PADAT137, the best there is.

Vorige pagina
Wijziging van KOP en Impedantie Aanpassing.

 

Ik kreeg n.a.v. mijn artikelen in De Kunstmaan veel vragen over de verkrijgbaarheid van de moeilijk te verkrijgen onderdelen voor deze antenne. Aangezien de diverse maten en gebruikte materialen van groot belang zijn voor de juiste werking van deze antenne zijn er weinig mogelijkheden om andere maten c.q. materialen toe te passen. Als voorbeeld verwijs ik naar onze laatste antennevergelijking meting in Zoetermeer jl. Meer informatie over deze meting in deze of een volgende Kunstmaan. Ik had vanwege transportproblemen van mijn antenne de kop losgehaald van de mast en de verticale stripelementen. Op de meetlocatie snel de antenne in elkaar gezet, opgesteld en gewacht op de e.v. satelliet overkomst. Vol vertrouwen over de kwaliteit van mijn PADAT137 wachtte ik de gebeurtenissen af. Tijdens die overkomst bleek echter dat mijn antenne een zeer slecht resultaat gaf t.o.v. de andere te meten antennes. Eigenlijk kwam het er op neer dat mijn antenne volledig onbruikbaar was voor weersatelliet ontvangst. Na die overkomst heb ik mijn antenne van het statief afgehaald en alle kabel aansluitingen gecontroleerd. Alles in orde! Het enige wat overbleef waren de mechanische delen. Bij het controleren van deze mechanische delen bleek echter dat ik in mijn haast een fout had gemaakt bij het weer monteren van de kop aan de mast en verticale strippen. Ik had de kop 90 graden verdraaid t.o.v. zijn normale positie. Dat betekende dat de grote loop 1cm korter en de kleine loop 1 cm langer was geworden. Een verschil maar van plus/min 10 mm. Na het juist monteren van de kop functioneerde mijn PADAT137 als verwacht.

 
 

Terug naar de antenne zelf. Ik heb t.b.v. de zelfbouw van deze antenne een nieuwe kop ontwikkeld. I.p.v. een stuk massief POM materiaal gebruik ik nu een dikwandige buis van POM. Materiaal. Hoewel dit materiaal volgens de catalogus een binnenmaat van 40mm en een buitenmaat van 60mm moet hebben wordt dit materiaal geleverd met een binnenmaat van ongeveer 38mm en een buitenmaat van 62mm. Hoewel de buitenmaat nu 60mm i.p.v. 70mm is blijft de kop stevig genoeg voor montage van de horizontale stukken staf. Aan de lengte van de stukken staf verandert ook niets. Alleen de positie van de gaten in de stafdelen voor de bevestiging in de kop en de soldeerlippen verandert (afb. 1 en 2 hieronder).

 
 
 

Ook de montage van de kop op de mast moet aangepast worden. Bij het gebruik van de 32 mm (doorsnede) PVC buis moet er dus een verloop gemaakt worden naar de 38mm kop binnendiameter. Ik heb dit opgelost door de kop onderaan iets uit te draaien naar 40mm zodat er gebruik gemaakt kan worden van een kant-en-klaar in de bouwmarkt verkrijgbaar PVC verloopstuk. Ook het stukje printed circuit vervalt. In dit ontwerp wordt de coaxkabel direct gesoldeerd aan de soldeerlippen (zie afb.3 op de binnen pagina. Het zijaanzicht van deze antenne wordt getoond in afb.4 en 5 hieronder).

 

Praktijk tips.
Het boren van de gaten in de mast en in de kop moet met grote nauwkeurigheid worden uitgevoerd. Wanneer de horizontale stafdelen niet haaks op elkaar staan wijzigt zich de cilindervorm van de antenne direct met zeer nadelig effect op het stralingspatroon. Ik zal in dit stukje een methode weergeven die dit haaks boren van de benodigde gaten mogelijk maakt.

De mast.
Voor het boren van de 4 gaten met een diameter van 12mm in de mast beginnen we met het afmeten waar de gaten in deze mast moeten komen. Zie hier voor afb. 5. Een handig hulpmiddel hiervoor kan zelf gemaakt worden. Zaag van een 32mm sok iets minder dan de helft af zodat je een ring overhoudt die over de buis kan schuiven. Plaats deze ring nu met het niet-afgezaagde eind precies op het eerst afgetekende boorpunt. Trek vervolgens met een dun potlood of fijnschrijver langs de ring rond de buis een lijn (afb.7 op de binnenpagina).Schuif de ring precies 40mm op over de buis en teken een tweede lijn.

Vervolgens plaatsen we een z.g. V-blok op onze boortafel, monteren een kleine, lange boor (3 a 5mm of, nog beter, een kleine centerboor) in de boorkophouder en verschuiven dit blok zodanig dat bij het omlaag brengen van dit boortje deze precies in het midden van het V-blok terecht komt (afb.6 zie binnenpagina).

