Hotspot Externe Antenne

Ik ben erachter gekomen dat het uploaden van spots van WSPR en FT-8 en andere digimodes nogal tegenvalt zonder internetaansluiting, dus ben ik beginnen te onderzoeken hoe ik mijn internetverbinding kan verbeteren.

Lang verhaal kort: T-Mobile, mijn provider, gebruikt nieuwe lage bands die veel verder zouden moeten reiken. Dus heb ik de enige twee verkrijgbare LTE hotspots die deze banden ondersteunen gekocht. Externe antennes gaan nodig zijn, en deze hotspots hebben uiteraard geen externe antenneaansluitingen. Echter niet getreurd.

Ik ben begonnen met de diversity antenne, de primaire moet ik nog doen.

Nu de antenne. Ik heb een setje generieke monopooltjes gekocht op amazon, met de bedoeling die op de juiste frequentie te knippen. Echter, welke frequenties zijn dat?

Na wat huiswerk bleek ik deze LTE banden nodig te hebben:

Vier banden zijn belangrijk: 2, 12, 66 en 71. 71 en 12 zijn lage sub-GHz banden, de andere tussen 1700 en 2100 MHz.

Het blijkt dat 617 tot 746 MHz voldoende is om de lage banden te bestrijken, en dat de derde harmonische van 570 tot 733 MHz de twee hoge banden bestrijkt. Dat leek doenbaar!

Dus had ik een monopooltje genomen en twee "radials" eraan gemonteerd met een magneetje op het einde (het moet uiteraard op een auto gezet worden). De spriet werd geknipt op het midden van de te bestrijken frequentieband, en de ene radiaal is een beetje langer dan de andere, in een poging om de bandbreedte wat op te krikken.

Dat bleek echter niet mee te vallen, wat ik ook probeerde, ik kreeg de S11 voor de volledige band niet onder de -5dB. Dat is misschien iets minder slecht dan de interne antenne, maar niet genoeg naar mijn zin.

Suffering from wiseass oneliner blackout

Dus ben ik de literatuur ingedoken op zoek naar een oplossing voor een betere breedbandige antenne.

Een paar dagen lang leesplezier verder heb ik er deze 18 leuke papers aan overgehouden:

https://www.dropbox.com/s/3tvm5jciq0tj4kd/18%20papers%20on%2...s.zip?dl=0

Hier is een snapshot welke tot inspiratie diende:

Fast forward:

Omdat ik alles wat wilde vereenvoudigen, nam ik aan dat het grondvlak "oneindig" groot is, en oneindig past niet in mijn appartement, dus is het een soepblik geworden.

Na véle experimentele iteraties verder bleek het meer dan mogelijk om de ganse gewenste band onder de -10dB reflectie te krijgen, en de lage banden onder de -15dB.

De afgeschuinde armen bleken het mogelijk te maken om de match te verbeteren. De theorie erachter is me niet duidelijk.

Indien je je afvraagt waar de googly eyes voor dienen... Onze Alexa heeft ze om ons eraan te herinneren dat alles wat we zeggen opgenomen wordt. En de kinderen hebben deze antenne Timmie genoemd (van tin can, en Tinny klonk niet goed vonden ze).

Suffering from wiseass oneliner blackout

In tussentijd had ik op eBay wat haaievinnen gekocht, omdat soepblikken niet gekend staan omwille van hun uitmuntende aerodynamica.

Ook omdat de hoek van de "radialen" ongeveer 45 graden leek, dacht ik dat de impedantie van de klassieke monopool benaderd zou kunnen worden. Dus gebruikte ik kopertape om de binnenkant van de haaievin te bedekken.

De SMA aansluiting heb ik achteraf van de "radialen" losgekoppeld, hetgeen de aanpassing duidelijk verbeterde.

Hier zie je de kern van een stukje RG316 coax uitsteken:

Omdat kopertape wat makkelijker experimenteert dan FR-4 bedekte printplaat, heb ik dat tijdelijk gebruikt.

Suffering from wiseass oneliner blackout

Het bleek niet al te lastig om vergelijkbare resultaten te bereiken met de haaievin, hierbij een NanoVNA meting:

Later, op de vensterbank met een wat groter metaalvlak heb ik een betere meting kunnen doen met de VNWA:

De kleinere radiaalmassa maakte het moeilijker om de laatste dBs eruit te persen, het soepblik deed het behoorlijk beter. Nu ja, "behoorlijk", een paar dB.

Tijd om het wat beter te implementeren. Men neme een stuk printplaat:

En poge wanhopig een haaievin te tekenen...

Na het solderen en véle experimentele iteraties verder (smaller, breder, dicht bij mekaar, veraf, diep ingesneden, minder diep, enz.) had ik een redelijk goed ontwerp.

