Verktikalt kontra horisontellt - noterbara skillnader?

S

Skalmannen

Well-Known Member
Jag har i testsyfte under en tid jämfört två antennsystem för kortvåg. Högst oventenskapligt och med olika grundförutsättningar, och den enda drivkraften har varit ett intresse att jämföra och att se hur teori och praktik håller ihop i en vardaglig amatörmiljö.

Jag har även velat se i vilken utsträckning skolbokens strålningsdiagram (vertikalt kontra horisontellt) visar sig i praktiken. Så här långt bygger jämförelserna i huvudsak på mottagning. Jag har jämfört signalstyrkor och brusnivåer utifrån hur de presenterats i riggens S-meter.

Följande är några av de funderingar som låg till grund för detta "försök":

1. Hur stora (märkbara) är skillnaderna mellan horisontell/vertikal polarisation?
2. Kommer inrikes kommunikation på 80 m dagtid att bli sämre med vertikal?
3. Kommer vertikalens strålningsvinkel att bli (märkbart) lägre, och möjliggöra
bättre mottagning av DX-stationer?
4. Kommer någon riktverkan att kunna noteras, t ex mht saltvatten?
5. Vilket alternativ bör väljas för en multibandslösning via avstämningsenhet?

Ant 1: en horisontell dipol 2 x 19 m, matningspunkt ca 15 m upp, ca 6 m ovanför villatak (av plåt) på landsbygd. Antennens utsträckning löper i huvudsak över trädgård med gräsmattor och fruktträd. Avstånd till saltvatten ca 40 meter (vinkelrät mot antennens längdriktning).

Ant 2: en 18 m vertikal (matningspunkt 1,5 meter över mark, ca 25 eleverade radialer av varierande längd > 10 m. Ca 10 radialer har längden 25 m). Antennen "ser" delvis ut över saltvatten (ca 40 meter bort) och är placerad på bergknalle (ca 15 m hög) med mycket tunn, torr jordmån. Jag har lagt ut fler radialer under resans gång. Skillnaden mellan 4 och upp till ca 10 radialer gav ingen märkbar förbättring, men skillnaden mellan 10 och 25 är stor.

Båda antennerna har via en hembyggd relälösning (Biltema helljusrelän) varit kopplade till en IC-706. Tack vare detta har jag snabbt och enkelt kunnat växla mellan antennerna.

SLUTSATS:

Den slutsats jag har kunnat dra är att skillnaderna mellan dessa två antennsystem är mycket liten, i alla fall på de frekvenser de är tänkta för och för mottagningsändamål.

På de aktuella banden (80/40 och till viss del 160) skiljer det som mest någon S-enhet. Jag upplever att skillnaden är mindre på 40 än på 80 (där dipolen ofta ger någon S-enhet mer). På 40 indikeras oftast samma signalstyrka.

När man rör sig uppåt i frekvens visar sig vissa skillnader till dipolens fördel. Redan på 20 m ger dipolen högre signalstyrkor, och trenden håller i sig och tilltar på högre frekvenser. På 12/10 m kan det vara så att stationer som knappt (eller inte alls) går in på vertikalen är fullt läsbara på dipolen.

Därmed blir (de kanske något provocerande) svaren på ovan nämnda funderingar följande:

1. Ingen noterbar skillnad under dessa förutsättningar.
2. Nej. Något djupt minima i höga strålningsvinklar har t ex ej kunnat noteras
för den vertikala antennen.
3. Nej. Ingen skillnad i mottagning av DX-stationer har noterats.
4. Inget tyder på att någon av antennerna skulle gå bättre i riktning mot
saltvatten.
5. Vertikalantennen är inte ens ett tänkbart alternativ som multibandare,
eftersom den blir så mycket sämre med ökad frekvens.

Följdfunderingar kan bli: varför visar sig inte vertikalens dåliga sida i höga strålningsvinklar? Varför är den inte bättre i låga? Varför hänger dipolen med bättre på höga frekvenser? Visar den en riktverkan i sin längdriktning som är svår att bestämma, och är detta orsaken till att vertikalen blir sämre med ökad frekvens?

Därmed släpper jag ordet fritt, och hoppas få ta del av era erfarenheter, jämförelser, kommentarer och slutsatser. Jag är säker på att många har gjort liknande tester genom åren och besitter stora kunskaper och erfarenheter på området. Väkomna in i tråden!
 
Kul med antennexperiment!

Några undringar:
Hur matar du antennerna (på olika band)? Är det direkt med 50 ohms koax?
Samma längd på koaxen till båda antennerna? (På de frekvenser det är stor missanpassning kanske kabelförlousterna har betydelse?)

Hur är det med eleverade radialer, blir inte de i resonans på någon frekvens?

När det gäller att lägga ut och ansluta fler och fler radialer, är min erfarenhet den motsatta, dvs att det märktes större skillnad i början när man dubblerade antalet t.ex. från 2 till 4, än när man gick från 8 till 16. Hmmm.

Att dipolen hänger med bättre på höga frekvenser är inte förvånande. Vertikalen blir för lång på höga frekvenser, och börjar stråla uppåt istället för mot horisonten.

