<<

LZ1AQ / pa0nhc breedband band raam ontvang antenne.
Publicatie van LZ1AQ gegevens met toestemming van Chavdar Levkov.
Upadated 202002
2420200816.
(Copyright)
The use, copy and modification of all info on this site is only permitted for non-commercial purposes and thereby explicitly mentioning my radio amateur call sign "PA0NHC" as the original writer / designer / photographer / publisher.

Youtube video presentatie : Nederlands

PCB
service

Onderdelen lijst
20200810
Versterker schema
20200104
Versterker onderdelen
locaties
20200104
Splitter
schema
20200108

Constructie details
en testen
20200201

Extern HPF + LPF
output filter.
Externe voeding ontstoren Lichtnet storingen blokkeren


PCB set.


N- bussen in contact met de buitenzijde van de doos.
Versterker.

Ant.                 

    RX             PWRin
3x BNC bussen in contact met de buitenzijde van de doos.
Splitter.

Systeem ruis vloer :
50kHz -135dBm, 1MHz -129dBm, 10MHz -136dBm, 20MHz -139dBm.

Inclusief 30dB software gain :
50kHz -105dBm, 1MHz -99dBm, 10MHz -106dBm, 20MHz -109dBm, 30MHz -125dBm.
REM : Airspy HF+ ruisvloer -122dBm @ 20MHz.


 

                        De grote storing ongevoeligheid van dit antenne systeem wordt verkregen door :        
  Maatregelen tegen "Pin1 problemen", aard lussen en kabel storingen :
1. Montage van versterker en splitter in gesloten metalen dozen.
2. Montage van waterdichte N-bussen op de antenne behuizing.
3. Montage van drie BNC bussen (Ant, RX en ook 12Vdc) op de splitter.
4. Montage van alle metalen bussen in goed elektrisch contact met de buitenzijde van de behuizingen.
5. De massavlakken van de printen worden op ťťn punt met de binnenzijde van de behuizingen verbonden.
6. De coax feeder is elke 3m voorzien van goede Common Mode Chokes.
7. Het gehele systeem (incl. de externe voeding) wordt alleen aan de ontvanger geaard.
    Zie "Constructie Details" en "Externe voeding ontstoren"

 


 

        Optimale SDR# en SDRconsole software instellingen.
Het uitgang vermogen van dit actieve antenne systeem is nominaal 30dB lager dan dat van een op 1/4 lambda hoogte opgehangen 1/2 lambda dipool. Als in de SDR software 30dB hogere signaalsterkte indicatie wordt ingesteld kunnen reŽle S-rapporten worden gegeven. Dit raam geeft dan (in dezelfde veldsterkte) dezelfde S-meter indicaties als een dipool antenne.

                     In de avonduren worden
              uiterst sterke signalen ontvangen.
Om in een SDR ontvanger (zoals de ArspyHF+) verzadiging door uiterst sterke signalen te voorkomen, is 12dB ingang verzwakking nodig. 

SDRconsole geeft correcte sterkte indicaties als 30dB "Software Gain" en 0dB "Attenuation" worden ingesteld. Een SDR ontvanger kan dan echter gedurende avonduren worden overstuurd. Als 12dB verzwakking wordt ingesteld, ontbreekt de dan benodigde 42dB software gain, waardoor de S-meter dan 12dB te weinig aan wijst.  

Bij gebruik van SDR# software echter wordt met de optimale 12dB verzwakking automatisch ook de gewenste 30dB hogere S-meter aanwijzing bereikt.

          SDR# :
Bandwidth      : "610 kHz"
HF AGC         : "Off"
HF PREAMP : "Off"
ATT                 : "-12 dB".
      SDRconsole : 
Bandwidth  : "768 kHz"
AGC            : "Off"
ATT              : "Off"
Preamp        : "Off"
Visual gain : "+30dB".

 

        De relatie tussen de antenne ruisvloer en de raam zelf inductie.
De ruisvloer van een dergelijk antenne systeem wordt hoofdzakelijk bepaald door de bron impedantie van het aangesloten het raamVolgens LZ1AQ is een raam diameter van 1m optimaal. Een lagere raam zelf inductie verlaagt dan de versterker ruis vloer. 
Omdat de metaal soort geen invloed heeft op de raam zelfinductie, is voor de constructie van een ruisarmer raam alleen de dikte van de centrale geleider van belang.

