Förkortad vertikal eller avstämningsenhet

mikael.andersson

Well-Known Member
Om man har en vertikal antenn som är resonant på 30m, och vill prova att använda den på 80m, så kan man ha en spole på runt 30uH i botten på den för att få den att bli resonant på 3800kHz. Men spolen medför ju också en del motstånd och förluster. Antennen matas med ca 5m RG58.

Är det bättre at inte ha spolen, och använda en avstämningsenhet för att stämma av antennen istället?

Min spole är 50mm i diameter, och 64m lång, med 32 varv.

image.png
 

mikael.andersson

Well-Known Member
Jag gjorde en koll med ett analysinstrument, utan någon spole inkopplad, men vet inte riktigt hur jag ska tolka resultaten. Om SWR är oändligt, borde inte förlusten i antennkabeln vara oändlig också?

image.png
 

SM0GLD

Vänsterhänt
Är det bättre at inte ha spolen, och använda en avstämningsenhet för att stämma av antennen istället?
Om avstämmningsenheten har spolar med högre Q än din yttre spole så kan det bli bättre men det tvivlar jag på.
Spolarna i en ATU brukar vara ganska ynkliga.
Genom att kombinera med en yttre spole och sedan låta ATU´n jobba med ett begränsat impedansområde så uppnås oftast bästa kompromissen
map rimliga förluster.
Jag använder yttre "pre tune" anpassning på alla banden för att underlätta livet för min ATU.
 

SM0AOM

Well-Known Member
Det går ungefär på "ett ut" eftersom den induktans som erfordras i en avstämningsenhet är i samma storleksordning som i en förlängningsspole vid matningspunkten.

En uppskattning är att Q i spolen blir runt 400, vilket medför en serieresistans av runt 1,7 ohm.

Denna resistans kan helt försummas jämfört med förlusterna i omgivningen med realiserbara jordningar eller motviktsnät.
Jag gjorde en koll med ett analysinstrument, utan någon spole inkopplad, men vet inte riktigt hur jag ska tolka resultaten. Om SWR är oändligt, borde inte förlusten i antennkabeln vara oändlig också?

Uttrycket för tilläggsdämpning som funktion av SWR blir odefinierat när SWR går mot oändligheten.
Att instrumentet visar detta beror på ofullkomligheter i mätkretsen, och på avrundningsfel.
 

SM4FPD

Well-Known Member
Men det hela bygger väl på att avstämningsenheteen sitter ute vid antennen.
Då kommer ju koaxen att gå med rätt imp.

Spolen på 30 uH är säkert bra, men måste nog ändå trimmas.
Och då är det ju nästan som en antennanpassare.

Det kan vara spännande att lyssna med en vertikal på 3,8 MHz DX, nu i vinter.
Men det hela kräver ett bra jordpln oxo... ex 4 x 20 tråd några m ovan mark.

SM4FPD
 

SM0AOM

Well-Known Member
En första approximation för matningsimpedansen hos ett 1/4-vågs spröt för 10 MHz som arbetar på
3,8 MHz är 25 -j750 ohm, med realistiska förluster i jordplanet antagna.

Om man sätter 30 µH eller +j750 ohm i serie med detta så blir det 25 ohm kvar. Ifall spolen har en
serieresistans av 1 eller 2 ohm är rätt egalt jämfört med 25 ohm.
 

mikael.andersson

Well-Known Member
Men det hela bygger väl på att avstämningsenheteen sitter ute vid antennen.
Då kommer ju koaxen att gå med rätt imp.

Spolen på 30 uH är säkert bra, men måste nog ändå trimmas.
Och då är det ju nästan som en antennanpassare.

Det kan vara spännande att lyssna med en vertikal på 3,8 MHz DX, nu i vinter.
Men det hela kräver ett bra jordpln oxo... ex 4 x 20 tråd några m ovan mark.

SM4FPD
Tunern är en gammal MFJ-945, som sitter vid radion. Tyvärr har jag bara 5st radialer, som är ca 3-5m långa på grund av begränsningar som min väldigt begränsade uteplats har.

Förlusterna jag är lite fundersam på räknade jag fram på en sida på nätet, https://kv5r.com/ham-radio/coax-loss-calculator/

Om jag knappar in 5m RG58 med SWR 50:1, och använder Tunern för att anpassa det vid radion, så har jag 40% i förlust. Kan en spole i botten på antenen ge 40% i förlust?

image.png
 
Last edited:

SM0AOM

Well-Known Member
Man ska ha klart för sig hur förlusterna uppstår i en kabel.

På "låga" frekvenser så är det I^2*R förluster i innerledaren som dominerar,
så ju lägre strömmar desto mindre förluster så länge som kabellängden är mindre än våglängden/8.

De "reflektionsförluster" som uppstår är inte förlorad energi så länge som de återreflekteras från generatorn.

En titt i Smith-diagrammet visar varför:

1640976193194.png

Om man kunde åstadkomma en förlustfri transformation mellan 50+j0 ohm och 1,075-j62,5 ohm så skulle all energi överföras utom den som förbrukas som värme i kabel, därför att den "reflekterade effekten" skulle återreflekteras i rätt fasläge för att kunna adderas till den framåtgående.

