Logperiodisk vs Yagi?

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Användarvisningsbild
AndersG
EF Sponsor
Inlägg: 9168
Blev medlem: 25 februari 2008, 17:10:58
Ort: Mariehamn
Kontakt:

Logperiodisk vs Yagi?

Inlägg av AndersG »

Om jag fattat rätt så är hela idén med en logperiodisk antenn att den är bredbandig? Om man vet att man bara behöver ta emot 506MHz och 586MHz, vilket är då bättre? Yagi eller Logper?

Funderade på att bygga en själv, bara för att... ni vet :) Får bra signal bara med en kvartsvågsdipol, men det blir litet längre kabel till källaren, canske 10-15 meter.
vaxfan
Inlägg: 872
Blev medlem: 6 juli 2011, 23:19:14
Ort: Stugun, Jämtland

Re: Logperiodisk vs Yagi?

Inlägg av vaxfan »

En logperiodisk antenn är det bästa alternativet om du behöver både stor bandbredd och lite förstärkning.
Annars är en discone antenn ett alternativ om du inte behöver så mycket förstärkning. De brukar också vara lite billigare än en logperiodisk.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
E Kafeman
Inlägg: 3686
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Logperiodisk vs Yagi?

Inlägg av E Kafeman »

Väsentliga skillnaden mellan Yagi och Logper.antenna är rätt uppfattad.
Man väljer mellan bredbandighet och lågt gain eller högre gain men mer smalbandigt.
Det går variera parametrarna genom att t.ex. justera direktorenas placering och fysiska utformning.
Det är vad man brukar göra för att få bredbandigare tv-antenner i Yagi-utförande.
Smalbandig antenn är en fördel om man vet att frekvensområdet man tänker ta emot kan täckas ändå.
Smalbandigheten gör då att antennen undertrycker oönskade störkällor på andra frekvenser.
En möjlig nackdel med Yagi som ska kopplas till koaxialkabel är att det är lätt att tappa prestanda genom dålig balun-lösning.
Dels är det balanseringen i sej och dels är det felaktig impedansmatchning som kan göra att koaxkabeln ytterhölje blir en del av totala antenn-strukturen.
Ferriter på kabeln kan dämpa reflexer men balanseringen är fortfarande viktig för att få antennen att fungera som tänkt.
Fast även en rätt sopig Yagi antenn-lösning ger betydligt bättre gain än en dipol trots lite anpassnings-förluster.

Ett problem med antenner som ska ha god funktion vad gäller anpassning för bästa gain och att riktverkan hamnar där man tänkt är at det behövs dyra mätinstrument för att kunna justera och verifiera. Ju högre prestanda man tänkt sej uppnå, ju mer finkänsligt blir det med rätta dimensioner osv.

Den antenn-design som jag tycker är enklast att lyckas hyffsat med, och som kan ge uppemot 10dBi gain utan att kunna justera och mäta mha nätverksanalysator, bara är noggrann med måtten, är sk biquad.
Det är egentligen fyra dipoler stackade över ett jordplan. Enkel att montera direkt på en husvägg. Rätt stor yta behövs vid 500 MHz, men den sticker inte ut så mycket och ingen nämnvärd ram behövs då vindfånget är obetydligt.
Vill man göra antennen mer diskret kan jordplanet göras i glest metall-nät, typ kycklingnät.

Ska man bygga Yagi själv, så kostar materialet i järnaffären 10 ggr mer än att att köpa en vanlig TV-antenn på lågprisvaruhuset, eller Ebay.
Senaste Yagin jag byggde, tanken var att köpa en Kina-Yagi för en hundring att använda som billigt rå-material till den nya antennen.
Kina-antennen såg inte så illa ut när den kom så jag beslöt att mäta upp den. Efter att bytt medskickade koaxialkabeln och snyggat till anslutningarna i dipolen, fixat lite fuktskydd osv. så var kina-antennen fullt godkänd för mitt ändamål, så det blev inte så mycket eget bygge.
Användarvisningsbild
Biker
Inlägg: 6353
Blev medlem: 23 november 2005, 04:51:36

Re: Logperiodisk vs Yagi?

Inlägg av Biker »

vaxfan skrev:En logperiodisk antenn är det bästa alternativet om du behöver både stor bandbredd och lite förstärkning.
Annars är en discone antenn ett alternativ om du inte behöver så mycket förstärkning. De brukar också vara lite billigare än en logperiodisk.

