Hallo zusammen, ich möchte möglichst günstig eine rechteckige Hornantenne bauen, die optimal bei 1420 MHz arbeitet. Diese zwei Formeln habe ich zur Berechnung einer optimalen Antenne gefunden: A=sqrt(3*Lambda*R_0) B=sqrt(2*Lambda*R_0) A = Seitenlänge der Öffnung. B = andere Seitenlänge der Öffnung. R_0 = Höhe der Pyramide A soll ca. 1 m betragen, B und R_0 ergeben sich daraus. Damit ist die Pyramide eindeutig beschrieben. Die genaue größe von A kann ich erst festlegen, wenn ich den Waveguide geplant habe. Beim Waveguide liegt aber auch das Problem: Diese gibt es typischerweise in einem Seitenverhältnis von 2:1, da wohl technisch sinnvoll (https://en.wikipedia.org/wiki/Waveguide_(radio_frequency)#Design). Setze ich für A 1 m ein bekomme ich ein B von ca. 82 cm. Wenn meine Geometriekenntnisse mich nicht täuschen ist das Seitenverhältnis der Pyramide konstant, egal ob man sich an ihrem Fuß (A/B) befindet oder nach oben zur Spitze wandert. Leider ist 100/82 != 2/1. Habe ich einen Denkfehler? Wie lößt man das Problem typischerweise? Was ist die beste Lösung? Waveguide im Verhältnis 100/82 bauen? Den Anschluss des Waveguide an die A-Seite näher an der Spitze als bei der B-Seite? Pyramide mit Seitenvehältnis 2:1 bauen?
Die Apertur der Hornantenne muss nicht zwingend das gleiche H/V Verhältnis der Waveguide aufweisen. Am einfachsten machst du einfach ein lineares Tapering zwischen Waveguide und Antennen-Apertur. Um Phasenfehler zu minimieren ist es dabei von Vorteil, diesen Übergang in einem möglichst flachen Winkel wie möglich zu gestalten. Ansonsten ist das Design einer Rechteck-Hornantenne eigentlich recht unproblematisch. Heikler ist meiner Meinung nach eher der Übergang Koax/Waveguide (sofern vorhanden)
Ich meine der niedrigste Ausbreitungsmode im Rechteckhohlleiter ist von der Höhe der Schmalseite unabhängig. Das muss nicht 2:1 sein. Um breitbandiger zu werden, braucht man Hornstrahler mit "Finline", also Flossen in der Mitte. "Double Ridged" heisst das auch http://www.schwarzbeck.de/en/antennas/broadband-horn-antennas/double-ridged-horn-antenna.html >1 m das wird ja etwas größeres. Es gab mal einen Weitverbindungsrekord mit WLAN, da war die Hornantenne aus Drahtgitter mehrere Meter lang. Paul Wade hätte ich auch als erste Anlaufstelle genannt. So ein Breitbandhorn habe ich mir auch mal nachgebaut. Die Flossen aus 8mm dickem Alu mit der Trennscheibe in Form zu schneiden war zeitraubend.
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Christoph db1uq K. schrieb: > Um breitbandiger zu werden, bracht man Hornstrahler mit "Finline", also > Flossen in der Mitte. "Double Ridged" heisst das auch Da es sich hier offensichtlich um eine schmalbandige Radioastrononie Anwendung handelt, ist ein double ridged horn sicher nicht die erste Wahl. Ich würde auf jeden Fall beim viel einfacheren und robusteren Pyramidenhorn bleiben! wie die Pioniere der Radioastronomie ;)
>optimal bei 1420 MHz hatte ich überlesen. Die Frequenz war mir hier erst letzte Woche über den Weg gelaufen: http://www.gunthard-kraus.de/CD_Kraus-Publications/Alle_Publikationen/2017-2_Empf%C3%A4ngerbau%20mit%20Gainblocks_Teil%203_23cm%20Version/72_UKW_S099_109_Kraus_Teil3_V2.pdf über Microstrip-Bandpassfilter auf Teflonmaterial "eine weitere Version für 1420 MHz mit höherem Filtergrad (= „Wasserstoff-Frequenz“)" Auf der Frequenz kann man anscheinend noch die unterschiedlich entfernten "Schweife" der Milchstrasse anhand der Frequenzverschiebung nachweisen.
