Het ontvangen van de METEOR weersatelliet plaatjes.

In december 2025 ben ik na een onderbreking van meer dan een jaar weer begonnen met het ontvangen van weersatelliet plaatjes. Tot mijn grote verbazing kwam ik er achter dat de NOAA-APT satellieten zijn gestopt met het uitzenden van weerdata. Het gaat om de NOAA-15, NOAA-18 en NOAA-19. Deze zijn rond augustus 2025 gestopt. Erg jammer want de resultaten waren altijd erg goed.

Toen ik de zaak weer wilde oppakken was mijn insteek om eerst maar even de QFH-antenne op een andere plaats te hangen. Ik had daarvoor een mast tegen de zijgevel van mijn huis gemonteerd. De plaats daarvan bleek achteraf dus verkeert maar daarover straks meer.

Toen ik het spul had gemonteerd en aangesloten bleek dat er met de software WxToImg niets meer was te ontvangen.

Dus eerst maar even inlezen op het internet wat er aan de hand was. Ik wist wel dat deze NOAA satellieten op het einde van hun levensduur waren maar had niet verwacht dat ze nu al waren uitgeschakeld. Ik had nu eigenlijk twee problemen. Ik moest op zoek naar nieuwe software en ik had een nieuwe plaats voor mijn antenne waarvan ik niet wist of deze goed zou zijn. Bovendien had ik een paar kleine dingetjes aan mijn antenne aangepast waarvan ik ook niet wist of dat goed gegaan was.

De nieuwe software.

Het zoeken naar nieuwe software was niet echt een probleem. Als je op internet gaat kijken is er eigenlijk maar 1 programma dat steeds genoemd wordt en dat is: SATDUMP. Het is een freeware programma dat heel geschikt is om de moderne digitale satellieten te decoderen.

SATDUMP.

SatDump is een software programma voor het ontvangen, decoderen en verwerken van satelliet data. De tool heeft alle functie aan board zoals het aansturen van verschillende types SDR's, het live decoderen van de verschillende datatypes zoals: APT, LRPT, HRPT, LRIT, HRIT het ondersteunt een hele reeks van satellieten en heeft ondersteuning voor een scheduler en rotor aansturing. Dus alles om met één programma mooie weersatelliet plaatjes te ontvangen.

Ik heb mij in eerste instantie gefocust op de ontvangst van de METEOR M2-3 en de METEOR M2-4 satellieten.

De antenne positie.

Ik heb al een paar jaar zonnepanelen op mijn dak staan en heb daar eigenlijk nooit last van gehad tijdens de ontvangst van de NOAA-APT satellieten. Ik heb de QFH-antenne op een wat hogere positie gezet in een mast tegen de zijgevel van ons huis. Het gevolg was dat de antenne ook een stuk dichter bij de zonnepanelen kwam te staan. Tijdens een aantal pogingen (zonder resultaat) kwam ik er wel achter dat de zonnepanelen of eigenlijk de optimizers, die achter elk zonnepaneel zit nu behoorlijk wat storingen gaf. In het frequentie spectrum was heel duidelijk te zien dat er om de 100 KHz een piek in het spectrum zat. Dat was niet op één plek maar over het hele spectrum. Wat ook kenmerkend voor dit soort storingen is, dat het als het donker wordt en de panelen niets meer doen, de storing ook verdwijnt om vervolgens de volgende morgen als het licht wordt weer te verschijnen.

Het lijkt erop dat deze storingen de ontvanger wat dicht drukt. Hoewel het effect ook weer niet erg groot kan zijn omdat tet erg smalle pulsjes zijn. Aan de andere kant zou je dan verwachten dat, als het donker is er wel wat te ontvangen valt. Maar dat was dus niet het geval. Ik heb veel testen gedaan met zowel verschillende software instellingen als ook met verschillende hardware configuraties, maar niets mocht baten. Wat eigenlijk ook niet goed was aan de positie van de antenne is dat ik hem toch te dicht bij de muur/dak had staan. Je kan dan te maken krijgen met reflecties.

Uiteindelijk heb ik besloten om de antenne weer op de oude plaats te zetten en weer op een nieuwe overgang van de satelliet te wachten. De storing van de zonnepanelen was duidelijk minder en op het hoogste punt van de satelliet baan zag ik ook wel een klein bultje in het spectrum wat het signaal van de satelliet moet voorstellen. Maar het signaal was veel te klein en kwam net boven de ruis uit.

