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Beschreibung
Zum Empfang des Bakensignals von OSCAR-13 und natürlich zum Empfang des projektierten AMSAT Phase IIID wird in Anlehnung an (1) eine Antenne beschrieben, die aus einem auf dem Antennenmarkt erhältlichen 60cm-Spiegel und einem selbstgebauten Erreger besteht.
Exakte Messungen des Richtdiagramms der Antenne werden vorgestellt, sowie der hieraus abgeleitete Gewinn einschließlich der Öffnungswinkel.
Die Brennweite des Spiegels wurde aus 
(s. Bild 3) zu 281mm und der halbe Spiegelrandwinkel mit 
zu 56° bestimmt.
Bild 1: Helix-Feed for dish
Bild 1 zeigt den wendelförmigen Helical-Erreger, der aus 2 1/2 Windungen Kupferrohr mit d = 3 mm besteht. Der Abstand zwischen den Windungen beträgt 25 mm und der Innendurchmesser der Wendel 40 mm. Ein Plexiglasstab mit 9 mm Durchmesser und einer Länge von 65 mm trägt an einem Ende einen Stab zur mechanischen Stabilisierung der Wendel, während das gegenüberliegende Ende in der Mitte der runden Grundplatte befestigt wird. Die Anpassung des Erregers an 50 Qgeschieht mit Hilfe eines 6 mm breiten und 45 mm langen Kupferbandes, das vom Innenleiter der N-Buchse beginnend auf das Kupferrohr aufgelötet wurde. Gute Anpassung e rreicht man durch Veränderung des Abstandes der Wendel von der kreisförmigen Grundplatte (Reflektor), aufweiche die N-Buchse und der Plexiglasstab aufgeschraubt sind. An die N-Buchse kann z.B. ein rauscharmer Vorverstärker nach (2) angeschraubt werden, der den empfangenen Signalpegel soweit anhebt, daß auch relativ stark dämpfende Kabels angeschlossen werden können, ohne daß sich das Rauschmaß der Empfangsanlage um mehr als 0,1 dB verschlechtert.
Der Halbwertswinkel des Erregers wurde in der E-Ebene zu 71,5° und in der H-Ebene zu 67,5° bestimmt. Für den 10dB-Öffnungswinkel wurden 130° bzw. 122° ermittelt. Hieraus ergibt sich, daß der Erreger nur minimal über den Spiegelrand hinaus strahlt, da für den Spiegelrandwinkel 112° ermittelt wurden.
Bild 2: Frontseite des Parabolspiegels mit dem wendelförmigen Erreger für 13 cm.
Die Abmessungen des Spiegels und des Erregers können Bild 3 und Bild 4 entnommen werden, während Bild 2 einen Blick auf die Vorderseite der Antenne mit dem hinter der runden Grundplatte verborgenen Erregers gewährt.
Bild 3: Geometrie des Parabolspiegels mit D = 600 mm.
Bild 4: Anordnung des Erregers mit n = 2,5. Die Brennweite ist f = 281 mm. Der Abstand zwischen den einzelnen Windungen beträgt 25 mm.
1 Ein Verstärker mit F = 0,45 dB und V = 40 dB gestattet eine Kabeldämpfung von 20 dB, wenn das Gesamtrauischmaß um 0,1 dB verschlechter werden darf. D.h., man kann ca. 44 m RG213/U als Ableitung anschließen, wenn der nachfolgende Konverter ein Rauschmaß von 3 dB hat.
Zur Beurteilung der elektrischen Eigenschaften der Antenne wurde der Eingangsreflexionsfaktor mit Netzwerkanalysator bestimmt. Bild 5 läßt ein relativ breites Minimum des Stehwellenverhältnisses ( VSWR ) im Bereich zwischen 2,2 GHz und 2,4 GHz erkennen, so daß die Antenne auch zum Empfang von Satellitensignalen bei 2,4 GHz geeignet ist. Wird ein Minimum bei höheren Frequenzen gewünscht, so muß der Durchmesser der Wendel geringfügig verringert werden.
Ein Einfluß auf die Funktion der der Antenne bei 2,4 GHz war jedoch meßtechnisch nicht nachweisbar, d. h. der "Gewinn" der Antenne bleibt konstant.
Bild 5: Gemessenes Stehwellenverhältnis am Speisepunkt (N-Buchse) der Antenne
Bild 6: Richtdiagramm des 60cm-Spiegels mit einem wendelförmigen Erreger (n=2½) für die horizontale Ebene bei f = 2,4 GHz.
Bild 7: Richtdiagramm des 60cm-Spiegels mit einem wendelförmigen Erreger (n=2½) für die vertikale Ebene bei f = 2,4 GHz.
Der Abstand des Erregers vom Spiegel wurde so lange variiert, bis sich ein maximaler Gewinn bei f = 2,4 GHz einstellte. Wie die Abmessungen in Bild 4 zeigen erhält man diese Eigenschfaft, wenn der Brennpunkt F des Spiegels nahezu in der Mitte der Wendel liegt.
Die Richtdiagramme der Bilder 6 und 7 zeigen far die horizontale Ebene einen Öffnungswinkel von 13° und für die vertikale Ebene 12,8°.
Schließlich ergibt sich aus den beiden Richtdiagrammen ein Antennengewinn von G = 19,1 dBd, bzw. 21,3 dBi bei genannter Frequenz.
Literatur
- J.R. Miller: "6Ocm-Parabolspiegel für Mode S", AMSAT-DL Journal, Jahrgang 20, Nr.2, 1993
- R. Bertelsmeier: "PHEMT LNA for 13cm", DUBUS, VOL. 24, 1/1995, S. 34 - 37
DC6GC, Dieter Briggmann.