SA7ELF

Well-Known Member
Jag har fastnat lite för loop-antenner, dels för att jag finner dom intressanta i största allmänhet och dels för att det är svårt att få plats med långa antenner när man som jag bor i lägenhet. Eftersom jag håller mig till QRP-effekter ser jag inga större risker med kraftiga fält och alla komponenter (baluner, kondingar etc.) behöver inte tåla mer än ca 2kV.

Hittils har jag anslutit koaxen från min radio direkt till loopen - skärmen på koaxen i motsatt ände mot vakumkondensatorn och innerledaren justerbar åt ena hållet för att kunna trimma in impedansen till så nära 50 Ohm som möjligt. Det har fungerat bra även om jag upplever att sändning och mottagning är lite hämmad vilket kan bero på antennens placering och betongväggarnas tjocklek.

När jag nu börjat läsa på lite om baluner och dämpning av CM-störningar i obalanserade system har jag börjat göra lite tester med en 4:1-matad loop-antenn byggd av 12mm kopparrör. Nuvarande prototyp matas via en köpt 4:1 balun från CG Antenna men planen är att linda en egen så snart jag får hem mina toroid-kärnor och tråd och då göra en Guanella med dubbla kärnor för att även få viss dämpning av CM-signaler eftersom det är en teknisk omöjlighet att lyckas balansera matningen till 100% med den här konfigurationen.

När jag mäter på antenn med min nanoVNA är det några saker jag inte blir riktigt klok på och det har att göra med den imaginära delen vilken inte går att få ner till noll när jag kryper ner för långt i värdet på avstämningskondensatorn. För tillfället kör jag med fasta door knobs för att kunna mäta och se vad det blir för skillnad. Har jag 470pF inkopplat verkar jag komma ner till ca 1,5 Ohm på X och ganska nära 50 Ohm på R. När jag provade med endast en 330pF-kondensator var det svårt att komma under 8 Ohm imaginärt men med två 330pF parallellt för 660pF var det inga problem att få ner X till 0 Ohm och tom negativa värden. På min andra, större, loop som är byggd på 22mm kopparrör uppstår samma problematik först när jag börjar krypa under 200pF så jag misstänker att det kan ha med resistansen i loopen att göra. Kan det stämma?

Uppstår liknande fenomen om man matar magnetiskt med en kopplingsloop? Jag hittar ingen info alls om min typ av matning av loop-antenner och jag kommer på två tänkbara orsaker.

1 - Några har testat men kommit fram till att det inte fungerar något vidare
2 - Ingen har provat förut
 

Attachments

  • 330pf.png
    330pf.png
    71.1 KB · Views: 41
  • 470pf.png
    470pf.png
    71.8 KB · Views: 41
  • balanserad_loopantenn.png
    balanserad_loopantenn.png
    13.6 KB · Views: 39

SM0UAN

Well-Known Member
Utan att försöka mig på några detaljer, så undrar jag bara om det inte är frågan om resonanskretsens komponenter här. En loop ska väl stämmas av till resonans, med själva loopen som L och en konding av lämpligt värde. En "större loop" låter som den kunde ha högre värde på L och vid en viss given frekvens blir det väl lägre värde på C för att uppnå resonans?
 

SM0GLD

Vänsterhänt
Trådstumparna som ansluter från balun till loop ger ju en induktans som inte ingår i loopresonansen.
Denna induktans ser då ut som en serieinduktor som inte kan trimmas bort utan att införa en kondensator efter balunen.
Induktansen ger alltså ett tillskott av +j. Kanske är det detta som ger dig huvudbry.

Lägg upp en bild så vi får se hur antennen ser ut och ange gärna antennens fysiska mått.
 

