Empfänger Dipol

Gast_1681

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Hallo,
erst mal ein gesundes neues Jahr :D
So, und jetzt zum Thema: ich baue grade an nem Scalemodell, und die einzige gute Richtung für die Empfängerantenne ist quer über den Flügel, und von da zum Leitwerk. Da laufen auch im Original Antennen lang, aber symmetrisch. Nun dachte ich mir, kann man die Antenne nicht als Dipol bauen? Was ist zu beachten, und bleibt die Originallänge erhalten, nur doppelt? Also 2x einen Meter? Reagieren alle Empfänger gleich drauf?
Ja, das wärs erst mal. Danke für die Hilfe,

Kuni
 
und die einzige gute Richtung für die Empfängerantenne ist quer über den Flügel,
Hallo Kuni

• wie hast du das rausgefunden?
• trifft das im Bastelkeller oder auf dem Platz zu?
• eine Möglichkeit wäre hier allenfalls das Diversity von ACT.

Gruss

Kurt
 

Gast_1681

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Hallo Kurt,
das habe ich ganz pragmatisch rausgefunden:
es ist so, dass ich eben keine herkömmliche Antenne nehmen kann, weil der Hinterrumpf ein einziger Drahtverhau ist. Vorne treiben sich die Akkus und zwei BL-Regler nebst Motoren (auf nem Pylon) rum, und ne Stabantenne sieht einfach nicht aus. Ist halt ein Scalemodell. Das Original hatte aber diverse Antennen quer über den Flügel, und von da nach hinten zu den Seitenleitwerken gespannt.
Das mit dem Diversity hab ich mir schon überlegt; klappt aber wegen zu kleinem Modell nicht. Die ganze Technik wird auf recht engem Raum untergebracht. Wir wollen es uns ja nicht zu leicht machen, gell?

Kuni
 

axman

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Hallo Kuni,

wenn man sich das Gebilde "Empfänger, Akku, Schalter, Servos", dem Empfänger und die Antenne unter hochfrequenten Gesichtspunkten betrachtet, so hat man ein unsymetrisches Gebilde vor sich. Alle Drähte ausserhalb der Antenne können als Gegengewicht (Masse) angesehen werden, der aktive Zweig ist der Antennendraht. Zwischen diesen beiden Gebilden wird die Empfangsspannung des Empfängers gebildet. Das Ganze schwebt im frein Raum.

Ich habe mal aus Neugier ein Antennensimulationsprogramm EZNEC mit den geometrischen Daten des Drahtverhaus im Flieger gespeist. Dabei kam raus, dass die Verlegung der Antenne nicht soviel Einfluss hat, wie immer vermutet wird. Übrigens auch die empfohlene Abwinkelung am Leitwerk ist mehr eine Legende als real nachweisbar.

Zwei Punkte kamen aber als auffällig heraus :
- Verlegung der Antenne parallel zu einem Servokabel im Rumpf : hier sinkt die Empfangsspannung stark ab, je näher die Antenne an das Kabel kommt
- 60cm Stabantenne : hier wird gegenüber den üblichen Richtcharakteristiken eine deutliche Veränderung der Richtcharakteristik erzielt, die ich als positiv bezeichnen würde

Zu Deinem Problem : eine echte symetrische Antenne würde bedeuten, das ein spezieller HF-Übertrager zur Symetrierung des unsymetrischen Eingangs benötigt wird. Ich würde jedoch aufgrund der relativ unkritischen Änderungen bei verschiedenen Verlegungen in der Simulation sagen, dass eine einfache Verbindung beider Drähte am Empfängereingang auch funktioniert. Durch die gegenüber der Wellenlänge Lambda sehr kurzen Antennenlängen ist das auch theoretisch nachvollziehbar.

Wenn Du mal eine Sikzze mit Massen der Verdrahtung Deines Modells reinstellst, würde ich das Ding mal durch den Simulator orgeln. Dabei kann man erkennen ob es auffällige Eigenschaften wie z.B. Empfangsminima gibt (gibts übrigens bei beinahe jeder Art der Antennenverlegung). Man kann dann beurteilen, ob es ein spezielles Problem gibt.

