Wellbrook loopantennes

Op 17 mei 2023 18:50:05 schreef harry64:
Die bandpass en een lowpass voor coax heb ik. Het is het versterkertje zelf dat de IM maakt. Dus moet er een lowpass tussen hoepel en versterker. Maar daar ik de impedantie niet weet van de hoepel en amp. kan ik ook geen filter bedenken.
....

Standaard filters? Dat kan fout gaan: er is geen sprake van een transmissielijn of een frequentieonafhankelijke vaste impedantie.

De loop antenne is een zelfinductie in de orde van 2 tot 3 microhenry voor de loops die je meestal ziet: ca 1 meter diameter. De versterker is een transimpedantie en die zet de (kortsluit-) stroom van de loop om in een uitgangsspanning. Op die manier krijg je een frequentieonafhankelijke omzetting van veldsterkte naar uitgangsspanning. De ruisaanpassing moet optimaal gemaakt worden voor de bronimpedantie. Dat kan door de stroom in een bipolaire transistor juist te kiezen (de AL 1500) of in een FET versterker de ingangstrafo juist te dimensioneren (de AL 1530 LN).

Vanaf 1980 ben ik beroepsmatig bezig geweest met dit soort problemen. En terug naar de IM problemen: meestal is een condensator van ca 100 pF over de ingang genoeg om IM t.g.v. FM-zenders te voorkomen. Die 100 pF is samen met zijn eigen zelfinductie een seriekring voor de FM-band. En zo krijg je de gewenste verzwakking om die FM-intrusion te voorkomen.

Dat kan ik wel uitproberen. Dank Brightnoise

---------------

Op 17 mei 2023 21:42:39 schreef Frederick E. Terman:
[...]−28 is 12 hoger dan −40. Dat is een dus 12 dB betere IM3 intercept.
Je krijgt dan pas bij −28 dBm zoveel IM als je vroeger al bij −40 dBm had.

Als ik geen voeding geef is de ontvangst over de hele linie (100 KHz-22) MHz ook nul. Uiteraard is dan de IM ook weg.

Het mag dan gedaan zijn met de loops van Wellbrook, maar anders maak je je eigen "homebrook" uit een MLA-30.
https://www.youtube.com/watch?v=9V1OkIXiqI8

Op 17 mei 2023 23:22:56 schreef harry64:
Als ik geen voeding geef is de ontvangst over de hele linie (100 KHz-22) MHz ook nul. Uiteraard is dan de IM ook weg.

Sure, maar de IM3 is dan nog steeds slecht - wat zeg ik; veel slechter.
Het is immers de intercept. En omdat zonder voeding het gewenste signaal dus ook weg is, zit je bij élk ingangsniveau op de intercept: IM3 is dan −∞.

--
Wat die raamantennes betreft: ja, het is misschien lastig zelf een raamantenne te maken die net zo lang meegaat als een Wellbrook deed.
Maar je kunt ook zeggen: ik bouw voor een paar tientjes een raamantenne die qua ontvangst hetzelfde presteert, en na een jaar of twee moet ik misschien repareren, en na vijf misschien toch maar vervangen. Dat is een kost van een zoiets als een tientje in 't jaar. Voor de prijs van een fabrieksantenne kun je dat best lang volhouden, zonder dat je echt 'continu aan het herstellen' bent.

De 'homebrook' uit het filmpje is wel mooi gedaan, maar is met die dikke koperen buis wel onnodig duur. Vervolgens verlengt hij de buis met stukjes blauwe draad naar het grijze kastje, en dat gaat blijkbaar toch óók goed.

Het is een onafgestemde ontvangstantenne met een versterker, en een draad in een pvc-buis werkt dus letterlijk precies zo goed.

Een oude (2000)review van de Wellbrook en de werking t.o.v. een R&S shielded loop en een R&S active whip.

Of:35 x duurder is niet 35 x beter. _{(maar dat wist ik al )}

http://www.wellbrook.uk.com/reviews/SWM2000.html

[Bericht gewijzigd door Hubie op donderdag 18 mei 2023 22:22:09 (19%)

Op 18 mei 2023 14:39:20 schreef Frederick E. Terman:
[...]
Sure, maar de IM3 is dan nog steeds slecht - wat zeg ik; veel slechter.
Het is immers de intercept. En omdat zonder voeding het gewenste signaal dus ook weg is, zit je bij élk ingangsniveau op de intercept: IM3 is dan −∞.