Discone är en rätt imponerande antenn som kan fungera över stora frekvensområden men den är inte bra på något sätt annars.
Användarvisningsbild
AndersG
EF Sponsor
Inlägg: 9168
Blev medlem: 25 februari 2008, 17:10:58
Ort: Mariehamn
Kontakt:

Re: Logperiodisk vs Yagi?

Inlägg av AndersG »

Ska man bygga Yagi själv, så kostar materialet i järnaffären 10 ggr mer än att att köpa en vanlig TV-antenn på lågprisvaruhuset, eller Ebay.
Antagligen, men inte lika kul :) Skall fundera på det och se på BiQuad med. En antenn från Kjell kostar inte mycket nej.

Balunen är en poäng. Eftersom jag vet frekvensen (506 resp 586) borde jag kunna göra en med en koaxloop, eller en PCB balun?

(Som barn byggde jag en (eller började bygga - den blev aldrig klar) en helix-antenn, för 2m och den första OSCAR-satelliten)

Edit:
Stämmer det att en BiQuad inte behöver ngn balun? se:
http://martybugs.net/wireless/biquad/

en för 506 MHz blir ju litet större dock, en kvartsvåg är ju 14,8cm

Fanns en färdig räknare här.
E Kafeman
Inlägg: 3686
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Logperiodisk vs Yagi?

Inlägg av E Kafeman »

Ja koaxbalun eller vanlig trafo fungerar bra, men når inte riktigt ända fram.
En ideal dipol har impedansen 73 + j42.5 Ohm.
Kan var lite knepigt att transformera till 50 Ohm.
För en dipol i en Yagi är impedansen beroende av hur de passiva elementen är utformade.
Det finns en mängd trix att justera impedansen såsom en extra direktor mycket nära dipolen men bara hälften så lång, eller stub-matchning utefter bommen.
PÅ HAM-saiter finns också gott om beskrivningar på Yagi-antenner, en del kanske mindre bra. Värst är amerikanska hemsidor som visar hur man bygger Yagi för specifikt digitala TV-signaler, mha slumpvis utvalda klädgalgar i ståltråd.

ARRL handbook är väl min bästa rekommendation, där det finns färdiga recept att hämta.
Storlekar på elementen skalas linjärt med frekvensen så det är lätt att frekvensanpassa.
Alternativt skiter man i allt vad anpassning heter, det kan fungera tillräckligt bra för ändamålet med koaxen direkt till dipolen, om man bara vill ha en något stabilare mottagning.
Användarvisningsbild
AndersG
EF Sponsor
Inlägg: 9168
Blev medlem: 25 februari 2008, 17:10:58
Ort: Mariehamn
Kontakt:

Re: Logperiodisk vs Yagi?

Inlägg av AndersG »

OK. Min bror är radioamatör och har alla ARRLs handböcker, men han bor litet längre bort.

Hur beräknas matningsimpedansen för en BiQuad?

Jag har 20Km till masten och fri sikt, så det är kanske akademiskt, men det är ju intressant att förstå hur det funkar.
E Kafeman
Inlägg: 3686
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Logperiodisk vs Yagi?

Inlägg av E Kafeman »

Enklaste antennen att beräkna impedansen på är en enkel dipol.
Något förenklade beräkningar hittas här.
En Biquad är fyra dipoler som samverkar samt jordplanets inverkan och impedansberäkningen blir relativt krånglig.
Kan man mäta impedansen eller åtminstone VSWR kan man rätt enkelt finna bästa anpassningen då det inte finns så många parametrar att justera på.
Det finns diverse lathundar för beräkningarna på nätet.
Centerfrekvensen ges av ingående dipolernas längd och totala impedansen kan justeras inom rimliga gränser genom att justera antennelementens höjd över jordplanet.
Då antenn-designen är rätt okritisk kan man följa befintliga byggbeskrivningar och justera mha tumstock och komma rätt nära önskad impedans.
Användarvisningsbild
AndersG
EF Sponsor
Inlägg: 9168
Blev medlem: 25 februari 2008, 17:10:58
Ort: Mariehamn
Kontakt:

Re: Logperiodisk vs Yagi?

Inlägg av AndersG »

OK: 73,1ohm/sin2(kx) där, k=2π/λ och x=avståndet från änden på dipolen.

Erkänner att jag inte fattar det sista? Om man flyttar matningspunkten blir ju ena längre och andra kortare.

