Donnerstag, 25. Januar 2018

Fernumschalter für Kurzwellenantennen

Zwischen meinem Sender und der Antenne liegen ca. 40m Koaxkabel. Um mehrere Antennen nutzen zu können, ohne dafür mehrere Koaxkabel verlegen zu müssen, ist der Einsatz eines fernbedienbaren Antennenumschalters sinnvoll.


Die Installation besteht aus einer Außeneinheit, einem Steuergerät und einem Steuerkabel zum Verbinden der beiden. 
Die Außeneinheit sollte in einem am Mast montierbaren, wetter- und UV-festen Gehäuse untergebracht werden und das Umschalten zwischen 5 Antennen ermöglichen. Das Steuergerät in der einfachsten Version soll einen Drehschalter beherbergen. Bei 5 Schaltstufen plus Stromversorgung wird ein 6-adriges Steuerkabel benötigt. Als Stromversorgung soll das TRX-Netzgerät mit 13,8 V DC dienen.

Schaltplan Steuergerät





 Kontaktbelegung

         J1-1: +13,8 V
         J1-2: GND
         J1-3: GND der Steuerleitung ----> X7 GND
J1-4 bis J1-8: Steuerleitungen  ---------> X7-1 bis X7-5


Schaltplan Außeneinheit



Da ich hauptsächlich Dipol-Antennen verwende, sollen die "kalten" Dipolhälften vom Erdpotential getrennt werden, um gegenseitige Beeinflussung zu minimieren.
Die Varistoren und Dioden schützen die Relaisspulen vor Überspannungen.

Materialliste


Aufbau der Außeneinheit

Die Außeneinheit wird in ein Aludruckgussgehäuse mit Schutzklasse IP65 (staubdicht, Schutz gegen Strahlwasser (Düse) aus beliebigem Winkel) eingebaut. Die UV-Beständigkeit ist damit gegeben. Nach dem Anbringen von untenseitigen Öffnungen für die Anschlüsse sollte zumindest noch ein "Schutz gegen allseitiges Spritzwasser " erhalten bleiben.


Unten wird sich in diesem Fall eine Längsseite befinden. Die ausgangsseitigen Antennenbuchsen müssen vom Gehäuse isoliert montiert werden.


Ein Gehäuseausschnitt von 144 mm x 30 mm wird vorgebohrt, anschließend mit einer kleinen Trennscheibe herausgetrennt ...




... und mit der Feile bearbeitet.


Die Buchsen für das eingangsseitige Antennenkabel und die Steuerleitung werden direkt mit dem Gehäuse verbunden. Dafür sind nur Bohrungen erforderlich.


Zur Befestigung der Ausgangsbuchsen wird eine Kunststoffplatte 164 mm x 50 mm x 3 mm angefertigt. Das Material dafür stammt von Resten der Kunststoffbehälter, die ich für die Abdeckung meines Ätzgerätes verwendet habe.


Vor der Montage der Anschlüsse wird das Innenleben hergestellt.
Die Relais habe ich auf einer 2 mm Aluminium Platte montiert, die mit den im Gehäuse integrierten Abstandhaltern verschraubt wird. So konnten weitere Durchbohrungen des Gehäuses vermieden werden.





Die Relais haben 6,35 mm Flachstecker und können mit Flachsteckhülsen beschaltet werden. Vorteilhaft, wenn man flexibel bleiben möchte. Die Dioden und Varistoren werden direkt auf die Flachsteckhülsen gelötet.



Die Steuerleitung habe ich aus einem Stück CAT 7 Netzwerkverlegekabel hergestellt, weil ich mir davon eine ausreichende Abschirmung gegen HF-Einflüsse verspreche.
 

Die Leitungen zu den Buchsen sollten nicht länger als notwendig sein. Deshalb habe ich mit der Verdrahtung gewartet, bis die Montageplatte fertig war.


Vor dem Verschrauben der Buchsenplatte habe ich zum Abdichten noch etwas Silikon aufgebracht.


 Fertig verschraubt und verdrahtet:




 Anschließend noch ein Funktionstest mit angeschlossenem Steuerkabel. Zum Anschluss an die Außeneinheit habe ich eine IP68 klassifizierte, verschraubbare, 5-polige DIN-Steckverbindung gewählt. Als Steuerkabel kommt ein für den Außeneinsatz geeignetes 6-adriges Telefonkabel mit Abschirmung zum Einsatz.


 Funtioniert! - Deckel drauf!
 


Mastschellen

Nun mussten noch zwei Schellen zur Mastmontage hergestellt werden. Die Gehäuseunterseite bietet vier Sacklöcher mit M5 Innengewinde - zwar nur 5 mm tief geschnitten, zur Befestigung jedoch ausreichend.

 
Eine fertige Schelle besteht aus einem Verbindungsteil mit dem Gehäuse und 2 Klemmbacken, die über Schrauben angezogen werden. Zur Schonung des Alumastes habe ich noch einseitig eine halbe Muffe mit Gummiring angebracht.

 
Das Verbindungsteil ist aus Vollaluprofil hergestellt, die Klemmbacken aus U-Profil bzw. Rohr mit quadratischen Querschnitt. Der Kunststoffschutz wurde aus einer DN50 Abflussrohrmuffe gebaut.







 Test am Rest des DN50 Rohres:



Aufbau Steuergerät

Das Gehäuse für das Steuergerät soll zwar nur einen Drehschalter beherbergen, sollte jedoch ausreichend schwer sein, damit es sich beim Drehen nicht bewegt.
Ein altes Kartenlesegerät in einem massiven Aluprofilgehäuse wurde dafür ausgeschlachtet.




Das Steuerkabel wird über eine 8-polige Lüsterklemme mit dem Steuergerät verbunden. Eine Steckverbindung sieht zwar schöner aus, kann aber erst nach dem Verlegen des Steuerkabel (hier teilweise durch Installationsrohre) angelötet werden. 





In Stellung "0" ist keine Antenne durchgeschaltet.


Grundsätzlich ist bei dieser Art der Schaltung - also ohne weitere Schutzmaßnahmen, wie eine "PTT-Verriegelung" -  Vorsicht geboten. Sendebetrieb ohne angeschlossene Antenne sollte zum Schutz der Senderendstufe vermieden werden.

Sollte sich die Außeneinheit in der Praxis bewähren, kann das Steuergerät einfach ausgetauscht werden. Z.B. mit den Funktionen PTT-Verriegelung, Automatikbetrieb via CAT-Schnittstelle, Display zur Anzeige der gewählten Antenne, ... dazu dann ggf. später mehr.

Erste Tests der Außeneinheit und einfache Messungen mit einem SARK100 SWR-Analyzer, zeigten keine wesentliche Verschlechterung des SWR (< 0,1).




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