Rigien ja antennien dB-mittauksia

[OH7HJ]

02.01.2011

[size=150]IC-706:n S-mittarin dB-kalibrointi[/size]

Totuuden etsimistä on esimerkiksi desibelien mittaaminen. Tässä sitä on sovellettu mm. ottamaan selvää, mitä tavallisen hamssirigin signaalinvoimakkuusmittarin S-yksikköjen taakse kätkeytyy. Tarvittavan hyvän säätövaimentimen kokeiluihin lainasi Arto OH7BD.

[size=150]Pikakurssi ‘tesipeleihin’ ja mittausjärjestely[/size]

Nyrkkisäännön mukaanhan 3 dB vastaa kaksinkertaista tehovahvistusta, ja 10 dB peräti kymmenkertaista. vastaavasti 6 dB on nelinkertainen ja 20 dB on satakertainen vahvistus. Esim. 23 dB on sata kertaa kaksi eli 200-kertainen ja 26 dB on sata kertaa neljä eli 400-kertainen tehovahvistus.

Mittaajana oli Juha OH7HJ, paikka Käsämä, Liperi, KP42QP. Mittausvaimennin oli säädettävä WG RT-1 dB-mittaukseen, Z = 50 ohm, [size=50]0[/size] = 10 dB, nr. 37576 J. Mittalähettimenä käytettiin Joensuun ripiitteriä eli OH7RAB taajuudella 145.750 MHz eli R6, Joensuu, etäisyys 22,7 km.

Tutkittava rigi oli IC-706, mode FM, ant 9-el lentokvaki 6 m puomilla peltikaton päällä 45 ast. polarisaatiossa n. 10 m korkeudella maasta. Alla olevaan taulukkoon on merkitty ensin vaimentimen asteikon näyttämä mittauksessa, ja sen jälkeen /-viivalla erotettuna yhden S-yksikön suuruus desibeleinä.

IC706____ilman_etuv.__+etuvahv.
S-yks.____dB-mitt._____dB-mitt.
oma____vaimennin____vaimennin
mittari__mitt./ero____mitt./ero

0_________17______________32
1_______16,5_/0,5______31__/1
2________14__/1,5_____28,8_/1,2
3_______11,5_/2,5_____26,7_/1,1
4________10__/1,5_____25,5_/1,2

5________8,5_/1,5_____24__/1,5
6________6,5_/2_______22__/2
7________5,5_/1______20,2_/1,8
8________4,5_/2_______19__/1,2
9________4,2_/0,3_____18__/1

+10___________________14,5__/3
+20___________________11,5__/2
+30____________________8,5__/3
+40____________________4,5__/4
+50
+60

[size=150]Yhteenveto[/size]

IC-706:n S-mittarin yksiköt vaihtelevat desibeleinä välillä 0,3 - 2 dB, ollen keskimäärin noin 1,5 dB / S-yksikkö. Yli S9 yltävät, niinsanotut +10 dB S-mittariarvot olivat todellisuudessa suuruudeltaan 2 - 4 dB, eivätkä 10 dB.

[size=150]Linkkejä[/size]

160 m luuppiantennin rakennusohjeita ja käyttökokemuksia: 160 m luuppiantenni killusta - impedanssi ja SWR
Itä-Suomessa kokeillaan digimodeja: Kriisi- ja turvaviestintä TUVI: Digimodet ja X-toistimet
9-elementtinen kevyt ‘Lentokvaki’ kahdelle metrille: antenni.innoplaza.net

• OH7HJ -

[size=85]P.S.

Tuo foorumin automaattinen editori poisti tuplavälilyönnit mittaustaulukosta ja veti numerot yhteen nippuun. Laitoin __-merkkejä tyhjälyöntien tilalle kun en keksinyt tähän hätään muuta tapaa korvata niitä…

• HJ -

[/size]

[OH7HJ]

02.01.2011

OH7HJ 144 MHz antennien dB-mittaus

Mittaaja: Juha OH7HJ, paikka Käsämä, Liperi, KP42QP.
Vaimennin: Säädettävä WG RT-1 dB-mittaukseen,
Z = 50 ohm, a0 = 10 dB, nr. 37576 J.
Kuuntelurigi FT-290R, mode FM. Mittaus tehtiin
vastaanotossa säätämällä mittausvaimentimella
signaalinvoimakkuudet samaan S-mittarin näyttämään.

Mittalähettimet:

1. OH7RAB 145.750 R6, Joensuu, etäisyys 22,7 km,
   suunta 103 ast.
2. OH7BD:n signaaligeneraattori 144.650 MHz,
   antennina kollineaarivertikaali talon räystäällä,
   etäisyys 0,2 km, suunta 42 ast.