Daarna met een lijmklem dit V-blok vast zetten op de boortafel, de mast neerleggen in dit V-blok en op het door ons eerder aangegeven punt een gat boren door de buis. Vervolgens het dunne boortje vervangen door de 12 mm boor en langzaam door de buis boren. Daarna de buis 40mm opschuiven voor het tweede gat. Dit gat dient 90 graden verdraaid geboord te worden t.o.v. het eerste gat. Deze 90 graden verdraaiing realiseren we als volgt. We plaatsen in het al 12mm geboorde gat het stuk staf wat we later in dit gat moeten monteren. Wanneer we door verdraaiing van de buis nu zorgen dat dit stuk staf zich horizontaal bevindt, hoeven we alleen te zorgen dat we gaan boren (eerst klein, dan groot gat) op de tweede door ons afgetekende ring op de buis. Ook kunnen we hierna de twee 4mm gaten boren op beide ringen voor het vastzetten van de stukken 12mm staf in de buis.

De keuze of er wel of niet gebruik wordt gemaakt van de twee verstevigingsmoffen voor de staf doorvoer in de mast laat ik aan u over. Gebruik van de moffen geeft extra sterkte maar is mechanisch iets lastiger te realiseren. Bij het gebruik van de moffen dient er na het maken van de mast gaten, eerst een 12 gat in de mof worden geboord. Slechts aan 1 kant. Vervolgens de mof over de mast heen schuiven en het in de mof geboorde gat precies over het gat in de mast plaatsen. Door een afval stukje staf door de mof in de mast te schuiven kan dit gecontroleerd worden. Daarna het stukje staf er uit en door mof en mast heen het 12mm gat boren. Herhaal dit voor de andere mof (afb. 8 op binnenpagina).

V-blok?
Ik weet dat niet iedereen toevallig een V-blok op de plank heeft liggen, maar er is ook een goedkoop alternatief om een dergelijk V-blok zelf te maken. Koop in de ijzerhandel of metaalwerkplaats in de buurt een stukje afval aluminium U-profiel. Teken op de achterkant van dit profiel het midden op en boor hier vervolgens een 3mm gat in. Wanneer we nu dit stukje U-profiel omdraaien krijgen we een goot te zien met in het midden precies een gat in de bodem. Aangezien de in de handel verkrijgbare U-profielen links en rechts praktisch gelijke wanddiktes hebben, hebben we op deze manier een goedkoop hulpmiddel gemaakt. Vervolgens de procedure als hierboven bij het V-blok beschreven (afb.9 en 10).
Het resultaat van een praktijk oefening in afb. 11 te vinden is op de binnen pagina.
De kop.
Het maken van de 12mm gaten in de kop geschiedt ook als hierboven beschreven. We hebben alleen het nadeel dat bij het boren van de 12mm gaten in de kop de buis iets ingedrukt wordt. Dat heeft het effect dat de stukken staf niet horizontaal staan. Er moet met zeer weinig druk geboord worden. Ook is eigenlijk een speciale boor nodig die zodanig geslepen is dat hij voor kunststof geschikt is.(andere boorhoek dan normaal voor ijzer). Op verzoek van een aantal leden van onze werkgroep heb ik een bedrijf bereidt gevonden om een complete kop te maken die aan de hoogste eisen voldoet (afb.12-binnenpagina). Zowel de 12mm gaten in de zijkant alsook alle andere gaten zijn op een speciale computer gestuurde CNC bank gemaakt. Ook de benodigde schroefdraad is al aanwezig.

Tip.
Houd bij het aftekenen van de gaten in de mast een afstand aan, gemeten vanaf de bovenkant van de mast, van ongeveer 840mm en 880mm (precies 40 mm tussen beide gaten). Wanneer de gaten in de mast geboord zijn kunnen we de mast in de kop steken en vervolgens de afstand meten zoals aangegeven op afb.5. Deze moet tussen beide gaten (middelpunt tot middelpunt) voor het bovenste gat in de mast 845mm zijn. Kort vervolgens de mast in zodanig dat deze aan de maten in afb. 5 voldoet. Beter achteraf nog een randje van de mast afzagen dan met verloopbussen werken.

Aandachtpunten:

De afdichting tussen kop en deksel. Bij de Gamma zijn ringen te koop die uitstekend geschikt zijn voor de afdichting. Een zelfgemaakte pakking of zacht blijvende kit kan ook gebruikt worden.

De bescherming van de coaxkabel aansluitpunten. en de soldeeraansluitingen tussen de stukken coax, tegen weersinvloeden.

De bescherming tegen corrosie van de mechanische verbindingen.
Zie ook het vorige PADAT137 artikel.

