LPDA für EMV-Messungen im Selbstbau

    Hallo alle zusammen,


    ich bin auf der suche nach einer Selbstbaulösung für breitbandige Antenne für EMV-Messungen. Der Aufwand/Nutzen-Faktor scheint mir derzeit bei einer Logarithmisch-periodische Antenne (LPDA) am geringsten zu sein. Bauen würde ich sie gerne nach den Vorschlägen von http://www.wolfgang-rolke.de/antennas/ant_400.htm (wurde hier auch schon häufiger zitiert). Derzeit versuche ich mich mit dem von Herrn Rolke geschriebenen LPDA-Designer (http://www.wolfgang-rolke.de/antennas/ant_500.htm).
    Mir ist zwar die die Theorie zur HF-Technik ist nicht fremd, leider mangelt es an Praxis/Erfahrung. Daher komme ich an einigen Punkten im Antennendesign nicht weiter und hoffe auf wertvolle Tipps von eurer Seite. Insbesondere überfordert mich die Anzahl an Möglichkeiten der freien Parameter (Stufungsfaktor, Periodizität, Schlankheitsgrad, aktive Zone) in seinem Programm.


    Was ich haben möchte:
    - Antenne von 150MHz bis 1GHz
    - Eingangsimpedanz 50Ohm
    - möglichst klein (Boomlänge kleiner 1m)


    Wenn ich mit den Parameter ein wenig spiele finde ich heraus, dass ich meinen Vorstellungen am nächsten kommen wenn ich:
    - den Stufungsfaktor klein wähle => 0,8,
    - die elektrische Periodizität klein Wähle => 0,1,
    - den Schlankheitsgrad möglichst groß => 400,
    - den Querschnitt Quadratisch mit einer Kantenlänge von 10mm,
    - die aktive Zone schmal wähle.


    Mit dieser Eingabe bekomme folgende Ausgabe:
    **************************************************
    Die wichtigsten Werte der LPDA:


    Stufungsfaktor þ= 0.800
    elektische Periodizität Õ= 0.100
    untere Frequenzgrenze fu= 150.0MHz
    obere Frequenzgrenze fo= 1017.6MHz
    effektive Bandbreite B= 6.78
    Strukturbandbreite Bs= 11.64
    Bandbreite der aktiven Zone Ba= 1.72
    Öffnungshalbwinkel der Struktur Ó= 26.6°
    Erforderliche Dipolanzahl N= 12
    Antennenbaulänge (ohne Stub) A= 0.91m
    Antennenbaulänge (mit Stub) A= 1.11m
    Länge der kleinsten Dipolhälfte l12= 41mm
    Länge der größten Dipolhälfte l1= 479mm
    kleinster Dipolabstand d11= 21mm
    größter Dipolabstand d1= 200mm
    kleinster Dipoldurchmesser a12= 0.2mm
    größter Dipoldurchmesser a1= 2.5mm
    Mittenabstand der Doppelleitung s= 11.8mm
    Wellenwiderstand der Dipole Za= 449.0Û
    Wellenwiderstand der Doppelleitung Zo= 56.6Û


    Antennenparameter ändern (j/n)?
    **************************************************


    Erstmal sieht das für mich schlüssig aus. Oder erkennt ihr Problemstellen bezüglich meinen Forderungen zu Bandbreite und Eingangsimpedanz?


    Als nächstes hatte ich mir dann Gedanken zu den Dipoldurchmessern gemacht. Hier bin ich bei Gemmel-Metalle fündig geworden (http://www.gemmel-metalle.de/downloads/kupfer/63.pdf). Die größte Abweichung der geforderten Dipoldurchmesser zu dem bei Gemmel zu beschaffenen Drahtstärkern beträgt 5,5%. Das sollte doch genügen… ?


    Offen bleibt für mich auch noch die Frage nach dem Material des Trägers? Holz / Alu (Vierkant - oder U-Profil) ? Habt ihr dies bezüglich Ideen. Da die Antenne ja nur für Messungen bei schönem Wetter oder im Indoor-Bereich gedacht, daher leg ich auf die "Robustheit" nicht allzu großen Wert.


    Achja: eine Möglichkeit die Antenne am Ende an einen Network Analyzer zu halten habe ich.


    Wäre toll wenn einer von euch dazu eine Meinung hätte :)


    Grüße,
    Sven

    Hallo,


    ich wollte nochmal in die Runde fragen, ob nicht doch einer noch einen Kritikpunkt zu meinem Vorhaben hat. Ein "das wird so nichts, du musst..." oder ein "sieht ganz gut aus, könnte funktionieren..." würde mir sehr helfen :).


    Grüße,
    Sven

    Hallo Sven,
    EMV-Messungen, dieser Begriff ist mir zu allgemein.
    Im Zusammenhang mit der Selbsterklärung nach BEMFV habe ich mich mit H- und E-Feldmessungen beschäftigt und einenFeldstärkemesser nach DL7AV gebaut.
    Für H-Feld verwende ich eine H-Sonde nach DL7AV und für die E-Feldmessung komm die ESF 1 zum Einsatz.
    Der Frequenzbereich der E-Feldsonde ist 500KHz ... 80MHz.
    Feldstärkemessungen von150MHz bis 1GHz mit nur einer LPDA erscheint mir nicht machbar.
    73 Wolfgang

    Guten Morgen,


    @ DO5PI: Danke für die Links - die glaube hatte ich schon durchgearbeitet. Besonders interessant fand ich auch die bikonischen Antennen. Nur scheint mir der Selbstbau hier komplizierter als eine einfache LPDA.


