstralen bij jou specifieke parabool , dan kun je hier zien hoeveel windingen je helical moet hebben om deze hoek te bewerkstelligen.
Let op  !  Dit is de hoek bij -10dB ( het vermogen is dan al 10 maal gedaald) en is de hoek die je maakt aan de rand van je parabool. De meeste calculators berekenen de -3dB hoek en die is natuurlijk smaller .

Concreet : meet je hoek op , transfer die hoek ( is -10dB hoek)  naar de -3dB hoek volgens tabelletje verderop beschreven en reken met de calculator uit hoe je de helix moet construeren .

Tabelletje

Calculator

maandag 16 september 2019

OSCAR100 smalband [ 4: Antenne . De praktijk]

De therorie in de praktijk omgezet.


de maten van de helix





Rechtsonderaan de gevolgde methode om deze aan te passen naar 50 Ohm




Detail met het afregelvaantje (nog niet getest)
PS: het blokje is Teflon

donderdag 5 september 2019

OSCAR100 smalband [ 3: Antenne]

In afwachting van een ander board kunnen we eens nadenken om een antenne op 2.4 Ghz te maken .
De twee meest gebruikte zijn de patch antenne en de helical.
Omdat de helical ook goede resultaten geeft volgens vele gebruikers en de bouw eigenlijk vrij simpel is , heb ik in eerste instantie voor de die gekozen .

De antenne moet natuurlijk zo goed mogelijk de parabool belichten en niet onderbelichten of overbelichten .Daarom moet ge de helical zo kiezen dat ze past bij uw parabool en niet zo maar een ontwerp van een ander nemen .

Mijn parabool heeft een focushoek van 136° ( berekend) Deze hoek moet echter niet genomen worden om de helical te berekenen . Als norm bij de antennes  geeft men  een hoek  waarbij de intensiteit is afgenomen met - 3dB .
Dit probleem heb ik reeds aangehaald bij de beschrijving van de parabool

zie
paraboolhoeken

Volgens tabel moet ik dus rekening houden met een helical welke zijn - 3dB hoek tss 75° en 80° moet liggen .
Met deze kennis ga ik verder op zoek naar een calculator.

Deze is o.a.  te vinden bij J Coppens   ON6JC/LW3HAZ

ON6JC 

Dit geeft als resultaat.

Helical
Door met de ingaveparameters wat te spelen kom ik op een goede -3dB hoek uit van 77,5 °. Daarbij heb ik toch 3 windingen , die volgens publicatiestoch nodig zijn om de circulariteit te hebben .
Het grote voordeel is dat de BB van zo'n antenne groot is , maw een fout in de afregeling en daardoor het juiste resonantiepunt geven niet direkt grote gevolgen .De totale " lengte" van de helical (L)  is 56,2 mm , dus vrij compact.
Normaal is de impedantie van zo'n antenne tss 120 en 150 Ohms . Dit moet natuurlijk nog aangepast worden . ( En eerst berekend)