In de verhalen die ik op internet lees zou het signaal van de METEOR satellieten sterker moeten zijn dan de NOAA-APT satellieten. Ik heb dat (nog) niet kunnen ontdekken. Met de NOAA-APT satellieten haalde ik vaak een signaal/ruis verhouding van meer dan 20 dB. Nu is het maar 1 á 2 dB dus veel te weinig. In mijn oude systeem (waar ik mee getest heb) heb ik de LNA (Low Noise Amplifier) direct voor de ontvanger (AIRSPY) zitten dus aan het eind van de coax kabel. Het ruisniveau wat de AIRSPY waarneemt is daardoor te hoog.

Als LNA gebruikte ik de SAWbird NOAA van Nooelec. Deze LNA heeft een versterking van 20 dB in de band. Voor mijn nieuwe systeem wil ik een SAWbird + NOAA gaan gebruiken. Deze heeft 10 dB meer versterking dus 30 dB in de band. Bovendien ga ik de LNA in de mast plaatsen direct onder de antenne. Het voordeel is dan dat je niet alle extra ruis die onderweg tussen de antenne en de ontvangen in de kabel komt ook mee versterkt. in tegenstelling tot mijn oud opstelling waar de LNA pas aan het einde van de coax zat.

De gegevens van deze LNA (Low Noise Amplifier)

41 dB RF gain op 137,5 MHz (center frequentie)
2.6 MHz 3dB bandbreedte.
2 Stage high-quality MMIC Amplifier.
50 ohm in en output.

bron: Nooelec.com

In het midden van het blokschema zit een SAW-filter die de 137.5 MHz band +/- 2.6 MHz doorlaat en de lagere en hogere frequentie onderdrukt.

Een SAW-filter (Surface Acoustic Wave) is een elektronisch filter dan de elektrische signalen omzet in mechanische geluidsgolven die zich over het oppervlak van een kristal bewegen. De fysieke vorm bepaalt welke golflengtes er ongehinderd doorheen komen en andere golflengtes worden onderdrukt. De filters zijn vaak heel scherp zodat maar een smalle signaalband wordt doorgelaten.

Omdat deze nieuwe LNA meer stroom nodig heeft en de oude ontvanger (AIRSPY) dit eigenlijk niet kan leveren was ik genoodzaakt om ook een nieuwe ontvanger aan te schaffen, De nieuwe ontvanger is ook van de fabrikant Nooelec en heeft het typenummer NESDR SMArTee v2. Deze kan via de Bias Tee (dat is een circuit dat via de coax kabel een spanning kan aanleveren) de spanning voor de LNA die bij de antenne zit verzorgen. Deze ontvanger levert hiervoor voldoende stroom.

Ik ben nu (eind december 2025) nog even aan het wachten totdat deze nieuwe componenten worden afgeleverd. Ik heb hier toch wel goede verwachtingen van.

De inbouw van de LNA in de mast.

Het is natuurlijk wel van belang dat het boxje waarin de LNA wordt ingebouwd goed waterdicht is. Ik had toevallig nog een wat te ruim boxje liggen die zo te zien wel goed afsluit. Er zit een rubberen O-ring in de deksel. Het boxje is zoals gezegd wat aan de ruime kant maar dat maakt eigenlijk niet uit. Dan is de LNA makkelijk te monteren. De LNA heeft SMA-connectoren. In mijn rommeldoos vond ik twee verloopkabeltjes van SMA-Male naar BNC-Female. Het kabeltje is 10 cm lang. Genoeg om de LNA aan te sluiten en de BNC-connectoren aan de onderkant van de box te monteren. De BNC-connectoren zijn van het type chassis en ook nog met een O-ring voor de afdichting tegen de box.

Bij het bouwen en monteren van het boxje is het wel van belang dat de BNC-connectoren aan de onderzijde van het boxje komen te zitten. Dit in verband met het inlekken van water. Omdat het boxje goed afsluit boor ik voor de zekerheid aan de onderkant bij de BNC-connectoren een klein gaatje (b.v. 2mm) Er is dan toch een mogelijkheid om eventuele waterdamp te laten ontsnappen.

In mijn oude opstelling voor de NOAA APT satellieten gebruikte ik ook een FLAMINGO filter. Dit is een filter die met namen de FM band van 75 MHz ... 120 MHZ met typ. -60 dB onderdrukt. Dit filter heb ik ook weer in mijn nieuwe opstelling gebruikt. Ik heb het filter ook in de mast bij de LNA in hetzelfde bakje geplaatst. De LNA zit direct achter de antenne gevolgd door het FLAMINGO FM filter. (In dezelfde box) Daarna gaat de Coax kabel naar beneden naar de ontvanger. Ik gebruik daar nu de NESDR SMArTee van Nooelec voor. Deze kan voldoende stroom leveren voor de LNA in de mast.

Het systeem.

Ik heb geprobeerd om een beetje gevoel te krijgen of het systeem dat in nu ga gebruiken een goede gevoeligheid heeft want mijn eerste testen met een andere opstelling waren niet goed. (zeg maar gerust slecht)

Mijn systeem bestaan uit de volgende componenten.

QFH antenne (140 MHz, voor Meteo satellieten de antenne zit op ~6 meter hoogte)
In de mast LNA (+30 dB, lage NF, gevoed via bias tee)
In de mast FLAMINGO FM Filter ( < 1 dB bij 140 MHz)
10 m RG-58 (≈ 2,1 dB verlies op 140 MHz)
Nooelec NESDR SMarTee dongle
RTL2832U + R820T2 tuner
Ingebouwde always on bias tee voor de LNA

Signaalniveaus in het systeem:

Wat zou je kunnen verwachten van de Meteor-satelliet wat betreft signaal niveau op een QFH-antenne. Dit is wel een ideale situatie als de antenne vrij zicht heeft van horizon tot horizon en hoog genoeg staat.

Hoge doorgang (70 - 90 graden elevatie) -55 tot -65 dBm
Middelhoge doorgang (30 - 60 graden) -65 tot -75 dBm
Lage doorgang ( < 20 graden) -75 tot -90 dBm

Ik heb even aangenomen dat het signaal van de Meteor satelliet een laag niveau heeft van rond de -100 dBm op de antenne.

Op de QFH-antenne: P antenne ~ -100 dBm
Na de LNA (+ 30 dB) : P na LNA = -100 + 30 = - 70 dBm
Na FLAMINGO filter (< 0.5 dB) : -70 - 0.5 = - 70.5 dBm
Na 10 meter RG-58 coax (-2.1 dB) : P bij SDR = -70.5 - 2.1 ~ -72.6 dBm
De RDS dongle krijgt dus een signaal niveau aangeboden van ~ -72.6 dBm

Dit niveau op de SDR Dongle moet ruim voldoende zijn en ligt een stuk boven de ruisvloer van de SDR. In SatDump stel in voorlopig de gain in op 10 - 20 dB.

Nu de praktijk.

De praktijk is zoals gewoonlijk een stuk weerbarstiger. Zoals ik al eerder aangegeven heb, had ik de satelliet opstelling voor de NOAA APT satellieten al ruim een jaar niet meer gebruikt. Toen ik er weer mee verder ging in december 2025 ontdekte ik dat de NOAA APT-satellieten niet meer uitzenden en ik dus eigenlijk niet meer wist of mijn installatie nog wel goed zou werken. Ik heb allerlei experimenten gedaan met mijn antenne en de hardware maar de resultaten waren eigenlijk nul. 2 keer heb ik wat kunnen ontvangen maar dat was dan ook de enige keer.

De linker foto heb ik ontvangen met SatDump en de rechter met SDR# software.

De QFH-antenne die het bij de APT-satellieten fantastisch deed liet het naar mijn idee helemaal afweten. Ik heb eerst nog testen gedaan met een nieuwe SAWBird + NOAA LNA en een nieuwe SDR dongle maar ook dat mocht niet baten. Vervolgens heb ik de LNA en een FLAMINGO FM filter in de mast gezet direct onder de antenne maar ook dat leverde niets op.

Als experiment heb ik een V-Dipool antenne gebouwd voor 137 MHz om te kijken of deze wel wat kan ontvangen. Helaas zijn er de afgelopen dagen (rond 5 -- 7 januari 2026) niet echt hoge doorgangen geweest van de Meteor satellieten. Op zich zag ik wel wat op het frequentie spectrum maar de SNR waarde kwam niet vaak boven de 3 á 4 dB uit. Maar goed het deed wel wat meer t.o.v. de QFH-antenne. Terwijl de QFH-antenne 4 to 6 dB beter zou moet zijn dan een V-Dipool antenne.

Ook de sneeuwval helpt niet echt om een redelijke test te kunnen doen. De twee elementen van de antenne zaten met sneeuw eroverheen aan elkaar. Sneeuw (en ook regen) geven ook extra demping in het te ontvangen signaal op de antenne.

Conclusie:

Ik ga de QFH-antenne voor een deel ontmantelen en alle verbindingen bovenin de antenne schoonmaken en opnieuw solderen. In de oude situatie zaten de elementen aan elkaar geschroefd met een boutje en moertje. In de nieuwe situatie zet ik in de gaatjes van de elementen eerst een messing busje die ik vast soldeer. Dat busje heeft aan de onderzijde een kraagje zodat de koperen strip tussen de elementen straks steviger vastgedraaid kan worden. Links de oude situatie en rechts kan je met een beetje fantasie het messing busje zien dat vanaf de onderkant is gemonteerd en in de koperen buis is gesoldeerd.

Omdat ik toch bezig ben ga ik ook de coaxkabel in de antenne en de coaxkabel van de antenne mast naar beneden vervangen. Op dit moment gebruik ik een RG-58 variant maar deze is qua demping op 137 MHz niet zo best. Ik ben ook een beetje bang dat er toch wat vocht in de coaxkabel is gekomen. Voor de nieuwe opstelling ga ik als coaxkabel de "Aircell 7" gebruiken.

Even als vergelijk:

RG-58 ~14 dB / 100 meter bij 15 meter ~2.1 dB
Aircell 7 ~4.6 dB / 100 meter bij 15 meter ~0,69 dB

Dat moet ook weer ~1.4 dB gaan schelen.

T.o.v. een V-dipool zou dit, als de QFH-antenne goed werkt en met de nieuwe coaxkabel, rond de 6 dB kunnen zijn. Dat is dus een factor 4 beter. Dat zou te zien moeten zijn in het frequentie spectrum van b.v. SatDump.

Dus kabel bestellen en de QFH-antenne ombouwen.

Door de sneeuw begin januari 2026 duurde het veel langer voordat ik de bestelling van de coax kabel binnen kreeg. In die tussentijd heb ik wat proeven gedaan met de V-Dipool antenne die ik gemaakt had. Deze V-Dipool heb ik even provisorisch op de mast van de QFH-antenne gezet. Helaas kon ik hen alleen maar horizontaal monteren. In de literatuur las ik dat het beter is om deze onder een bepaalde hoek te zetten. Maar goed het is even wat het is.

Wat ik in ieder geval gemerkt heb is dat er best wel dode hoeken in de ontvangst zitten. Als de satelliet hoog zit, 70 tot 90 graden dan valt de ontvangst soms helemaal weg. Ook bij ~ 30 graden had ik een probleem. Al met al ontving ik wel wat maar de SNR wat veelal te laag om een fatsoenlijk plaatje te maken. De antenne viel mij wat tegen terwijl ik best wel goede resultaten heb gezien op internet. Ik heb hem keurig gebouwd voor de juiste frequentie band van 137 MHz waarbij de antenne elementen ongeveer 53 cm meten zijn en deze onder een hoek van 120 graden staan.

Om straks de QFH-antenne wat beter te kunnen beoordelen heb ik een VNA (Vector Network Analyzer) gekocht. Tegenwoordig zijn er heel aardige instrumenten te krijgen voor een heel redelijke prijs. Ik heb mij oog laten vallen op de LiteVNA 64. In Nederland is deze o.a. te koop bij eleshop.nl De prijs is 189 euro.

Met dit instrument kan je o.a. de resonantie frequentie meten van je antenne. Het liefst wil je deze zo dicht mogelijk bij de werk frequentie van de te ontvangen satellieten hebben. De VNA heeft een groot frequentie bereik van maar liefst 50 kHz tot 6,3 GHz. Verder kan je o.a. complexe impedantie van onderdelen, coax kabels en antennes meten. Een heel veelzijdig instrument dus.

De ombouw van de QFH-antenne.

Eindelijk de coaxkabel binnen gekregen dus aan de slag met de antenne.

Allereerste soldeer ik de afscherming en de kern van de coaxkabel op de koperen plaatjes die ik heb bewaard van de oude situatie. De coax is een stuk dikker en stugger dus best wel lastig te verwerken.

Nu alle 4 de elementen weer aansluiten met deze twee stripjes en de coax door het eerste stukje van de buis steken. De volgende stap is het wikkelen van de Balun (zie de antennebouw) om de buitenkant van de plastic pijp van de antenne. Dat wikkelen moet je voorzichtig doen en proberen de coax zo geleidelijk mogelijk te buigen. Uiteindelijk zit de coaxkabel vast gemonteerd op de elementen wat te zien is in het middelste plaatje. De BNC-pluggen zijn best wel fors. Dan komt omdat de Aircell 7 coaxkabel al een buiten diameter heeft van 7,5 mm. (zie het rechter plaatje)

Hieronder zien we de verschillende onderdelen waaruit de BNC-connector bestaat en de samenstelling ervan. Ik heb deze BNC connectoren gekocht bij Handelsonderneming Veenstra.

Metingen aan de opnieuw gebouwde antenne.

Eindelijk heb ik de bestelde VNA (Vector Netwerk Analyzer) binnen gekregen. Het is een heel leuk instrument met erg veel mogelijkheden. Nadat ik de QFH-antenne weer helemaal in elkaar had gezet ben in wat gaan meten met de VNA.

Ik ben begonnen met het meten van de LOGMAG(S11) (de return loss) van de antenne. Hieronder eerst even de plaatjes:

Zoals te zien op het bovenstaande plaatje is de resonantie frequentie van de QFH-antenne lager dan 137,5MHz namelijk ~135 MHz. De resonantie frequentie wordt in hoofdzaak bepaald door de mechanische opbouw van de antenne. Het koperen pijpwerk dus. Nu rijst de vraag, hoe erg is deze afwijking en wat doet het op de prestatie van de antenne.

Voor dit soort vragen is A.I. heel erg makkelijk. Als je deze vraag voorlegt aan A.I. dan is zijn conclusie +/- 3 - 5 MHz zal in de praktijk niet veel invloed hebben op de prestaties van de antenne.

Maar hoe zit dat nou precies. In het bovenstaande plaatje zie je dat er grofweg 7 dB verschil is t.o.v. de nominale frequentie van 137.5 MHz. De 7 dB verschil in de LOGMAG (S11) wil niet zeggen dat de antenne 7 dB slechter presteert. De 7 dB is een maat voor de Return Loss of ter wel hoeveel van het vermogen wordt teruggekaatst in plaats van dat het in de antenne wordt geabsorbeerd. We praten nu even over een antenne die als zendantenne wordt gebruikt. Maar voor ontvangst (zoals mijn antenne wordt gebruikt) geldt hetzelfde verhaal.

Wat betekenen deze S11 waarden in termen van werkelijk vermogen?

S11 in dB kun je omrekenen naar het deel van het vermogen dat teruggekaatst wordt. Daarvoor gebruik je:

Reflectiecoëfficiënt: Γ=10^(S11/20)

Vermogen dat terugkaatst: ∣Γ∣^2

Vermogen dat in de antenne gaat: 1-∣Γ∣^2

1. Op 135 MHz (S11 = −17 dB)

Γ=10^(-17/20) ≈ 0.141

∣Γ∣^2 ≈ 0.02

Ongeveer 2% wordt teruggekaatst, 98% van het vermogen wordt in de antenne geleverd.

2. Op 137,5 MHz (S11 = −10 dB)

Γ=10^(-10/20) ≈ 0.316

∣Γ∣^2 ≈ 0.10

Ongeveer 10% wordt teruggekaatst, 90% van het vermogen wordt in de antenne geleverd.

Wat is het echte prestatieverschil?

Op 135 MHz: 98% effectief vermogen

Op 137,5 MHz: 90% effectief vermogen

Dat is een verschil van:

10log⁡(0.98/0.90)≈0.36 dB

Het verliest is dus maar ongeveer 0,4 dB.

Een heel verhaal dus maar het verschil is praktisch verwaarloosbaar, zeker voor ontvangst van de METEOR satellieten en als er gebruik gemaakt wordt van een LNA in de mast vlak bij de antenne.

Nu de werkelijke meting in de praktijk wanneer de antenne staat opgesteld in de mast. De doorgang van de Meteor M2-3 satelliet is op ~75 graden boven de horizon.

Het blijft toch een drama met deze QFH-antenne. De waarnemingen die ik gedaan heb met echte satelliet signalen zijn nog steeds één grote probleem. Ondanks de redelijke resultaten die ik met de VNA had gemeten werkt de antenne in de praktijk gewoon niet. Ik heb gekeken of er misschien een polariteit probleem in de antenne zit maar dat is volgens mij niet het geval. Ik heb verschillende keren al wat aanpassingen aan deze antenne gedaan wat de hele constructie van deze antenne ook niet ten goede kwam. De mechanische opbouw vooral rond de aansluiting van de coax en de Balun zijn zodanig dat aanpassingen heel lastig zijn.

Dus uiteindelijk heb ik besloten om een hele nieuwe antenne te gaan bouwen.

De PADAT137 RQHA-Antenne.

De PADAT137 is eigenlijk al een oud ontwerp dat gemaakt en beschreven is door Ruud Jansen. Ruud Jansen is o.a. zendamateur met de roepnaam: PA0ROJ. Op internet heb ik een heel uitvoerig verhaal of beter gezegd een onderzoeksrapport gevonden waarin hij uitlegt hoe hij tot dit ontwerp is gekomen door verschillende uitvoeringen te bouwen en te testen. Het is een zeer gedegen verhaal en geeft vertrouwen in een goed resultaat.

De PADAT137 is een RQHA antenne (Resonant Quadrifilaire Helical Antenne) die volgens de ontwerper heel goede resultaten geeft mits de antenne goed en precies gebouwd is. In het verhaal van Ruud Jansen staat een heel uitvoerige bouwbeschrijving dat goed te volgens is. Dus aan de gang maar. Ik ga eerst wat materialen bestellen voor de bouw van de antenne. De essentie van deze antenne is dat hij precies op de werkfrequentie in resonantie moet zijn. Dat kan je eigenlijk alleen bereiken door je strikt aan de bouwbeschrijving te houden en mechanisch heel nauwkeurig te werken.

De enigste aanpassing die ik gemaakt heb is het verschalen van de 4 lussen naar een frequentie van 137.9 MHz. De antenne die Ruud Jansen had ontworpen was berekend voor 137.5 MHz. Ik heb alle belangrijke maten met en factor 0,997 aangepast.

Voor de bouw van deze antenne moet je wel over een draaibank kunnen beschikken. De kop van de antenne moet uit een stuk POM materiaal worden gemaakt met een diameter van 70 mm. (te verkrijgen bij Amazon) Ook voor de elementen is een draaibank erg handig om de gaten in de elementen van 12 mm te boren. De balun is weer een verhaal apart. Het is eerst zaak om aan de ferriet ringen te komen. Het bedrijf in Duitsland ( www.amidon.de) kan ze in principe leveren dus heb ik ze daar besteld.

De kop van de QRHA-antenne.

Ik ben begonnen met de kop (Materiaal POM) van de antenne. Ik heb een stuk POM bestelt van 25 cm (kleinste lengte die je bij Amazon kunt bestellen) Daarvan wilde ik een stukje van 57 mm afzagen. Met de hand zagen in POM kan je wel vergeten of je moet veel tijd hebben en een paar stevige armspieren. Met de zaag die ik gebruikte kwam je bijna niet in het materiaal. Dus dan de goede manier gekozen door het in de draaibank te doen met een steekbeiteltje. Ik heb maar een kleine draaibank en die kon net de 70 mm cilindermaat van het POM aan. Ik heb expres 57 mm afgedraaid terwijl ik maar 55 mm nodig heb. Ik had dan nog een paar mm om de kopse kanten netjes glad af te draaien. POM in een prachtig materiaal om op de draaibank te bewerken. Hou het toerental van de draaibank laag (~300 toeren/minuut) en dan krijg je een prachtig oppervlak.

Volgens de bouwbeschrijving van Ruud Jansen moet er nu een bepaald gatenpatroon in de kop worden geboord. Dat moet zo nauwkeurig mogelijk worden gedaan. Je kan de posities natuurlijk netjes aftekenen op het POM maar ik heb gekozen om eerst een mal te maken getekend in mijn 3D-programma en die daarna uitgeprint. Eigenlijk zijn het twee mallen. Eén voor de posities van de gaten aan de bovenkant van de kop en één voor de gaten aan de zijkant van de kop die voor de 4 elementen bedoeld zijn. Zeker de positie van gaten aan de zijkant van de kop moeten heel precies worden afgemeten. Ze moeten precies 90 graden t.o.v. elkaar verschoven staan. Mijn idee is dat dit met een mal het beste gaat lukken.

Deze twee mallen worden dan op de volgende manier gebruikt.

Allereerst heb ik de bovenste gaten met de mal die ik gemaakt heb en op de linker foto te zien is voorgeboord met een 2 mm boortje. Om alles netje te kunnen boren en te zorgen dat alle gaten op dezelfde cirkel komen te zitten heb ik een klem op mijn boormachine gebruikt waarvan de plaat waarop het te boren object zit kan draaien. (zie onderstaande foto)

Op deze manier kan je de boormachine heel nauwkeurig instellen om de gaatjes die voorgeboord zijn te kunnen boren.

De volgende stap is het boren van de 4 gaten van 12 mm in de zijkant van de kop. Deze moeten precies in lijn staan met de grote gaten in de bovenkant van de kop. Dus precies op 90 graden onderling. De speciale boorkop die ik heb gebruikt voor de gaten bovenin, kan tot 90 graden worden gekanteld. Bij het eerste gat in de zijkant stel je de kop in op 0 graden en boor je het gat. De volgende gaten liggen op 90, 180 en 270 graden t.o.v. het eerste gat. Dat kan netjes worden ingesteld met het wieltje aan de zijkant en met de gradenverdeling op het plateau. Zie het resultaat hieronder.

Nu moet aan de onderkant van de kop nog een stukje van 20 mm met een diameter van 50 mm worden afgedraaid en krijgen we uiteindelijk de definitieve vorm van de antennekop.

Van de antenne heb ik de horizontale delen, die bestaan uit aluminium stafmateriaal van 12mm, op de juiste lengte gebracht en alle benodigde gaten en schroefdraad erin gemaakt. Verder is het plaatje gemaakt wat in de antennekop moet komen te zitten en waaraan de balun en de 4 elementen worden vastgemaakt. Ook heb ik even de 4 bovenste elementen in de antennekop gezet om een indruk te krijgen hoe het eruit moet komen te zien.

De verbindingen in de antennekop zien er als volgt uit.

Bovenop de antennekop komt een kap te zitten. Die heb ik ook van POM gemaakt. weer een draaiklusje. Bovenop de kap zit een knobbel. Hij dient nergens voor maar in vond het wel leuk staan. Het oog wil ook wat. Tussen de kop en de kap heb ik een pakking gemaakt zodat alles goed waterdicht afsluit.

Uiteindelijk heb ik de vertical elementen (strip van 3 x 15 mm) getordeerd volgens de beschrijving van Ruud Jansen en verder de antenne helemaal in elkaar gezet.

De meetresultaten van de nieuwe RQHA-Antenne.

De volgende stap was het meten van de eigenschappen van de antenne. De eigenschappen van de antenne blijft toch een beetje een lastig punt aangezien deze sterk afhangt van de mechanische constructie van de antenne en de materialen die gebruikt zijn. Ik heb de meting buiten gedaan om beïnvloeding zoveel als mogelijk is te voorkomen. De resonantie frequentie van de antenne zit net iets te hoog. Ik had het ontwerp iets aangepast om het frequentie verschil (137,5 MHz naar 137,9 MHz) te compenseren. De compensatie was 0,997. Achteraf was dat dus niet nodig. Hoewel ik de antenne heel precies het nagebouwd, tot op de millimeter zat ik dus toch iets te hoog. Het verschil is echter niet zo erg groot.

Als ik de grafiek bekijk dan vind je de volgende waardes;

137,9 MHz ~ -15.4 dB
138.4 MHz ~-15.7 dB

Het verschil is ~ -0,3 dB

Het verschil in vermogen is dan 10 macht (0.3/10) ~1.07 Dus 7% verschil in vermogen.

De return loss van -15 dB betekent dat ongeveer 97% van het vermogen wordt ontvangen en maar 3 % gereflecteerd.

Het verschil tussen -15.4 dB en -15.7 dB is: 2,9% --> 2.7% dus een prestatieverschil van 0,2%

Dat mag geen probleem zijn.

De antenne impedantie (puur alleen de antenne) zou volgens de ontwerper (Ruud Jansen) rond de 35 ohm moeten zijn. Aan de hand van zijn verhaal heb ik met behulp van het door hem gebruikte programma "pasan.exe" , dat te downloaden is op de volgende site: http://www.science4all.nl/?Electronics , de aanpassing gemaakt van de antenne naar 50 ohm. Ik heb namelijk een ander type coax gebruik n.l. Hyperflex 5

Dat geeft een wat ander compensatie circuit als impedantie aanpassing. De theorie (zie het smithdiagram) geeft aan dat de impedantie bij 137.9 MHz ongeveer 50 ohm moet zijn. Een zuivere ohmse belasting. Dat is dan gedefinieerd aan het eind van de balun. (zie verhaal van Ruud Jansen) De balun is wel een priegelwerkte n.l. een stukje coax, en een condensator en dat min of meer als coax opgebouwd. Het is dan hopen dat het in de praktijk ook zo uit komt.

De impedantie bij 137,9 MHz kwam een stukje hoger uit n.l. 70 ohm.

Deze afwijking kan je alleen maar corrigeren door de balun anders te definiëren. Aangezien deze helemaal ingebouwd zit in de PVC-buis bovenin de antenne laat ik dat nu maar even zitten en ga ik kijken wat dit betekend voor de prestatie van de antenne. Ik moet ook nog uitzoeken of het allemaal wel klopt maar daarvoor moet ik weer de antenne uit de mast halen.

Nu is natuurlijk de vraag hoeveel invloed dat heeft op de prestaties van de antenne. Ik ga er even vanuit dat de meting van de impedantie klopt.

De antenne impedantie: Zant = 70 ohm

De systeem impedantie: Zo = 50 ohm

Waar AI al niet handig voor is.

De gemeten VSWR S11 met de VNA komt overeen met datgene wat hier boven is berekend.

Hoewel niet ideaal moet het toch wel een werkende antenne opleveren. Dus de antenne op de mast gezet en wachten totdat een een goede doorgang is.

Na een weekje met testen kan ik waarschijnlijk toch wel een aantal conclusies trekken.

Wat heb ik waargenomen en veranderd. De eerste indruk is dat de ontvangstprestaties toch wat lijken tegen te vallen.

Ik heb echt een goede doorgang nodig > 40 graden wil er een redelijk plaatje uitkomen.
Wat ik ook zie bij een doorgang is dat er een soort popcorn effect optreed in het scherm van de OQPSK demodulator in SatDump. Tijdens zo'n moment valt even de synchronisatie weg en krijg je een witte balk in de afbeelding.
De hoogte van de bult in het frequentie spectrum varieer. Het is niet zo dat het niveau van laag naar max. gaat en dan weer naar laag. Het golft soms wat.
Ik heb de SampleRate in SatDump verlaagt van 2048 naar 1024 Msps
Ik had de frequentie correctie in SatDump op 1 ppm (correction) staan. Dat heb ik terug gebracht naar 0 ppm. De RDS dongle van nooelec NESDR SMArTee heeft een max. frequentiefout van 0,5 ppm
De wijzigingen in SatDump gaven wel een duidelijke verbetering wat betreft het Popcorn effect.

Even iets over de locatie van de antenne. Het mooiste zou zijn als de antenne hoog op het dak aan de schoorsteen geplaatst kan worden. Ik heb dat om de volgende redenen niet gedaan. Mijn huis is uit de jaren 30 van de vorige eeuw dus ook de schoorsteen. Hoewel deze er nog goed uitzien wil ik daar toch niet in gaan boren en beugels plaatsen. Het tweede punt is dat ik aan de rand van het dorp woon en ik het niet zo prettig vind om een hoog object op het dak te plaatsen in verband met bliksem inslag. Dus de antenne staat tussen twee huizen in met laagbouw (garage) er tussen in op het dak. De mast is ongeveer 4 meter hoog plus de uitbouw hoogte. De antenne kijkt naar het Westen toe tussen de twee huizen door en naar het Oosten is het redelijk vrij zicht. Pal Noord en Zuid staan dus twee daken.

In der tijd had ik op precies dezelfde plek mijn QFH-antenne staan waarmee ik de NOAA APT satellieten ontving. Dat werkte best wel goed met plaatjes van IJsland tot een stuk in Noord Afrika.

De APT satellieten zijn zogenaamde analog uitzendende satellieten. Het signaal is erg fout tolerant. Ook al is de ontvangst wat slechter je krijgt toch nog een redelijk goed plaatje. De huizen hadden niet veel invloed op de ontvangst.

De Meteor satellieten zijn digitale uitzendend. Dus alle data is digitaal gecodeerd en ze produceren op de 137.9 MHz een zogenaamd LRPT (Low Rate Picture Transmission) signaal. Als modulatie wordt meestal OQPSK (Offset Quadrature Phase-Shift Keying) gebruikt. Verder wordt er een codering (Manchester codering) gebruikt en Viterbi/Convolutional encoding om fouten te herstellen. Het probleem met digitaal gecodeerde signalen is, dat als er even een paar symbolen worden gemist het decodeer proces uit sync is en dus geen informatie levert. Eerst moet de decodering weer in sync komen (daar zijn verschillend symbolen voor nodig) voordat er bruikbare data uit komt. Dus in tegenstelling tot de APT satellieten waar even wat signaalverstoring mag plaatsvinden zonder dat je dat echt in het plaatje ziet is het bij de digitale satellieten meteen fout bij de minste of geringste verstoring. Objecten zoals de twee daken Noord en Zuid van de antenne en wat verder een rij hoge bomen in het Westen hebben nu veel meer invloed op de ontvangst.

Bovendien liggen er op het platte dak van mijn uitbouw ook nog eens een paar zonnepanelen. Deze produceren ook hoogfrequent storing en kunnen ook nog reflecties geven van het elektromagnetisch signaal van de satelliet. Door het overtrekken van de satelliet kunnen deze reflecties variëren en geven waarschijnlijk de variaties in de signaalsterkte die ik zie.

De conclusie die ik uiteindelijk heb getrokken is, dat ik de antenne als het kan nog wat hoger moet gaan zetten. Dat is in principe wel mogelijk. Ik ga de positie van de antenne omwisselen met mijn 2m / 70 cm antenne waarmee ik de radio amateurs ontvang. De basis van de antenne (de beugels) staan al 2,5 meter hoger. De RQHA-antenne komt dan 4 a 5 meter hoger te staan en kijkt dan net wel of net niet over het dak heen. Dit moet zeker gaan schelen als de doorgangen wat lager aan de horizon plaatvinden.

Instellingen SatDump.

Ik ben nu wat aan het experimenteren met de instellingen van SatDump. Omdat ik best wel wat last van storingen heb dichtbij de frequentie van de Meteor satelliet ben ik de bandbreedte van het gebied dat ik wil ontvangen aan het aanpassen.

Ten eerste ben ik naar een iets hogere SampleRate gegaan. Ik was gestart met 1024 Msps en heb deze verhoogd naar 1536 Msps. Met de Decimation waarde heb ik de bandbreedte weer verder beperkt. Hij staat nu op 7. De bandbreedte loopt nu ongeveer van 137.810 MHz tot 138.000 MHz Dat zou nog iets smaller kunnen. Voor het ontvangen van de Meteor satelliet waarbij het LRPT (Low Rate Picture Transmission) signaal wordt gebruikt is de bandbreedte bij de 72K modus ongeveer tussen de 100 kHz tot 120 KHz.

wordt vervolgd.