En 18m hög vertikal kan vara en bra DX-antenn på 80m och 40m, medans en horisontell dipol på 15 meters höjd inte borde funka någe vidare på 80mb DX. När du inte märkt några skillnader på DX-stationer, menar du då på 80m (möjligtvis 40m) eller menar du sammantaget på alla band du lyssnat?

Sture
 
SA5A: tack för dina synpunkter!

Matning med bandkabel (dipol) resp öppen stege via 1:1-balun vid riggen. Nog inte optimalt på en obalanserad antenn, men borde reducera kabelförlusterna (och var dessutom den matarlösning jag hade till hands). Nackdel?

Angående radialernas resonans tycks den huvudsakliga uppfattningen i litteraturen vara att när de sitter nära (eller ligger på) backen så kommer markens elektriska egenskaper att agera "av-stämmande", och därmed göra radialernas längd okritisk. Sanning eller myt?

Skillnaden på DX-stationer, eller snarare den närmast obefintliga skillnaden, avser 40 m och 80 m (där inga DX-stationer trillade in med någon av antennerna). Eftersom vertikalen blev gradvis sämre med ökad frekvens var det aldrig aktuellt att försöka göra någon DX-jämförelse där.
 
Jag provade nyligen att använda balanserad ledning till en 10 meter hög vertikal med fyra st eleverade radialer. Funkade jättebra med balanserad ledare, så jag tror inte det är något problem.

Mina radialer var beräknade för 40-metersbandet, 7,050 MHz. Jag räknade 72/f för att få rätt längd på trådarna. De anslöts vid matningspunkten ca 6 meter upp över marken. Man skulle ju egentligen ha provat att köra två jordplanstrådar som en dipol med den matningspunkten för att kolla om det finns en tydlig resonans, och klippa till så att den hamnar rätt. Då borde man få reda på vilken trådlängd som behövs, sedan kan man använda dem som jordplanstrådar. Gissningsvis funkar detta även på 1,5 meters höjd.

Om du fortsätter jämföra på 80 metersbandet och försöker hitta avlägsna stationer på andra kontinenter tror jag du kommer att märka skillnad. Då kommer gissningsvis vertikalen att vara bättre. Men det är mycket som "beror på" med antenner! ;-)
 
En sak som slog mig är att horisontella dipolen får lägre strålningsvinkel och högre riktverkan vid högre frekvens. I teorin borde detta märkas mest från 21MHz och uppåt.

Sedan är ju förstås signalernas polarisation betydande. Jag har fått för mig att de flesta signalerna kommer ned lite "på snedden" så att det inte spelar så stor roll om man lyssnar vertikalt eller horisontellt. Men jag har varit med om väldigt exakt polariserade signaler. T.ex har jag varit med om att en station kommer in S9 på vertikal antenn, och mycket svagare på en 3el yagi riktad åt rätt håll.

Kul och bra inititiv till praktisk jämförelse!
 
Gjorde ett liknande experiment på 80-talet. Vill minnas att det var en markant skillnad mellan vertikalen och dipolen. Vid ett tillfälle låg en engelsman och en svensk på samma frekvens på 80 m och jag kunde välja vilken jag ville lyssna på genom att skifta antenn.

Vilket avstånd har du mellan antennerna? Kanske är det så att du har stark koppling mellan dem.
 
Mellan matningspunkterna är det nog ungefär 50 m. Jag har funderat på om det kan vara så att den dåliga (mark)omgivningen runt vertikalantennen verkar så negativt på strålningsvinkeln att skillnaden jämfört med dipolen helt enkelt uteblir.
 
Något liknande experiment, från UK-Contest reflector:

"[UK-CONTEST] Vertical versus Inverted V - IOTA Findings
MM0BQI MM0BQI at blueyonder.co.uk
Thu Aug 7 15:56:00 EDT 2008
• Previous message: [UK-CONTEST] Rubber Stamps
• Next message: [UK-CONTEST] Need to contact Olof G0CKV
• Messages sorted by: [ date ] [ thread ] [ subject ] [ author ]
________________________________________
Thanks to all for your advice and comments. The advice and experiences were so varied I decided to set up a little experiment and try as many aerials as I could in the wide open spaces of the Summer Isles. This was in no way scientific but I am reporting real life findings for my particular location. All the aerials were on a headland ridge and no further than 100m from the sea on nearly three sides. The soil is thick peat and rock.
All aerials were fed with about 25m of Westflex to a six port auto antenna switch and then to the shack. I swapped the feeder cables to make sure there were no differences due to excess feeder loss. Rigs were an MP and IC7000 with similar readings on both rigs.

80m

Full size vertical on a SpiderBeam 18m fishing pole. 66 feet of thick insulated wire loosely helically wound round the pole with the feed point a few feet off the ground.
My four tuned radials would not tune properly so I ended up with sixteen 20m radials laid on the ground.
This was the star performer and under no conditions was it bettered by the other two 80m aerials and was always a minimum of 2 S points ahead.