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blubb schrieb: > Happy reading: http://www.w1ghz.org/antbook/contents.htm Verweist im Wesentlichen nur auf das Programm HDL_ANT (http://mailman.pe1itr.com/pipermail/moon-net/2019-April/039237.html), leider scheinen die Ausgaben unbrauchbar in GIMP. Zumindest sieht es nicht aus wie in dem Buchkapitel auf der Seite. Gibt es da einen Trick? GHz N. schrieb: > Die Apertur der Hornantenne muss nicht zwingend das gleiche H/V > Verhältnis der Waveguide aufweisen. > Am einfachsten machst du einfach ein lineares Tapering zwischen > Waveguide und Antennen-Apertur. > Um Phasenfehler zu minimieren ist es dabei von Vorteil, diesen Übergang > in einem möglichst flachen Winkel wie möglich zu gestalten. Also das Verhältnis von A und B bebehalten aber einen von beiden strecken/stauchen, sodass die Pyramide keine mehr ist, sondern wie ein Walmdach aussieht? -> 2:1 Waveguide mit modifiziertem Horn Christoph db1uq K. schrieb: > Ich meine der niedrigste Ausbreitungsmode im Rechteckhohlleiter ist von > der Höhe der Schmalseite unabhängig. Das muss nicht 2:1 sein. Das würde für mich heißen die b-Seite des Waveguide so anpassen, dass sie zum Rest (A, R_0, B, a) passt. Widerspricht sich mit der Aussage von GHz N. GHz N. schrieb: > Ich würde auf jeden Fall beim viel einfacheren und robusteren > Pyramidenhorn bleiben! > wie die Pioniere der Radioastronomie ;) So mein Plan, die Frage ist nur ob als echte Pyramide mit komischem Waveguide oder als Walmdachpyramide (ist das eine Pyramide?) mit 2:1 Waveguide. Christoph db1uq K. schrieb: > Auf der Frequenz kann man anscheinend noch die unterschiedlich > entfernten "Schweife" der Milchstrasse anhand der Frequenzverschiebung > nachweisen. Genau das ist mein Plan!
H. D. schrieb: > Also das Verhältnis von A und B bebehalten aber einen von beiden > strecken/stauchen, sodass die Pyramide keine mehr ist, sondern wie ein > Walmdach aussieht? > -> 2:1 Waveguide mit modifiziertem Horn Ja, das würde ich genau so machen, da es den minimalen Aufwand bedeutet (sofern du ein Stück standard waveguide zur Hand hast). Das "Walmdach-Design" funktioniert einwandfrei. Das übliche 2:1 Seitenverhältnis bei standard-Hohlleitern hat sich etabliert, weil es technische Vorteile hat (höchstmögliche single-mode Bandbreite und hohe Durchschlagspannung). Zwingend für eine verlustarme Ausbreitung des Signals ist dieses Verhältnis aber nicht. Das ist das Schöne am Bau von Rechteck-Hornantennen. Sie funktionieren grundsätzlich sehr gut auch wenn die Geometrie etwas variiert. Das im Eingangspost erwähnte "optimale" Horn ist nur eine Variante davon, welche den resultierenden Antennengewinn für eine gegebene Länge der Antenne (bzw Höhe der Pyramide) maximiert.
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Von dieser Wasserstoff-Linie habe ich in Vorträgen auf Amateurfunktagungen gehört Vor allem von Prof. Hagn, der seine Experimente mit Studenten auch in den UKW-Berichten veröffentlicht hat: Aus dem Gesamt-Inhaltsverzeichnis: Erste Ergebnisse der Garchinger Amateur-Radioastronomie-Anlage 1990/3 Empfangssystemparametermessungen mit Radiosternen 1994/2 Die Heiß-kalt-Rauschtemperaturmessung im Labor und in der Natur 1996/4 Größen einer Radioastronomieanlage 2000/4 und nicht von Hagn: Radio-Astronomie für den VHF/UHF-Amateur 1988/4 Die Vortragsskripten von Weinheim oder München habe ich auch, da müsste ich aber länger suchen.
Beitrag #6522594 wurde von einem Moderator gelöscht.