En biquad blir ca 50ohm för att man parallellkopplar två 100 ohm.

edit: Hittade en dipolkalkylator
E Kafeman
Inlägg: 3686
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Logperiodisk vs Yagi?

Inlägg av E Kafeman »

En dipol kan matas på valfritt ställe utefter dess längd, så länge man impedansmatchar matningen. Lägsta impedansen är på mitten och ökar mot ändarna.
En biquad är totalt fyra dipoler, varav två står i 90 grader relativt de bägge andra.
Då antennerna blir fasade inbördes pga av avstånd och vinkel så blir impedansberäkningar lite stökigare.
Nu kan man med i stort identiskt resultat utföra biquaden som två stora cirklar. Varje cirkel blir en fullvågs loop-antenn. Då blir beräkningarna betydligt enklare.
I free space är fullvågs loopens impedans ca 110 Ohm. Två loopar kopplade likt biquaden, fast utan jordplan, ger ca 80 Ohm nära rent resistivt.
När dessa bägge loopar närmar sej jordplanet sjunker impedansen så det är rätt enkelt att hitta nära idealt 50 eller 75 Ohm bara med höjdjustering.
Vill man öka impedansen, eller kommer för långt från jordplanet kan man öka impedansen i samma loopdesign bara genom att göra dessa mer ovala. Tillräckligt ovala blir det då en struktur som närmar sej två dubbelvikna dipoler.
Koaxkabeln behöver inte vara i kontakt med jordplanet, men det finns praktiska anledningar till att ändå ha det så, och kan bidra till att minska reflektioner utefter kabeln om jordplanet har "rätt" storlek. Jordplanet utformning bidrar till den totala riktverkan. Även här kan olika storlek på jordplanet spela en roll och storleken påverkar även erforderligt avstånd till antenn-elementen för en viss impedans.
Användarvisningsbild
AndersG
EF Sponsor
Inlägg: 9168
Blev medlem: 25 februari 2008, 17:10:58
Ort: Mariehamn
Kontakt:

Re: Logperiodisk vs Yagi?

Inlägg av AndersG »

Ah! Tack! Då förstår jag nästan :) För att mäta "på riktigt" behöver man en VNA och det har tyvärr inte jag, men väl en HP signalgenerator som går upp till 1GHz och en Spektrumanalysator. Kan man mäta impedansen med de prylarna?

Igen, spelar det antagligen mindre roll, men det är ju kul att försöka förstå.

Finns det något tumregelmässigt sätt att beräkna hur avståndet påverkar impedansen?
Biquad_2015-10-23_11-16-08.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
E Kafeman
Inlägg: 3686
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Logperiodisk vs Yagi?

Inlägg av E Kafeman »

Signal-generator och spektrumanalysator är halvvägs en enkel typ av NA, ej "V". Det behövs en riktkopplare också för att kunna plotta VSWR.
En enkel riktkopplare kan man bygga själv för några kronor.
På youtubelänken används en enkel signalgenerator och en ej frekvens-selektiv mätmottagare för VSWR-mätning

Man kan komma rätt långt med egen antenn-design med sådant verktyg, även om det kräver mer jobb att inte direkt kunna utläsa reaktansen.


4nec2 är ett fritt program för egna simuleringar.
Behövs räknevärden litar jag mer på simuleringar, eller är för lat att använda eget huvud. Ett visst hum om förväntat resultat är bra då det är lätt att ge felaktig input till sådan simulator-program och utresultatet kan då bli några magnituder fel.

Filer för detta program för (double) biquad och redovisade tester av impedans relativt antennhöjd finns här.
Användarvisningsbild
AndersG
EF Sponsor
Inlägg: 9168
Blev medlem: 25 februari 2008, 17:10:58
Ort: Mariehamn
Kontakt:

Re: Logperiodisk vs Yagi?

Inlägg av AndersG »

Tack, skall kolla in programmet! edit: en del att bita i där :)
Användarvisningsbild
AndersG
EF Sponsor
Inlägg: 9168
Blev medlem: 25 februari 2008, 17:10:58
Ort: Mariehamn
Kontakt:

Re: Logperiodisk vs Yagi?

Inlägg av AndersG »

Tror ändå det enklaste blir att köpa en färdig. Förslagsvis en gitterantenn som "smälter in i väggen", kanske en liten 10db? Då klarar jag en rimlig dämpning i kabeln, samt förlusterna i fördelaren till två tuners.
Skriv svar