DG7YBN / 144 MHz / Anmerkungen zur DK7ZB 8 Ele. OWM
  Letztes Update June 19th 2013


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Leistungsdaten und Geometrie
Richtdiagramm und VSWR
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Stockung


Anmerkungen zur 8 Element DK7ZB "OWM" Yagi  

Als DK7ZB gegen März 2013 ankündigte, sich einem "focus on the noise figure" (s. Webseite) zuzuwenden und einige Designs auf
dieser Grundlage zu entwickeln, waren andere sicher geradewegs so gespannt wie ich selbst, was er hervorbringen würde. Weitbekannt
für gute Designs sollten wir ihm volle Aufmerksamkeit schenken, wenn er eine neue Technik vorstellt. Als ich feststellte, daß
DK7ZB eine Yagi veröffentlicht, die auf meiner "5-8" beruht ...


        DK7ZB, OWL- und OWM Langyagis für das 2-m-Band, Funkamateur 4/2013:
 

   "Sie entstand aus einer Diskussion mit Hartmut Klüver, DG7YBN, bei der ich nachweisen
   wollte, daß mit 28 Ohm Yagis niedrigere Rauschtemperaturen als mit vergleichbaren 50 Ohm
   Typen zu erzielen sind."

        Mit Rauschtemperatur ist hier natürlich Antennentemperatur gemeint. Im allgemein anerkannten Verfahren, die Antennentemperatur
        aus dem 3D Strahlungsdiagramm mit dem Programm TANT zu berechnen, ist das T_total. Diese schließt dann den Anstieg der
        Antennentemperatur (T_loss), resultierend aus elektrischen Verlusten auf den Elementen, wie aus nicht idealer Phasenverschiebung
        zwischen den Elementen mit ein. Jedenfalls wenn man mit ein Material mit realen Verlusten für die Elemente wählt.

        Details siehe: Antenna Temperature & TANT

... wollte ich sehen, wie gut diese ist, und ob es mit Auslegung auf 28 Ohm nicht noch besser ginge. Da ich hier also auf meine eigenen
Fertigkeiten stieß, was die Wellenleitstruktur angeht (s. Tabelle Elementpositionen) war es nicht so leicht (hi). Dennoch habe ich einige
Kelvin abfeilen können, ohne Bandbreite zu verlieren - sondern im Gegenteil, noch leicht zuzulegen.

In diesem Fall ist es, denke ich, legitim einem Design, daß auf meine Idee zurückgeht und als "Low Noise" und breitbandig ausgewiesen
wird ein wenig "fine tuning" angedeien zu lassen; obwohl DK7ZB noch keine Angaben zu Antennentemperatur und G/T gemacht hat.
Weiter unten, beim Thema Stockung zeige ich Angaben zu Antennentemperatur und G/T.
Mit der Ausnahme, daß ich in etwa die gleiche, sehr hohe Segmentierungsdichte, für die DK7ZB bekannt ist (>30) angewandt habe
um mit der 8 Ele. OWM auf einer Höhe zu sein, sind diese Daten mit den Einträgen in der VE7BQH G/T Tabelle vergleichbar. Daher
können die angegeben Daten ggf. um ein oder zwei 10tel variieren. Das ändert dann aber nichts an dem aufgezeigten Trend.


Stromverteilung

Original "5-8" 50 Ohm DK7ZB 8 ele. 28 Ohm OWM "Fine tuned" 8 Ele. 28 Ohm


Elementpositionen 

		Refl	DE	D1	D2	D3	D4	D5	D6
DG7YBN 5-8	0	282	403	822	1440	2130	2850	3485
DK7ZB 8 OWL	0	340	505	855	1440	2130	2850	3485


Leistungsdaten der "fine tuned" 8 Ele. 28 Ohm Version 

Gewinn                13.15 dBi
Gewinn gegen Dipol    11.00 dBD
-3 dB H-Ebene         41.2  deg.
-3 dB E-Ebene         47.0  deg.
F/B                  -27.82 dB
F/R                  -22.08 dB
Impedanz                 28 Ohm
Mechan. Länge          3485 mm
Elektr. Länge          1.68 λ

Stockungsabst. h-pol. (DL6WU)
Oben/Unten            2.609 m
Seite/Seite           2.957 m
Geometrie 


Es gilt EZNEC's Auto-Segmentation bei 600 MHz. Die Elementlängen sind aufgrund der
hohen Segmentierungsbasis für reale Aufbauten um 2.x mm  plus zu korrigieren.





Strahlungsdiagramme und VSWR Plots



Elevation Plots, Antennentemperatur und G/T - Verhältnis für 144.1 MHz

Für alle, die nicht so vertraut mit G/T - Werten und Antennentemperatur sind:

Je positiver G/T - Werte sind, desto besser. Beispiel: -10.83 ist besser als -10.87 [dB].
Das Signal/Rausch - Verhältnis wird übrigens nicht vom Gewinn allein, sondern eben von Gewinn/Antennentemperatur = G/T bestimmt (Formel s. Ende der Seite).
Antennentemp. ist aus einer standardisierten Umgebung eingefangene Rauschleistung per Bandbreite aus allen Richtungen, nicht die physikalische Temp. der Yagi.
Abhängig von der echtem Umgebung kann eine Absenkung der T_ant um 5 Kelvin bereits einen bemerkbaren Unterschied im Grundrauschen des RX machen. 


