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Faraday & geometrische Drehung: zirkular polarisierte Antenne 24. Februar 2011

Posted by tomzurk in Allgemein.
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Mir ist klar geworden, dass ich einen Teil meiner Zeit im EME-Shack nahezu sinnlos verbracht habe:  Mit meiner kleinen Station habe ich nur horizontal polarisiert empfangen. Mit einer deutlich größeren Antennenanlage lässt sich manches kompensieren, aber soweit bin ich nicht. Die Faraday-Drehung und die geometrische Drehung verhinderte wohl einen guten Teil der Zeit, dass ich mit meiner Station etwas empfangen konnte.

Hilfreich war mir ein Beitrag unter http://www.ifwtech.co.uk/g3sek/eme/pol4.htm von GM3SEK, hier auch als .pdf-Datei Polarization and One-way EME Propagation.

Somit kenne ich jetzt schon eine ganz Liste an „Hindernissen“, warum EME nur gelegentlich funktioniert:

  • Verfügbare Zeit für das Amateurfunkhobby, neben Beruf und Familie
  • Antennenhorizont (Mondsicht), abhängig von Standort und Antennenhöhe
  • ManMadeNoise im Umfeld der Funkanlage (Bildschirme, LANs, Kaffeemühlen, ….)
  • Degradation (Signalabschwächung) durch unterschiedliche Distanz Erde-Mond
  • Faraday-Drehung (Polarisationsänderung) beim Durchtritt der Funkwellen durch die Ionosphäre
  • Librationsfading (Signalverbreiterung durch Bahnbewegung/Mondoberfläche)
  • Fehlerhafte Ausrichtung der Antenne auf den Mond (UTC-Offset im Programm EME-System)
  • undsoweiterundsofort …

Für mich gilt unverändert: Wenn´s einfach und leicht ginge – wäre es für mich eher uninteressant.

Jedengfalls ist eine leistungsfähigere Antenne ein wesentlicher Schritt zu mehr Systemperformance. Ist natürlich nicht neu, aber ich habe lange gerätselt, in welche Richtung ich gehen soll. Meine Entscheidung: Schaltbare Polaristion oder zirkulare Polarisation. Der Einfachheit halber, und um stabilere Empfangsergebnisse zu erzielen, setze ich auf zirkular polarisierte Antennen. Antennenauswahl: Kreuzyagis. Welche: Das Preis-Leistungsverhältnis ist für mich wichtig.

Bei WIMO gibts eine 12 meter lange Kreuzyagi, optimiert für 2m EME. Das gefällt mir sehr gut, aber ein wesentliches Problem sehe ich, wenn ich die Antenne gerade nach oben zielen lassen will: Bei einem Drehpunkt/Montage in der Mitte und 2 Metern Bodenabstand  der Schleifendipole liegt mein Rotor in 8 Metern Höhe. Dafür habe ich keinen passenden (ausreichend starken) Mast. Und das Ding ist in Relation zu meinem Haus/Grundstück ein Monstrum. Vielleicht aber was fürs Gepäck bei einer EME-Expedition, später einmal.

Somit kaufe ich 2 Stück WIMO WX220, 2x 10 Elemente, aufgerüstet mit den optionalen HighPower-Dipolen. Dazu die passenden WIMO-Phasenleitungen für rechtsdrehende zirkulare Polarisation. Und weil ich selbigen einmal ausprobieren möchte, noch einen 2-fach-Anpasstopf.

Antennendaten (laut Datenblatt, hier als .pdf WIMO xyagi Datenblatt):

  • Öffnungswinkel (H / E) = 38° / 35°
  • Gewinn = 12,3 dBd pro Ebene
  • Vor/Rück-verhältnis = 25 dB
  • Länge = 4,7 Meter
  • Stacking-Abstand = 3,3 oder 3,4 Meter (Angaben sind tlw. unterschiedlich)

Die Teile kaufe ich wie immer zu einem guten Preis bei Fa. Funkelektronik – OE6HOF, Franz in Graz. Die Booms der Antennen sind zweigeteilt – in meinem Kombi lassen sich die langen Teile gut transportieren, wenn ich die Rückbankmitte umlege.

Neue Antennen: 2x WIMO-KreuzYagi WX220, zirkular polarisierend. Die Montage hat etwas gedauert, die achsenrichtige Ausrichtung (ohne „Schielen“) habe ich mit einem dünnen Nylon-Seil sichergestellt, die Elevationswinkel mit einer digitalen Wasserwaage gemessen bzw. gleich einjustiert. Die Kabelführung ist noch provisorisch. Ich werde bei Gelegenheit noch 2 weitere GFK-Rohre zru Stabilisierung verbauen. Vorerst bin ich zufrieden.
Der Längs-Verbinder für den zweigeteilten 30mm-Boom ist ein geschlitzes Rohr, welches mit Schellen gegen eine Alu-Platte geklemmt wird
Die Aluminium-Halbschalen verhindern, dass das 40mm GFK-Rohr (4mm Wandstärke) im Bereich der Klemmstellen splittert.
Die optionalen HighPower-Dipole (gegen geringen Aufpreis) sind bis zu 1200 Watt belastbar, die originalen Dipole vertragen nur 200 Watt laut Datenblatt. Die Element-Träger sind einfache, robuste Alu-Teile.
Die WIMO-Phasenleitung besteht aus RG59 B/U und einem kurzen Stück RG58 /U, die Stecker sind gecrimpt.  Einen Stecker mußte ich neu aufcrimpen. Die Verbindungsstellen sind mit Vergussmasse sehr sauber abgedichtet – das war der Hauptgrund warum ich die fertigen Phasenleitungen gekauft habe. Die beiden Phasenleitungen wurden zu unterschiedlichen Zeiten geliefert, eine hat blaue, die andere eine braune Verguss-Masse. Interessiert mich, ob´s da (nach der Reperatur) einen Unterschied gibt, daher vermesse ich die Phasenleitungen mit dem miniVNA.
WIMO-Phasenleitung (jene mit der blauen Verguss-Masse bei den Kabel-Verbindungen), mit miniVNA vermessen
WIMO-Phasenleitung (jene mit der braunen Verguss-Masse), mit miniVNA vermessen: Ein geringer Unterschied in den Daten ist feststellbar.

Das waren ein paar Details zur neuen Antennenanlage. Das Gesamtergebnis wird sich im praktischen Betrieb zeigen. Und da hoffe ich natürlich, mit der Investition in die Kreuzyagis die richtige Entscheidung getroffen zu haben. Wird sich zeigen.

Die Antennengruppe, bestehend aus 2x WX220, mit dem miniVNA vermessen: Schöne VSWR-Kurve. Im Shack gemessen, die Kabeldämpfung vom Shack zu den Antennen beträgt 1,3 dB.
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