Zelfbouw 868MHz collineare antenne

Alles over antennes en toebehoren.
Bericht
Auteur
Alex1
Berichten: 15
Lid geworden op: 07 jul 2021, 15:28

Zelfbouw 868MHz collineare antenne

#1 Bericht door Alex1 »

Goedendag allen!

Ik ben voor helium draadloos netwerk hobby een collineare antenne aan het bouwen voor 868MHz. Dit is het ontwerp:
colinear antenna twinlead.png
Voor lengte van de elementen gebruik ik
Lambda = C / f. 300 / 868 = 0,345 = 345 mm.
VF van de twinlead zou rond de 0,8 moeten liggen. 345mm * 0,8 = 267 mm
1/4 golf stukjes worden dan: 267 * 0,25 = 69 mm
1/2 golf stukjes worden dan: 267 * 0,5 = 138 mm

Maar daar had ik wat vragen over. Het ontwerp maakt gebruiken van gestapelde 1/2 golf J-pole's. Deze antenne is "balanced" neem ik aan? J-pole is een versie van een dipole en die zou balanced zijn. Nu wordt de voedingslijn net iets boven de onderkant bevestigd daar zou de impedantie ongeveer 50 ohm moeten zijn.
Kan dit zomaar aangesloten worden op een unbalanced 50 ohm voedingslijn? Of moet ik hierbij gaan rommelen met baluns, ferriet chokes etc als?

Met dit ontwerp aan de bovenkant van de antenne zou de impedantie hoog moeten zijn. Dat zou voor wat omgevingsgevoeligheid zorgen bij de antenne (materialen in de buurt van de bovenkant van de antenne). Als ik er nog zo'n 1/4 golf stukje bovenop doe, dan is de impedantie daar laag. Moet ik dan beide einden van de twinlead aan de bovenkant met elkaar verbinden? Ik denk ja.

Het afstellen van de SWR van dit ontwerp. Doe ik dit puur door de feedpoint de verplaatsen in het onderste deel van de antenne? Of evt lengte aanpassen van het onderste deel? Of moet ik andere delen van de antenne gaan verkorten?

Ik hoorde van een antenne bouwer dat de pvc pijp die eromheen gaat komen de resonantie frequentie van de antenne naar beneden zal brengen. Hierdoor een extra VF van rond de 0,8 berekenen bij alle 1/2 en 1/4 golf onderdelen van deze antenne zodat de resonantie frequentie van de antenne MET pvc pijp eromheen nog steeds op 868 MHz zal liggen. Klopt dit?

En nu het gene wat het meest aan mij knaagt. Hoe zal het stralingsdiagram zijn? De antenne komt 4,3m boven het dak op +/- 9m totale hoogte.
Ik had ergens gelezen dat de lengte van de elementen etc ervoor kan zorgen dat de stralingslobben bijv iets naar beneden gericht of naar boven gericht worden. Mijn doel is de antenne zoveel mogelijk gerichtheid in het horizontale vlak te laten hebben. Dus liever niet de uitstralingslobben gericht hebben onder de horizontale lijn maar zeker niet naar boven getild t.o.v. de horitontale lijn. Hebben jullie hier tips voor, om de uitstraling zo horizontaal mogelijk te krijgen?

Een hoop vragen, ik hoop dat jullie hier antwoorden op hebben.

Alvast hartelijk dank!!


73's een voormalig amateur. (deze 868MHz hobby heeft mijn interesse weer laten opbloeien, tijd om de F registratie binnenkort weer aan te vragen :D )
Laatst gewijzigd door Alex1 op 13 jul 2021, 13:47, 1 keer totaal gewijzigd.

Gebruikersavatar
PE9ZZ
Berichten: 1239
Lid geworden op: 06 nov 2010, 18:00
Roepletters: PE9ZZ
Locatie: Amsterdam (JO22KI)
Contacteer:

Re: Zelfbouw 868 MHz collineaire antenne

#2 Bericht door PE9ZZ »

Goedendag alleen!