Gruss,

Axel
 

Gast_1681

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Hi Axel,
danke, das ist mal echt ne Hilfe. Ich bin nämlich HF-technisch echt ein Laie.
Ich stelle mal ne Draufsicht rein.
Dazu ein paar Maße:
Gesamtlänge 106cm,
Länge des unteren Heckauslegers: 40cm
Abstand Ausleger voneinander: 25,5cm
Spannweite: 154cm
So, die Antenne sollte im hinteren Flächenmittelteil ans Tageslicht kommen, von da aus jeweils zur Flächenspitze laufen, und dann Richtung Seitenleitwerksspitze.
Wie Du siehst, ist der Hinterrumpf ein Gebilde aus Holmen (bei mir Carbonrohre) und Drähten. Auch die Ruderanlenkungen sind bei mir Drähte.
Hier noch der Link zur Baubeschreibung in RC-groups:
http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=241067&page=16&pp=15&highlight=savoia

Danke,
Kuni

 

axman

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Hallo Kuni,

da hast Du ja ein schön komplexe Modellstruktur erwischt. Ein paar Angaben fehlen noch. Ich muss für den Simulator ein 3D-Drahtmodell der Verbindungsleitungen und Antemnnenverläufe machen, d.h. ich muss die Koordinaten aller Knick und Endpunkte errechnen. Ich habe mal Dein Bild ergänzt um die Leitungen, die ich mir vorstelle. Aber sicher hast Du die Leitungen anders verlegt. Ist die Kiste elektrisch motorisiert ? Dann gehören auch noch Regler und Motor mit ihren Leitungen zum Bild.

Bitte male doch mal Deine Verdrahtung rein. Die restlichen Metallmassen, die nicht mit der Verdrahtung verbunden sind kannst Du ebenfalls reinmalen, jedoch werde ich sie im ersten Ansatz rauslassen.

Etwas fällt schon mal auf, die Parallelität von QR-Servozuleitung und der Antennenleitung sind schädlich für die zu erwartende Empängereingangsspannung. Wenn es nicht anders geht würde ich aus diesem Grund die Zuleitungen zu den Servos jeweils mit einem Ringkern versehen und die Leitung direkt vor dem Empfänger ein paar mal hindurchführen (wickeln). Das koppelt die Leitungen von dem Potentialdes Gegengewichtes ab und sollte die Wirkung vermindern.

Tja, also noch was zu tun, aber ohne Fleiss kein Preis. Aus dem Bild lassen sich die Masse rekonstruieren, ich muss dann auch nochmal was an Rechnerei reinstecken.



So ähnlich bräuchte ich das von Dir. Die grünen Verbindungsleitungen gehören HF-mässig zum Netz des Gegengewiochtes, die roten Linien sind die Antennendrähte.

Gruss

Axel

P.S. Wenn das Bild zu gross wird, dann bitte per Mail an ax.schultze@t-online.de

[ 02. Januar 2005, 23:22: Beitrag editiert von: axman ]
 
Hi Axel,

das ist ja höchst interessant. Ich wusste bis dato gar nicht, dass sich die HF-Strahlung mal eben mit einem Prog ausrechnen lässt. :rolleyes:

Interessant würde ich eine solche Berechnung auch mal anhand eines Helis finden. Gerade bei den heutigen CFK-/Alu- Helis ist es bedingt durch das leitende Chassis nicht einfach, die optimale Antennenverlegung zu finden.

Ach ja, stellt die Bilder doch weiterhin hier bei RCN ein, damit ich das weiterverfolgen kann... ;)

David
 

Gast_1681

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Hi Axel,
ich habe mal ein bischen gezeichnet.