Original 50 Ohm "5-8"

Gewinn             13.09 dBi
T_ant                249 K*
G/T                  -10.89 dB


DK7ZB's 28 Ohm Interpretation

Gewinn             13.20 dBi
T_ant                255 K*
G/T                  -10.87 dB*


"Fine tuned" 28 Ohm Version

Gewinn             13.15 dBi
T_ant                250 K*
G/T                  -10.83 dB*


GTV2-8w Breitband
(211 mm oder 0.1 wl länger)
Gain vs. isotr. Rad.  13.36 dBi
T_ant                241 K*
G/T                  -10.46 dB*

• Überlagerte Richtdiagramme im größerem Bild  



RL und SWR plot - DK7ZB 28 Ohm Interpretation


RL und SWR plot - "Fine tuned" 28 Ohm Version // Müssen weniger Nebenzipfel- und höheres G/T Designs immer schmalbandiger sein?









Downloads

EZNEC Datei der revidierten 8 Ele. 28 Ohm Yagi mit geradem, gestreckten DE klick 








Stockung


Elevationsdiagramm und Daten zur 4er-Gruppe

Sämtliche 4er-Gruppen wurden mit Distanzen aus der DL6WU Stockungsformel modlelliert 


Original 50 Ohm "5-8"

Gewinn                19.0 dBi
Gewinn gegen Dipol    16.9 dBD
F/B                  -34.6 dB
F/R                  -19.7 dB
T_ant                238.8 K*
G/T                  -4.79 dB
Stockungsabstd. h-pol.
Oben/Unten            2.59 m
Seite/Seite           2.94 m


DK7ZB's 28 Ohm Interpretation

Gewinn                19.16 dBi
Gewinn gegen Dipol    17.01 dBD
F/B                  -34.08 dB
F/R                  -25.82 dB
T_ant                247.7 K*
G/T                  -4.78 dB*
Stockungsabstd. h-pol.
Oben/Unten              2.66 m
Seite/Seite             3.00 m


"Fine tuned" 28 Ohm Version

Gewinn                19.09 dBi
Gewinn gegen Dipol    16.94 dBD
F/B                  -31.60 dB
F/R                  -25.97 dB
T_ant                241.6 K*
G/T                  -4.74 dB*
Stockungsabstd. h-pol.
Oben/Unten              2.61 m
Seite/Seite             2.96 m

  Theoretische Werte, weder Verluste in Stockungsleitungen noch Imperfektionen durch den Rahmen sind eingeschlossen
  *) T_sky = 200 K, T_earth = 1000 K wie in der VE7BQH G/T Tabelle


Diskussion

Auf den ersten Blick sieht DK7ZB's Interpretaion als einzelen Yagi betrachtet recht eindrucksvoll aus. Denn wir alle erwarten, mit der
Verschiebung zu 28 Ohm eine größere Bandbreite und einen Tip an extra Gewinn. Wie auch immer, der Wechsel zahlt sich für die Interpretation
von DK7ZB in Bezug auf "Low Noise" nicht recht aus. Sie erreicht mehr Gewinn als die anderen beiden Versionen, um den Preis größerer Nebenzipfel.
Sie erreicht auch mehr Vor/Rück-Verhältnis (F/B), was aber nicht alles sein sollte, wenn wir in Richtung "Low Noise" designen. Dann wird das F/R
nämlich auch recht wichtig. In Konsequenz ist die Summe der Nebenzipfel um soviel größer, daß die Antennentemperatur auf einem Wert
ansteigt, daß der Extra-Gewinn nciht dagegen ankommt, wenn beides zum G/T-Verhältnis zusammengerechnet wird.

Gewinn in dBi, T_ant in Kelvin, die Basis des Logarithmus ist 10

"Fine Tuning" nach anderen, als nur dem Maximum-Gewinn Prinzip allein, bringt eine 28 Ohm Version hervor, die mehr Bandbreite und ein
besseres G/T-Verhältnis als die 50 Ohm Version aufweist. Die Version von DK7ZB zeigt als 4er-Gruppe 0.16 dB mehr Gewinn, produziert
aber auch die höchste Antennentemperatur von allen. Das G/T-Verhältnis liegt nur 0,01 dB über der 50 Ohm Version, welche viel ruhiger
sein wird, wann immer externes Rauschen den Mittelwert von 1000 K für T_earth, wie er in der G/T-Tabelle angewandt wird, übersteigt.

"Fine Tuning" aller Parameter erzeugt ein viel besseres G/T, als wenn der Gewinn als einziger Parameter hervor gehoben wird. OWL / OWA oder OWM
stehen für optimiert in jeder Disziplin. Und gewöhnlich für eine einem Bandfilter ähnliche SWR-Kurve. Ich würde keine der oben gezeigten Antennen
eine OW... Yagi nennen. Sie sind gute Designs mit genügend Bandbreite, um gutmütig auf leicht verfehlte BC-Werte zu reagieren. Das ist alles.


Die originale Yagi wurde in "5-8 ... eine erweiterbare 144-MHz-Yagi" in Dubus 4/2012 publiziert, Monate vor DK7ZB's OWM und
ist bereits beträchtlich länger in VE7BQH's 144 MHz G/T Tabelle gelistet.





73, Hartmut, DG7YBN


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