Årets antennpyssel - 80m loop

SM0O

Well-Known Member
Hej !

Årets antennpyssel blev att hänga upp en fullsizeloop för 80m.
Längden är ca 80,7m omkrets och som högst 12,5m AGL.
Kupperad terräng gör att den som lägst är 9m AGL.
Tråden är kronans DL-tråd, dubbel som den var tvinnad på trumman.
Matning sker via en hembyggd stege av enkel DL-tråd med exakt 8cm
avstånd mellan ledarna.
Distanserna till stegen är gjorda av 16mm VP-rör, den vita varianten.
Den grå blir varm när den provades i microvågsugnen och innehåller således kol.
Stegens längd är ca 12,6m ände till ände.

Först av allt vill jag säga att antennen verkar gå som ett spjut, jag har haft kontakter
ända bort till PY och ZL på SSB med loopen och mina ynka 100W utan speciellt
gynnsamma konditioner. (Loopen står ute på Djurö i Stockholms skärgård).

Matningen består av 3m RG213 till balunen och sen vidare upp i stegen.
All avstämning sker med riggens inbyggda tuner (TS-850SAT)

Nu till det intressanta, en strömbalun 4:1 (Guanella) gör loopen svåravstämd
och gör det omöjligt att stämma av vissa band.
En Ruthroff spänningsbalun i samma matningspunkt gör att alla band går som
en dans, många helt utan (!) tuner.

Antar att jag hamnat i en spänningsnod på stegen, men nu är den som den är och
jag kan varken förlänga eller förkorta stegen av praktiska och estetiska skäl...

Antar att uttrycket "if it works, don´t fix it" gäller även här :)

Skickar en bild på skönheten, och passar på att skicka stort tack till XYL för både
hjälp med stegbygget och antennuppsättningen. Hon är grym på att skjuta slangbella !

stege2015.jpg
 
Last edited:
Snyggt!
Men på bilden så ser det ut att snarare vara 8cm mellan trådarna än 8mm i stegen. Eller?
 
Jo förresten, glömde att nämna att antennen naturligtvis har fått genomgå ett antal enklare, fältmässiga mätningar.
Resonansen ligger enligt min analysator (FG-1, YouKits) på 3,45MHz med dippar med jämna mellanrum uppåt i
frekvens, precis som förväntat. Den mätningen gjordes med en 1:1 balun direkt i matningspunkten.
Naturligtvis hamnade matningspunkten 10 meter lägre än normalt vid denna mätning, men det duger för fältbruk.
Det enda jag saknar i min mätapparat är att kunna se reaktanserna (C/L) men det får duga ändå, fältmässigt
var ordet sa Bull ! Dessutom blev jag anfallen av en råbock mitt i mina konster så jag anser mig vara ursäktad ;)

Valet av stegmatning kom som en naturlig följd av att jag ville bygga en enkel multiband-antenn på landet, där
det finns plats för ett sådant här åbäke. Jag kan med mina nya erfarenheter med lätthet konstatera att jag nog
aldrig kommer att mata en trådantenn med koax igen om det går att undvika (!)

Så var det frågan om baluntyp i anslutningen till stegen, kanske du K-A kan reda ut det hela för mig en smula.
Min hjärna är tydligen också på semester..... Hi !

Jag har empiriskt bevisat att en strömbalun inte fungerar bra, dels blir avstämningen omöjlig på flera band
och dels blir mottagningen lidande på 15m och uppåt (i stort sett dött).

Med en spänningsbalun (ja, balun, inte unun) enligt bifogad modell fungerar det klockrent från 80-10m.
Behöver inte ens stämma av på 15,12 och låga delen av 10m.

Antar att jag hamnar i en spänningsnod på stegen och inte en strömnod. Kan det stämma, kan det vara så enkelt ?

Så här ser balun-konstruktionen ut (lånad från Phil Salas – AD5X):

Untitled-1.jpg
 
Den är mer femkantig faktiskt, gjorde allt för att innesluta en så stor area som möjligt.
En cirkel hade ju förstås varit perfekt, men är inte realistiskt i verkligheten, särskilt inte
om man dessutom blandar in moder natur i leken ;)
 
Den är mer femkantig faktiskt, gjorde allt för att innesluta en så stor area som möjligt.
En cirkel hade ju förstås varit perfekt, men är inte realistiskt i verkligheten, särskilt inte
om man dessutom blandar in moder natur i leken ;)

Jag förstår, du har alltså planterat träden fel från början;) vi gör alla sådana misstag ibland.

.....jag blir avis! vill också ha bättre antenn.

Vad tror du reaktionen blir om jag skulle använda lyktstolparna som står perfekt placerade för en 80m deltaloop?
 