Das zweite Bild zeigt das Innenleben, und auch, daß es etwas schwierig wird, etwas umzurücken. Die Motorkabel sind verdrillt, und die Servokabel wollte ich sowieso mit Ferriten bestücken. Außerdem habe ich gute Erfahrungen damit gemacht, den Empfänger selber in Alufolie einzuwickeln.
Die im Bild zu sehenden Servos sind die fürs Höhen- und Seitenruder. Sie lenken über Stahllitzen (natürlich kunststoffummantelt) die Ruder an. Die kommen an den oberen Holmen raus, und laufen dann daran entlang zum Heck. Etwa 15cm vor dem Höhenleitwerk fächern sie sich leicht auf. Bei Bedarf kann ich ein Bild reinstellen.



Kuni
 

axman

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Hallo,

@Kuni:
ja, damit kann ich was anfangen. Ich brauche allerdings etwas Zeit dafür. Den "Kabelverhau" vom Foto kann ich natürlich dabei nur mit annäherend gerade Leitungslängen aufstellen.

@David:
Es ist für ein Zweiachs-Flächenmodell mit endlichem Aufwand ein Richtdiagramm zu erstellen. Wenn allerdings viele "parasitäre" (= nicht verbundene) Metallteile im Nahfeld der Empfangsantenne sind, wird es aufwändig.

Grüsse

Axel
 

Gast_1681

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Axel,
nana, Kabelverhau!
Aber mal im Ernst, es ist halt schwierig, in nem Flügel Hochstromkabel (oder was wir dafür halten) inklusive Stecker unterzubringen, plus Regler, plus dessen Zuleitungen, plus Empfänger, plus...
und das alles so, daß man es im Ernstfall alles wieder auseinanderkriegt. Sooo groß ist die Luke nämlich nicht, und mir ist nix eingefallen, wie ich die Rümpfe nutzbar machen könnte. Also bleibt nur, die Regler seitlich durch Löcher in die Rümpfe zu schieben. Die Servokabel kann ich ja noch ordentlich hintapen :D
Als ich mit dem Projekt angefangen hab, war mir auch nicht klar, wie komplex es werden würde, aber das ist wohl meistens so.
Kuni
 

axman

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Hallo Kuni,
sollte keine Kritik sein, allein der Gedanke, jeden dieser Drähte in geradlinige Teilstücke mit 3D-Koordinate umzusetzen und einzugeben, lässt mir den Schweiss ausbrechen :D Ich kann das nur vereinfacht umsetzen.

Grüsse

Axel
 

Gast_1681

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Axel,
war auch nicht so aufgefasst ;)
Ich warte schon auf den Schweiß, der mir ausbricht, wenn das Baby das erste mal abhebt.

Kuni
 

axman

User
Hallo Kuni,

in Deiner Zeichnung fehlen die Servos für Seiten- und Höhenruder. Ich würde sie in den beiden Rümpfen vermuten, da Du ja die Drähte nach hinten führen musst ( durch die Heckrohre ?). Auf dem Foto meine ich jedoch 2 Servos in der Fläche zu entdecken ??

Die anderen Koordinaten habe ich gerade mittels EXCEL in ein Koordinatensysten gequält.

Grüsse

Axel
 

Gast_1681

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Axel,
ja, die sitzen im Flächenmittelstück, ziemlich genau unter der Mitte der Motorgondel. Sie sind nebeneinander eingebaut, ohne Verlängerungskabel. Die Steuerseile werden durch Kunststoffröhrchen im Bogen bis zu den Heckrohren geführt. Funktioniert richtig gut, auch wenn manch einer schon die Nase gerümpft hat. Seilspannung und Stellgenauigkeit sind sehr gut.
Hast Du nen Tip, wie oft ich die Querruderservokabel durch die Ferritringe ziehen soll, oder kannst Du das auch berechnen?

Kuni
 

axman

User
Hallo Kuni,

so, es war eine heftige Arbeit die Werte von der Vorlage auf in ein Koordinatensysten zu bringen, dass EZNEC versteht. Leider war ist die Vorlage etwas verzerrt, was einmal auf die Massstäbe in X- und Y-Richtung zutrifft (Vergleich mit Deinen Massen) aber auch die Winkel innerhalb der Zeichnung waren nicht stimmig.