 

Afsluiting.
Wanneer men over de benodigde materialen en gereedschappen beschikt en men met voldoende nauwkeurigheid kan werken is men goed in staat om zelf zo’n antenne te maken die een vergelijk met zeer dure, professionele antennes kan doorstaan, maar veel goedkoper is.
Voor diegenen die tegen deze werkzaamheden opzien of niet over de gebruikte materialen en/of gereedschappen kunnen beschikken kan ik de onderdelen “bewerkt en klaar” of “nog te bewerken”, leveren. Bezoek onze bijeenkomsten in Utrecht of mail mij voor meer informatie.

 

 


    PADAT137- afb-3                                                       PADAT137- afb-6

                      
     PADAT137- afb-7                                                        PADAT137- afb-8

    
    PADAT137- afb-9                             PADAT137- afb-10

 


PADAT137- afb-11

PADAT137- afb-12

De PADAT137 Impedantie aanpassing met spoel en condensator.

Als (voorlopig) laatste aanvulling op mijn artikelen over de PADAT137 wil ik de impedantie aanpassing ter sprake brengen. We weten dat dit type antenne in de door mij gebruikte afmetingen en materialen een lage impedantie heeft die naar 50 Ohm moet worden omgezet. Hoewel de aanpassing door middel van stukjes coaxkabel van verschillende impedanties of het in serie solderen van een condensator een goede oplossing is heb ik toch nog gezocht naar een manier om het gefrunnik met coaxkabel soldeer verbindingen te vermijden. Experimenteren met het PASAN programma gaf aan dat een schakeling van een seriespoel en een parallelle condensator bij het gebruik van verliesvrije onderdelen, minstens een even goed resultaat leverde.

Zie Fig.1 met de LC oplossing. Bij de LC oplossing ben ik er vanuit gegaan dat beide componenten verliesvrij zijn.
Door het toepassen van SMD spoeltjes en condensatoren kon op een klein stukje enkelzijdig printplaat van 25 * 4 mm de complete aanpassing worden gemonteerd (Fig.3 en 4).


fig.3


fig.4


fig.5

 

Door op twee plekjes op dit strookje printplaat een dun stripje koper te verwijderen d.m.v. een heel klein vijltje of een fijne ijzerzaag of figuurzaag ontstaan er drie koper eilandjes. De beide uiteinden van het stripje worden direct met zo kort mogelijke draadstukjes aan de soldeerlippen in de antennekop gesoldeerd. De coaxkabel naar de ontvanger wordt met de middenader aan het middelste eilandje gesoldeerd en de afscherming van deze kabel komt aan 1 van de uiteinden van het stripje (Fig. 5).

Voor deze bevestiging moeten er wel 3 gaatjes van ongeveer 0,8 a 1 mm in het stripje geboord worden waardoor de stukjes draad door heen gevoerd worden. Deze manier zorgt meteen voor een goede trekontlasting van de coaxkabel. Na het geheel in de antennekop te gemonteerd c.q. gesoldeerd te hebben (Fig.6) kan, ter voorkoming van corrosie, het printje, coaxkabel uiteinde en soldeerverbindingen, worden bespoten met een plastic spray welke geschikt is voor de bescherming tegen weersinvloeden van HF schakelingen (Plastik 70, Kontakt Chemie).

 

Nawoord.
Na enige antennes op deze manier gemaakt te hebben vraag ik mij af waarom ik dit niet eerder heb bedacht. Waarschijnlijk om dat ik pas enige tijd geleden de beschikking kreeg over SMD-spoeltjes die geschikt waren voor deze toepassing. Het enige nadeel aan deze methode van aanpassing is de grootte (*&##*^!) van de beide SMD onderdeeltjes. Een vaste hand, een fijne en hete soldeerbout en een flink vergrootglas (ik gebruik een stereo microscoop van Leitz voor horloge makers) zijn noodzakelijk voor deze methode. Gelukkig koop je deze SMD-onderdelen meestal per 10 stuks. Mijn ervaring is dat ik voor 1 printje meestal twee of drie spoeltjes of C’eetjes nodig heb. 1 om te solderen en twee die uit mijn pincet de kamer of werkplaats inschieten. Die vindt je nooit meer terug. Wat ook helpt is het printstripje met de onderkant op de tafel te plakken met een stukje dubbelzijdig kleefband. Ligt dat in ieder geval op een vaste plaats.
N.b. Bovenstaand artikel is eerder verschenen in het verenigingsorgaan van de Werkgroep Kunstmanen, "De Kunstmaan" als
.doc document. Voor andere relevante artikelen over weersat's , zie www.kunstmanen.net.

Beginscherm
Terug
Omhoog
bijgewerkt op 28-Jan-2010