ADS-B Antenne

EINFACHE ANTENNE : SPIDER

Benötigte Teile:

- SO-239-Steckverbinder

- PL-259 UHF zu F-Adapter (um RG6-Koaxialkabel mit SO-239-Steckverbinder zu verbinden)

- Kupferdrahtstücke, jeweils 10 cm lang - 5 Stück für die 4-Bein-Spinne, 9 Stück für die 8-Bein-Spinne.

- Kleine Muttern und Schrauben, 4 Stück zum Fixieren der Drähte an den 4 Ecken des SO239-Adapters

Schaltbild und Abmessungen

Fertige Antenne mit 4 Beinen (kein Löten erforderlich)

Fertige Antenne mit 4 Beinen (kein Löten erforderlich)

Fertige Antenne mit 8 Beinen (Löten erforderlich - Bessere Leistung als 4 Beine)

Koaxiale kollineare Antenne

Der Hauptbestandteil der Konstruktion ist ein 75 Ohm Koaxialkabel. Meine Antenne besteht aus zwölf Elementen mit einer bestimmten Länge. Diese Länge muss für die Frequenz geeignet sein, die ich empfangen möchte, nämlich 1090 MHz.

Koaxiale kollineare Antenne für ADS-B-Empfänger.

Die mit dem ADS-B-Empfänger AirNav( RadarBoxPRO) erhaltene Originalantenne ist ein so großartiges Produkt, dass es schwierig ist, eine bessere selbstgebaute Rundstrahlantenne mit einem höheren Gewinn als die Originalantenne zu bauen. Während meiner fast einjährigen Experimentierphase mit verschiedenen Arten von Antennen Ich habe nur eine gebaut, die diese Erwartung erfüllte – es ist die koaxiale kollineare Antenne.

Konzept der Konstruktion.

Die Hauptkomponente für das Gebäude ist ein 75-Ohm-Koaxialkabel für das Satellitenfernsehen oder ein 50-Ohm-Koaxialkabel. Weitere Komponenten sind ein Verbinder vom Typ F oder SMA, Isolierband, ein PVC-Rohr mit einem Außendurchmesser von 12 mm und eine passende Enddichtung für dieses Rohr. Die notwendigen Werkzeuge sind ein Messschieber, ein scharfes Messer, eine Schere, Kleber für PVC und ein Ohmmeter. Das Grundelement der koaxialen kollinearen Antenne ist ein Koaxialkabel (Abbildung 1), dessen Länge aus der Wellenlänge des ADS-B-Signals berechnet wird.

Die Formel für die Berechnung der Wellenlänge ($\lambda$) lautet:

wo $c$ die Geschwindigkeit des elektromagnetischen Signals im Vakuum ist und $f$ die Frequenz des Signals ist.

Für das ADS-B-Signal beträgt die Frequenz ($f$) 1090 MHz, was 1090 Millionen Hertz entspricht.

Die Geschwindigkeit des elektromagnetischen Signals im Vakuum ($c$) beträgt etwa 300.000.000 Meter pro Sekunde.

Setzen wir diese Werte in die Formel ein:

Das ergibt:

$\lambda \approx 275\text{Millimeter}$

Also beträgt die Wellenlänge ($\lambda$) des ADS-B-Signals etwa 275 Millimeter.

Die Länge L des Grundelements ist die halbe Wellenlänge reduziert um den Geschwindigkeitsfaktor des Koaxialkabels (die Geschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen im Koaxialkabel ist geringer). Ich habe das 75-Ohm-Kabel RG-6U/32FD mit dem Geschwindigkeitsfaktor 0,85 und das 50-Ohm-Kabel Tri-Lan 240 mit dem Geschwindigkeitsfaktor 0,83 verwendet und für beide Kabel die gleiche Elementlänge verwendet, also L=0,5*275mm*0,85=116 mm.

Abbildung 1 Das Grundelement der Antenne.

Die Grundelemente werden zu einer Kette verbunden, bei der die Außenleiter und Innenleiter zwischen zwei benachbarten Elementen gegeneinander vertauscht werden (Figur 2).

Abbildung2 Koaxial kollinear Antenne.

Solche zusammengesetzten Elemente sind immer noch die Koaxialleitung. Diese Leitung wird mit dem symmetrischen Eingang mit einer Impedanz von 50 Ohm an den Empfänger angeschlossen. Meine Experimente haben gezeigt, dass es vorteilhaft ist, Außen- und Innenleiter am gegenüberliegenden Ende mit 75 Ohm oder 50 Ohm zu verbinden, um das VSWR nahe 1 zu halten.

Aufbau der Antenne.