Är lasten i bra balans, med en CM-undertryckning av 20 dB eller mer, så saknar det betydelse ifall
det är spännings- eller strömbalun. När lasten är sämre balanserad lönar det sig med en strömbalun eftersom den förbättrar CM-undertryckningen betydligt.

Utan att veta hur din strömbalun var kopplad är det svårt att säga något. Man kan dock tänka sig att balunen varit felkopplad, att det uppstått något resonansfenomen i lindningarna eller att kärnmaterialet var olämpligt för applikationen.

Det enklaste sättet att kolla en balun 1:4, både spännings- och ström, är att göra en resistiv last på 200 ohm som har ett mittuttag (2*100 ohm).

Sedan tar man ett dubbelstråleoscilloskop och kontrollerar att det blir samma amplitud, som ska vara samma som amplituden på ingången, och motsatt fas på de båda branscherna refererat till mittuttaget.
Detta görs med ett par watt uteffekt på de frekvenser som är av intresse.

Annars kan man göra den balansindikator som SM7CBS beskrivit på KRAS hemsida.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
@GLD Javisst, trädplanteringen misslyckades totalt. Har gjort om det, men resultatet lär vänta minst 15 år på sig.
Har i alla fall lärt mig av misstaget och lagt ned bärlina redan ihop med fröna :)

@AOM Tack för svaret! 4:1 balunen är av "Guanella"-typ med kärnor i material -61 (se länk till artikel HÄR)
Jag får göra om mätningen på den vid ett senare tillfälle när jag är tillbaks "i verkligheten".
De mätningar på fältet jag hittills kunnat göra är gjorda med ovan nämda analysator samt två guanellor (1:1 resp. 4:1)
samt en 9:1 UnUn (fungerade också mkt bra) och en Ruthroff 4:1 enligt bilden ovan, där den sistnämda givit bäst resultat i praktiken.
 
Jag har väldigt trångt på tomten, många spridda träd, så om jag lyckas få upp en loop så kommer det stå flera träd inne i loopen.
Är detta ett så stort problem att jag lika gärna kan avstå?
 
Det finns träd inuti min loop också, verkar inte påverka alls.
Har flera bekanta som har denna typ av antenn uppsatt, en har
sitt boningshus (villa) "ståendes mitt i loopen" utan att försämrad
funktion mig veterligen.

Jag använder, som jag skrivit ovan, stegmatning och rekommenderar
detta starkt ! Har svårt att se den fungera så här bra på alla band utan, för
den fungerar :) och det över all förväntan !

Skall låna en VNA om det går för att göra en mer komplett analys.
Min enkla analysator kan inte ge mer än SWR och Z, vilket ju inte säger mig
ett dugg om reaktanserna... Men å andra sidan, skit i dom, det funkar ju :)

@GLD
Kör på och sätt upp loopen, det kommer bli kalasbra !
 
Horisontell Delta-Loop med omkretsen 166 m och huset i triangeln. Det är min loop, som jag gillar starkt. Den är matad med koax och 1:2 balun.
 
Skall låna en VNA om det går för att göra en mer komplett analys.
Detta vore mycket intressant.
Din stege är ju ganska kort, optimalt vore 1/2 vl på 80m alltså 40m stege.
Vid simulering ser jag att resonansfrekvenserna drar iväg om loopen inte ser en relativt låg matningsimpedans ca 100-200ohm.

Med igge´s matning blir det nog lättare att dra nytta av loopens multipla resonanser och i stället köra utan atu.

Man kan ju fundera på vilken matningsmetod som i slutändan får lägst förluster.

Ett alternativ är att placera en 1:4 balun i matningspunkten på loopen och köra med 600ohm stege och ytterligare en 4:1 balun före atu´n.
Eller kanske en 200ohm stege vilket är svårt att realisera.
 
Längden på stegen är , i grundutförandet ca 12,2m lång. Denna längd är baserad på formeln för "RPF"
det vill säga "Räcker Precis Fram".

Här är en enkel mätning av SWR med 2 olika Guanellor med 1:1 respektive 4:1 omsättning.
Som synes visar båda mätningar ungefär samma resonanspunkter, vilket var väntat.
http://www.sm0o.se/matdata_1.pdf

Som synes har loopen, i stegens matningspunkt, resonansen ett par hundra Khz för lågt (lägsta resonanspunkten).
Frågan är vad som händer om jag kortar av stegen en aning...? Skall mäta med min enkla analysator, återkommer ! :)

Loppen är förresten gjord av dubbelslagen DL-tråd, dubbel precis som den kommer av bobinen.

