Behöver hjälp med vertikal

[SM0NOR]

Hej alla,

Jag börjar så långsamt förstå det här med vertikaler, men jag har fortfarande stora kunskapsluckor. Jag är på jakt efter en bra förkortad vertikal för 80 meter. Jag har fått en del tips och jag googlat ganska fram en hel del. Jag kom fram till att det snabbaste (men inte bästa) sättet vore att resa en vertikal och sedan base-loada den med en induktans.

Sagt och gjort, jag har trycket upp ungefär 9.7 meter aluminium i luften. Planen är att förlänga den till en full 1/4 för 40 meter och sedan base-loada till resonans på 80.

Jag kopplade helt sonika en spole i botten och provade mig fram med en krokdilklämma till bästa läge. Vid ungefär 13 microhenry fick jag följande avläsning på antenninstrumentet:

Jag är också litet osäker på vad avläsningen på instrumentet egentligen betyder...


vid 3.71 MHz
SWR = 3.7 14 +j 12


Vad är nu nästa steg för att få det hela att fungera?





Hatt?
Shunt-induktor?
ett LC-nät?

Tacksam för all hjälp!

PS... radialsystemet består av ungefär 500 meter tråd fördelade på 40 trådar av varierande längd.

73

Uffe SM0NOR

 

[SM0AOM]

Det framgår inte om din induktans sitter parallellt mellan änden på radiatorn och jordplanet, eller om den är i serie med kabeln och radiatorn.

Realdelen i den matningsimpedans som du kan vänta dig hos radiatorn ensam blir enligt den Rüdenbergska approximationen c:a 500*(längden/våglängden)^2 eller 7 ohm. Detta gäller så länge förlusterna i jordplanet kan försummas.

Imaginärdelen för en 1/8 våglängd lång radiator med 50 mm diameter är c:a -j 500 ohm.

Det blir högre Q än nödvändigt i ett matchningsnät som börjar med en parallellinduktans,
så min rekommendation är att sätta en serieinduktans mellan radiator och kabel, samt en parallellkapacitans till jord.

Värdena på dessa blir starkt beroende på hur stora förlusterna i jordplanet är.

Ett rimligt första antagande är att de är i samma härad som realdelen hos radiatorns impedans, alltså motsvarande c:a 7 ohm. Den totala realdelen hos kombinationen antenn och jordplan skulle då vara runt 12 - 15 ohm.

Ett LC-nät enligt bilden skulle kunna vara en utgångspunkt för ett matchningsnät för 80 m.

På 40 m-bandet så ligger impedansen hos en 9,7 meter lång radiator + jordplan ganska nära 50 ohm resistivt

Skulle rekommendera att först göra antennen självresonant på 40 m med en kapacitanshatt eller dylikt, och sedan göra ett matchningsnät enligt bilden nedan.

Kapacitanshatten bidrar till att förbättra verkningsgraden på 80 m.

73/
Karl-Arne
SM0AOM

 

[SM0NOR]

Tack där....

Induktorn sitter i serie med kabel och antenn. Innan jag läste ditt svar så provade jag på eget bevåg att lägga en vridkonding i backe, närmast kabeln. 2x500 pF, vridet till ca 2/3 gav perfekta förhållanden och en bandbredd på (2:1) på ca 150 Kc.
Frågan är bara, hur effektvit det är?

Det framgår inte om din induktans sitter parallellt mellan änden på radiatorn och jordplanet, eller om den är i serie med kabeln och radiatorn.

Realdelen i den matningsimpedans som du kan vänta dig hos radiatorn ensam blir enligt den Rüdenbergska approximationen c:a 500*(längden/våglängden)^2 eller 7 ohm. Detta gäller så länge förlusterna i jordplanet kan försummas.

Imaginärdelen för en 1/8 våglängd lång radiator med 50 mm diameter är c:a -j 500 ohm.

Det blir högre Q än nödvändigt i ett matchningsnät som börjar med en parallellinduktans,
så min rekommendation är att sätta en serieinduktans mellan radiator och kabel, samt en parallellkapacitans till jord.

Värdena på dessa blir starkt beroende på hur stora förlusterna i jordplanet är.

Ett rimligt första antagande är att de är i samma härad som realdelen hos radiatorns impedans, alltså motsvarande c:a 7 ohm. Den totala realdelen hos kombinationen antenn och jordplan skulle då vara runt 12 - 15 ohm.

Ett LC-nät enligt bilden skulle kunna vara en utgångspunkt för ett matchningsnät för 80 m.

På 40 m-bandet så ligger impedansen hos en 9,7 meter lång radiator + jordplan ganska nära 50 ohm resistivt

Skulle rekommendera att först göra antennen självresonant på 40 m med en kapacitanshatt eller dylikt, och sedan göra ett matchningsnät enligt bilden nedan.

Kapacitanshatten bidrar till att förbättra verkningsgraden på 80 m.

73/
Karl-Arne
SM0AOM

 

[SM0AOM]

Med den mängd tråd som finns i jordplanet går det fortfarande att utan vidare försumma förlusterna i matchningsnätet.

Räknar vi "baklänges" utifrån dina 13 uH och 650 pF ger SWR = 1:1 vid 3710 kHz så motsvarar detta grovt en antennimpedans av
30 - j 350 ohm. Q på detta är c:a 12, och det går ihop med SWR 2:1 vid +/- 75 kHz.