Ich empfehle, den Innenleiter des Elements auf beiden Seiten etwa 50 mm länger zu machen (Abbildung 3) als den Teil mit dem Außenleiter, um einen guten Kontakt mit dem Außenleiter des angrenzenden Elements zu ermöglichen und auch zusammengesetzte Elemente herzustellen starr.

Abbildung 3 Die Grundelemente vor dem Anschließen.

Führen Sie das kleine Klebebandstück vor dem Verbinden zwischen zwei Elementen ein ihnen.

Abbildung 4 Verbindung der Grundelemente.

Überprüfen Sie die angeschlossenen Elemente vor dem endgültigen Zusammenbau mit dem Ohmmeter, da es viele Möglichkeiten gibt, kurze Verbindungen zwischen Leitern herzustellen, und es schwierig ist, eine solche Verbindung zu finden, wenn die Antenne endgültig zusammengebaut ist. Es ist bequem, mit dem Zusammenbau beim ersten Element mit dem Ausgleichswiderstand zu beginnen und zu prüfen, ob dazwischen 75 Ohm oder 50 Ohm liegen Dirigenten.

Die zusammengebaute Antenne wird mit dem „F“- oder SMA-Stecker abgeschlossen und in das PVC eingeführt Rohr.

Abbildung 5 Zusammengebaute Antenne.

Die 16-Elemente-Antenne passt auf das 2 m lange Rohr, 8 Elemente passen auf das 1 m lange Rohr. Der „F“- oder SMA-Stecker wird mit Isolierband und PVC-Kleber befestigt Rohr.

Abbildung 6 Befestigung des Antennen-F-Steckers.

Das gegenüberliegende Rohrende wird mit der Enddichtung abgedeckt.

Abbildung 7 Enddichtung des Rohres.

Aufgrund der Polarisation des ADS-B-Signals wird die Antenne in vertikaler Position verwendet.

Abbildung 8 Antenne am Mast montiert.

Abbildung 9 Anschluss der Zuleitung.

Colineare Koaxialantenne

Bevor wir mit dem Bau beginnen, müssen wir einige Grundlagen über die Eigenschaften von Koaxialkabeln klären. Erinnern Sie sich zunächst daran, dass es etwas namens Geschwindigkeitsfaktor für Koaxialkabel gibt. Für RG58/U-Koaxialkabel beträgt er in der Regel 0,66.

Das bedeutet, dass wir, wenn wir die Länge von ½ Wellenlänge im freien Raum berechnen, die Größe durch Multiplikation mit dem Geschwindigkeitsfaktor anpassen müssen. Einfach ausgedrückt, verlangsamt sich das HF-Signal durch den Geschwindigkeitsfaktor, wenn es durch das Koaxialkabel verläuft. Das alles beiseite, lassen Sie uns nun die ½ Wellenlänge des RG58/U-Koaxialkabels mit einer Frequenz von 1090 Megahertz berechnen:

½ Wellenlänge des Koaxialkabels = 300 / F / 2 * V

Wo F = Frequenz in Megahertz

V = Geschwindigkeitsfaktor des Koaxials

300 / 1090 / 2 * 0,66 = 0,09083 Meter oder 90,8 Millimeter

Um das Abschneiden der Enden unseres Koaxialkabels zu ermöglichen, müssen wir zu jeder ½ Wellenlänge 8 Millimeter hinzufügen, insgesamt also 98,8 Millimeter.

Um loszulegen, benötigen wir 8 Halbwellenlängen des RG58/U-Koaxialkabels, die geschnitten und auf die beschriebene Weise verbunden werden sollen. Schneiden Sie zunächst 4 Millimeter vom äußeren Mantel, Geflecht und Dielektrikum ab, um den Innenleiter freizulegen.

Schneiden Sie nun den äußeren Mantel weitere 4 Millimeter zurück, um das Geflecht freizulegen, und schieben Sie das Geflecht etwa einen Millimeter zurück, um ein Kurzschließen mit dem Innenleiter zu verhindern. Es ist ratsam, das Geflecht an dieser Stelle leicht mit Lot zu verzinzen. Löten Sie nun jede Halbwellenlänge an.

Es ist jetzt an der Zeit, die zusätzlichen Elemente oben und unten im kollinearen Array hinzuzufügen. Fügen Sie zunächst ein ¼-Wellen-Element oben auf die Antenne hinzu. Verwenden Sie #16 Massivdraht oder Ähnliches und löten Sie ihn nur an den Innenleiter. Die Länge des ¼-Wellen-Elements wird wie folgt berechnet:

1/4 Wellenlängenstrahler = 300 / F / 4 Wobei F = Frequenz in Megahertz 300 / 1090 / 4 = 45,4 Millimeter

Eine käuflich erworbene 1090-ADSB-Antenne