SA7ELF

Well-Known Member
Här är en bild på själva antennen och mätning gjord med VNA. När mätningen gjordes stod antennen nära ett rack-skåp men när jag sedan flyttade på den förändrades mätningen en del och trots att jag flyttade matningspunkterna så att kopparsvepen låg emot lödböjen så kom den endast ner till 56 Ohm så optimal matningspunkt ligger sannolikt mitt i kröken varför jag misstänker att en hexagonal form hade varit det allra bästa för att kunna anpassa matningspunkterna. Varje sida är 1,25m på ett ungefär
 

Attachments

  • balanced_square-loop.png
    balanced_square-loop.png
    517.8 KB · Views: 45
  • 990pf.png
    990pf.png
    63.1 KB · Views: 41

SM0GLD

Vänsterhänt
När mätningen gjordes stod antennen nära ett rack-skåp men när jag sedan flyttade på den förändrades mätningen en del
Antennen bör inte stå lutad mot något eller stå på golvet.
Försök få antennen centrerad i rummet, alltså så långt från andra objekt som möjligt.
Vänd antennen så att kondingen sitter uppåt. Då kan koaxkabeln och din T-match hänga utanför loopen.
Tillverka T-match anslutningarna av samma kopparrör och håll ett avstånd på ca 2,5cm från loopen.
Kortslutningsbyglar kan tillverkas av kopparklammer från VVS-butiken.
Dessa kortslutningar kan sedan lätt förskjutas i sidled för att trimma anpassningen.
Gamma-match behöver en seriekonding för att trimma bort den kvarvarande induktansen från kopplingsstången.
En T-match kan då behöva två seriekondingar om man ska vara noga.
....men hur noga behöver man vara? Dina 56ohm är väl bra nog.

Alternativt mata med en Delta-match och bandkabel. http://users.tpg.com.au/users/ldbutler/HFTXLoop.htm
 
Last edited:

SA7ELF

Well-Known Member
Nu har jag lött ihop loopen och kortat av den något för att kunna frakta den i bilen. Varje sida är ganska exakt 1m (ej inräknat lödböjjen) och jag har skruvat fast en keramisk kondensator på 470pF för att kunna mäta av den med min nanoVNA.

Det känns som att den är löjligt smal dock. Det är lite svårt att se på bilden men den röda och blåa markören är placerade ganska exkt vid SWR 1,5:1 och om jag räknat rätt innebär det en total bandbredd på ca 2kHz. Kan det verkligen vara möjligt??

Jag har lyckats placera den fritt när jag mätte på den så mina mätvärden bör stämma någorlunda.
 

Attachments

  • square_loop_20220319.png
    square_loop_20220319.png
    43.6 KB · Views: 22

SM4HFI

Well-Known Member
Liten bandbredd betyder att du har lyckats få till låga förluster, vilket ger ett högt Q och bättre verkningsgrad. Grattis!
/Jan
 

SA7ELF

Well-Known Member
Men ett högt Q-värde är väl främst att föredra vid mottagning? Jag har förstått det som att man får viss spänningsförstärkning vid resonansen men då endast vid mottagning.

En annan sak som förvånar mig mycket är matningspunkten/punkterna. För att få till 50 Ohm via min 4:1 balun sitter dom med ca 30cm avstånd från varandra eller +-15cm från centrum där jag mao bör ha ca 200 Ohm. Jag hade förväntat mig 200 Ohm på de vertikala delarna men man lär så länge man lever.

Nu har jag dessutom lyckats ansluta min vakumkondensator så jag kan trimma resonansfrekvensen. Det är inte vackert men det fungerar att prova med.
 

