Strombelastbarkeit vom externen Antennenausgang?

[OldManGrimm]

Hallo,

eine externe Antenne von Trimble zieht bei mir an einer Quelle rund 5mA. Aufgrund lustiger Umstände habe ich Zugriff auf eine Antenne mit Verstärker von ... (huch, Name gerade nicht verfügbar...) die rund 35 mA zieht. Vorteil dieser Antenne ist die Unterdrückung von Mehrwegeausbreitung durch leichte Bündelung und eine hohe Verstärkung des LNA von rund 29dB.
Gibt es einen maximal zulässigen Strom, den ich aus dem Antennenanschluss ziehen darf? Leider hat mir der Support von Garmin noch nicht geantwortet.

Gruß,

Alex

[oe5psl]

Hallo OMGrimm Alex,
ich weiß nicht, welches Garmin du verwendest, mein Garmin GPS III plus hat 4 Stück Mignon zur Spannungsversorgung. Aus dem externen Antennenanschluß kommen 5,8 V.
Wenn ich an diesen Anschluß einen ohmschen Widerstand von 120 Ohm lege sinkt die Spannung auf 4,1 Volt.
Es wird allerdings intern ein weiterer Widerstand von etwa 60 Ohm in Serie liegen, weil durch die von mir angelegte Belastung lediglich 32,3 mA fließen (bei 120 Ohm wären es sonst ca. 48 mA)
Es gibt von den externen GPS-Aktiv-Antennen 5 V Typen und 3.3 V Typen, ich habe beide, wobei die 5V-Antenne ebenfalls etwa 33 mA Strom zieht, ohne dem GPS zu schaden. Also, es geht, was deine Frage betrifft.
Begnügt sich dein GPS mit lediglich 2 Mignon, dann ist auch die Spannung am Antenneneingang niedriger und du brauchst den 3.3 V Typ von Antenne, weil beim 5 V Typ die Verstärkung in den Keller fällt.
In der Vergangenheit habe ich mir mehrere Quadrifilar-Helix Antennen gebastelt (sieht aus wie der Quirl vom Mixer) wobei ich bei dem ersten Versuch nicht gecheckt habe, daß aus der Antennenbuchse Strom fließt. Akkurat verursachte ich einen Kurzschluß. Zum Glück waren keine frischen Batterien im Gerät, so sah ich am Display, wie der Balken der Spannungsanzeige in die Knie ging, ohne daß das Gerät Rauchsignale geben konnte.
Seither löte ich im BNC-Stecker der Helix zur Gleichspannungsentkoppelung einen SMD-Kondensator von etwa 1 nF
Der Riesenvorteil dieser Antenne ist, daß sie die Batterien vom GPS nicht zusätzlich belastet, und die Empfindlichkeit ist ebenfalls recht gut, besser jedenfalls wie die Garmin Originalantenne oder sonstige passiv-Patch-Antennen. Es schaut nur ein wenig komisch aus, wenn man mit dem Mixer durch die Gegend saust.
oe5psl
Hans

[OldManGrimm]

Danke für die Antwort.
Leider konnte ich das bei mir nicht messen, da meine externe Antenne vergossen ist. Was für eine Bauform verwendest du denn für den DC-Block? Ich habe mal bei Murata geschaut... die Eigenresonanzen bei Caps mit 1nF liegen nämlich viel zu niedrig und drüber werden sie halt induktiv. Die Grundfunktionalität ist trotzdem gegeben. Probier doch mal 20pF 0402 oder 13pF 0603. Von Murata hat ein C0603 mit 1nF hat eine Impedanz von 5,76 Ohm und ein C0402 mit 20pF eine Impedanz von 0,28 Ohm. C0603 13pF hat 0,91 Ohm. Von beiden Caps liegt die Resonanz oberhalb von L1.

Murata hat ein Tool, mit dem man sich die Parameter aller (Murata-) Caps anschauen kann. Wenn das Tool interessant für dich ist, schicke ich dir mal den Link.

Gruß,

Alex

[Hartmut]

moin,
da geht eine speisespannung für aktivantennen darüber, der strom kann erst korrekt gemessen werden wenn die externe antenne arbeitet. ich kenne da nur das prinzip von tf-steuerungen die wir im einsatz hatten. aber 5mA scheint mir etwas wenig.

bis denn

[OldManGrimm]

Hallo,

die Trimble-Antenne arbeit ab dem Moment, wenn Spannung anliegt, da keinerlei Steuersignale vom GPSr an die Antenne gesendet werden. Damit reicht es im Prinzip, die Antenne an eine Stromversorgung zu hängen und den Strom zu messen. Da messe ich bei meiner Trimble 5mA und bei der Novatel rund 35mA.