Inverted L, 66 feet of insulated wire on a 12 m fishing pole with the wire pointing to EU and about 4m off the ground at the end. eight 20m radials on the ground.
Good simple antenna which gave acceptable performance in all direction but two S points lower then the vertical

Low full sized dipole about 7m AGL. This was no use what so ever! I installed it looking for some NVIS benefits to work 'local' stations but it was like a dummy load and always four or five S points lower in all directions. It also did not have the desired effect of lowering EU noise and enhancing UK signals. Am I too far north to benefit from NVIS and low dipoles? Don't think I will bother with this next year!

40m

Full size vertical on 12m SpiderBeam fishing pole. feed point about 2m AGL with two tuned quarter wave radials sloping down to about 1m AGL.
Again this outperformed the low 40m dipole by about four S points at all times.

Hustler 4BTV Ground mounted with eight 10m radials. Surprisingly only an S point or so down on the full sized vertical.

Low full sized dipole - not worth the effort!

20m

Full sized vertical on the same pole as the 40m vertical, feedpoint 2m AGL and two tuned radials.

Horizontal dipole with feed point at 10m AGL

These two aerials performed well with each proving better signal strengths at certain times with no obvious pattern. Most of the time they were very similar with the maximum difference being about two S points on a few occasions. For performance versus ease of use I would go for the vertical everytime. The difference off the ends of the dipole were not as pronounced as I would have expected but enough to make me think about using the same antennas next year but with a rotator to gain maximum advantage.

Hustler BTV4 about three S points down at all times.

Inverted V with apex at 8m much lower than the dipole and vertical with no significant advantage

15m

Full size 40m vertical which tuned okay with the rigs internal tuner. I am looking for an article I saw a few years back which had a loop of wire added to a 40m dipole to improve the match on 15m. I wondered if this would be true of the vertical? An okay performer.

Full size horizontal dipole at 10m was two S points up on the vertical and always the best performer

Hustler 4BTV down at least four S points on the dipole

10m

Full size horizontal dipole at 10m always best by three S points

Hustler 4BTV worked but very much lower signals than the dipole

Conclusions
80m the full size vertical which can be put up by one person in under an hour is a must. Need to work on the radials again as in previous experiments elevated radials always out perfumed ground mounted ones.

40m again the full size vertical with elevated radials, cheap, quick, simple and can be multi-banded without loss of performance.

20m Either the diplole or the vertical. The vertical is easy and safe to put up, the rotational advantage of the dipole could possibly be an advantage.

15 and 10m the dipole every time.

The Hustler is a very good trapped antenna which is easy to use and gives four bands in a small package. However a fishing pole and several bits of wire will cost less than thirty pounds and outperform it significantly on all bands. Off the shelf or home brew it's your choice!

Photos are on GMDX and CDXC Yahoo groups and videos are on YouTube at IOTA Contest 2008 MM0Q (MM0BQI) EU92 - YouTube

73
Jim, MM0BQI - MM0Q


----- Original Message -----
From: MM0BQI
To: UK-Contest
Sent: Tuesday, July 08, 2008 4:24 PM
Subject: Vertical versus Inverted V


I am making some wire antennas for IOTA this year and not sure what my best bet is for 20m. Last year I used a rotatable dipole and it worked very well but I will not be taking the big mast or rotator this time.
I can't decide whether to use a quarter wave vertical with the feedpoint at 10m and four radials or an inverted V with the apex at 10m. Would there be much difference between them? Is there a better option?
I have ploughed through the antenna books but can't find a direct comparison anywhere so would appreciate views or experiences.

I am also looking for 50m of 7 way cable suitable for my remote antenna switch, can someone please suggest a suitable source?

Thanks
Jim, MM0BQI"
 
Kul med fler antennjämförelser! Det mesta i den från G-land verkar stämma med den teori man kan få till sig genom att läsa någon antennbok, typ ARRL antenna handbook eller antennkapitlet i ARRL Amateur Radio Handbook. Några funderingar dock:

Skillnaden på en 18 m hög vertikal och en inverted L borde inte vara två S-enheter på 80-metersbandet. Gissningsvis är en inv L med 12 m höjd och en tråd från toppen och snett nedåt inte heller två S-enheter sämre. Visserligen har inv L bara 8 jordplanstrådar och vertikalen 16 st. Men så stor skillnad är det inte. Om man har ett lika bra jordplan och jämför en 18 meter vertikal och en inv L, med 12 meter vertikalt och där den övre horisontella tråden inte viker nedåt, borde skillnaden inte vara mer än 0,5 dB eller så. Jämförelsen med en horisontell dipol hade varit mer intressant om dipolen suttit lite högre upp, på de nivåer man kan lyckas få upp dipoler, typ 12-18 meter. Ska man jämföra antenner på 80 meter bör man också tala om, huruvida man lysnnat på DX eller Europa.

Jämförelsen på 15-metersbandet är också lite märklig. En 10 meter hög vertikal strålar inte huvudsakligen mot horisonten på 15-meterbandet. Självfallet funkar en dipol på 10 meter över marken bättre. Hade man jämfört den horisontella dipolen med en 8,5 m hög vertikal hade det blivit helt annorlunda.

SM5DXV Sture
 
Last edited:
You must log in or register to reply here.
Back
Top