Nu till en fundering, jag ber i förväg om ursäkt för att den är aningen korkad då detta är något jag skall kunna utantill...


För det första; det finns amatörer (även i min bekanskapskrets) som matar dessa loopar med koax och möjligen en 1:1 balun.
Dessa påstår att alla band går att köra med denna uppsättning. Loppen är då trimmad till resonans på lägsta bandet.
Såvitt jag kan begripa är detta omöjligt ! En jämn 50ohm´s matchning 80-10m (både låga & höga delen 10m) kan åtminstone
inte jag få min simulator att spotta ur sig. Min slutsats är att koaxen får höga förluster, men pga sin längd blir den som ett
komplext seriemotstånd som härmar en tuner. Allt i antennväg med en såpass flat kurva är i min värld en konstlast...

För det andra;
min stege har en spacing på exakt 80mm hela vägen, dielektrikum PVC (kontrollerat i mikrovågsugn, ingen temphöjning).
Min snabba överslagsräkning ger den en karakteristisk impedans i häradet 500-550ohm. Saknar en riktig VF på kronans DL-tråd :S
Då är frågan hur länden på stegen påverkar antennsystemets resonanspunkt ?

Om jag nu skall justera längden på loopen, skall jag då gå efter systemets totala resonans eller endast i matningspunkten uppe i loopen ?

Vill tillägga att jag matar med stege av 2 anledningar: minskade förluster och möjligheten att köra alla band (multiband).
Allt med SWR under 3:1 räknas som helt OK, då både inbyggda antentunern i min TS-850SAT och Pi-filtret i mitt slutsteg kan
stämma av detta utan något som helst bekymmer :)

Är lite trögtänkt här i värmen !
 
Last edited:
Nu till det intressanta, en strömbalun 4:1 (Guanella) gör loopen svåravstämd
och gör det omöjligt att stämma av vissa band.
En Ruthroff spänningsbalun i samma matningspunkt gör att alla band går som
en dans, många helt utan (!) tuner.

När jag läser detta tycker jag det låter som om Ruthroff-balunen tillför rejäla förluster, och det är därför antennensystemet får bra SWR över hela kortvågen. Precis som du skrev nyss är låg och fin SWR över "alla" frekvenser orealistiskt och en varningsflagga om att något är fel.
 
Håller med dig fullständigt. Visst är det så.
Därav mina två frågeställningar i förra inlägget.
Mäter vidare så länge ☺
 
Resultaten av antenner av denna typ beror i mycket hög grad av dels vilken typ av mark som finns under antennen, och vilken höjd den sitter på.

Med de utgångsvärden som finns här så kommer en kvadratisk loop med omkretsen 83 m och 10 m över marken att ha matningsimpedanser på många av amatörbanden som konvergerar runt c:a 300 ohm realdel när frekvensen kommer upp i 7 MHz och högre.

Band som får impedanser som blir svårhanterliga är 5 MHz, 10 MHz och 24 MHz, medan de andra skulle kunna anpassas inom 3:1 SWR-cirkeln med en 1:6 balun i matningspunkten och 50 ohm koax därifrån.

Gör man loopen dubbelt så stor blir impedansförloppet betydligt jämnare och en 1:6 balun i matningspunkten skulle klara de flesta band.
Problemet rent allmänt blir att inflytandet av markens beskaffenhet blir så stort på låga frekvenser.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Då är frågan hur längden på stegen påverkar antennsystemets resonanspunkt ?
Om jag nu skall justera längden på loopen, skall jag då gå efter systemets totala resonans eller endast i matningspunkten uppe i loopen ?

Simuleringarna tyder på att en loop matad med en högohmig stege får en lägre resonansfrekvens än om den matas med låg impedans.
Det tycks vara så att loopens resonansfrekvens beror på den totala längden inkl stegens längd.

Då jag studerar dina mätdata ser jag att 7MHz har hög WSVR vilket troligtvis beror på att din stege är nära en 1/4 vl på 7MHz.
 
Jag är av meningen att transformationen i 600 ohms stegen leder till att missanpassningen mot 200 ohm reell generator/last som 4:1 balunen erbjuder blir kraftigt förvärrad.

Byter man ut stegen till en bandkabel med 300 ohms impedans och samma elektriska längd blir impedansfluktuationerna på och runt amatörbanden väsentligt mindre.
Detta beror på att vid ett stort antal av resonanserna har impedansen ett belopp med en realdel på nära 300 ohm, och då transformeras dessa inte i matarledningen.

Slutligen undrar jag varför man envisas med att använda en automatisk "tuner" med ett relativt sett litet anpassningsområde istället för en linkkopplad manuell som har ett så mycket större anpassningsområde och som inte behöver någon balun.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Back
Top