Eine Aktiv-/Passiv-Antenne für den RTL-SDR Up-Converter

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((Version A, 12.01.2014))

Diese Aktiv-/Passiv-Antenne ist eine Kombination von einer aktiven Empfangsantenne für LF/MF/HF sowie einer passiven Sende- und Empfangs-antenne für VHF/UHF, je nach verwendetem Antennestrahler. Der Umschaltbox mit Fernspeisung über das Koaxialkabel ist für den RTL-SDR Up-Converter mit integrierter LNA konzipiert.







Schema Aktiv-Antenne

Beschreibung Aktiv-Antenne

Die Schaltung erhält eine Fernspeisung über das Koaxialkabel an Ausgang X1. In Ruhezustand, wenn keine Fernspannung an X1 anliegt ist die Antenne W1 direkt mit dem Ausgang durchverbunden und funktioniert als passive Empfangsantenne - und falls gewünscht - auch als Sendeantenne für VHF/UHF. Wenn eine Fernspannung von +15V an X1 anliegt werden der Impedanzwandler mit VT1 und der Kabeltreiber mit VT2 und VT3 aktiviert und wird das Relais K1 angezogen. Jetzt funktioniert die gesamte Schaltung als Aktiv-Antenne für LF/MF/HF. Siehe weiter in [1] und [2].

Die Fernspeisung erfolgt über eine Spannungsweiche. Diese Spannungsweiche ist in der Umschaltbox integriert.

Beschreibung Umschaltbox mit Spannungsweiche

Mit Schalter S1 wird die Spannungsweiche überbrückt und es kann ein VHF/UHF Transceiver verwendet werden. Die Antenne W1 muss für den erforderlichen Frequenzbereich konzipiert sein, siehe weiter unter „Antennenstab“.

Mit Schalter S2 kann zwischen Aktiv-Betrieb für LF/MF/HF und Passiv-Betrieb für VHF/UHF umgeschaltet werden. VD5 zeigt an, dass die aktive Antenne eingeschaltet ist.

Falls keine Umschaltbox gewünscht wird, kann nur die einzelne Spannungsweiche verwendet werden.

Bauteile Akt.-Antenne und Umschaltbox

Halbleiter:

VT1 P8002, BF246, U310 

VT2 2N2219 (evtl. mit Kühlstern)

VT3 2N2905 (evtl. mit Kühlstern)

VD1 1N5711, HP 5082-2800

VD2-VD4 1N4148

VD5 LED

Widerstände:

0.25 W, 2.4 x 6.5 mm, 5%

Kondensatoren:

Keramik, RM 5 mm

Spulen:

L1, L2 Ferritperle 2mm

L3, L5 Drossel 220 µH

L4, L6 Ca. 20 Wdg. 0.8mm Cul auf FT50-43 Ferrit Ringkern

Sonstige Bauteile:

C1 2x 220n, 250V, in Serie

C3 2,2 µF, Tantal

F1 Surge Arrester 350V, EPCOS EC350X (Gasentladungsableiter)

K1 Printrelais 2 Form C, 2 Wechsler, 12V Spule, Panasonic DS2EM12 oder Omron G5V-2-H1 12V

S1 Schalter, 1 Wechsler

S2 Schalter, 2 Wechsler

W1 Antennestrahler, siehe Beschreibung

X1 – X5 HF Einbaubuchse/-Stecker

X6 DC Einbaubuchse

Bemerkungen

Der Drainstrom durch VT1 ist ca. 20 mA (ca. 5,5 V an TP1), einstellbar über R2 und R5.

Der Kollektorstrom durch VT2 und VT3 ist zwischen 30 und 50 mA und kann über R11 gemessen werden (zwischen 0,66 und 1,1 V), und ist einstellbar über R9. Eventuell Kühlkörper für VT2 und VT3 verwenden.

Ausführung Aktiv-Antenne

Platinenlayout Oberseite und Unterseite, M 1:1, Abmessungen 50 mm x 50 mm

Bestückungsplan

Verbindungen

X0	Zur Antenne W1
X1	HF Ausgang und +15 VDC Eingang, Koaxialkabel zur Spannungsweiche
W2, W3	Drahtbrücken

Ausführung Umschaltbox

Die Umschaltbox wird direkt verdrahtet, ohne Leiterplatte.

Die beiden Ausgänge für HF und VHF/UHF können direkt an den RTL-SDR Up-Converter angeschlossen werden.

Die max. Ausgangsleistung für den VHF/UHF Transceiver ist ca. 25 W.

Antennenstab

Für den reinen HF empfang als Aktiv-Antenne ist die optimale Länge für den Antennenstab W1 zwischen 0.5m und 2m, je nach Umgebungsstörungen.

Der Antennenstab kann auch als Empfangsantenne oder Sendeantenne für VHF/UHF verwend werden.

Nachfolgend werden einige Ausführungen für den Antennenstab aufgeführt:

Nr. Ausführung,                   ca. Länge   VHF/UHF Sende-/Empfangsfrequenz [MHz]   Eignung als HF-Aktiv-Antenne

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1      Standard,                           100 cm, ohne Radials Nur für Empfang geeignet Optimal

2      ¼ Lambda für 50 MHz,      150 cm *)                50                                   Optimal

3      ¼ Lambda für 70 MHz,      100 cm *)                70                                   Optimal

4      ¼ Lambda für144 MHz      50 cm *)                      144                                   Brauchbar

5      5/8 Lambda für 144 MHz,  125 cm *)                        50, 144                           Optimal

6      5/8 Lambda für 432 MHz,  38 cm *)                      144, 432                           Brauchbar

7      J-Antenne                          150 cm, siehe [3] und [4]. 144, 432                           Optimal

8      Discone                                                               Breitbandig                           Brauchbar

*) Unbedingt Radials verwenden, diese können an der Befestigungsplatte zwischen Mastschelle und Gehäuse montiert werden.

Quellen

[1] Becker, J., DJ8IL, Universelle Stabantenne, CQ-DL 2/90, S. 90-94
[2] Jirmann J., DB1NV, Aktive Antennen für den Frequenzbereich von 10 kHz bis 50 MHz, UKW-Berichte 1/92, S. 37-42
[3] DL2LTO, QRP Halbwellenantenne, http://www.dl2lto.de/sc/HB_J-ANT.htm
[4] Zwingl, M., OE3MZC, Halbwellenantenne für 2m/70cm zum Aufrollen, http://www.adl601.oevsv.at/Technik_x_Selbstbau/J-Antenne.html