Danke für die Rückmeldungen. Ich habe folgendes Paper gefunden und die Methode verwendet um meine Hornantenne zu berechnen. https://www.researchgate.net/publication/262597545_New_method_for_optimum_design_of_pyramidal_horn_antennas Hier wird ein Kupferstab als "Probe" verwendet: https://wvurail.org/dspira-lessons/categories/horn-construction/ und https://spectrum.ieee.org/geek-life/hands-on/track-the-movement-of-the-milky-way-with-this-diy-radio-telescope Gibt es da noch andere sinnvolle Designs? Hier wird pauschal davon gesprochen, dass ein Kegal besser wäre, aber ohne Begründung: http://www.wikarekare.org/Antenna/Waveguide.html
H. D. schrieb: > Hier wird ein Kupferstab als "Probe" verwendet: In den paar Probes, die ich hier noch aus alten Satellitenzeiten habe, wird Silber verwendet. Klappen tut sicher beides. Und auch versilbertes Kupfer :-P
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Die UKW-Berichte haben vor langer Zeit auch Hornantennen veröffentlicht, allerdings für 10 GHz. Eine habe ich aus Platinenmaterial nachgebaut: https://www.robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/ukw-berichte/1976/page184/index.html https://www.robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/ukw-berichte/1977/page107/index.html "Hilfsdaten zum Aufbau von 10-GHz-Hornantennen" hier ein Hornstrahler als Primärstrahler eines Parabolspiegels für 2,4 GHz: https://www.robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/ukw-berichte/1976/page002/index.html Ein Diagramm das auch für 1420 MHz gelten dürfte: "10-dB-Öfnungswinkel 2 φ von Hornstrahlern" Beitrag "Re: 10GHz Hornantenne für Messlabor" da hatte ich den Artikel schon mal zitiert, es ging aber um Breitbandstrahler http://www.gunthard-kraus.de/CD_Kraus-Publications/Alle_Publikationen/2001-1_Das_interessante_Programm_PCAAD21/PCAAD21.pdf Berechnet auch "pyramidale" Hornantennen, inzwischen scheint Version 7 aktuell zu sein, es gibt aber ältere Trial-Versionen zum freien Download.
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Der dezidierte Fachmann zieht sein Simulationsprogramm hervor und gibt erst mal das Strahlungsdiagramm vor, auf welches er simulieren will. In dem Sinne, was soll das Horn denn koennen ?
Angehängte Dateien:
Mitte der 80er Jahre machten wir einfache Experimente auf 10GHz und fabrizierten die gezeigte 20dB Hornantenne aus dünnem (0.5mm) Weißblech welches einfach stoßstellenfrei an ein kurzes Stück selbstgebauten WR90 konformem Hohlleiter aus Messing angelötet wurde. Die Dimensionen stammten aus dem 10Ghz Josef Reithoferbuch aus der RPB Bücherei. In Breitband FM erreichten wir mit nur einer Mischdiode ohne LNA und einer 30dB Kommerziellen Hornantenne auf der anderen Seite eine rauschfreie Sichtreichweite von rund 30km. Dürfte also zufriedenstellend funktioniert haben. Sendeleistung betrug 10mW aus einem GaAsFET DRO. ZF war ein Görler 88-108MHz UKW Empfänger.
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ich zitiere mich mal selbst
>da müsste ich aber länger suchen
Für die Amateurfunktagungen in München habe ich kein
Gesamtinhaltsverzeichnis gefunden. Daher habe ich es selbst erstellt.
Seit 1978 war ich dort (bis auf eine Ausnahme 1992) auf den Tagungen in
geraden Jahren, also nicht auf den vier Kurzwellentagungen dazwischen.
Sogar in diesem Jahr noch kurz vor dem Lockdown. Dazu habe ich alle
Skripten seit 1976. Wenn also jemand hier einen interessanten Vortrag
findet, könnte ich den Text nachschauen.
Zum Thema Radioastronomie gab es drei Vorträge von Hermann Hagn, die
danach auch in den UKW-Berichten erschienen:
Erste Ergebnisse mit dem Amateuer-Radioteleskop in Garching 11. März
1990
System-Parameter-Messungen mit Hilfe von Radiosternen 13. März 1994
Die Heiß-Kalt-Rauschtemperaturmessung im Labor und in der Natur 9. März
1996
und einen weiteren:
Radio - Astronomie für den VHF/UHF - Amateur, DL2MDQ, 13. März 1988
aber der Vortrag speziell zur Wasserstofflinie und Milchstrasse war
später in Weinheim.