Rausgekommen ist, dass die Empfangscharakteristik einen Toroid bildet, dessen Minima etwa in Richtung der Rümpfe liegen mit eine Neigung nach unten. Die kritischen Punkte sind also leicht schräg von vorne unten und leicht schräg von hinten oben. Es gibt keine anderen Minima und Nebenzipfel. Das entspricht in etwa der Characteristik eines ganz normalen Segleraufbaus mit zum Leitwerk gespannter Antenne. Ich halte diese Charakteristik für i.O., ein besonderes Risiko lässt sich aus der Leitungsführung nicht entnehmen. Angesichts der sehr verfaserten Leitungsstrukturen finde ich das beruhigend.

Ich habe die QR-Leitungen ohne Ferritkern und mit Ferritkern betrachtet (Idealfall: HF-mässig getrennt), dies hatte nur wenig Effekt.

Das Ergebnis ist mit üblichen Ungenauigkeiten gültig für einen grossen Abstand zum Boden, es wurde freischwebend im Raum berechnet. Bei Annäherung an den Boden haben frühere Berechnungen mit einem deutlichen Ausfransen und Verformung reagiert. Besonders interessant könnte es bei Dir werden, da Du die Kiste als Wasserflugzeug auf ideal leitendem Untergruind landes und starten wirst.

Ich hoffe der Moderator erschlägt mich nicht, hier die Bilder :











Ich werde noch ein bischen weiterrechnen mit Deiner Servoposition und isolierten Leitern im Bereich der Heckrohre, sowie ein Versuch die Veränderung in Boden-(Wasser-)nähe machen. Aber jetzt brauche ich erstmal etwas Pause.

Gruss

Axel

P.S. Irgendwie waren die Bilder auf meinem Rechenr wesentlich schmäler...

[ 05. Januar 2005, 17:35: Beitrag editiert von: axman ]
 

Gast_1681

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Hey Axel,
gönn Dir die Pause! Das ist ja der helle Wahnsinn, was so geht heutzutage :cool:
Das mit den Einbrüchen ist ein wenig ärgerlich; aber eine optimale Kugel wird man wohl nie bekommen, was? Wenn ich das so richtig interpretiere, wäre der schlechteste Empfang beim Landen auf mich zu und beim Starten von mir weg zu erwarten? Das wäre ungünstig, weil bei uns am See genau so das beste Handling ist.
Vieleicht sollte ich gleich nen Schulze Empfänger einplanen; den hab ich auch in nem anderen Wasserflieger drin; der blinkt zwar nach dem Flug, aber merken tut man nix, bis auf eine Stelle über dem See, ist immer die gleiche. Und dabei hängt die Antenne schlampig hinten raus :D
Verfolgst Du den Parallelfred im Nachbaruniversum? Da wurde der Vorschlag gemacht, ein Balun einzusetzen. Wie würde sich das auf den Empfang auswirken? Vieleicht kannst Du ja noch bei Gelegenheit ein paar Anmerkungen dazu machen.
Aber erst mal,
Vielen, vielen Dank,
Kuni
 

Gast_1681

User gesperrt
So,
habe heute die Antenne gebaut. Falls das noch wichtig ist: Maß nach aussen 68,5cm und dann nach hinten: 79cm, macht zusammen 147,5cm. Plus vieleicht noch 10cm im Rumpf bis zum Empfänger.
Kuni
 
Hallo Axel,

sehr bemerkenswert, was heute die Theorie, unterstützt vom Computer, alles so rechnen kann - ich erinnere mich noch mit einigem Unwohlsein an Kreisdiagramme u.ä. im HF-Labor vor 40 Jahren...

Bemerkenswert auch, daß das ganze "Drahtgerödel" von Kunìs Flieger der Praxis(Toroidcharakteristik der einfachen Drahtantenne) nicht viel anhaben wird - zumindestens im freien Raum.