Mitattavat antennit:

1. Pystydipoli vertailuantennina peltikaton päällä n. 4 m
   korkeudella maasta.
2. 3-el keskeltä syötetty vertikaalikollineaari peltikaton
   päällä n. 4 m korkeudella maasta, sovitettuna 33 cm
   killujohdolla koaksiaaliin.
3. Discone 2m-70cm peltikaton päällä n. 4 m korkeudella maasta.
4. 9-el ‘lentokvaki’ 6 m puomilla peltikaton päällä 45 ast.
   polarisaatiossa n. 10 m korkeudella maasta.

Alla olevaan taulukkoon on merkitty ensin vaimentimen asteikon
näyttämä mittauksessa, ja sen jälkeen /-viivalla erotettuna
antennin vahvistus vertailudipoliin nähden kullekin eri
mittauslähettimelle FT-290R vastaanottimen samaan S-mittarin
näyttämään (S5) mitattuina.

---

…Antennien.dB-näyttämä./.ero.dipoliin…OH7RAB…OH7BD

1…Puoliaaltodipoli.vertailuantennina…4,8./.0…10,2./.0

2…Kollineaarivertikaali.3x1/2.aaltoa…13,8./.9…15./.10,2
3…Discone.2.m.-.70.cm.vertikaali…0…/-4,8…17,8./.7,6
4…9-el.kvaki.6.m.puomilla.45.ast…15,5./10,7…29,5./19,3

[size=85](Huomio: Korvasin tyhjät välit taulukossa pisteillä, että sarakkeet pysyvät kohdillaan) [/size]

Yhteenveto:

Antennien erilainen sijainti ja korkeus heijastavan peltikaton
yläpuolella aiheuttavat suuria eroja niiden suuntakuvioihin eli
vahvistuksiin eri suuntiin. Esimerkiksi kollineaari ja discone
olivat mittausasemien suuntaan antavien peltikaton lappeiden
puolella, ja saivat katon pinnasta heijastusapua vahvistuslukemiinsa.
Vertailudipoli taas oli katon vastakkaisen lappeen puolella,
joten katto pyrki suuntaamaan osan sen säteilykuviota mittausasemista
pois päin, aiheuttaen dipolille todellista pienemmän vahvistuksen.

‘Oikeassa’ antennimittauksessa kaikkien antennien tulisi olla
mahdollisimman korkealla, vuoroon samassa sijainnissa ja saman
syöötöjohdon päässä, erossa heijastavista esineistä ja rakenteista.
Siksi näistä vahvistusmittauksista saa vain karkeita suuntaviivoja
kyseisten antennien todellisesta vahvistuksesta vapaassa tilassa.

Antennit kuitenkin asettuivat niiden periaatteellisen vahvistuksen
mukaiseen paremmuusjärjestykseen. Tehokkain oli pitkä kvaki,
seuraavana pitkä kollineaari, sitten vertailudipoli, ja viimeisenä
discone, joka oli yhteen mittaussuuntaan dipolia huonompi. Näin
tuleekin olla, koska kirjallisuudessa ilmoitettu disconen vahvistus
dipoliin verrattuna on n. -3 dB. Kolmedipolisen kollineaarin
vahvistus taas on luokkaa 3,2 dB Rothammelin Antennenbuch:in mukaan.

• OH7HJ -
  
  
  
  
  
  
  
  

[OH7HJ]

Nopeatekoisia ‘turva-antenneja’ hamssibandeille rakennellessa, viimeisin kokeilu on tämä kahden bandin ympärisäteilevä kollineaarivertikaali. Se toimii 144 MHz bandilla 2 x 5/8 aallon mittaisena, joten sillä on siis tällä bandilla ‘viiskasin’ vahvistus, ja keskisyöttöisenä se säteilee tehokkaasti ja toivotusti horisontin suuntaan. 50 MHz bandilla antenni toimii ei-vahvistavana lyhennettynä puoliaaltodipolina. Kuten muutkin VHF-vertikaalit, tämä antenni sopii esimerkiksi 2 m ripiitterien workkimiseen, ja 6 m paikallis- ja mobilekusoiluun. Pitkän matkan VHF-yhteyksiin taas sopivat metsäympäristössämme vertikaaleja paremmin paremmin horisontaaliantennit.