PS der teure "Amateuer" ist ein Originalschreibfehler von 1990
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Oser_Hagn_2009.png
580 KB
Jetzt habe ich auch den Vortrag gefunden, Weinheim 2009: Die 21.1 cm Wasserstofflinie, gemessen mit einer 3 m-Antenne Helmut Oser DJ2US und Hermann Hagn DK8CI Hier eine Messung der Wasserstofflinie mit Dopplerverschiebung. Noch zwei weitere Zitate: John Fielding ZS5JF, Amateur Radio Astronomy, 2006, ISBN 1905086164 : "Doppler Shift If we listen on the hydrogen line frequency of approximately 1420.4 MHz and the signal is being radiated by a receding star, the frequency will be shifted in frequency due to the Doppler Effect. If the star is moving away from us at a great velocity, the signal is shifted lower in frequency. The average velocity of a star moving away from us is about 50 km/s. By knowing the exact signal centre frequency, we can calculate the effective velocity of recession. The exact centre frequency of the main hydrogen line is 1420.40575 MHz without Doppler. With an object receding at 50 km/s, the signal will be shifted 237kHz lower in frequency. Hence, the local oscillator in the down-converter will need to be made adjustable to get the signal within the centre of the IF pass-band." Im gleichen Buch zur Masseinheit "Jansky", einem Pionier der Radiosastronomie um 1930: "Die Leistungsabgabe von Cygnus-A muss enorm sein. Sie befindet sich etwa 550 * 10⁶ Lichtjahre von der Erde entfernt und ist in Wirklichkeit nicht ein Stern, sondern zwei Galaxien in Kollision, mit einem Schwarzen Loch im Zentrum. Ein Lichtjahr sind etwa 9,7 * 10^12 km. Die Rauschquelle Cygnus-A ist also 5,5 * 10^15 km entfernt. ( hat er sich um eine Million vertan? Laut Wikipedia sind es 750 Mio Lichtjahre) Mit Cassiopeia-A als Referenz können andere Radiosterne in Bezug auf den des Signalpegels bewertet werden. Die relativen Signalpegel einiger anderer Sterne sind im Folgenden aufgeführt unten aufgeführt, einschließlich des durchschnittlichen "ruhigen Himmels" in der Nähe des galaktischen Nordpols (GNP). Die verwendeten Einheiten sind das Jansky (Jy), das 10^-26 W / ( m² * Hz ) entspricht. Cassiopeia-A 57 x 10^-24 Jy Cygnus-A 38 x 10^-24 Jy Taurus-A 8 x 10^-24 Jy Virgo-A 6 x 10^-24 Jy Sky near GNP 5 x 10^-25 Jy Hinweis: Das Jansky ist keine ISO-anerkannte Einheit, wird aber von der URSI (Union Radio-Scientific Internationale) anerkannt, dem Gremium, das die die Wissenschaft der Radioastronomie koordiniert." Hermann Hagn DK8CI, Vortrag München 1990: (Empfang mit 3m- Parabolspiegel, wird noch auf 1420 MHz umgebaut) (Hier wird in dB Rauscherhöhung gemessen. Die Radioquelle durchläuft durch die Erdrotation in einer oder mehreren Nächten die Antennenkeule und bewirkt dann eine (sehr kleine) Erhöhung der Rauschleistung. Für sehr schwache Quellen muss man über mehrere Nächte aufsummieren.) "Auf der Suche nach extraterrestrischen Radioquellen bei 1720 MHz haben wir folgende Objekte beobachten können: 1. Sonne. Der Signalanstieg ist 12,2 dB über die Systemrauschtemperatur (bei Beobachtung des kalten, quellenfreien Himmels) von 165 K hinaus. 2. Galaktischer Äquator (beim Sternbild Schütze) mit 0,15 dB Signalanstieg 3. Orionnebel mit 0,01 dB 4. Mond mit 0,04 dB 5. Gal. Aquator (Orion) mit 0,005 dB 6. Crabnebel mit 0,036 dB 7. Jupiter mit 0,01 dB."
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