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Forum: HF, Funk und Felder Planare Quasi-Yagi-Antenne: Bandbreiten-Optimierung?


Autor: Daniel R. (sparker)
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Hallo und guten Abend! Ich bin's mal wieder...

Auf der Suche nach einer breidbandigen planaren Antenne, die man 
platzmäßig auch leichter zusätzlich auf derselben Platine unterbringt 
als eine Array-Patchantenne bin ich auch auf Hinweis in meinem Beitrag 
zur Mikrostrip-Patchantenne von Martin auf die planare 
Quasi-Yagi-Antenne gekommen.

Eine schöne Zusammenfassung der Optionen liefert, wie ich finde, das 
folgende Skript (Präsentation):
https://nptel.ac.in/courses/108101092/Week-11-Yagi-Uda-and-Log-Periodic-Antennas.pdf

Slide 12 (Broadband CPW-Fed Quasi-Yagi Antenna) hab ich für meine 
gewünschte Frequenz versucht umzusetzen (diesmal in CST - siehe Anhang) 
- leider aber sind die beschriebenen 44% Bandbreite bei mir eher 
Wunschdenken (ist aber in meinem Fall auch nicht das X-Band).
Ich komme nun auf 250 MHz Bandbreite (damit aber unter 10% bei 4 GHz), 
allerdings erhalte ich einen Antennengewinn von nur 4,2 dB und damit 
min. 3 dB weniger als mit dem Array-Patch - der vertikale Abstrahlwinkel 
ist einfach zu groß.

Mich würde nun interessieren, welche geometrischen Parameter daran noch 
verändert werden können, um die Bandbreite vielleicht noch auf 10% zu 
erhöhen oder ob ein anderer Aufbau empfohlen wird?

: Bearbeitet durch User
Autor: Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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44 % Bandbreite mit einer Yagi-Konstruktion und dann noch gutem Gewinn 
halte ich für grenzwertig. Kann ja sein, dass das mal für jemanden 
funktioniert hat, aber ob das wirklich reproduzierbar klappt? Wenn du 
Bandbreite haben willst, was spricht gegen eine bewährte 
Breitbandkonstruktion wie die LPDA? Wenn du sie auf FR4 aufbauen willst, 
wirst du sicher nicht um paar Experimentier-Reihen herum kommen (das 
Zeug ist in seinen HF-Eigenschaften zu stark streuend, als dass man das 
sinnvoll und treffsicher modellieren könnte), aber es gibt genügend 
Beispiele, dass das funktioniert.

Autor: Daniel R. (sparker)
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Jörg W. schrieb:
> 44 % Bandbreite mit einer Yagi-Konstruktion und dann noch gutem
> Gewinn
> halte ich für grenzwertig. Kann ja sein, dass das mal für jemanden
> funktioniert hat, aber ob das wirklich reproduzierbar klappt? Wenn du
> Bandbreite haben willst, was spricht gegen eine bewährte
> Breitbandkonstruktion wie die LPDA? Wenn du sie auf FR4 aufbauen willst,
> wirst du sicher nicht um paar Experimentier-Reihen herum kommen (das
> Zeug ist in seinen HF-Eigenschaften zu stark streuend, als dass man das
> sinnvoll und treffsicher modellieren könnte), aber es gibt genügend
> Beispiele, dass das funktioniert.

LPDA hab ich mir noch nicht angesehen, da im Skript bei den 
Yagi-Beispielen so vielversprechende Resultate standen.
So richtig breitbandig muss meine Antenne ja nicht sein, eigentlich 
würde ich nur etwa 400 MHz, also 10% benötigen.

Aber ich schau mir das mal anhand des LPDA-Beispiels im Skript für 
meinen Frequenzbereich an.


Ja, das mit dem FR-4 Material ist mir klar, ich habe schon recherchiert 
und auch jemanden nach materialspez. Parametern im Rahmen der Simulation 
gefragt, der auch erfolgreich eine Antenne erstellt hat (und diese wohl 
auch vertreibt), mit welchen Parametern bei der entsprechenden Frequenz 
beim PCB-Hersteller zu rechnen ist - das stimmt auch nach meiner 
Nachfrage beim PCB-Hersteller ziemlich gut überein - also einen 
Richtwert habe ich - und um mögliche Abweichungen abzudecken eben die 
etwas höhere als eigentlich benötigte Bandbreite.

Autor: Name H. (hacky)
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Ich probiere jeweils alle mir einfallenden und sinnvoll erscheinenden 
Parameter durch. Wahrscheinlich wird sie etwas laenger werden, ein, zwei 
Direktoren mehr.

Je linienfoermiger die Direktoren, desto schmalbandiger, je 
kloetzchenmaessiger, desto breitbandiger.

Autor: Daniel R. (sparker)
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Name H. schrieb:
> Ich probiere jeweils alle mir einfallenden und sinnvoll
> erscheinenden
> Parameter durch. Wahrscheinlich wird sie etwas laenger werden, ein, zwei
> Direktoren mehr.
>
> Je linienfoermiger die Direktoren, desto schmalbandiger, je
> kloetzchenmaessiger, desto breitbandiger.

Danke für den Hinweis mit den Direktoren.
Hat leider an der Bandbreite nichts verändert, aber die Gain ist mit 
einem weiteren Direktor auf 4,6 dB angestiegen.

Ich habe schon viel rumprobiert, aber so im Großen und Ganzen ändert 
sich leider an der Bandbreite nichts
- naja, mal schauen was die realen Messungen zeigen werden.

Eine LPDA habe ich gerade mal erstellt und simuliert, die Bandbreite ist 
trotz Vorgabe von 400 MHz nun weit über 1 GHz (lässt sich auch durch 
Verändern der  Dipollängen nicht wesentlich verringern) aber die Gain 
ist noch viel miserabler als jetzt (2dB - weiß nicht, ob das überhaupt 
stimmt), evtl. habe ich aber auch einen Fehler im Aufbau.

Autor: Flaschen Sammler (Gast)
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Ein Tipp .. Trenne Anpassung und Feldverteilung im Fernfeld
Dies erreicht man, indem man sich das Feld im Fernfeld auf das Feld an 
Dipol skaliert.

Autor: Flaschen Sammler (Gast)
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Ich wuerd fuer erhohte Bandbreite mal versuchen, die Direktoren gegen 
sechseckig gehen zu lassen, indem dort eine Ecke eingefuegt wird.

Allenfalls sich auch mal von log-periodischen Antennen inspirieren 
lassen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Logarithmisch-periodische_Antenne

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