Heb je een link naar het originele ontwerp? Ik heb nog niet eerder gestackte fietspompantennes gezien.

Het is overigens collineair. Twee L'en.

Tjerk, 9ZZ

Alex1
Berichten: 15
Lid geworden op: 07 jul 2021, 15:28

Re: Zelfbouw 868MHz collineare antenne

#3 Bericht door Alex1 »

bedankt voor de reactie! Ik heb de "L" erbij gezet :)

De link naar originele document: https://pdfkiwi.com/documents/an-easy-t ... dfa7852d71.
En de daarbij behorende youtube waar de antennebouwer geinterviewd wordt: https://www.youtube.com/watch?v=ZlgkyRSUTDI&t=5s.

Gebruikersavatar
PE9ZZ
Berichten: 1239
Lid geworden op: 06 nov 2010, 18:00
Roepletters: PE9ZZ
Locatie: Amsterdam (JO22KI)
Contacteer:

Re: Zelfbouw 868MHz collineare antenne

#4 Bericht door PE9ZZ »

Fascinerende materie. Vind het wel raar dat de twee element collinear array +5 dB gain heeft over GP en een drie element ook. Dat klopt niet.

Edit: ik heb een collineair array voor 13 cm (WiFi) en dat ding werkt voor geen meter. Vandaar mijn interesse.

Edit2: a propos stralingsdiagram. Die wil je zoveel mogelijk als een pannekoek hebben. Dat zou met zo'n stack moeten lukken.

Tjerk, 9ZZ

pe1cmo
Berichten: 2069
Lid geworden op: 21 mar 2015, 19:42
Roepletters: pe1cmo
Locatie: Ayamonte (spanje)
Contacteer:

Re: Zelfbouw 868MHz collineare antenne

#5 Bericht door pe1cmo »

wifi colineairs werken voor geen meter, dat klopt.
een collineair met 2 elementen (2x halve golf) doet ongeveer 1.7dB, met 3x halve golf 3 dB.
Maar om die dingen goed te bouwen is lastig, ik kijk dan eerst of Procom die dingen maakt en koop die.
Heb je meteen een goede antenne.

En ook voor 13cm maakt Procom die antennes, zijn wat duurder, maar ze doen het.
CXL2400 enz

https://amphenolprocom.com/products/bas ... l-2400-8lw en die doen het echt
EA7/PE1CMO
Ayamonte España

Gebruikersavatar
PE9ZZ
Berichten: 1239
Lid geworden op: 06 nov 2010, 18:00
Roepletters: PE9ZZ
Locatie: Amsterdam (JO22KI)
Contacteer:

Re: Zelfbouw 868 MHz collineaire antenne

#6 Bericht door PE9ZZ »

Blijft een beetje vaag verhaal. Heb dat hele Jijpijp filmpje met Ed Fong afgekeken en waar het om draait is dat die fietspomp met 300 ohm twinlead wordt gemaakt en dat de halve golf vertragingsspoel zoveel mogelijk wordt geplet omdat-ie anders gaat stralen en daarmee het stralingsdiagram gaat verkloten. Maar precies dat detail laat-ie niet zien. Wanker.

Tjerk, 9ZZ

Alex1
Berichten: 15
Lid geworden op: 07 jul 2021, 15:28

Re: Zelfbouw 868MHz collineare antenne

#7 Bericht door Alex1 »

Eh. is dit hele plan van een collinear antenne bouwen op basis van kippenladder dan toch maar niet zo'n goed idee?

Ik zou er ook voor kunnen kiezen om met stukjes coax gewoon om en om stralingselement & delay element zo een coax collineare antenne kunnen maken.
Maar vanwege impendantie op het voedingspunt en dat er een balun nodig gaat zijn dacht ik dat het twinlead kabel j-pole ontwerp hierom een betere optie zou zijn.