Tot 15MHz is de door het raam ontvangen ruis altijd dominant. In de meeste locaties is ook boven 15MHz de "Man made Noise" ruis nog steeds sterker dan de systeem ruis. 

In locaties zonder enige storing is boven 15MHz de versterker ruis luider dan de door het raam ontvangen galactische ruis. Alleen in ZEER ruisarme locaties kan de constructie van een raam met lage zelfinductie zin hebben. Zie LZ1AQ. Een dikker raam heeft een geringere zelfinductie, en verbetert dan in locaties zonder enige storing boven 15MHz de antenne gevoeligheid.

Een afgeschermd raam met geringe zelfinductie kan bv. met dik 50mm Cellflex LCF158-50JA coax geconstrueerd worden.


        Beveiliging : 
     LZ1AQ heeft de versterker ingang beveiligd tegen :

1. Inductie van bliksem inslag op 100m afstand.
2. Tot 1,5 kW uitgestraald vermogen op 10m afstand.

De splitter is beveiligd tegen  v
erkeerde voeding polariteit, overspanning en kortsluiting.

        Antenne :
Afgeschermd gebalanceerd raam, 2m tot 3m omtrek.
De afscherming van het raam wordt (dmv. N-bussen) elektrisch uitsluitend met de buitenzijde van de afschermende versterker behuizing
verbonden.
Gebruikte coax en maximale raam omtrek :
 -  2,7mm RG316             : 2,8 m.
-  11mm RG213              : 3,15 m.
-  50mm LCF158-50JA   : 4 m.
Raam capaciteit : Nominaal 2x125pF tot 2x 150pF gebalanceerd. 

REM : Een eventueel te geringe raam capaciteit moet mbv. C5 en C10 op de versterkerprint
in balans worden aangevuld.

        Versterker :
-  Volledig gebalanceerd.
-  Stabiel, geen oscillatie neigingen.
-  Behuizing zwevend, niet geaard.
-  Versterking factor ca. 42 dB.
-  Bandbreedte 125 kHz tot 27 MHz (+/ -3 dB).
-  Ingang impedantie 2x 1,4 Ohm gebalanceerd.
-  Ingang ontworpen voor raam capaciteit van 2x125pF tot 2x 150pF.
-  Ingang met 30 MHz Low Pass Filter voor >= 50 dB onderdrukking van FM omroep en VHF
   (voorkomt oversturing van de aangesloten ontvanger door lokale FM omroep).
-  Ruis vloer (inclusief +30dB software gain) : -109dBm @ 20 MHz (S3).
-  Uitgang : 50 Ohm asymmetrisch.
-  Output nominaal -30 dBm bij een veldsterkte van 0,02 V/m (antenne stroom = 0,014mA).

        Feeder.
Dunne coax
(RG174 / RG316) met elke 3m een CMC. 
Zie "Constructie Details".

Na experimenten is me gebleken, dat een voor HF zwevende coax kabel betere resultaten mogelijk maakt dan een UTP feeder kabel. Dunne coax maakt het voorkomen van "Pin1 problemen", en het aanbrengen van goede CMC's en eenvoudiger, waarna common mode stoor stromen geen storende invloed meer hebben.


Gemeten Common Mode onderdrukking van een 10m lange feeder met vier 39mm lange SnapIt common mode chokes, ieder 7 wndingen RG58.
Een extra choke simuleerde de inde antenne versterker PCB ingebouwde CMC en transformator.
Tel hier minstens 30 dB versterker balanceren bij op.


CMC's met 2.7mm PTFE coax RG316.

 

        Splitter :
Uitgang impedantie: 50 Ohm asymmetrisch. 
Gefilterde BNC voeding aansluiting : 12,5V - 16Vdc 150mA. 
Beveiligd tegen te hoge of verkeerd gepoolde voeding spanning, en kortsluiting. 
Voeding verbinding met een afgeschermde kabel
Zie "
Externe voeding ontstoren"



Zie "Constructie details en testen".

Voorkom aarding lussen !
……N punts aarding : Aard alleen de ontvanger / PC of de antenne.

            Resultaten :
Na het uitschakelen van de voeding is het overblijvende stoor signaal niveau indrukwekkend laag. Signalen en storingen worden 30dB tot 70dB zwakker. 
Dit is een indicatie van de uiterst geringe koppeling van (op de feeder geÔnduceerde) common mode signalen naar de antenne en de ontvanger.




Met dit systeem wordt effectief alleen met het raam ontvangen, NIET met de coax feeder.