    DL8DWW: Mit EMV-Messungen meine ich, dass Messen der Störabstrahlung von 30MHz bis 1GHz. Für den Frequenzbereich unter 150MHz mache ich mir danach gedanken.Den FA-NWT hab ich hier auch liegen. Aber der hilft mir leider nicht bei meinem Problem erstmal eine breitbandige Antenne zu haben. Mit sogennanten Schnüffelsonden will ich mich aber auch noch beschäftigen :-).
    Worauf beruht deine Annahme, dass der Frequenzbereich von 150MHz bis 1GHz mit einer LPDA nicht machbar ist? In den EMV-Laboren in denen ich bisher war, hatten sie für die Messung der Störabstrahlung auch "nur" eine LPDA-ähnliche Antenne.


    Grüße,
    Sven

    Hallo Sven

    Zitat von Sven.K

    Worauf beruht deine Annahme, dass der Frequenzbereich von 150MHz bis 1GHz mit einer LPDA nicht machbar ist?


    ich möchte damit nicht sagen, dass diese LPDA (als Sende-/Empfangsantenne) für diesen Frequenzbereich nicht brauchbar wäre.
    Als Messantenne außserhalb eines EMV-Labor eventuell aber doch.
    Bei dieser Annahme bin ich von folgender Überlegung ausgegangen:
    Bei einer Frequenz von 433MHz ist ein Halbwellendipol (0,346m) resonant.Resonant ist aber auch ein Dipol mit einer Länge von 3* Lambda/2. (145-MHz-Dipol)
    Auf die LPDA bezogen würde dies bedeuten,daß die Messung eines 145MHz-Signales durch ein gleichzeitig vorhandenes 433MHz-Signal verfälscht wird.
    In einem EMV-Labor wird dieser Fall sicher nicht ungewollt eintreten.Außerhalb sollte man es vielleicht nicht ausschließen.
    Eine Messantenne mit kleinerer Betriebsbandbreite ist sicher günstiger für die Messung.


    Zitat von Sven.K

    Offen bleibt für mich auch noch die Frage nach dem Material des Trägers? Holz / Alu (Vierkant - oder U-Profil) ? Habt ihr dies bezüglich Ideen. Da die Antenne ja nur für Messungen bei schönem Wetter oder im Indoor-Bereich gedacht, daher leg ich auf die "Robustheit" nicht allzu großen Wert.


    Hinweise zum Bau einer LPDA gibt es z.B. im Rothammel Antennenbuch, 12.aktualisierte Auflage, Kapitel 24.4


    73 Wolfgang, DL8DWW

    Hallo Sven,
    es kann aber auch sein, daß ich einen Denkfehler habe.
    In meinem Beispiel bin ich davon ausgegangen, daß ein 145Mhz gemessen werden soll. Das 145MHz-Segment der LPDA liefert die Meßspannung. Die Spannungen der anderen Segmente gehen in das Messergebnis mit ein.
    Wenn nun gleichzeitig zu diesem Signal ein 430MHz-Signal anliegt geschieht das Gleiche, nur dürften die Spannungsverhältnisse am 145MHz-Segment anders sein, weil dieses Segment auch für 430MHz resonant ist .In Abhängigkeit von der Phasenlage beider Signale zueinander wird das Meßergebnis des 145MHz-Signales beeinflusst.
    Ob diese Beinflussung vertretbar ist wage ich zu bezweifeln. Oder aber, meine Überlegungen sind falsch.
    73 Wolfgang

    Hallo Wolfgang und Sven,
    dieser Vorgang "Ob diese Beinflussung vertretbar ist wage ich zu bezweifeln. Oder aber, meine Überlegungen sind falsch." tritt nicht auf, da eine LPDA am kürzesten Dipol eingespeist wird. Mir lief eine Messantenne von VEB Köpenick über den Weg, die den Frequenzbereich von 85-1300MHz umfasst. Die Elemente befinden sich auf einer Ebene und sind intern in einem GFK-Boom gekreuzt und innen ist ein Koaxkabel zum vordersten Dipol und hinten ist eine Dezifix-Buchse eingebaut. Ein 10m Koaxkabel RG-213 mit Dezifix Stecker und BNC-Stecker waren dabei für 50DM. Die mögliche Sendeleistung ist mit 300 Watt angegeben.


    Auf dieser url http://www.wolfgang-rolke.de/antennas/ant_400.htm findet man eine tolle Anleitung und alle Formeln zur Berechnung, im Anhang findet man ein Basic-Programm, Literaturverweise und Diagramme wie Smith-Charts, SWR-Verlauf und Richtdiagramme zu dieser LPDA.

    Vy 72/73 de Gerhard

    Hallo Gerhard,
    herzlichen Dank, damit dürften die Fragen vom Sven geklärt sein und ich habe allerhand dazu gelernt.
    73 Wolfgang

    Hallo,


    danke für eure Beiträge!


    @ Gerhard: Nach dem von dir genannten Link habe ich meine gewünschte Antenne designt (siehe Eingangspost). Hast ud zu dem Design vielleicht noch Anmerkungen / Verbesserungsvorschläge etc...? Wie gesagt, meine Erfahrungen in Sachen Antennenbau gehen gegen null! Ich kann aber Metall in kleinen Rahmen verarbeiten und habe eine Idee was Hochfrequenzelektronik heißt.


    Grüße,
    Sven