LZ1AQ actieve antenne versterker

Het wonen midden in een woonwijk is niet altijd even prettig als je zendamateur bent. Teveel buren te dichtbij en veel stoorbronnen vaak in de vorm van (plasma) televisies. Het storingsvrij luisteren op de lage amateurbanden op de zendantenne wat vaak een verticaal of (verkorte) dipool antenne is levert dan erg veel storing op. Als je kijkt met een SDR tussen de 1 en 3 MHz dan zie je heel veel stoorsignalen staan. Dit kan oplopen tot ver over de S9 op een aantal frequenties. Lastig als daar nu net het station zit waar je naar wilt luisteren of een verbinding mee wilt maken. Een aparte ontvangstantenne wil dan wel eens helpen en dan vaak in de vorm van een magnetische loop antenne. Zo heb ik er een aantal gebouwd.

De eerst was een passieve af te stemmen loop antenne via een varicap diode. Deze antenne staat hiernaast afgebeeld en is gepubliceerd door Rick, N6RK. Deze antenne werkt prima echter heeft een beperkt frequentiebereik waarin je de antenne kunt afstemmen. In mijn geval was dat tussen 160 meter en 80 meter. Geen 40 meter of hogere banden. Ook de middengolf of lange golf was een probleem. Meer info op: http://www.n6rk.com/loopantennas/NCJ_loop_antenna_N6RK.pdf

N6RK-loopDaarom als volgende een actieve loop antenne gebouwd gepubliceerd door G8CXQ met een veel groter frequentiebereik. Zeer eenvoudig zelf te bouwen, twee transistoren, een ingangstransformator en nog wat losse onderdelen er om heen. Een beschrijving van deze actieve loop antenne, inclusief schema, is te vinden op mijn website. Onderstaand een afbeelding van het actieve deel van de loop antenne. De loop heb ik gemaakt van 2 meter aluminium staf (70 cm diameter), maar kan natuurlijk ook van draad worden gemaakt en als driehoek of vierkant opgehangen. Zie: http://www.pa1m.nl/pa1m/simple-active-receive-loop/

Deze antenne werkte goed op de lage banden maar boven 10-15 MHz was de ontvangst voor mij onvoldoende. Ondertussen had ik wel gemerkt dat een loop antenne voor ontvangt uitstekend werkt en noodzakelijk was om de signalen vooral op de lage frequenties nog goed te kunnen ontvangen. Wat opviel was dat de hoogte van de antenne eigenlijk niets uitmaakte qua ontvangst van de stations op vooral de lage banden. Wel moet je zorgen dat de antenne ver weg staat van stoorbronnen (lees televisies). De loop heeft richteffect en de meest storende tv kun je er redelijk dempen. Een probleem is dat in een woonwijk je vaak last hebt van meerdere stoorbronnen. Ook staat de loop dan mogelijk in een richting die je helemaal niet wilt. Blijft over, ver weg van alles. In mijn geval zo hoog mogelijk boven de SteppIr antenne in de mast. Wat een verademing.. en ook geen last meer van de eigen plasmatelevisie… Andere problemen zo dicht bij de zendantenne komen daar voor terug… maar oplosbaar. G8CXQ active preampNa verder zoeken vond ik de actieve antenne versterker van LZ1AQ. Hij heeft een website onder zijn eigen call (http://www.lz1aq.signacor.com/ ) met daarop vele artikelen met informatie en metingen aan loop antennes en voorversterkers. Op deze website staat ook een ontwerp van de door hem ontwikkelde antenneversterker en beschrijvingen van verschillende soorten antennes. Dit zijn loop antennes bestaande uit 1 loop, 2 loops en met 4 loops. Met de door hem ontwikkel de voorversterker zijn deze loops op verschillende manieren te gebruiken (configureren). Heel interessant is het dat hij geen coax kabel gebruikt van de antenneversterker naar de ontvanger maar netwerkkabel. Van de 4 paren worden twee gebruikt om het signaal te vervoeren, één voor de massa en de overige om de verschillende configuraties binnen de versterker te kunnen kiezen. Beneden een los printje waar de netwerkkabel op wordt aangesloten en er omzetting plaats vindt naar coaxkabel. Uiteraard kun je de versterker zelf gaan bouwen, alle informatie is aanwezig, maar deze is ook te koop op zijn ´bedrijfswebsite´: http://active-antenna.eu/ voor € 82,– (exclusief verzendkosten).

´Active Antenna Amplifier (model AAA-1C)

Deze breedband actieve ontvangstversterker is geschikt voor antennes van LF tot de hogere HF banden. De antenne dient door de gebruiker zelf te worden gemaakt/gekocht. Ook de schakelaars en kastje binnen dienen zelf gemaakt te worden. Op de versterker kunnen twee afzonderlijke magnetische loop antennes worden aangesloten. Daarnaast kan nog een dipool antenne worden aangesloten. De dipool antennen kan ook ´gemaakt´ worden door de onderste en bovenste loop(s) als dipool antenne te gebruiken. Zo kan door het selecteren van de juiste configuratie vanuit de shack gekozen worden voor drie verschillende antennes. De versterker kent vier op afstand te schakelen configuraties: Loop A, Loop B, parallel gekruiste loops A & B en dipoolmode. Elke configuratie kan vanuit de shack worden geschakeld en daarmee kan gekozen worden wat voor het te ontvangen station/band het beste werkt.LZ1AQ-AAA-1CDe kit bestaat uit twee printplaten, de versterker (amplifier board) en de besturingsprint (control board). De versterker heeft een laag ruisgetal, hoog dynamisch bereik en is breedbandig en heeft aparte stroom en spanningsversterkers voor de verschillende antennes. De gebalanceerde vermogensversterker heeft zeer lage IMD waarden en kan ongeveer 75 mW uitgangsvermogen aan een 50 ohm belasting afgeven, dit om niet-lineaire vervormingen minimaliseren. De frequentierespons is in alle standen vlak over het gehele frequentiebereik. De versterker is bruikbaar van 20 kHz tot 55 MHz. Er is een uitgebreide handleiding met gedetailleerde beschrijving van de constructie en het bouwen van mogelijke antennes. De versterker is een SMD ontwerp en is gemonteerd en getest.