Gruß,

Alex

Update: Hab gerade nochmal nachgemessen und meine Trimble verbraucht doch etwas mehr. Bei 3.3V nämlich 12mA und 18mA @ 5V.

[oe5psl]

Hallo Alex,
der DC-Blocker ist ein SMD-Kondensator 1.5 mm breit, 3 mm lang (incl. der stirnseitigen Lötflächen) und 1.5 mm hoch.
Bevor ich auf 1 nF gekommen bin, hab ich auch bereits mit einigen pF zu testen begonnen, leider veränderte sich das Empfangsverhalten (die Empfindlichkeit ) sehr stark durch Körpernähe. Ab ca. 300 -500 pF blieb die Feldstärke-Anzeige konstant, egal, wie nahe man der Antenne mit der Hand kam. Weil ich in der Bastelkiste genügend Stück mit 1 nF Wert hatte, nahm ich dann diese, wohl wissend, daß hier Frequenzen um die 1.575 GHz im Spiel sind, und ich konnte auch mit einem Spectrumanalyser kombiniert mit einem Wobbler bei diesem Wert nichts negatives feststellen.
Falls von Interesse, ich versuche einen Link zu einer Abbildung der Helix-Antenne : http://www.pocketnavigation.de/board/th ... post354543
Meine beiden Trimble nehmen bei 3.3 V ca.21 mA und bei 5.8 V ca. 30 mA auf. Eine weitere Aktivantenne (steht nur drauf Modell: GPA-03A und hat die Abmaße von ca. 51 x 54 x 15 mm) braucht bei 3.3 V 17 mA und bei 5.8 V ca. 23 mA . Unterschiede in der Empfindlichkeit zwischen diesen Modellen konnte ich nicht feststellen.
Von meinem Holux GM-270 CF GPS Receiver habe ich mir nach dessen Ableben den Antennenteil aufgehoben, der läuft auf 3.3 V und braucht dabei 7.9 mA
oe5psl
Hans

[OldManGrimm]

Hallo Hans,

das scheint mir die Bauform 1206 zu sein. Murata hat als nächstliegende Werte 2.7nF mit rund 100MHz Eigenresonanz und 100pF mit rund 600MHz Eigenresonanz im Programm. Darüber wirken diese Kapazitäten induktiv.

Die Bauform 0603 lässt sich mit 1.5x0.75x0.75mm³ zwar schwieriger verarbeiten, ist aber deutlich HF-geeigneter. Rein theoretisch sollte in der Bauform 1206 der Wert 12pF noch geeignet sein (SRF~1.6GHz |Z|~0.4Ohm).

Wird die Empfangsfeldstärke, die im GPSr angezeigt wird, eigentlich logarithmisch oder linear dargestellt? Das könnte nämlich den Effekt mit der geringen Auswirkung deiner Hand auf die Feldstärke bei dem "Riesen"-Cap erklären.

Gruß,

Alex

PS.: Respekt, die Antenne sieht klasse aus!
PS2.: Hast du vielleicht neben Spektrumanalysator und Wobbelgenerator auch Zugriff auf einen Netzwerkanalysator?

[oe5psl]

Hallo Alex,
ein guter Bekannter aus Amateurfunk-Zeiten verfügt privat über einen Meßplatz, der alle Stückerl spielt. Allerdings Netzwerkanalysator ist nicht darunter, leider.
wenn's dich interessiert, schau auf die Homepage des Versuchsenderverbandes, http://www.oe5.oevsv.at/ und hier nach Beiträgen von OM Helmut oe5gpl. (Rubrik Technik)
Er entwickelt, baut und beschreibt Dinge vom Feinsten.

Jetzt hast du mich aber auch neugierig gemacht, und weil's nicht wirklich in Arbeit ausartet, werde ich den DC-Blocker nochmals wechseln.
Mit der Bauform von SMD-Bauteilen habe ich mittlerweile allerdings ein Problem, denn trotz Sehkrücke kanns vorkommen, daß so ein Teilchen unter den Fingernagel rutscht und nicht mehr zu finden ist. Auch das Löten an solchen Platinen wird immer schwieriger, weil die Oszillationsstrecke an der Lötkolbenspitze schon oft größer ist, als das Bauteil selbst (hi)
Ob die Empfangsfeldstärke logarithmisch oder linear angezeigt wird, weiß ich nicht, würde aber eher auf logarithmisch tippen. Überhaupt ist die Balkenanzeig eher eine Schätz-Einrichtung und dient eher der Beruhigung, wenn man sehen kann, da rührt sich was am Firmament.
Gruß
oe5psl
Hans