Antennen över ett perfekt jordplan skulle ha en realdel av c:a 7 ohm, och det är nu runt 30 ohm med det verkliga jordplanet

Alltså har c:a 20 - 25 ohm tillförts av omgivningens förluster. Verkningsgraden hos antennen kan därför inte överstiga 7/(20+7) eller c:a 25 %, Detta är ett "bra" värde för en förkortad vertikalantenn i tätbebyggelse.

73/
Karl-Arne
SM0AOM

 

[SM0NOR]

OK. Jag slänger in grejjerna i en glassburk, kör SAC och ser glad ut .

Återkommer med top-loading....

Med den mängd tråd som finns i jordplanet går det fortfarande att utan vidare försumma förlusterna i matchningsnätet.

Räknar vi "baklänges" utifrån dina 13 uH och 650 pF ger SWR = 1:1 vid 3710 kHz så motsvarar detta grovt en antennimpedans av
30 - j 350 ohm. Q på detta är c:a 12, och det går ihop med SWR 2:1 vid +/- 75 kHz.

Antennen över ett perfekt jordplan skulle ha en realdel av c:a 7 ohm, och det är nu runt 30 ohm med det verkliga jordplanet

Alltså har c:a 20 - 25 ohm tillförts av omgivningens förluster. Verkningsgraden hos antennen kan därför inte överstiga 7/(20+7) eller c:a 25 %, Detta är ett "bra" värde för en förkortad vertikalantenn i tätbebyggelse.

73/
Karl-Arne
SM0AOM

 

[SM0NOR]

Hej, efter en del experimenterande så har jag kunnat dra slutsatsen att LC-nätet endast gav perfekt matchning av en slump. (test-mock-up i rabatten). Efter att ha byggt in den i en plastlåda, och därefter rivit den igen, så har jag inte lyckats återskapa matchningen.

Jag har nu återgått till en vanlig rak induktans i botten av vertikalen. Antenninstrumentet visar som bäst SWR 2:1 över 25 ohm. Detta vore kanske körbart om det inte vore för att SWR på sändarsidan är över 3.

Att återskapa ett LC-nät med en konding till jord har inte visat sig ha någon nämnbar effekt. En kapacitans-hatt besående av 6 st 1 meter långa spröt har adderats i toppen. Detta verkar ha fått effekten av att resonanspunkten flyttar nedåt med resultatet att jag behöver mindre induktans. Men bättre matchning blir det inte.

Jag har nu studerat de flesta förkortade vertikaler jag kunnat hitta på nätet och i litteraturen. Bla, kapitlet om vertikaler i Radio Handbook, ARRL-boken och i antennboken. Jag har också kikat på "Top Loaded vertical i HRM Juni 1969" samt några till. Jag har även kikat på det här: Frank's N4SPP Ham Radio home-built short 80 m vertical antenna

Det som stör mig efter att experimenterat i en vecka och läst allt detta är att det skall vara tämligen enkelt att matcha en sån här konstruktion. Men icke-sa-nicke...

Jag har lekt med tanken att flytta induktansen högre upp på masten, eftersom detta skall vara bättre. Men det känns som fel väg när jag inte kan få en simpel base-loading att funka.

Jag står nu utan idéer på hur jag skall gå vidare..... tips mottages tacksamt!

73

Uffe /SM0NOR

 

[SM7VZX]

Ta ca 10m vertikal pinne, två trådar från toppen mot marken (ju längre dessa slutar ifrån vertikalen desto bättre), längden på trådar ca 9,1m...
Koppla en induktivitet på ca 1,4uH som shunt.
Resonansen blir runt 3,65mhz. Resonansen fixar du med de två trådar, kortare går resonansen mot 3,8mhz, längre går det mot CW delen av bandet.

73' Samir, SM7VZX

 

[SM0NOR]

Tack Samir! Jag landade ungefär på denna lösning efter eget experimenterande. Jag adderade tre trådar i toppen, 7,5 meter långa. Dessa slopar ned mot lämpliga punkter så att ändan hamnade ungefär 5 meter ovanför marken. Jag klippte dem sedan bitvis till resonans. Den exakta längden beror på vinkeln. Ju mer horisontellt, desto bättre. Så man får bestämma hur mycket de skall slopa innan man börja klippa.
Efter detta hamnade jag på SWR 1.1:1 och 13 ohm vid 3.720, vilket jag fixade upp till kablens impedans med en hemlindad 4:1 UNUN. En common-mode-choke blev det också när jag ändå var i lindar-tagen .
En adderad bonus var att min stora botten-induktor jag använde i början kan bringa systemet i resonans på 1.8 om jag koppla in den. Dock med ett -j på ca 600 ohm. Detta kanske jag kan åtgärda på något sätt i framtiden. Men eftersom jag bor nästan mitt i stan, så är nog inte 160 så mycket att satsa på.

Ytterligare en bonus är att jag kan mycket mer om vertikaler nu. Och det är kul. Tack till 0AOM som också alltid ger djup teknisk kunskap. Jag skall repetera "The antenna-transmission line analog" igen. Den tål att läsas många gånger.

73 de SM0NOR

Ta ca 10m vertikal pinne, två trådar från toppen mot marken (ju längre dessa slutar ifrån vertikalen desto bättre), längden på trådar ca 9,1m...
Koppla en induktivitet på ca 1,4uH som shunt.
Resonansen blir runt 3,65mhz. Resonansen fixar du med de två trådar, kortare går resonansen mot 3,8mhz, längre går det mot CW delen av bandet.

73' Samir, SM7VZX