Doublet mit N7DDC (CG 3000) Tuner und NanoVNA anpassen/optimieren

Moin,

bisher habe ich ja immer nur "gebastelt", jetzt steige ich tiefer in die Theorie ein und die komplexe Rechnung, Smith-Chart usw. ist alles schon wieder lange her, die Zeit rast dahin und als ITler kennt man dann nach ein paar Jahren nix anderes als 0 und 1.

Ich habe heute mit dem NanoVNA die tatsaechliche Leitungslaenge aus dem Shack bis zum N7DDC Tuner ermittelt, das sind ziemlich genau 55m. Dann habe ich den NanoVNA kalibriert, so dass die Leitung keine Rolle mehr spielt, was fuer eine Rennerei

So sieht das Konstrukt aktuell aus:

55m Koax, N7DDC Tuner mit W1RJ Mantelwellensperre an der PL Buchse und Balun fuer undefinierte Impedanzen auf 4C65er Kern, 12m Huehnerleiter, 2x22m Draht (eigentlich sind es 2x23m Meter, aber ein Meter ist umgeschlagen und fest anliegend am Draht). Die Antenne ist bisher weder optimiert oder eingemessen, dass soll ja nun passieren, aber eben auch mit der notwendigen Theorie dazu.

Unterhalb von 5MHz schafft der N7DDC Tuner keine Anpassung, ab dem 60m geht es, bei 12m und 10m vertut er sich manchmal. Unterhalb von 2MHz steigt auch die NanoVNA Saver Software mit Fehlern aus oder bleibt beim Sweep haengen, Fehlermeldung lautet in der Art, dass die Werte, die vom NanoVNA kommen, nicht verarbeitet werden koennen. Daher nur Screenshots direkt vom NanoVNA.

Bei allen Messungen steht der Tuner selbst auf Bypass, bzw. ist die Spannungsversorgung aus und somit ist der auf Durchgang. Nur die Mantelwellensperre und der Balun fuer undefinierte Impedanzen sind im Pfad.

160m Band

80m Band

Und zum Vergleich mal bei 6MHz, wo die Antenne ziemlich passend ist

Nun meine Luecken:

Das bei S11 Polar ein negativer Realanteil angezeigt wird, kann ja eigentlich nicht sein (wenn ich mich recht entsinne), bin ich da an die Grenzen des NanoVNA gestossen?

Weiss zufaellig jemand, in welchem Bereich der N7DDC Tuner noch anpassen kann?

Der interne Tuner des TS-570DG passt alle Baender an, der steht aber auch am Anfang des 55m Koax, "sieht" also noch die Kapazitaet/Induktivitaet vom Koax mit. Entweder hat der Tuner auch einen groesseren Bereich oder es liegt mit am langen Koax?

Wie wuerde man am besten weiter vorgehen, um das 160m und 80m Band anpassbar zu machen? Wenn ich jetzt "basteln" wuerde, dann wuerde ich einfach mal den Draht verkuerzen. Aber kommt man auch von den Daten des NanoVNA an eine Loesung? Da haenge ich jetzt fest und bin fuer Ideen dankbar.

73, Tom

Moin Joerg,

ja, das waere moeglich mit dem TS-570DG. Ich koennte damit einfach in die Werkstatt gehen, dort laeuft alles zusammen, da steht direkt der Mast, da ist die Umschaltbox fuer die Antennen. Bloed ist nur, dass ich auch das fette Netzteil unterm Tisch suchen muesste, weil die anderen grossen Netzteile stehen alle bei meinen Eltern im Keller, wollte ich erst alles herholen, wenn ich mit dem weiteren Umbau durch bin.

Ich habe gerade noch mal eine Rechnung mit dem Doppelzepp-Rechner von DL1JWD gemacht.

Da ist sicher noch Potential etwas zu verbessern, wenn ich z.B. einen 1:4 Balun statt einem 1:1 Balun verwenden wuerde, kaeme ich auf diese Werte:

Mal schauen, wenn ich morgen Lust habe, schleppe ich das wirklich mal alles raus, keine schlechte Idee. Kann ich auch mal das Netzteil entstauben

PS: Ich habe den DZR mal eben mit einem Tuner SG230 rechnen lassen, da kommt der auf ein erforderliches L auf den beiden Baendern von:

Der N7DDC Tuner hat eine maximale Induktivitaet von 8.53uH laut Beschreibung. Damit eruebrigt sich dann die eine Frage, welche Werte der Tuner eigentlich schafft. Ich weiss nur nicht ob die beiden Tuner von der Beschaltung her ueberhaupt vergleichbar sind, aber ein Anhaltspunkt ist das doch vielleicht.