Päästä syötetyillä kollineaareilla on tapana haaskata tehoa taivaalle, koska niiden vertikaalikeilat pyrkivät kääntymään yläviistoon. Tällöinhän maksimivahvistusta ei saavuteta, jollei sitten ylhäällä taivaalla satu olemaan jotain workittavaa. Keskisyöttöiset vertikaalit taas suuntaavat keilansa sinne, mihin se tarvitaankin, eli vaakasuoraan. Tämän 2x5/8 aallon antennin uutuutena on helppo ja halpa sovitus. Se on toteutettu määrämittaan halkaistulla puhelinparikaapelin pätkällä.

‘Killusovitus’ onnistui kokeilemalla. Joko 2m tai 6m yhden bandin sovitus oli helppo, se toimii laittamalla sopivan mittainen parikaapelinpätkä koaksin ja antennin syöttöpisteen väliin. Parikaapelin syöttöimpedanssihan on noin 105 ohmia. Kahdelle bandille sovitus oli konstikkaampi, mutta tapa tehdä tuplasovitus löytyi.

Halkaistu killusovitus kuin G5RV

Tuplasovituksen juoneksi paljastui kokeiluissa parikaapelin halkaisu syöttöpisteestä lähtien 22 cm matkalta, kiinnittäen haarat lasikuituputken vastakkaisille puolille, jolloin halkaistu osa parikaapelia toimii korkeaohmisena syöttöjohtona sovittaen antennin myös 144 MHz bandille. 6 m bandille antennin sovitti killun kokonaispituus. Näin syntyi yksinkertainen portaittainen kahden bandin impedanssisovitus 50 ohmin syöttökoaksin ja 2 x 123 cm kollineaarisäteilijän välille. HF-antenneja rakentaneet saattavat nyt huomata, että tämä sovitus muistuttaa hieman G5RV-dipolin lapamato-/kapulalinjasovitusta, tosin tässä aivan eri bandeille mitoitettuna.

Antennin 2 x 120…123 cm säteilijä on alufolioteipillä, rakentajakielellä ‘saunateipillä’, päällystetty 6 mm lasikuitusauva. Kaikki johteet sopivat tietenkin syöttöelementiksi, eikä se ole tarkka materiaalinpaksuudestaan. Alumiiniteipin päälle on kierretty vieriviereen ohutta kuoritun puhelinkytkentäjohdon sisälankaa kontaktipinnaksi, jonka päälle syöttö on nyt hyvä tinata kiinni. Sovittimena toimivan parikaapelin päät on tinattu suoraan 50 ohmin syöttökoaksiin kiinni, ylemmän säteilijäpuoliskon puoleinen karva koaksin keskilankaan. Liitintä voi tietenkin käyttää, jos haluaa. Antennin rakenne ja mitat näkyvät oheiskuvista.

6m alabandia varten puhelintapsin kokonaispituus syöttöelementin kontakteista koaksiaaliin on valokuvien mukainen 27 … 37 cm, vaihdellen hieman antenniyksilöstä riippuen. Kokeilemalla selviää, ei ole kovin kriittinen, 6 m keskibandille sovitusta haluttaessa tapsia voi lyhentää muutaman sentin koaksin puoleisesta päästään. 2 m bandin sovitus taas tehdään 22 cm halkaisupituutta ja halkaistujen haarojen etäisyyttä säätämällä, jonka tulee tällä monisäikeisellä parikaapelilla olla 26 mm, että haluttu impedanssi toteutuisi. Kuvan mitoilla tehtynä antenni on varsin laajakaistainen, sovittuen reippaasti 2 m bandia leveämmälti. Geinimittauksia en ehtinyt antennille tehdä, ehkä sitten joskus talvella…

Linkkejä 2m antenniohjeisiin:

Lentokvaki ja luurakokvadi kahdelle metrille. guns.connect.fi/innoplaza/juttu/ … index.html

T: - Juha -

[OH7HJ]

Raportti 2014-08-16 OH7HJ

Mittausvastaanottimena FT817 kotiasemalla, antenni radion takaliittimessä, ja mittauksen vertailutasona Rx S-mittarin näyttämä S1.

Mittasinkkuna aluksi Joensuun ripiitteri 145.750 MHz, ja jatkomittauksissa myös Arton sinkkugeneraattori 145.400 MHz, -10 dBm teholla räystään vertikaalissa. Mittausvaimentimina antennin välissä olivat Nardan säädettävä 0 - 50 dB yhden desibelin portailla, ja Johanssonin kiinteä 10 dB vaimennin.