Attachments

  • loop_20220320_feedpoint_1.png
    loop_20220320_feedpoint_1.png
    607.8 KB · Views: 28
  • loop_20220320_1.png
    loop_20220320_1.png
    1.2 MB · Views: 28

SM4HFI

Well-Known Member
Förluster i antennen märks mest vid sändning! Vid mottagning har mottagaren på 3,5 MHz som regel lägre brus än vad som behövs och ofta möjlighet att koppla in en förförstäkare, så det blir bruset i etern som begränsar även om signalen dämpas. Vid sändning vill man ju ha ut så mycket som möjligt av den effekt som sändaren producerar. Någon annan får berätta vilken verkningsgrad antennen får med det Q du har. Jag gissar antennen trots sitt höga Q har ensiffriga eller låga tvåsiffriga procent verkningsgrad.
/Jan
 

SA7ELF

Well-Known Member
Tack för svaret. Ja effektiviteten/verkningsgraden på en antenn som är så här liten i förhållande till våglängden får inte ut många procent av signalen i luften tyvärr. Ska man gå efter kalkylatorn på 66pacific så ligger jag runt 3% och med ca 5W tillgängligt i min Yaesu FT-818ND vill man ju gärna ha så hög antenneffektivitet som möjligt. Min plan är att labba lite mer med 12mm kopparrör för att sedan bygga en grövre loop. Bor man som jag i lägenhet är det svårt att få till mycket annat i antennväg.
 

SA0PEJ

New Member
Jag såg nyligen på denna presentation och blev inspirerad av John Portune : In search of perfekt loop antenna.

Han förespråkar tjockare antenn för bättre effektivitet, gjord av plaströr och med aluminium/koppar-tejp. På grund av skin effekten så klarar man sig utan kopparrör. Jag experimenterar lite med kapacitiv koppling så slipper man den mekaniska loopen, det verkar fungera och jag ser ingen nackdel förutom att man (jag) behöver en nanoVNA för att trimma den - obegripligt utan.
 

SA7ELF

Well-Known Member
Jag såg nyligen på denna presentation och blev inspirerad av John Portune : In search of perfekt loop antenna.

Han förespråkar tjockare antenn för bättre effektivitet, gjord av plaströr och med aluminium/koppar-tejp. På grund av skin effekten så klarar man sig utan kopparrör. Jag experimenterar lite med kapacitiv koppling så slipper man den mekaniska loopen, det verkar fungera och jag ser ingen nackdel förutom att man (jag) behöver en nanoVNA för att trimma den - obegripligt utan.
Kul att fler experimenterar med små loop-antenner. Ja VNA är ett måste när man ska trimma in den. Jag har fortf inte riktigt monterat klar själva matningen men har den provisoriskt ansluten på balkongen.

När det gäller "tjockare" antenn köper jag absolut effektiviteten MEN mina experiment pekar på ännu högre Q-värde och smalare bandbredd så jag vet inte om det är eftersträvansvärt då den i så fall uteslutande går att använda till CW.
 

SM0KBW

Well-Known Member
Q-värdet är kopplat till verkningsgraden av antennen. Ju högre Q-värde desto högre verkningsgrad. Det är bara i Star trek man strävar efter lågt Q - värde ;)
 

Per Bengtsson SA7PGB

Well-Known Member
SM0KBV , du får gärna slå mig på fingrarna i uppfostrande syfte med linjalen , men är inte det med högt Q-värde mer av en avvägning, dvs sikta på ett högt, men inte överdriva den jakten ?
 

SM0KBW

Well-Known Member
Antar du menar mig, det är ett W i slutet av min signal. naturligtvis så är alla antenner en kompromiss och i synnerhet på en liten magnetisk loop måste man göra avvägningar.

Vad du måste ha klart för dig är vad du är beredd att offra för att krympa din antenn till så pass små mått. De flesta i detta forum är sändande amatörer det innebär att vi vill ha så mycket av den energi som kommer från sändaren ut i rymden, vi strävar efter en så hög verkningsgrad som möjligt. Om du bara ska använda antennen för mottagning då är verkningsgraden inte lika intressant och man kan offra den i utbyte mot bandbredd, det finns ju t o m oavstämda loop antenner för lyssning.

Lat som jag är så rekommenderar jag att du t ex läser denna sida: https://www.qsl.net/kp4md/magloophf2.htm där kan du bland annat läsa om vad man strävar efter:

"Narrow bandwidth (high Q) at resonance. For any specific frequency and magnetic loop antenna, its Q is proportional to its radiation efficiency. Broad bandwidth at the resonant frequency is not desirable as it indicates that power is radiated as heat (resistive loss) rather than as radio frequency energy."
 