PA3CQN
Berichten: 789
Lid geworden op: 10 dec 2014, 21:59
Roepletters: PA3CQN
Locatie: Groningen
Contacteer:

Re: Zelfbouw 868 MHz collineaire antenne

#8 Bericht door PA3CQN »

PE9ZZ schreef: 13 jul 2021, 18:33 Blijft een beetje vaag verhaal. Heb dat hele Jijpijp filmpje met Ed Fong afgekeken en waar het om draait is dat die fietspomp met 300 ohm twinlead wordt gemaakt en dat de halve golf vertragingsspoel zoveel mogelijk wordt geplet omdat-ie anders gaat stralen en daarmee het stralingsdiagram gaat verkloten. Maar precies dat detail laat-ie niet zien. Wanker.

Tjerk, 9ZZ
Die spoel is er ook niet meer in het eindontwerp, tenminste zoals ik de pdf lees. Onduidelijk is het wel.

Wat ie volgens mij doet is de J-pole verlengen met nog een 1/4 , gelijk aan het voedende gedeelte.
De hele onderste antenne is dan 360 graden (1/4+1/2+1/4) lang. Op het punt waar Z=50 neemt ie dan het signaal en voedt dat naar de tweede J-pole.
Waarbij de vraag is: waarom niet de top van de onderste J-pole+ en bodem van de bovenste J-pole als 1 punt zien. Dan hoef je in een lintkabel alleen maar een kortsluiting te maken op dat punt.
_______________________________________________
Na jaren afwezig toch maar weer eens rondkijken.
UV-B5, RTL stick, SDRPlay2, miniwhip, magloop, X300
http://www.pa3cqn.nl
_______________________________________________

Alex1
Berichten: 15
Lid geworden op: 07 jul 2021, 15:28

Re: Zelfbouw 868 MHz collineaire antenne

#9 Bericht door Alex1 »

PA3CQN schreef: 13 jul 2021, 20:52 Wat ie volgens mij doet is de J-pole verlengen met nog een 1/4 , gelijk aan het voedende gedeelte.
De hele onderste antenne is dan 360 graden (1/4+1/2+1/4) lang. Op het punt waar Z=50 neemt ie dan het signaal en voedt dat naar de tweede J-pole.
Waarbij de vraag is: waarom niet de top van de onderste J-pole+ en bodem van de bovenste J-pole als 1 punt zien. Dan hoef je in een lintkabel alleen maar een kortsluiting te maken op dat punt.
Jep, dat is wat de bedoeling is. Vergelijkbaar met de coaxiale collineare antenne's. Die worden ook aan elkaar gesoldeerd, radiating element en delay element(ipv spoel) aan elkaar gesoldeerd. Dat wat je vertelde, ipv telkens een stuk (1/4+1/2+1/4) linktkabel aan elkaar solderen gewoon een kortsluiting te maken tussen bovenkant en onderkant van het bovenste stuk, dat klinkt me wel als een heel goed idee! Het maakt het bouwen makkelijker, maar ook als de hoeveelheid ruimte tussen de 2 verschillende stukken lint uitmaakt voor fase van de golf, dan lijkt een doorlopende lint een verbetering van het ontwerp!
Als het voeden van het bovenste stuk dan wel probleemloos gaat tenminste. Ik weet het niet zeker maar als de impedantie heel laag is in dat gedeelte waar die kortsluiting wil komen, wordt de energie dan nog wel voldoende overgedragen van het onderste stuk naar het bovenste stuk.

Maar om even terug te komen op vragen waar ik mee zit:
Hoe stel ik de SWR volgens jullie het beste af in dit antenne ontwerp? Is bij J-pole's normaliter het afstemmen door de lengte van de bovenkant korter te maken? Of moet ik dat vooral zoeken door dat voedingspunt net iets hoger/lager te kiezen.

Kan dit zomaar aangesloten worden op een unbalanced 50 ohm voedingslijn? Of moet ik hierbij gaan rommelen met baluns, ferriet chokes?