Virherajat ovat arviolta ± 3 dB, koska antennit olivat matalalla heijastavan räystään päällä, johon vaihdoin kunkin antennin vuoronperään. Hyvänä puolena mittauspaikassa on, että se muistuttaa antennien tulevaa asennusta Okun rikastamon pelitikaton harjalla.

Viimeisten antennien mittauksessa oli ripiitterin lisäksi onneksi sinkkuna käytettävissä myös Arton mittalähetin naapurissa, joten sain tarkemmat arvot näiden kahden mittasinkun keskiarvoista.

Lasikuituinen nelikkovertikaali 2 m bandille

Vertailudipoli räystäällä: - 14 dB.
Sininen lasikuitunelikko vieressä: - 17 dB.

Siis lasikuituinen nelikkodipoli on ripiitterin suuntaan n. 3 dB tehokkaampi kuin vertailudipoli. Tätä ekaa mittausta tehdessä ei valitettavasti vielä ollut muita mittalähettimiä käytettävissä, joten tulos jäi kovin epätarkaksi.

Arton Diamond X-300 kollineaarivertikaali

Sitten räystäälle Arton Diamond X-300, ja taas S1 tasot FT817:n mittariin. Ensin mittasinkkuna ripiitteri.

Vertailudipoli räystäällä: - 15 dB.
Vieressä kollineaarivertikaali X-300: - 20 dB.

Ripiitterin suuntaan X-300 oli siis peräti 5 dB dipolia parempi. Sitten Arton OH7BD sinkkugeneraattori jaksolla 145.400 MHz, -10 dBm teholla:

Vertailudipoli räystäällä: - 12 dB.
Vieressä kollineaarivertikaali X-300: - 10 dB.

Tähän suuntaan X300 oli 2 dB huonompi dipolia. Näiden mittaussuuntien keskiarvona sen vahvistus oli siis n. 3,5 dBd, mikä on paras koskaan mittaamani päästä syötettävän 2 m kollineaarin vahvistus. Valmistaja on siis onnistunut todella hyvin antennin suunnittelussa!

Aerialin 160 MHz nelikkovertikaali

Antenni Aerial Type AV1912, frequency 146…174 MHz. Mittasinkkuna ripiitteri.

Vertailudipoli räystäällä: - 13 dB.
Aerialin 160 MHz nelikkovertikaali: -21 dB.

Apon lainaama Nelikko-Aerial oli siis ripiitterin suuntaan peräti 8 dB parempi vertailudipolia. Seuraavaksi mittalähettimenä Arton OH7BD sinkkugeneraattori matalassa vertikaalissa.

Vertailudipoli räystäällä: - 13 dB.
Aerialin 160 MHz nelikkovertikaali: -15 dB.

Aeriali vahvisti tähän suuntaan siis 2 dB enemmän kuin dipoli. Hamssibandin korkeahko SWR n. 1,8 ei tuntunut haittaavan. Keskiarvo ripiitterimittauksen kanssa antaa Aerialin nelikon vahvistukseksi peräti n. 6 dBd. Isompi oli siis parempi tässä mittauksessa.

T: - Juha -

Etsintäkuulutus: Aerialin nelikkoja ja kaksikkoja

Onko sinulla tietoa käyttämättömistä nelikko- tai kaksikko-Aerialeista? Jos on, vihjeet sellaisista ovat tervetulleita turvaviestintäkäyttöön! Sekä irrallaan, että paikoillaan olevat kiinnostavat turvaviestintäaktiiveja ympäri maatamme! viewtopic.php?f=29&t=600#p1514

Linkit Aerialin sivuille:
slideshare.net/AerialOy/vhf- … f-antennit
aerial.fi/fi/tuotteet/antennituotteet/

[OH7HJ]

Raportti 2014-08-17 OH7HJ

Arton Diamond V-2000

Kahden ja kuuden metrin yhdistelmävertikaali on tehty lähes samoista osista kuin tuo aikaisemmin mitattu X-300, mutta lisättynä yhdellä 6 m bandille viritellyllä radiaalilla, ja säteilijä puolestaan X-300 verrattuna huipustaan noin puolella metrillä lyhennettynä.

Kaistaleveys 2 m bandilla on hyvä, mutta 6 m bandilla SWR < 1,5 toteutuu vain alle 1 MHz kaistalla, siis aika kapoinen. 70 cm bandilla antennia ei mitattu.

Varveryhmän antennia ei ryhmän vetäjä luovuttanut, joten ihkauuden antennin lainasi turvaviestintäkokeiluihin Arto. Sitten mittaukseen, testisinkkuna Joensuun ripiitteri:

Vertailudipoli räystäällä: - 16 dB.
Vieressä 2m/6m vertikaali V-2000: - 20 dB.