73, Tom

Moin Karsten,

Zitat von DD1KT

Es sieht danach aus, dass er durch die lange Leitung (an deren Ende er kalibriert wurde) doch Rechenprobleme hat. Speziell, wenn es nicht nur eine 50 Ohm Leitung ist (Mantelwellensperre usw.) haben die Korrekturmechanismen auch nur begrenzte Möglichkeiten (die gehen nur von einer idealen, verlängerten Leitung aus).

Das ist kein Problem, ich hatte das auch schon gemacht, aber nicht intensiver verfolgt, werde ich mal machen. Die Mantelwellensperre ist nach W1RJ, Vorschlag aus dem anderen Thread direkt zum Tuner. Ich habe die auf einen Wuerth Kern (noch von DG0SA) mit RG174 direkt im Gehaeuse des Tuners vor dem Eingang. Laesst sich auch schnell rausnehmen.

73, Tom

Zitat von AJ6QL

Statt Netzteil vielleicht den Benz vor die Werkstatt stellen?

Dazu müsste ich erst den Birnbaum fällen, einen Zaun mit Durchgangstor demontieren und Asyl in California beantragen, weil ich durch die Rosenbeete fahren muss

73, Tom

Moin Roger,

das hatte ich auch schon überlegt und das ich die für ein Projekt geplante 70uH Rollspule mal dazwischen schalte. Das habe ich gerade mal gemacht.

Einfach mal bei der Hühnerleiter dazwischen gesteckt, auf 15uH eingestellt und nun kann der Tuner auch das 160m Band anpassen. Für 80m geht sicher auch, wenn ich die Rollspule auf 8uH einstelle.

Deine Werte passen auch viel besser zu denen des Doppel-Zepp Rechners. Die nun eingesetzte Induktivität bestätigt dann auch bei mir, dass die Wert des DZR passend sind und liefern mir einen Anhaltspunkt dafür, was der Tuner können muss:

L bis 25uH

C bis 200pF

Somit ist das Problem erkannt und der N7DDC Tuner ist für diese Antenne mit 2x22m und 12m Hühnerleiter erst ab dem 60m Band tauglich.

Vielleicht sollte ich doch besser das angefangene Projekt weiter bauen, einen (halb)automatischen Tuner mit dem 500pF Drehko und der 70uH Rollspule. Die auf dem Foto erkennbaren Getriebemotoren austauschen gegen ein paar Stepper, einen ESP8266 mit W-LAN für die Steuerung der Motoren drauf, Endschalter habe ich an der Spule schon und dann könnte ich über W-LAN abstimmen, mit der Möglichkeit einen vollautomatischen Betrieb mit Speicher für die Bänder zu realisieren und alles in ioBroker eingebunden, wo ich auch schon den Antennenumschalter eingebunden habe. Zeit müsste man haben ... :wacko:

73, Tom

Moin,

ich hatte gestern mal den NanoVNA direkt an die Hühnerleiter gehängt und Meßwerte für alle Bänder aufgenommen, nach dem ich den Draht auf 21m pro Seite verkürzt hatte. Akt. also 2x21m (0,5m auf jeder Seite umgeschlagen) und 12m Hühnerleiter.

Ich habe dann über die Seite von DG0SA die nötigen Werte für L und C berechnet. 160m und 80m geht nicht, es wären 10uH und 15uH erforderlich, das kann der N7DDC Tuner nicht.

Was mich aber wundert, dass 20m auch nicht geht, bzw. sich ganz seltsam verhält. Wenn ich auf 14.330 abstimme, gibt es ein SWR von ca. 1. Gehe ich dann in den CW Bereich ist das immer noch niedrig, aber der Tuner stimmt neu ab und kommt dann nur auf SWR > 3. Das 17m und 30m Band macht der Tuner aber ohne Probleme. Die erforderlichen Werte von L und C sind nun nicht so sehr unterschiedlich zum 17m und 30m Band.

Die Meßwerte:

Was wäre eine mögliche Erklärung für dieses Verhalten?

73, Tom

Moin,

@Ingo:

Ja, das habe ich mir ja auch schon gedacht, die Auflösung mit den jeweils 7 Elementen des N7DDC Tuners ist ja eher grob.

Ich habe gerade mal das SWR Meter vom MFJ Tuner (Bypass) genommen, lässt sich besser ablesen, als vom TS-570

14.150 - 1.3

14.100 - 1.5

14.050 - 1.8

14.040 - 2.0

Bei 14.150 und 14.100 stellt der Tuner noch gut ein auf die Werte. Wenn ich dann mit der Frequenz heruntergehe, steigt das SWR an. Bis 14.050 passiert auch noch nichts. Zwischen 14.040 und 14.025 fängt der Tuner dann an zu rappeln und bekommt aber nichts mehr hin, also >> 3.

Ich muss mir den Quellcode mal anschauen, was der Tuner macht. Der scheint mir nicht wieder auf den niedrigsten Wert zu gehen, sondern etwas < 1.3 zu suchen, findet das nicht und bleibt dann einfach irgendwo stehen, statt trotzdem den niedrigsten Wert einzustellen. Der müsste eigentlich doch wieder bei z.B. 2.0 landen?

