Sonntag, 11. Dezember 2016

Bau einer künstlichen Antenne

Seit dem letzten Post ist ein halbes Jahr ins Land gegangen. Keine untätige Zeit, denn ich habe die Amateurfunkprüfung Klasse E abgelegt und darf nun unter dem Rufzeichen DO7CMA auf den zugelassenen Bändern als Funkamateur tätig werden.

Daraus ergeben sich natürlich auch neue Betätigungsfelder im Elektronikbereich. Und so baute ich als erstes

... eine 160 Watt Dummy Load.


In der Regel strahlt ein Sender seine Nennleistung über eine Antenne ab. Im Amateurfunk sind festgelegte Betriebsregeln einzuhalten, wie z.B. das Begrenzen unerwünschter Aussendungen auf ein Minimum.
Möchte man Messungen am Senderausgang vornehmen, empfielt sich daher der Einsatz einer künstlichen Antenne, also einer Ersatzlast (engl. = dummy load). Die maximal mögliche Ausgangsleistung des Endverstärkers erreicht man bei Leistungsanpassung. D.h. Innenwiderstand des Verstärkers und der der Last sind identisch.



Amateurfunksender haben üblicherweise eine Ausgangsimpedanz von 50 Ω. Diesen Wert soll auch der Dummy Load haben. Die Eigenkapazität und -induktivität sollte möglichst gering sein. Der Einsatz von Drahtwiderständen scheidet daher aus. 
Die preiswerteste Möglichkeit bietet sich durch die Parallelschaltung von Metallschichtwiderständen. So ergeben 54 parallelgeschaltete Widerstände mit R = 2k7 und P = 3 W die benötigten 50 Ω und eine Nennleistung von 162 W.

Materialliste:


54x Metallschichtwiderstände 2k7, 3 W, 5%   (ca. 13 €)
1x  doppelseitig Cu-beschichtetes Basismaterial 160 x 100 mm (2,20 €)
1x einseitig Cu-beschichtetes Basismaterial 75 x 100 mm (1 €)
1x SO 239 Einbaubuchse (0,50 €)
4x M3x10 Flachkopfschrauben inkl. Muttern und Unterlegscheiben
ca. 40 cm Silberdraht oder Kupferdraht.

Aus dem beidseitig beschichteten Basismaterial habe ich folgende Teile Ausgeschnitten:



Zum verdeutlichen der weiteren Schritte, hier schon mal das Endergebnis:


Die Widerstände werden beidseitig im Zick-Zack angeordnet, so bleibt die Induktivität gering.
Als Bohrschablone habe ich eine gleichgroße Lochrasterplatine benutzt und mit etwas Klebeband fixiert.


Zum Trennen von Masse und Mittelleiter habe ich einen etwa 1 cm breiten Streifen der Cu-Beschichtung abgefräst. Es wäre einfacher gewesen, eine entsprechende Vorlage zu erstellen und die Aussparungen wegzuätzen.


Es folgt das beidseitige Bestücken:




Anschließend können die beiden Teile ineinander gesteckt werden. Man erkennt oben die Aussparung für den Mittelleiter der SO 239 Buchse.


Es fehlt noch die Deckplatte, die ich aus einfach beschichtetem Material ausgeschnitten habe. Mittig erhielt die Platte eine 10 mm Bohrung. Die vier 3,2 mm Löcher zum Befestigen der Buchse habe ich erst zum Schluss durch die Befestigungslöcher der Buchse gebohrt.


Damit die Buchse bündig mit der Deckplatte an der Unterseite abschließt, musste ich eine ca. 3 mm dicke Unterlage für die Buchse herstellen. Dazu habe ich ein Stück Kupfer (flach geschlagenes Kupferrohr) mit den Maßen 28 x 28 x 3 mm udn einer mittigen 16 mm Bohrung hergestellt. 


In den Ecken befinden sich noch jeweils vier 1 mm Bohrungen, zwei jeweils im Abstand einer Leiterplattendicke. Sie dienen später zum befestigen an den Widerstandsplatten und als Masseverbindung.


 Am Mittelleiter der SO 239 Buchse habe ich vier Silberdrähte verlötet und so auseinander gebogen, dass beim Aufsetzen der Widerstandsplatten in jeden Quadranten ein Draht zu liegen kommt.

Durch die Löcher in den Ecken kam ein Stück Silberdraht in Form eines Bügels, dessen Enden jeweils auf einer Seite der Widerstandplatte zum Liegen kam und dort verlötet wurde. Damit war die Masseverbindung hergestellt.


Abschließend wurden die Innenkanten mit dem Silberdraht des Mittelleiters verlötet. Damit waren die Widerstandsplatten mechanisch und elektrisch stabil verbunden.


Eine dreiminütige Belastung mit 100 W führte zu einer Temperatur von ca. 40 °C an den Widerständen. 
An der Buchse war ein Widerstand von 49,9 Ω  zu messen. Sobald ich ein passendes Weißblechgehäuse aufgetrieben habe, erhält der Dummy Load noch eine Auskopplung, um Messgeräte (z.B. zur Modulationsmessung) anzuschließen.


Keine Kommentare:

Kommentar veröffentlichen