Het uitstralingspatroon.. hoe wordt bij deze antenne (of bij J-poles over het algemeen) het uitstralingspatroon bepaald. Als ik de lengten van de 1/2 golf gedeeltes net een paar millimeter langer/korter maak, gaan dan de stralingslobben onder een net iets hogere/lagere hoek uitstralen?

Dank jullie!!

Gebruikersavatar
PH2LB
Berichten: 1430
Lid geworden op: 06 mar 2013, 20:31
Roepletters: PH2LB
Locatie: Almelo/JO32HI
Contacteer:

Re: Zelfbouw 868MHz collineare antenne

#10 Bericht door PH2LB »

Alex1 schreef: 13 jul 2021, 13:25
Ik ben voor helium draadloos netwerk hobby een collineare antenne aan het bouwen voor 868MHz.
Houd er rekening mee dat in de ISM banden je vast zit aan vastgestelde ERP, dus meer gain in je antenne dan moet je de output power van je device ook afknijpen.

Ik werk al jaren met TheThingsNetwork en op het forum daar hebben ze veel topics over antennes : https://www.thethingsnetwork.org/forum/search?q=antenna
en specifiek over antenne gain : https://www.thethingsnetwork.org/forum/ ... ra/37182/2
73, Lex

"Computers are fun, but there is more between one and zero"
www.ph2lb.nl . . . . facebook.com/PH2LB

PA3CQN
Berichten: 789
Lid geworden op: 10 dec 2014, 21:59
Roepletters: PA3CQN
Locatie: Groningen
Contacteer:

Re: Zelfbouw 868 MHz collineaire antenne

#11 Bericht door PA3CQN »

Alex1 schreef: 14 jul 2021, 01:14.. dan lijkt een doorlopende lint een verbetering van het ontwerp!
Als het voeden van het bovenste stuk dan wel probleemloos gaat tenminste. Ik weet het niet zeker maar als de impedantie heel laag is in dat gedeelte waar die kortsluiting wil komen, wordt de energie dan nog wel voldoende overgedragen van het onderste stuk naar het bovenste stuk.
Dat durf ik niet te zeggen. Het is een ongetest ideetje. Je zou ook kunnen bedenken dat je de twee stukken over elkaar legt ( nemen geen deel aan het stralend stuk antenne ) en de voedingspunten op elkaar vast soldeert zonder de stukjes RG-174.

Wat de SWR betreft moet je onderscheid maken tussen twee dingen: de resonantiefrequentie en de impedantie.
De lengte van het stralende stuk bepaalt grotendeels de resonantiefrequentie. Als je die varieert verandert die.
De plaats van het voedingspunt op de 1/4 golf stub bepaalt de impedantie. Die wil je liefst op 50 + 0j.
Het variëren van de stralerlengte levert vast ergens een vrijwel ohmse impedantie op, maar of de resonantiefrequentie dan nog op 868 ligt ?

Bij een 'echte' J-pole van koperbuis kun je makkelijk schuiven met het voedingspunt. Bij lintkabel wordt dat een puinhoop van los- en vastsolderen ( ervaring .. ).
Mijn ervaringen met die lintkabel antennes zijn dan ook matig, maar dat kan natuurlijk aan mij liggen.

Een J-pole heeft trouwens ook een choke nodig als je je zorgen maakt over mantelstromen, maar bij de vermogens die jij voor Helium gebruikt kun je die ook wel weglaten.

@PH2LB : dat stukje regelgeving slaan de meeste mensen volgens mij over .. :lol:
_______________________________________________
Na jaren afwezig toch maar weer eens rondkijken.
UV-B5, RTL stick, SDRPlay2, miniwhip, magloop, X300
http://www.pa3cqn.nl
_______________________________________________

Gebruikersavatar
PA1DMG
Berichten: 46
Lid geworden op: 27 nov 2020, 16:01
Roepletters: PA1DMG
Locatie: Roosendaal
Contacteer:

Re: Zelfbouw 868MHz collineare antenne

#12 Bericht door PA1DMG »

Ik heb een paar jaar geleden een gewone gpa gebouwd voor The Things network (ook 868Mhz). Vorig jaar eens vervangen door een diy collinear, maar de resultaten vallen behoorlijk tegen, vooral voor de hoeveelheid tijd die erin steekt. Netjes afgeregeld met een NanoVNA, maar zelfs dan blijft het resultaat achter.