--
Wat die raamantennes betreft: ja, het is misschien lastig zelf een raamantenne te maken die net zo lang meegaat als een Wellbrook deed.
Maar je kunt ook zeggen: ik bouw voor een paar tientjes een raamantenne die qua ontvangst hetzelfde presteert, en na een jaar of twee moet ik misschien repareren, en na vijf misschien toch maar vervangen. Dat is een kost van een zoiets als een tientje in 't jaar. Voor de prijs van een fabrieksantenne kun je dat best lang volhouden, zonder dat je echt 'continu aan het herstellen' bent.

De 'homebrook' uit het filmpje is wel mooi gedaan, maar is met die dikke koperen buis wel onnodig duur. Vervolgens verlengt hij de buis met stukjes blauwe draad naar het grijze kastje, en dat gaat blijkbaar toch óók goed.

Het is een onafgestemde ontvangstantenne met een versterker, en een draad in een pvc-buis werkt dus letterlijk precies zo goed.

Ik had een verhaal gelezen over de amp RF afschermen en gezien de forse FM levels hier leek dat een goed idee. Maar die ellende kruipt natuurlijk ook waarschijnlijk via je coax mantel weer naar binnen. Dus dat is dan misschien wel weer zinloos zonder mantelstroomfilter.

Ik heb de amp in m'n sim gezet, alleen kent die de BFW16A niet, dus koos ik de dichtstbijzijnde die ik ken, de BFG135A.

er zit wel een verschil tussen de meting mA's van de BFW, 40 mA per tor en de BFG, 30 mA in de sim. T2 is 'loop' inductief gekoppelde 3uH, T1 is 1mH gekoppelde inductie.

Verder doet de sim er echt héél lang (3 min. op een I5 PC) over om te stabiliseren. Is niet onbekend met deze sim.

Hier is een spice-bestand voor de BFW16A/PS (zie .txt hieronder). Je moet zelf maar even kijken hoe je dit aan je eigen sim kunt voeren - waarschijnlijk gewoon naar het command venster slepen en daar laten vallen, of zoiets.
In elk geval de collectorstroom komt aardig overeen met je meting.
e: Oh wacht, jij hebt één emitterweerstand voor de twee torren samen. dan wordt het bij mij toch ook weer ca. 30 mA per tor.
e2: 40 mA is lastig te bereiken in de sim, zelfs met 'ideale' torren. Is jouw voedingsspanning soms hoger dan 12 V? Ca. 14 V bijvoorbeeld?

Drie minuten is - tegenwoordig! - wel lang inderdaad. Is het soms een DC-instelling waar toevallig een grote RC in zit? In zo'n geval neem ik vaak gewoon even een ideale spanningsbron, of waar het ook om gaat.
Wat ook weleens lukt is, na de eerste langdurige run, even kijken hoeveel DC er op de condensatoren staat en door de spoelen loopt, en die waarden vervolgens aan die onderdelen als startwaarde mee te geven voor de volgende runs, die je dan een kortere looptijd kunt geven.

e: Komen de FM-band signalen niet gewoon van het raam zelf? Dat heeft daar tamelijk 'goede' afmetingen voor.
Je zou een zuigkring voor 100 MHz tussen de basissen kunnen hangen - spoeltje, trimmertje. Als 't niet helpt berg je de trimmer weer zuinig op.

Hoi FET. Dank voor de BFW16A, ik zal eens uitzoeken hoe dat zit bij Multisim.

Verder vandaag wat metingen gedaan aan de amp zelf.

De opstelling, voeding een alu-jasje gegeven omdat anders de instraling op het voedingkje de resultaten verpest. De 'loop' is hier een 2.2 µH smoorspoeltje waar een andere 2.2 µH aan hangt waar de TG van de SA op hangt. De voeding is een 78L12 of een 78L05, tussen die twee kan ik schakelen. Maar hier is áls de voeding aan is gemeten op 12 volt. 11,852 volgens de DMM.

Dit is zonder de voeding aan en zonder de 100 pF

Dit is met voeding uit en mét 100 pF

[Bericht gewijzigd door harry64 op vrijdag 19 mei 2023 14:01:11 (13%)

Dit is met voeding zonder 100 pF

Dit is met voeding en mét 100 pF

Ik heb de 100 pF die Brightnoise adviseerde er in gelaten en de IM lijkt nu weg op alle banden. Even afwachten wat het vanavond/nacht gaat doen als die banden vol signalen zitten waarvan sommige best hard op z'n tijd. Net i.i.g. wel ontvangst op de 40, 20 en 15 meter amateurbanden.

Harry

De excitatie kun je perfect (frequentie onafhankelijke bron voor verre veld veldsterkte naar magneetveld) maken. Een coax vanaf je bron met BINNEN de afscherming een 50 of 47 Ohm weerstand en dan de lus sluiten met een minimaal stukje draad buiten de afscherming. Pakweg 5 cm geïsoleerd montagedraad. En dan koppelen met een zelfinductie gelijk aan de loop antenne. Je krijgt dan de echte overdracht.