De functies

  • Vier op afstand te schakelen configuraties
  • Elke modus kan onmiddellijk worden omgeschakeld (schakelaars)
  • Goede gevoeligheid en een vlakke frequentierespons
  • Hoog dynamisch bereik
  • Beschermde input voor sterke signalen (van o.a. de eigen zender)
  • Hoge immuniteit voor lokale stoorbronnen door de gebalanceerde versterkers en de gebalanceerde voedingslijn
  • Baluns ten behoeve van common mode ruisonderdrukking

Het blokschema

LZ1AQ blokschemaDe antenneversterker met links de loops en relais voor het kunnen kiezen van de verschillende configuraties. De versterkers in het midden en rechts de netwerkkabel naar het control board in de shack (dus geen coaxkabel of extra stuurkabels nodig).

LZ1AQ blokschema-2Bovenstaand het control board waarop rechtsonder met schakelaars kan worden gekozen voor de verschillende antenne configuraties. Rechtsboven wordt de 13,8 volt aangesloten.

De kit

Onderstaand de set van onderdelen zoals geleverd:LZ1AQ-kit

  • Amplifier board (volledig geassembleerd en getest)
  • Control board (volledig geassembleerd en getest)
  • 6-pin connector voor het aansluiten van de keuzeschakelaars voor de verschillende configuraties
  • Plastic ABS IP55 kastje
  • 3 bevestigingsschroeven diameter 3,5 mm
  • Weerstand 100 ohms / 2 Watt
  • Korte netwerkkabel met aan beide zijden RJ45 connectoren (15 cm lang)
  • Reserve RJ45 connector (afgeschermd)
  • Reserve RJ45 connector (niet afgeschermd)

Filtering en gebruik

De versterkeringang is beschermd tegen sterke elektromagnetische veldsterktes. Zo kan de antenneversterker worden gebruikt in de directe omgeving (minimaal 20 a 30 meter afstand) van zendantennes op HF met een uitgaand vermogen van 1 a 2 KW. De versterker heeft een laagdoorlaatfilter welke signalen boven de 55 MHz spert waardoor uitzendingen in het gebied tussen de 80 en 108 MHz geen problemen veroorzaken.

De versterker is aangesloten op de receiver via een FTP (afgeschermde CAT5E) netwerkkabel met RJ45-connectoren. Door de goede balans van de aders binnen de kabel worden common mode stoorsignalen vermeden. De lengte van de netwerkkabel mag zelfs 100 meter worden. Het is mogelijk om de maximale spanning welke wordt afgegeven aan de ontvanger ingang te beperken (dempen).

De versterker wordt gevoed met een nominale spanning van 13,8 Volt (tussen 12,3 en 16 Volt) bij een stroom van 145 mA. De standaard voeding zoals deze wordt gebruikt bij transceivers of ontvangers in de shack kan dan ook worden gebruikt. De versterker is gemonteerd in een ABS kunststof (IP55) kastje. De versterker kan in principe gebruikt worden gebruikt met elke ontvanger welke een 50 ohm ingangsimpedantie heeft.

De versterker kan worden gebruikt als bouwsteen voor meer geavanceerde antennes zoals phased arrays etc. ook deze worden beschreven op zijn website. Zo heeft hij ook te koop een ´Variable Delay Line Kit for Active Antenna Phased Arrays (model VDL-1)´ voor het koppelen van twee of drie loop antennes.

Zelf te maken/aan te schaffen

  • Loop antennes (zelf keuze maken)
  • FTP kabel met aan beide zijden RJ45-connectoren
  • Externe DC voeding (13,8 volt)
  • 3 schakelaars voor de het kunnen selecteren van de configuraties

De antenne zoals ik nu in gebruik heb

De voorversterker heb ik besteld en de aanbevolen antenne gebouwd zoals door Chavdar, LZ1AQ beschreven in zijn documentatie. Dit zijn vier gekruisde loops van ieder 1 meter bij 1 meter gemaakt van 15 mm aluminium buis met 2 mm wanddikte. Er is gebruik gemaakt van professionele klemmen (voor hoge druk leidingen) en na montage is de gehele antenne zwart gespoten. De antenneversterker is geplaatst in een grotere plastic kast (kast in een kast) waardoor problemen met water minimaal zullen zijn.

PA1M-LZ1AQ-loop-1 PA1M-LZ1AQ-loop-2 PA1M-LZ1AQ-loop-3 PA1M-LZ1AQ-loop-4De antenne is gemonteerd boven mijn SteppIR antenne als hoogste antenne in de mast en wordt tijdens zenden automatisch afgeschakeld (spanning er af). Met de resultaten ben ik zeer tevreden, vooral op de lagere banden. Een aanwinst voor mijn station.

73’ Thomas PA1M