@Bert:

Dipol und Hühnerleiter sind aus DX-Wire FL. Der Draht geht für jeden Schenkel und Hühnerleiter in eins durch mit dem Doppelzepp-Isolator. Die Hühnerleiter ist mit den 120mm Spreizern gebaut.

In der Mitte ist der Aufhängepunkt am Hummel-Mast, aber so, dass die Einspeisung ca. 2m vom Mast weg ist, so dass die Hühnerleiter relativ weit vom Mast verläuft. Die Enden sind an jeweils einem Portabelmast. Die Höhe wird so grob um die 9m sein.

Zu den Messungen mit dem VNA, diese Bedenken hatte ich auch, aber ich kann nicht am Dipol direkt messen, dann müsste ich den Draht schneiden und ich habe auf der Seite von DG0SA dieses Dokument gefunden, wo er diese Art der Messung für die Aufnahme der Werte beschreibt, ab Folie 58. Erdfrei habe ich auch gemessen, Netbook auf Akkubetrieb, NanoVNA per USB am Netbook. Ich habe nur jedes Band einzeln gemessen, mit max. 3 Werten pro Band und nicht den ganzen Bereich von 1.8-30MHz. Der NanoVNA ist da ja nicht so leistungsfähig, wie der VNWA3.

73, Tom

Moin Bert,

Zitat von DF7DJ

Außerdem würde ich den Dipol nur am Ende der Hühnerleiter messen. Ich würde nicht mit dem unsymmetrischen VNA oder dem auch unsymmetrischen Tuner auf die Hühnerleiter gehen. dort müssen geordnete Verhältnisse herrschen. Ein Balun für unbestimmte Impedanzen oder etwas ähnliches wäre gut. Eine Mantelwellensperre im Eingang des T7uners wär hilfreich. Die 12Volt Zuleitung muss auch HF-technisch hoch liegen..

Auf den Teil hatte ich noch gar nicht Bezug genommen und auch falsch verstanden. Ich habe am Ende der Hühnerleiter gemessen, allerdings ohne Balun, wie in dem erwähnten Dokument von DG0SA. Im Tuner ist ein Balun für undefinierte Impedanzen eingebaut. Eine Mantelwelllensperre nach W1RJ ist auch am Eingang des Tuners.

Einen weiteren Balun für undefinierte Impedanzen habe ich noch als steckbare Version in einem Gehäuse. Ich könnte die Messungen also mal mit Balun machen. Vielleicht mache ich das gleich mal.

73, Tom

Moin Ingo,

ich habe im Garten, bei dem Hummel Mast, die Relaisbox (vom Funkamateur, Relais werden mit ioBroker über einen Raspberry in der Werkstatt angesteuert) zum Umschalten der Antennen. Dort hängt auch der Tuner für den Dipol und ganz hinten im Garten steht noch eine GAP Titan. Wenn ich den Dipol mit einem Balun für undefinierte Impedanzen betreibe, kann der interne Tuner des TS570 alle Bänder ausser 40m anpassen.

Das sind (mit dem NanoVNA gemessen) ca. 55m Koax vom Shack bis zur Umschaltbox. Von dort ca. 25m bis zur GAP Titan und 2m bis zum Tuner für den Dipol. Ich hatte vor dem Dipol mit Hühnerleiter schon diverse andere Antennen, die alle von dort gespeist wurden, zuletzt bis vor dem Umbau im letzten Monat eine ZS6BKW, die lief einwandfrei. Auch meine portable 40m Inverted Vee funktioniert.

So denke ich, kann ich ein Problem mit der Zuleitung ausschließen.

Ich habe gerade den Tuner reingeholt, will mal die Spulen messen. Ich vermute, dass Du gar nicht so verkehrt liegst, das der Wert für 14.000-14.150 genau zwischen den möglichen Schaltwerten liegt. Es gibt nach Schaltplan ausgerechnet, eine Lücke zwischen 3.05uH und 3.3uH, die nicht abgedeckt werden kann. Da ist eine 1uH und eine 2.2uH Spule verbaut, das wären die 3.3uH. Der höchste Wert in Summe unter 3.3uH sind alle kleineren Werte und die 2.2uH Spule = 3.05uH. Wenn die Software des Tuners einfach aufgibt, wenn der Wert für SWR < 1.3 nicht erreichbar ist und das genau in dieser Lücke liegt, könnte das schon sein, wie Du schon angemerkt hast. Dazu kommt, dass auch ein C von 14pF nicht direkt erreichbar ist, 10 und 22pF sind die kleinsten Werte.

Ich könnte aber auch noch mit Längenänderungen des Dipols experimentieren.

73, Tom