Bij de meeste actieve loop antennes voor ontvangst zie je dan dat boven 15 MHz de overdracht grillig wordt. Maar ik heb zelf een voorbeeld van een meetantenne die vanaf 100 kHz tot 30 MHz binnen een dB is.

De antenne van Steef PA0IB (silent call) is gebaseerd op het ontwerp dat hier al voorbij kwam en die (Veron-) antenne valt af beneden 1 MHz en heeft variaties in de gain tussen 12 en 35 MHz. En qua ruis kan het ook beter: in het ontwerp dat hier al voorbij kwam zijn de weerstanden van 100 Ohm de belangrijkste ruisbronnen. Net zoals in de antenne van LZ1AQ. In de antenne van Steef wordt de uitgangsimpedantie bepaald door de extra uitwendige versterker aan de uitgang van de verbindingskabel.

Al de genoemde antennes zijn overigens prima bruikbaar, maar voor een gevoelige meetantenne zou ik het anders doen.

Dus als ik het goed begrijp maak ik van 5 cm geïsoleerd draad een minihoepeltje en zet ik die parallel over de afsluitweerstand van 50Ω? Het afsluitweerstandje blijft dan in de afscherming.

Overigens is de ruis van dit versterkertje al flink afgenomen met zo'n 12 dB door de koolweerstandjes te vervangen voor metaalfilm. De eigenruis van dit geval komt met net met een dBm of 10 boven de ruisvloer van -115 dBm van de ontvanger uit. Eenmaal buiten aan de loop gehangen komt door omgevingsruis de ruisdrempel tussen de -95 en -85 dBm. Voordat ik die 100 pF er in had zitten was de ruis door de IM wel een dBm of 12 hoger.

@Harry64

Nee, nee. Ik zal het beter omschrijven. Het is een SERIE schakeling van 50 ohm weerstand met een klein spoeltje van maximaal 50 nano Henry. Vanuit een generator is dan de stroom in het spoeltje tot voorbij 30 MHz constant binnen 0,15 dB. En het opgewekte magneetveld in het spoeltje dus ook. Om te voorkomen dat er elektrisch veld weglekt naar de versterker van de loopantenne moet de capacitieve overspraak zo klein mogelijk gemaakt worden en daarom moet de weerstand van 50 Ohm binnen de afscherming van de coaxkabel worden gemonteerd.

Die kleine koppelspoel kun je nu tegen de loopantenne aan leggen, of tijdelijk even vastzetten met een wasknijper. En met een spectrum analyzer met tracking generator, of met een NanoVNA, kun je nu een frequentie sweep maken en zo de frequentiekarakteristiek van de loop antenne meten en vastleggen.

Kijk uit voor capacitieve overspraak, want dat is een ongewenste verstoring.

de capacitieve overspraak zo klein mogelijk gemaakt worden en daarom moet de weerstand van 50 Ohm binnen de afscherming van de coaxkabel worden gemonteerd.

... zodat het punt van de hoogste spanning ('vlak voor de weerstand') binnen de afscherming blijft en dus bijna niet 'straalt'.
De spanning op het lusje zelf is maar klein en zal capacitief weinig doen.

Het pick-up proobje dat ik op het werk gebruikte zat ook zo, maar ik weet niet waar ik dat vandaan had - ik moet het érgens vandaan hebben -; en een minuut googelen brengt het niet boven water.

Dus gewoon een zuigkring over de aansluitingen van de loop met een serieweerstand van 50 ohm, waarom die serie weerstand.

Op 19 mei 2023 20:36:01 schreef Martin V:
Dus gewoon een zuigkring over de aansluitingen van de loop met een serieweerstand van 50 ohm, waarom die serie weerstand.

Nee. Een weerstand als afsluiting om de stroom constant te houden, onafhankelijk van de frequentie, en die stroom maakt in dat lusje een magnetisch veld. Geen zuigkring, helemaal NIET!

En er is geen verbinding. Alleen een kleine magnetische koppeling.

Bijlagen:

AL1530 (niet de low-noise!), meting (andere antenne) met de beschreven signaal injectie (zie post hierboven) en de gebruikte spectrum analyzer met tracking generator hier voor nul tot 500 kHz. Het kan ook met een NanoVNA.

[Bericht gewijzigd door Brightnoise op vrijdag 19 mei 2023 22:36:31 (17%)

Mooi hoepeltje op die eerste foto. Foto 2 is samen met de extra uitleg nu ook helder. Gave SA ook.

Overigens had ik deze avond/nacht een nieuwe ervaring met de loop namelijk dat er ineens omroepzenders uit o.a. China ineens op het stukje 27mc/11 meter leken te zitten. Maar óf de amp óf de RSPdx, RSPduo en RSP1a is mixertje aan het spelen. Op de gebruikelijke KG omroepbanden waren sommige signalen echt wel bikkelhard.
31 meter

41 meter

Om even het verschil in ontvangst en storing op i.i.g. MG te laten zien.

De draadantenne:

De Loop:

Even snel dat lusje in elkaar geflanst en dat werkt perfect, zowel als oppik lusje en als signaalinjector. Gemeten met de TG van de SA als signaalgever en het 2.2uH spoeltje op de ingang van de RSPduo is het signaal recht vanaf ongeveer 35 KHz tot 80 MHz. Maar hij is al (net) zichtbaar van af 15 KHz.

Als een dezer dagen de loop weer eens omlaag moet ga ik die ook meten.

@harry64
...en dan ben ik heel erg benieuwd wat de afscherming aan valse resonanties heeft toegevoegd. En hoe de afval beneden 2 MHz is.....

...................

Overigens had ik deze avond/nacht een nieuwe ervaring met de loop namelijk dat er ineens omroepzenders uit o.a. China ineens op het stukje 27mc/11 meter leken te zitten.

Dat is waarschijnlijk gewoon IM3, in dit geval de derde harmonische, van de 9 MHz omroepband signalen. Vermoedelijk in de versterker van de loop, maar het kan ook in je ontvanger ontstaan.

[Bericht gewijzigd door Brightnoise op zaterdag 20 mei 2023 15:00:31 (59%)

De derde harmonische van stations in de 9400-9900kHz-band vallen hoger dan 27 MHz. Aan de andere kant: de 11m-omroepband zit juist lager; 25670-26100 kHz.
De tweede harmonische van stations in de 13570-13870 zou getalsmatig kunnen, maar is dan weer niet logisch voor je balansversterker.
Een combinatie van stations zou kunnen, maar dan zou je de verschillende programma's ook door elkaar horen.

Een leuke puzzel dus! Hieronder vind je het zomerrooster voor de HF-omroepbanden als Access-bestand, wie weet kun je wat vinden.

Ik heb de SDR's maar eens aan de TG van de SA gehangen. Blijkt dat ze afhankelijk van de soort MF (ZIF/LIF ?) met ZIF vrij snel gaan spiegelen. In LIF mode is het een dooie boel op de banden boven de 22 MHz.

Dank voor het roostertje. Ik gebruik meestal short-wave.info. Die geven ook de vermogens, locatie en je afstand tot de zender. Je kan zoeken op zender, frequentie of band.

Lusje wat degelijker gemaakt.

Op 21 mei 2023 12:53:59 schreef harry64:
Ik gebruik meestal short-wave.info. Die geven ook de vermogens, locatie en je afstand tot de zender. Je kan zoeken op zender, frequentie of band.

Dat is een handige tool om een database te gebruiken! Vooral 'Now' is handig.
Welke gegevens zouden ze daar trouwens gebruiken? Ik zie dat als je 'Nederlands' kiest, er op jouw handige site meer stations verschijnen dan in de officiële ITU-database staan. Dat wil zeggen: van enkele stations staan de locaties nog wel in de ITU-locatielijst (bijv. Alphen a/d Rijn), maar er worden geen uitzendingen meer vermeld in de grote ITU-tabel. Misschien omdat het station gestopt is; ik hoor ze zelf ook niet.

De database die ik gaf komt van de ITU-site. Hij bevat ook al die gegevens (vermogen en antenne staat vrij ver rechts in de tabel).
Vroeger hadden we hierop op het werk een CD-abonnement, wat trouwens een godsvermogen kostte. Nu staan de files gratis op de site. Maar ja, in het begin wás er geen internet.
Voor de antenne-info gebruiken ze trouwens een nummerlijst; die nummers kun je weer opzoeken. Met HFBCANT10 (ook op de ITU-pagina) kun je ze bekijken, met antennediagram en zo erbij.

Die antennes is interessant.

Gister was ik op zoek naar de Duitse kortegolf amateurs DARC. Die zenden normaliter op zondag van 10 tot 11 uur UTC uit met 100 KW. Maar ik hoorde niets. Op de websdr Twenthe was er een heel zwak signaal, maar heel die 49 meter is overdag dood als een pier.

Kan ook zijn dat ze geen 100 KW meer de lucht injagen wegens energiekosten. En dat ze misschien ook gestopt zijn met de doordeweekse 10 KW op 6070 KHz.