Wenn es Dir mit nicht allzu hohem Aufwand möglich wäre, dann würde mich - und wahrscheinlich die ganze RC-Gemeinde - eine Darstellung eines Standardfliegers in einer typischen Anflug-/Landesituation sehr interessieren. Die Zahl der Anflugabstürze sind Legion und ich habe selbst schon mittelbare Messungen der Übertragungssicherheit gemacht. Seither bevorzuge ich eine (ggf. verlängerte) "L-"förmige Antenne, d.h. längs des Rumpfes (nicht CfK) und hoch ins Seitenleitwerk. Hilft das wirklich?

Dank schon einmal vorab für Deinen hochinteressanten Beitrag hier!

Gruß H. Eberbach
 

axman

User
Hallo,

ja, ich war auch positiv überrascht von dem Programm. Es ist die käufliche Hobby-Version eines Programms, dass auch grosse Objekte mit beliebig geformten Flächen behandeln kann, wie sie z.B. im realen Flugzeugbau und im militärischen Bereich genutzt wird. Die Leitungsdrähte werden in einzelne Elemente geteilt, deren Wirkungen auf einer gedachten Kugeloberfläche rund um die Antenne in einzelnen Messpunkten addiert werden. Seit PCs so leistungsfähig sind, gibts da nur wenig Probleme. Das Programm ist gegenüber dem Profiprogramm nur in der Anzahl der Punkte beschränkt.

Man muss aber immer an die Grenzen der Simulation denken und das ganze auch mit den HF-technischen Grundlagen plausibilisieren. In diesem Sinne war ich schon erstaunt, dass das komplexe Antennenbild nur eine geringe Abweichung von einer Normalkonfiguration erbringt. Allerdings muss man sich immer wieder vor Augen halten, dass wir in dem Bereich "elektrisch kurzer" Antennen arbeiten (ca. Lambda / 10 ). Da kann man Richtwirkungen kaum beeinflussen. Die Interessante Frage ist ja auch, warum liegen die Nullstellen gerade da ? Bei näherer Betrachtung ist dies aber die Achse mit der grössten Ausdehnung von Antenne und Gegengewicht und somit plausibel.

Ich habe letztes Jahr schon mal einen Versuch gemacht und ein paar "normale" Konfigurationen durchgerechnet, unter anderem auch gestreckte Antenne gegen L-förmige Abwinklung. Das erbrachte nur eine leichte Verschiebung der Nullstelle, ansonsten nichts. Interessant wäre ja eine Anordnung, die nur ein flaches Minimum aufweist.

Es wäre auch mal gut, zur Erhöhung der Glaubwürdigkeit solcher Rechnungen mal ein Modell zu rechnen und zu vermessen. Leider habe ich keine Messzelle mit HF-Dämmstoff zur Verfügung Ersatzweise eine 360-Grad Rundummessung auf einer 10m Bambusstange ??

Interessant ist auch, dass die Meinung, dass man Diversity ja auch über direkt zusammengeführte Antennen machen könnte, mit Kuni´s Beispiel das als falsch entlarvt wird . Also echtes Diversity wie bei ACT hat schon was, weil da wirklich die Minima und Maxima z.B. bei der zweiten Antenne um 90 Grad versetzt liegen können.

Ich werde mal einen Beitrag für das Magazin zusammenstellen, wo die üblichen Konfigurationen durchgerechnet werden, dauert aber noch was.

Grüsse

Axel
 

Gast_1681

User gesperrt
Hallo,
das würde bedeuten, daß die Antennenlänge wirklich nicht diesen Rieseneinfluß auf die Empfangsqualität hätte. Liege ich da richtig?
Wie ist eigentlich der Einbruch zu bewerten? Faktor 18 schlechterer Empfang hört sich ja erst mal nicht so gut an. Ist das innerhalb dessen, was ein guter PPM-Empfänger noch abkann? Vieleicht besser gleich einen Schulze nehmen, der erst mal auf Plausibilität prüft?
Du siehst, Axel, es gibt Fragen über Fragen...

Kuni
 
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