pa0rdt_whip_full_version.pdf

(655 KB) Pobierz
The pa0rdt-Mini-Whip©
Roelof Bakker, pa0rdt
History.
After several fruitless attempts to make an active loop work in a city environment, it
was found that the electric field from local noise sources was contained within the
house. The magnetic field of local noise sources was not contained inside the house,
making weak signal reception at LF impossible.
Hence an electric field antenna was called for. Tests were performed using an active
whip antenna, designed by G4COL. Results were encouraging and the whip length
could be reduced from 100 cm to 30 cm without loss of performance. It became clear
that at LF an active whip is a capacitance coupled to the electric field.
The pa0rdt-Mini-Whip©.
If it is accepted that a whip is a capacitance coupled to the electric field, shape
becomes irrelevant, as long as the required capacitance is available. In practice the
“whip” can be e.g. a small piece of copper clad printed circuit board. A small die-cast
aluminium box can also be used, with the buffer amplifier mounted inside.
Following this line of thought, tests have been performed to find the optimum
dimension for the pa0rdt-Mini-Whip©. To prevent receiver overload, maximum
output has been set to about – 20 dBm. The buffer amplifier has been optimised for
good strong signal handling performance.
Acknowledgment goes to Steve Ratzlaff, AA7U, who was so kind to conduct IMD
measurements on the buffer amplifier and suggested circuit modifications to improve
strong signal handling performance.
Specifications:
Frequency range: 10 kHz – 20 MHz
Power: 12 – 15 volts at 50 mA.
Second order output intercept point: > + 50 dBm.
Third order output intercept point: > + 30 dBm.
Maximum output power: in excess of – 15 dBm
Dimensions:
Length: 80 mm, diameter: 32 mm
Connectors:
RF: BNC
Power: Cinch, centre pin is V+
Feed line: 50 – 100 ohm coaxial cable up to 100 metre long.
Circuit diagram of the pa0rdt-Mini-Whip© .
Construction.
The pa0rdt-Mini-Whip© uses commonly available materials. A single sided printed
circuit board is mounted inside a 10 cm long piece of 40 mm drain pipe (white), using
end-caps. One of the end-caps carries an insulated BNC connector onto which the
PCB is soldered. Half of the PCB is the actual antenna; the other half contains the
buffer-amplifier, using “Amateur Surface Mounted Construction”.
PCB-layout.
The traces are cut using a Dremel tool.
914330111.051.png 914330111.056.png 914330111.057.png 914330111.058.png 914330111.001.png 914330111.002.png 914330111.003.png 914330111.004.png 914330111.005.png 914330111.006.png 914330111.007.png 914330111.008.png 914330111.009.png 914330111.010.png 914330111.011.png 914330111.012.png 914330111.013.png 914330111.014.png 914330111.015.png 914330111.016.png 914330111.017.png 914330111.018.png 914330111.019.png 914330111.020.png 914330111.021.png 914330111.022.png 914330111.023.png 914330111.024.png 914330111.025.png 914330111.026.png 914330111.027.png 914330111.028.png 914330111.029.png 914330111.030.png 914330111.031.png 914330111.032.png 914330111.033.png 914330111.034.png 914330111.035.png 914330111.036.png 914330111.037.png 914330111.038.png 914330111.039.png 914330111.040.png 914330111.041.png 914330111.042.png 914330111.043.png 914330111.044.png 914330111.045.png 914330111.046.png 914330111.047.png 914330111.048.png 914330111.049.png 914330111.050.png 914330111.052.png
Power Feed Unit circuit diagram.
Power is fed to the pa0rdt-Mini-Whip© via the coaxial feed line. A Power Feed unit
couples the power trough the coaxial feed line to the pa0rdt-Mini-Whip© . A second
coaxial cable couples the signal to the receiver.
Installation is straightforward:
914330111.053.png
Mini-whip © antenne
Omdat het me maar niet lukte fatsoenlijke signalen op de 160m band (op een
wereldontvanger met sprietantenne ☺ ) te ontvangen ben ik op zoek gegaan
naar een eenvoudige actieve ontvangst antenne.
Bij mijn zoektocht stuitte ik al gauw op de mini-whip van Roelof Bakker:
Uit experimenten van Roelof, PA0RDT, is gebleken dat een (korte) staafantenne
succesvol vervangen kan worden door een kopervlak op een printplaat. Het
kopervlak hoeft niet groot te zijn; een vlak(je) van 35 x 40 mm geeft een prima
resultaat. Sterker nog, als het vlak te groot wordt (>35 x 50 mm) kan er makkelijk
storing als gevolg van 3 e –orde intermodulatieproducten ontstaan. Op VLF en
MF/HF werkt het kopervlak als een capaciteit die signalen opvangt uit het
elektrische veld. Door van dit principe gebruik te maken heeft hij een actieve
ontvangantenne ontwikkeld die werkt tussen 10 kHz en 20 MHz.
De antenne bestaat uit het antennegedeelte met HF-versterker op één printje die
d.m.v. een coaxkabel met het andere deel, de voedingsprint, verbonden wordt.
De 12..15 VDC voedingsspanning wordt via de kern van de coaxkabel aan de
HF-versterker aangeboden. Scheiding van DC en HF signalen gebeurt door twee
condensatoren van 470 nF. De antenne met HF-versterker is klein genoeg om
deze in b.v. een stuk PVC-afvoerpijp van de bouwmarkt in te bouwen zodat een
actieve (mast)kop ontstaat. De 5 onderdeeltjes van de Power Supply Unit (PSU)
kunnen op een apart printje gesoldeerd worden. De PSU wordt uit een
netadaptertje gevoed (Houdt het strooiveld weg). Fig. 2 laat het elektrische
schema van mijn versie van de mini-whip zien. Het 10 μH spoeltje tussen gate
van de 2N7000 FET en de antenne zorgt er samen voor met de
ingangscapaciteit dat er resonantie van de seriekring ergens boven de 20 MHz
optreedt. Hierdoor wordt het effect dat de mini-whip op hogere frequenties als
gewone antenne, met bijbehorende –grote- verliezen, gaat werken enigszins
verminderd.
F ig. 1 Opbouw mini-whip
Fig. 2 Schema van de antenne (CU-plate) en voorversterker
914330111.054.png 914330111.055.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin