Oscar 100 / 2,4GHz - R&S NAS mit Z7 Messkopf umbauen

[DC9OE]

Liebe OM's,
auch als Charly Team beschäftigen wir uns wie viele OM's mit dem Thema Oscar 100 / Es'hail und den zugehörigen Baugruppen.
Dabei tritt natürlich auch die Frage auf wie messen wir die Leistung für den Uplink und das SWR der Antenne auf 2,4GHz.

Ein seit längerem im Regal verstaubendes Messgerät vom Typ R&S NAS mit Z7 Messkopf (bis 30W) erschien mir als einer der möglichen Ansätze.
Ich habe das Gerät günstig bei einer Auktion auf der HAM Radio erworben, es gibt es aber auch für <300€ im Internet.

R&S NAS.JPG (16.5 KiB) 125 mal betrachtet

Das Gerät verstaubte bei mir deshalb weil es im Originalzustand mit Z7 Messkopf schlichtweg unbrauchbar ist (für die Messung an Hdy Masten optimierter Frequenzbereich)
Unterhalb 800MHz und oberhalb 1,9GHz ist das Gerät nicht zu gebrauchen.

Aber nichts ist unmöglich und so wurde der Messkopf einer näheren Untersuchung unterzogen.
Zerlegt man ihn (was sehr einfach geht!) findet man einen sehr hochwertigen Richtkoppler und eine schlichte Diodengleichrichtung für beide Messstrecken.

Der interessante Teil ist nun diese Diodengleichrichtung, da sie ein Frequenzabhängiges Verhalten erzeugt - das wird dadurch erreicht, dass die Diode nicht direkt an dem Richtkoppler hängt, sondern es folgen:

- ein Widerstand
- danach ein paar SMD C's nach Masse - dies sind die Frequenzbestimmenden Teile!!
- noch ein Widerstand
- die Messdiode

Ich habe leider nur einen Messkopf deshalb weis ich nicht ob sich alle Messköpfe gleich verhalten - in meinem war jedenfalls der Abgleich des Gerätes durch ein angelötetes Stück Silberdraht erfolgt das gegen Masse gebogen und dann mit Heisskleber befestigt wurde (von R&S)
Mein Messkopf ließ sich durch einfaches Kürzen dieses Drahtes (bzw. 2 Drähte einer für Vorlauf und einer für Rücklauf) auf die korrekte Leistungsanzeige bei 2,4GHz abgleichen (man braucht natürlich ein zweites Leistungs Messgerät dafür....)

Damit besitzen wir jetzt ein sehr nützliches Gerät für die Messung von Leistung und SWR auf 13cm (man könnte vermutlich den Kopf so abglichen dass er auch auf 23cm korrekt anzeigt das habe ich aber noch nicht versucht)

73 Edwin - DC9OE

Story am Rande - auf dem Gerät steht System Neuwirth - diese Fa. aus Hannover wurde in den 80er Jahren von R&S übernommen. Ich habe meine grundlegenden HF Kenntnisse in der Endkontrolle von Funkmessplätzen Anfang der 70er Jahre bei dieser Fa. erworben...

[DC9OE]

... kleiner Nachtrag noch - hab jetzt auch noch einen Z6 Messkopf sehr günstig im Internet erworben.
Der ist an sich für nichts zu gebrauchen (800MHz) aber ich versuche mal einen radikaleren Umbau - entweder für 2m und 70cm oder noch radikaler für Kurzwelle.
Werde berichten.

73,Edwin

[DC9OE]

... und nun ein update für den Z6 Kopf wie versprochen.

Zunächst einmal ist der Z6 Messkopf ganz leicht anders aufgebaut als der Z7:
- es werden andere Dioden verwendet (BAxx) vermutlich weil der Kopf für 100W gedacht ist
- die Auskoppelschleifen sind nicht direkt nach Masse geführt sondern gehen über einen 100 Ohm Widerstand nach Masse
- 100 Ohm gehen von der Auskoppelschleife (heisses Ende) zur Diode
- nach dem 100 Ohm Widerstand ist vor der Diode eine abgleichbares C nach Masse geführt (Blechstreifen)

Am Heissen Ende der Koppelschleife war noch jeweils ein mysteriöses grünes Teil gegen Masse gelötet - ich nehme an es handelt sich um ein Schutzbauteil.
Habe beide ausgelötet und durchgemessen - sie hatten einen Kurzschluss - nehme also an der Kopf ist mal überlastet worden.
Die beiden Teile habe ich dann weggelassen.

Hier ein paar Bilder vom Aufbau

Um ein besseres Verständnis für die Daten der Koppelschleife zu bekommen habe ich den in Serie zur Diode liegenden 100Ohm Widerstand ausgelötet und ein Koax Kabel mit N-Stecker angelötet.

Hier das Ergebnis:

Der Messkoppler hat sowohl auf 800MHz als auch auf 435MHz ca. 30,5dB Auskoppeldämpfung
Bei 145MHz sind es ca 34dB.

Nach Wiedereinlöten des 100 Ohm Widerstandes und entfernen des Koax Kabels habe ich den Messkopf wieder zusammengebaut.

Ergebnis:

- auf 70cm ist die Anzeige um ca. 50% zu hoch - lässt sich also mit einem C gegen Masse (vor der Diode ) abgleichen
- auf 2m ist die Anzeige leicht zu hoch, 2,1W werden als 2,4W angezeigt - auch auf diesem Band lässt sich der Kopf also abgleichen.
- der Abgleich kann sicherlich mit den vorhandenen Blechfahnen erfolgen (auf 2m vermutlich stark zu kürzen da nur wenig Dämpfung notwendig ist)

Ich habe noch nicht entschieden für welches Band ich den Kopf abgleichen werde - interessanterweise passen über den im Bild zu sehenden Innenleiter des Kopplers auch 94er Kerne.
Leider habe ich gerade keine FT94-43 zur Hand, werde aber welche bestellen - es müsste machbar sein mit jeweils 31 Windungen die 30dB Koppeldämpfung auch auf KW zu erzeugen und damit den Messkopf auch für diesen Frequenzbereich umzubauen ohne den elektronischen Teil groß verändern zu müssen.

Bei R&S gibt es auch fertige Köpfe für KW aber die sind praktisch nicht gebraucht zu finden und wenn dann unbezahlbar.

Viel Spaß beim Basteln - ich hoffe ich habe ein paar sinnvolle Anregungen geliefert - diese Geräte sind mechanisch sehr gut gebaut, die Messköpfe wären gegebenenfalls auch in eigenen Projekten ohne das NAS Gerät sinnvoll verwendbar.

73,Edwin - DC9OE