Suffering from wiseass oneliner blackout

Dit is de aanpassing die ik van de haaievinantenne, ondertussen door de kinderen tot "Finnie" gedoopt krijg:

Hier kan je de uitsparing zien in de kopermassa. Dit scheelt behoorlijk - de coax wordt een complex onderdeel van de stralende elementen indien ik dat niet deed, en maakte het veel moeilijker om onder controle te krijgen.

Eerst ingepakt in Kapton tape, daarna gewone PVC tape erover. Ik denk dat het redelijk waterdicht is.

En zowel Timmie als Finnie hebben neodynium magneetjes eronder, zodat ik ze op een auto kan plakken indien nodig. En ik ben er dus ook achter gekomen dat onze koelkast duidelijk niet van 18/10 gemaakt is :?

De volgende stappen omvatten onder meer een poging tot het meten van het stralingspatroon, het hacken van de tweede hotspot, en nog een aantal leuke dingen. En dan het testen uiteraard. Maar ik heb geen auto hier in de States, dus dat moet nog even wachten.

[Bericht gewijzigd door Bert_mc op 1 januari 2020 01:44:59 (15%)]

Suffering from wiseass oneliner blackout

Ik heb geen verstand van antennes, maar dit is toch heel interessant om lezen. Heeft het dak van een auto (of de koelkast) nog invloed op de antenne?

Die oogjes maken het wel af! Ben helaas zelf niet een antenne expert (of beginner).

Op 1 januari 2020 09:59:31 schreef RvdW:
Ik heb geen verstand van antennes, maar dit is toch heel interessant om lezen. Heeft het dak van een auto (of de koelkast) nog invloed op de antenne?

Ja toch wel, zoals te verwachten.

Veel meer voor Finnie (de haaietand). De resonantiefrequentie verandert niet al te veel, een procent of twee-drie misschien, maar de aanpassingscurve wiebelt nogal rond. Ik denk dat het "grond"/"radialen"-vlak net te klein is voor de frequentie in kwestie.

Timmie (het soepblik) is redelijk immuun tegen verandering van het materiaal onder zijn blik.

Op 1 januari 2020 18:54:07 schreef Titatommeke:
Die oogjes maken het wel af! Ben helaas zelf niet een antenne expert (of beginner).

Het verwondert me een beetje dat er weinig animo blijkt te zijn hiervoor. Ik vind het mysterieuze gedrag van elektromagnetische golven allemaal reuze interessant.

[Bericht gewijzigd door Bert_mc op 3 januari 2020 01:11:39 (15%)]

Suffering from wiseass oneliner blackout
Ben G.

Golden Member

Animo van deze kant is er wel, Bert_mc.
Ik volg dit topic met grote interesse, maar heb zelf helaas weinig toe te voegen.
Ga vooral door met je experimenten :)

Jinny

Golden Member

Ik kijk mee met grote interesse, neem dat van mij aan.

Hoe doen vrouwen op TV dat toch? Wakker worden met prachtig glanzend haar en mooi gestifte lippen..... Wanneer ik wakker word heb ik een coupe 'Leeg geroofd vogelnest' en een incidenteel straaltje kwijl..

Het verwondert me een beetje dat er weinig animo blijkt te zijn hiervoor. Ik vind het mysterieuze gedrag van elektromagnetische golven allemaal reuze interessant.

Ik probeer zelf een beetje uit te vlooien hoe je nu een eindversterker van bijvoorbeeld 1 watt voor de 13cm of de 3cm band bouwt. De print layouts hiervoor vliegen heel internet door. Die kun je zo kopiëren. Of je koopt de zooi kant en klaar bij ome ali. Op die layouts zitten allemaal rare krulletjes, driehoekige en vierkante vlakjes ge-etst. Dat zijn dan de capaciteiten en inducties. Op lage frequenties neem je gewoon een klos draad draait er een paar windingen af of bij om hem goed te krijgen.

Op de hoge frequenties kun je nog een beetje uitvanen enzo maar dat heeft zijn beperkingen en even een nieuwe inductie of capaciteit op je print erbij etsen gaat niet. Dus hoe berekenen ze dat van te voren? Maak bijvoorbeeld eens een zuigkring in je ontvangst voorversterker op 10,3Ghz als op die frequentie net ergens een of andere radar staat te toeteren bijvoorbeeld? Of de wifi van de buren op 13cm?

Laatst heb ik een topic gemaakt met de vraag hoe een en ander te designen in Kicad maar helaas weinig of geen response. Niet veel mensen zijn daar mee bezig denk ik.

Kortom jouw projecten (zoals de worsten/augurken verkoler en de videogame en je radio ontvangst experimenten) hebben mijn grote interesse. Alleen nog geen bijdrage kunnen bedenken.