[oe5psl]

Hallo Alex,
es ist geschafft!!!
Ich bin sicher, heute habe ich die Absolution erhalten, denn bei dem Umbau der Helix durfte ich für Sünden büßen, die ich sicher nie begangen habe!
Zuerst wollte ich einen 12 pF SMD-Kondensator einbauen. Davon hatte ich ein Stück mit 1.5 mm x 3 mm x 0.5 mm. Als das gute Stück endlich im BNC-Winkelstecker verlötet war und ich den Stecker am GPS einige male um die Steckerachse schwenkte, zerbröselte das Ding, weil sich der Steckerstift durch die Klemmwirkung in der Buchse verdrehte. Daraufhin lötete ich zwei Stück 6.8 pF SMD-Kondensator parallel ein, das heißt, ich wollte ! Sozusagen in V-Formation mit der Öffnung an den Mittelleiter des Steckers, das andere Ende an den Mittelleiter der Semi-Grid Coaxleitung. Dabei bin ich mir wie eine Hebamme vorgekommen, so eng ist der Platz.
Durch die in meinem vorherigen Beitrag erwähnte Oszillation der Lötkolbenspitze habe ich mir beim Einlöten des zweiten Kondensators den ersten wiederum zerbröselt.
Nun hatte ich von den SMD-Kondensatoren endgültig die Nase voll und nahm 2 Stück Keramikkondensatoren von je 6.8 pF herkömmlicher Bauform. Die haben Anschlußbeinchen, sind nicht so steif und da kann man schon mal ein wenig herumbiegen.
An fertiger Antenne gemessen beträgt die Gesamtkapazität nicht ganz 15 pF und das Ding arbeitet, daß es eine Freude ist. Handempfindlichkeit ist äußerst gering.
Danke für die Motivation
Gruß,
oe5psl
Hans

[OldManGrimm]

Hallo Hans,

Jetzt versteh ich erstmal, was du mit "Lötspitzenoszillation" meinst. Zum Glück (das gehört zu meinem Job) kann ich auch noch etwas kleinere Bauteile verlöten. Aber ich brauch auch keine Freiluftkonstruktionen aufzubauen.

Hast du das Gefühl, das der Empfang jetzt besser ist? Hoffentlich, sonst hat es sich ja (außer der Erfahrung ) nicht gelohnt.

Alles in allem solltest du die Impedanz damit von 7 auf ungefähr 3 Ohm gesenkt haben.

Ist doch was.

Gruß,

Alex

[oe5psl]

Hallo Alex,
komme soeben von einer kleinen Testreihe zurück und bin begeistert von der Qualität der Helix.
Im Vergleich zum original Garmin-Stummel (dürfte Lambda/4 sein) ist die Eigenbau haushoch überlegen.
Aber auch im Vergleich zu den beiden Trimble und der GPA-03A braucht sie sich nicht verstecken. Nur wenn ich diese Aktivantennen genau auf die Satelliten ausrichte, zeigen die Empfangsbalken etwa gleiche oder bessere Werte. Der Helix ist es egal, ob exakt eingerichtet oder halt einfach nur in Richtung oben.
Fairerweise muß ich allerdings erwähnen, daß die Coaxkabel (RG174U (hauchdünn und enorme Dämpfung bei dieser Frequenz)) bei den Trimble 2 m und bei der GPA-03A 3 m lang sind.
Unter dem dichten Laubdach unseres Zwetsckenbaumes zeigte sich mit der Helix ansatzweise der eine oder andere ziemlich am Horizont stehende Satellit mit niedrigen Empfangsbalken, während das Signal genau dieser Satelliten mit den Aktivantennen abriss. Mit der Originalantenne schrumpften die Balken der ansonst "dicken " Signale auch um 1-2 Teilstriche der Anzeige.
Alles in Allem ist die Eigenbauantenne in Zukunft wieder ein fixer Bestandteil meiner Wanderausrüstung, lediglich wenn nix mehr geht, wird die SIRF III angeworfen, gegen die hat alles andere keine Chance.
Gruß,
oe5psl
Hans

[OldManGrimm]

Hallo Hans,

freut mich...

Aber für den Vergleich zwischen deiner Helix und den aktiven Patchantennen solltest du (vielleicht hast du es ja gemacht) die Antenne auf eine große Metallfläche stellen, da Patchantennen von einer soliden Reflektorfläche leben. Meine aktiven Empfangen auch bei horizontaler Lage Satelliten, die nur wenig über dem Horizont stehen.

Gruß,

Alex