Zum jetzigen Zeitpunkt haben wir es aufgrund der extremen Funkstörungen auf 70 cm aufgegeben, noch etwas für dieses Band zu tun. Unser gewünschtes Versorgungsgebiet ist vorrangig die östliche Prärie, die Hälfte von Boulder County. Wir brauchen eine Abdeckung von etwa 120 Grad von Norden bis Südosten. Wir würden es vorziehen, eine Antenne mit einem 120-Grad-Kardiodmuster zu nutzen. Da wir keine gefunden haben, war die nächste Idee, das gewünschte Ausbreitungs-Muster mit einem Paar Yagi-Antennen mit geringerem Gewinn zu erzeugen.
Auf der Suche nach einer geeigneten Antenne stießen wir auf die chinesische 1,2-GHz-Patch-Antenne, die wir bereits in diesem Newsletter besprochen haben. Der erste Schritt bestand darin, die EZNEC-Modellierung mit dieser Antenne durchzuführen, um zu sehen, ob sie überhaupt funktionieren könnte. EZNEC kann keine Patch-Antennen modellieren, aber es funktioniert gut mit einfachen Drahtmodellantennen. Also wurde ein EZNEC-Modell einer Yagi-Antenne erstellt, die einen ähnlichen Gewinn und eine ähnliche Keulenbreite wie die chinesische Patch-Antenne hatte, d.h. 12 dBi und 55 Grad. Eine Yagi mit 6 Elementen ergab eine gute Übereinstimmung.
Der nächste Schritt war die Erstellung eines Modells mit zwei übereinander gestapelten Yagis mit dem kleinstmöglichen Abstand von 35 cm zwischen zwei Patch-Antennen. Dann wurde in der EZNEC-Modellierung die obere Antenne relativ zur unteren Antenne gedreht und beobachtet, was mit dem Azimutmuster geschah. Wie erwartet, sind die beiden Antennen bei 0 Grad in Phase, und der Gewinn nimmt tatsächlich um 3 dB zu, während sich die Strahlbreite verengt. Mit zunehmendem Winkel beginnt der Gewinn jedoch zu sinken und das Muster wird breiter. Es wird zwar etwas klumpig, hat aber immer noch eine akzeptable Gleichmäßigkeit des Gewinns. Bei einem Winkel von mehr als 65 Grad beginnt das Muster unannehmbare tiefe Nullstellen aufzuweisen. Für diese Simulation schien ein Winkel von etwa 60 Grad optimal zu sein. Die Abbildung oben zeigt die Ergebnisse.
EZNEC Stacked Yagi Modell: Max. Verstärkung = +10,7 dBi, durchschnittliche Verstärkung ist ca. +8,7 dBi mit ± 2 dB Welligkeit über einen Winkel von 116 Grad. -3 dB BW = 40 Grad -6 dB BW = 126 Grad -10 dB BW = 148 Grad. Auf der Grundlage dieses Modells wurde die Entscheidung getroffen, ein Paar dieser chinesischen Patch-Antennen zu Testzwecken zu kaufen. Wie bereits in diesem Newsletter erwähnt, waren wir mit den ersten Tests von Rückflussdämpfung und Gewinn sehr zufrieden. Sie lagen genau im Rahmen der Spezifikationen.
Der nächste Schritt bestand darin, das Paar Patch-Antennen in der zuvor modellierten gestapelten, gedrehten Konfiguration zu testen. Ein Paar 1 m langer LMR-240-Koaxialkabel wurde zusammen mit einem 3-dB-Splitter/Kombinator des Modells ZESC-2-11 von Mini-Circuits verwendet, um die beiden Patch-Antennen in Phase zu verbinden. Die Rückflussdämpfung dieser Kombination war nicht ganz so gut wie bei einer einzelnen Patch-Antenne. Wir sahen eine flache -10 dB Rückflussdämpfung (d.h. 2:1 vswr) über das 23-cm-Band.
Am 2. April bauten Chris, K0CJG, und Jim, KH6HTV, einen Antennenteststand im East Boulder Recreation Center auf und führten einige Richtcharakteristikmessungen durch. Wie Chris bereits erläuterte, hat er zunächst das Ausbreitungs-Muster der serbischen 70 cm/23 cm-Yagi-Antenne gemessen, um seine Technik zu überprüfen. Anschließend testeten wir das Muster der vorgeschlagenen gestapelten/gedrehten Doppel-Patch-Antennen. Wir führten die Messungen bei 1243 MHz mit einem CW-Signal und dem Spektrumanalysator TinySA-Ultra durch. Wir waren mit den Ergebnissen zufrieden, da sie unser Yagi-Modell bestätigten. Hier sind die Messwerte:
Max. Verstärkung = 9,5 dBi -3 dB BW ˜ 90 Grad -5 dB BW ˜ 104 Grad -6 dB BW ˜ 118 Grad & -10 dB BW ˜ 140 Grad.
Der nächste Schritt für uns wird ein Ausflug auf das Dach des Repeater-Standorts sein, um diese neuen Patch-Antennen zu installieren und dann ihre Leistung vor Ort zu testen. Derzeit haben wir bei unserem Standortbetreiber die Erlaubnis für die Installation der neuen Antennen beantragt. Bei der Installation der neuen Antennen werden wir auch eine Abwärtsneigung in das Ausbreitungs-Muster einfügen, um zu versuchen, auch die nahe gelegenen Standorte im Boulder Valley auszufüllen.
Jim Andrews, KH6HTV, Boulder, Colorado
Quelle: ATV-Newsletter 159
https://kh6htv.com/newsletter/