Binnenkort de oude gpa maar eens terugzetten.

http://blog.aha.nl/2021/02/building-col ... hings.html

http://blog.aha.nl/2018/04/building-out ... tenna.html

73, Marc
Only dead fish go with the flow!

Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2494
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

Re: Zelfbouw 868MHz collineare antenne

#13 Bericht door PA3DJS »

Collinear antennas waarbij de elementen elkaar voeden (dus zeg maar in serie staan) zijn lastige antennes. Goede VSWR kan nog steeds betekenen dat je de meeuwen of die veenmollen opwarmt (in plaats van de horizon).

Simulatie kan helpen, maar is niet de volledige oplossing in veel gevallen. Draadisolatie of de kunststofpijp waar de antenne in zit, kun je vaak niet meesimuleren. M.b.v. (kleine) probes wordt het dan spanning en/of stroomverdeling langs de geleiders meten en aan de hand van wat je meet kleine veranderingen aanbrengen.

Na dit alles kan nog steeds de maximale gain niet precies naar de horizon wijzen, en kun je weer deels terug naar de tekentafel....

Gebruikersavatar
PA1DMG
Berichten: 46
Lid geworden op: 27 nov 2020, 16:01
Roepletters: PA1DMG
Locatie: Roosendaal
Contacteer:

Re: Zelfbouw 868MHz collineare antenne

#14 Bericht door PA1DMG »

PA3DJS schreef: 14 jul 2021, 11:36 Collinear antennas waarbij de elementen elkaar voeden (dus zeg maar in serie staan) zijn lastige antennes. Goede VSWR kan nog steeds betekenen dat je de meeuwen of die veenmollen opwarmt (in plaats van de horizon).

Simulatie kan helpen, maar is niet de volledige oplossing in veel gevallen. Draadisolatie of de kunststofpijp waar de antenne in zit, kun je vaak niet meesimuleren. M.b.v. (kleine) probes wordt het dan spanning en/of stroomverdeling langs de geleiders meten en aan de hand van wat je meet kleine veranderingen aanbrengen.

Na dit alles kan nog steeds de maximale gain niet precies naar de horizon wijzen, en kun je weer deels terug naar de tekentafel....
Bedankt voor die uitleg PA3DJS. Dat verklaart waarom het effektieve bereik minder is, ondanks de bijna 1:1 VSWR.

73,
Marc.
Only dead fish go with the flow!

Alex1
Berichten: 15
Lid geworden op: 07 jul 2021, 15:28

Re: Zelfbouw 868MHz collineare antenne

#15 Bericht door Alex1 »

Bedankt voor alle reacties!

Hmm, na het lezen van dit alles twijvel ik haast of ik niet gewoon beter een 1/2 wave sleeve dipole of 5/8 wave sleeve dipole kan maken. Die zullen wat makkelijker te maken zijn en makkelijker SWR/impedantie af te stellen met VNA.
Ik had wat dingen gelezen (en simulaties gezien) dat een 1/2 wave dipole of 5/8 wave dipole geplaatst op grotere hoogte (in golflengten) boven de grond niet zo veel meerwaarde leveren over een 1/4 golf gpa op diezelfde hoogte boven de grond. Omdat het stralingsdiagram dan ondanks 3 verschillende types antenne dan toch erg overeenkomt.

En ik naarstig opzoek ben naar die ver uitgestrekte horizontale lobben was ik van plan een collineare antenne te bouwen. Maar een kleine imperfectie in een collineare antenne (zo interpreteer ik het na het lezen van de reacties hier) zou al zorgen voor dat de collineare antenne niet zo fantastisch meer presteert.

Plaats reactie