Ripiitterin suuntaan V-2000 kuunteli siis mukavasti 4 dB paremmin kuin vertailudipoli. Sitten mittalähettimenä Arton OH7BD sinkkugeneraattori matalassa vertikaalissa, samoin kuin aikaisemmissa mittauksissa:

Vertailudipoli räystäällä: - 14 dB.
Vieressä 2m/6m vertikaali V-2000: - 10 dB.

V-2000 hävisi 2m bandilla tähän mittaussuuntaan dipolille 4 dB. Keskiarvo edellisen mittauksen kanssa antaa V-2000 vahvistukseksi 2m bandilla 0 dBd, eli tasan meni vahvistus dipolin kanssa.

V-2000:n suuntakuviota ei mitattu, mutta arvaten siinä voi olla eroja, koska yksi antennin kolmesta 2 m radiaalista on korvattu 6 m bandille viritetyllä trappitikulla.

Sisarusantenniin X-300 verrattuna vaatimaton 2 m vahvistus saattaa siis selittyä lyhyemmän säteilijä lisäksi epäsymmetrisen radiaalijärjestelyn aiheuttamalla suuntakuvion vääristymällä.

Antenni on kuitenkin kevyt ja helppoa asentaa, joten tällä on ihan hyvä aloittaa 2m/6m X-bandipuhetoistinkokeilut.

Raportti 2014-08-18 OH7HJ

Aerialin 160 MHz kaksikkovertikaali

Mittasinkkuna ensin ripiitteri.

Vertailudipoli räystäällä: - 15 dB.
Aerialin 160 MHz kaksikkovertikaali: - 20 dB.

Mikan antama kaksikko-Aerial oli ripiitterin suuntaan mukavasti 5 dB parempi vertailudipolia.

Seuraavaa mittausta, mittalähettimenä Arton OH7BD sinkkugeneraattori matalassa vertikaalissa, häiritsi voimakas n. 3 … 5S suuruinen feidinki, jonka mahdollisena aiheuttajina oli asemiemme välissä olevan metsän huojunta tänään nousseessa puuskaisessa tuulessa.

Vertailudipoli räystäällä: n. - 3 dB.
Aerialin 160 MHz nelikkovertikaali: n. - 3 dB.

Allaolevat geinit ovat siis vain likimääräisiä, mutta Arton mittausmajakan kuuluvuus kumpaankin antenniin oli samaa suuruusluokkaa. Hamssibandin korkeahko SWR n. 1,8 ei haitannut. Tämän mittauksen keskiarvo antaa Aerialin kaksikon vahvistukseksi n. 2,5 dBd.

2 x 5/8-aallon 2 m pystydipoli discone-elementeistä

Puretun disconen säteilijäelementeistä tehdyllä kahden bandin 2m/6m vertikaalilla S1 tasot FT817:n mittariin, ensin mittasinkkuna ripiitteri.

Vertailudipoli räystäällä: n. - 16 dB.
Vieressä 2 x 5/8-aallon dipoli: n. - 16 dB.

Tätä mittausta häiritsi edelleen yltynyt tuuli, ja sen mukanaan tuoma n. S3 feidinki. Ripiitterin suuntaan pystydipolin geini oli kuitenkin likimain sama. Sitten Arton OH7BD sinkkugeneraattori jaksolla 145.400 MHz, -10 dBm teholla:

Vertailudipoli räystäällä: n. - 13 dB.
Vieressä 2 x 5/8-aallon dipoli: n. - 13 dB.

Myös tätä mittausta, mittalähettimenä Arton OH7BD sinkkugeneraattori matalassa vertikaalissa, häiritsi voimakas n. 5 … 6S suuruinen feidinki, jonka mahdollisena aiheuttajina oli asemiemme välissä olevan metsän huojunta tänään nousseessa puuskaisessa tuulessa. 2x5/8:lla kuuluivat kuitenkin molemmat sinkut jokseen yhtä hyvin, siis vahvistus noin 0 dBd.

T: - Juha -

[oh7knm]

Moi.
Hienoja mittauksia.
+5dB:ä gainia tulee tuosta stakkauksesta.
Noi stakatut antennit ovat tehokkaita vaikka eivät ole aivan dipissään meidän bandilla,
olen itsekkin miettinyt kolmen antennin laittamista aprs digille aivan tuonne maston latvaan,
ensin niihin täytyy hitsailla lisää mittaa että ovat bändilla vireessä.

De Eikka