SM0AOM

Well-Known Member
Q-värdet är kvoten mellan den reaktans som krävs för resonans
och summan av strålningsresistans, förlustresistanser och övertransformerad matningsimpedans i kretsen.

På analogt sätt är verkningsgraden = strålningsresistans/(strålningsresistans+förlustresistans+
övertransformerad matningsimpedans).

Vid effektanpassning blir (strålningsresistans+förlustresistans)=övertransformerad matningsimpedans, så Q halveras jämfört med det obelastade fallet.

En större loop medför en högre reaktans men strålningsresistansen växer med kvadraten på storleken, vilket medför större strålningsresistans så Q minskar och verkningsgraden ökar.

När man använder folie blir man tvungen att ha bra ordning på övergångsresistanserna i fogarna. Det är mycket lätt att få extra resistans i en eller flera fogar och då försämras verkningsgraden radikalt.

Någonstans runt ett arbets-Q på 1000 är ett ganska bra optimum om man tänker på cirkulerande strömmar och annat.

Till sist är det inget som helst problem att antennens bandbredd bara tillåter telegrafisändningar. Att behärska och använda telegrafi kännetecknar den riktige radioamatören, så det är i allra högsta grad eftersträvansvärt att använda trafiksättet.
 

SM4HFI

Well-Known Member
Jag provade att göra en magloop av aluminiumfolie utan skarvar för några år sen vid Dådran sommarläger.
Det blev 5 sidor i en fyrkant där 2 av sidorna utgjorde kondensatorn. De borde ha suttit på nån skiva för minsta vindpust ändrade frekvensen. De båda kondensatorsidorna satt som parallellogram så med en av träpinnarna som höll isär dem lång gick det lätt att justera avståndet.
Med folien på högkant inbillar jag mig att virvelströmmar minimeras. Det var i alla fall omöjligt att se nån resonans med diverse digitala grunkor som kom fram. Till sist blev det en traditionell SWR-mätare som rörde på sig när spaken var på rätt frekvens. Vi fick aldrig till nån vidare anpassning.
/Jan
 

SM4INV

Well-Known Member
Jag provade att göra en magloop av aluminiumfolie utan skarvar för några år sen vid Dådran sommarläger.
Det blev 5 sidor i en fyrkant där 2 av sidorna utgjorde kondensatorn. De borde ha suttit på nån skiva för minsta vindpust ändrade frekvensen. De båda kondensatorsidorna satt som parallellogram så med en av träpinnarna som höll isär dem lång gick det lätt att justera avståndet.
Med folien på högkant inbillar jag mig att virvelströmmar minimeras. Det var i alla fall omöjligt att se nån resonans med diverse digitala grunkor som kom fram. Till sist blev det en traditionell SWR-mätare som rörde på sig när spaken var på rätt frekvens. Vi fick aldrig till nån vidare anpassning.
/Jan
Fast SM4EDK, Bertil och jag körde ändå ett (två?) QSO med denna skapelse. Det lyckades Bertil att få till någon sorts anpassning på 7 MHz så det blev QSO på 200 m avstånd (mellan Norra och Södra Ungsjön). Om det berodde på att folieantennen drog ut bra eller inte låter jag för säkerhets skull vara osagt...;-)

/p-a
 
Last edited:

SM4HFI

Well-Known Member
Hej P-A!
Jag var mycket inblandad i avstämningen och stod bredvid Bertil när ni körde. Tror SWR var i storleksordningen 10:1, och det räcker ju för att det ska stråla en aning.
/Jan
 

SM0KBW

Well-Known Member
Lite off topic men man har hört om "inverted vee" antenner - men ni verkar ha uppfunnit inverterad foliehatt, grattis!
 
Top