För att inse det behöver vi tänka i reflektionsfaktorer, vilket är hur stor del av energin som reflekteras från lasten.

Antar vi en sändareffekt av 100 W och att 68 W reflekteras kommer 32 W att överförs första gången och av dessa har 1,8 W förbrukats, sedan kommer ytterligare 1,2 W att förbrukas nästa gång, 0,8 W nästa gång osv. Detta blir summan av en konvergent geometrisk serie, ungefär 6 W, vilka alla gått förlorade i värme.

Tar vi med förlusterna i anpassningsnätet så kommer c:a 90% av den inmatade energin att till sist strålas ut från antennen även när den inte är i resonans.

Det blir alltså en mycket liten skillnad, bråkdelar av dB, mellan att ha anpassningsnätet vid antennen i form av en serieinduktans, eller att ha det i änden av 5 m RG-58.
 

mikael.andersson

Well-Known Member
Min spole passade bra, Diameter på 50mm, längd på 64mm och 33 varv. Antennen blir smalbandig, men med tunern ska den säkert fungera på hela bandet.

image.png
 

SM0AOM

Well-Known Member
Med SVF = 1,04:1 har du en realdel i matningsimpedansen av mycket nära 50 ohm.
Ungefär 1/3 av denna är strålningsresistans och resten förluster.

Detta innebär att grovt räknat 1/4 av inmatad effekt blir radiovågor.

Verkningsgrad = Rr/(Rr+Rl+Rg) och Rl+Rg är c:a 40 ohm; verkningsgrad = 12/50 = 0,25 c:a.

Om detta har någon betydelse eller inte beror helt på vilken form av trafik man avser att utöva.
 

SM0UAN

Well-Known Member
Om tunern sitter vid radion gör du bäst i att först anpassa antennen så bra du kan "därute"
Detta påminner om en frågeställning jag lade upp vid ett tillfälle. Tanken var att "generatordelen" är sändaren och matarledningen, och den ska sedan anpassas till "strålningsdelen" (antennen) och det kanske är bäst att göra där man har övergången mellan matarledning och antenn. Så om man fixar till antennen (inkl. förlängningsspolen e.d.) så gott det går så borde väl mycket vara vunnet. En "förlängningsspole" är väl i princip en enkel avstämningsenhet? Alternativet är väl nästan att sätta en komplett avstämningsenhet ute vid antennen. Om detta inte går, så blir det väl nästan lite väl knepigt; alltså om avstämningen sker vid sändarens utgång till matarledningen, så stämmer man väl av så att komplexet "matarledning + antenn" anpassas till sändaren, men vad blir då den utstrålande delen av anläggningen?
 

SM0GLD

Vänsterhänt
men vad blir då den utstrålande delen av anläggningen?
Om du placerar en 1:1 choke nära matningspunkten så förblir givetvis antennen den utstrålande delen.
Denna choke måste nu jobba vid en högre impedans så det ställs lite extra krav på den för att fungera bra.
Som AOM visade i inlägg #10 så förlorar man inte mycket vid den låga frekvensen och med en relativt kort koax men....
Jag vill alltid optimera så jag placerar spolen vid antennen. Att stämma av mot en grovt missanpassad koax bär mig emot å det grövsta;)

En "förlängningsspole" är väl i princip en enkel avstämningsenhet?
Ja så är det givetvis och har man tur så behövs bara spolen för att få en bra anpassning.
Räcker inte detta så kan man fundera på att placera en ATU vid matningspunkten eller göra som jag har gjort och placera en L/C matris i matningspunkten styrd av riggens bandspänning.
Jag vet att min ATU inte mår bra av alltför låga eller höga impedanser så en "grovanpassning" är ett bra alternativ.
 

mikael.andersson

Well-Known Member
Med SVF = 1,04:1 har du en realdel i matningsimpedansen av mycket nära 50 ohm.
Ungefär 1/3 av denna är strålningsresistans och resten förluster.

Detta innebär att grovt räknat 1/4 av inmatad effekt blir radiovågor.

Verkningsgrad = Rr/(Rr+Rl+Rg) och Rl+Rg är c:a 40 ohm; verkningsgrad = 12/50 = 0,25 c:a.

Om detta har någon betydelse eller inte beror helt på vilken form av trafik man avser att utöva.

Oj, 75% förluster låter mycket. Gäller det även på mottagning, eller bara på sändning? Jag har lindat antennsladden 7 varv genom en FT140-43 precis i slutet innan antennen, om det hjälper?

Är förlusterna i antennsladden eller spolen? Om det är i spolen är jag osäker på om den håller för 100w sändareffekt, det blir ju 75W värme, antennsladden blir ju varm den också, 17W/meter, men den får ju mer kylning.
 

SM0AOM

Well-Known Member
Förlusterna finns primärt i jordplanet och i antennens omgivning.
Själva spolen får försumbara förluster i jämförelse med omgivningen,
och koaxen omvandlar någon watt till värme, noga räknat 3 W, vilket också kan försummas.

På frekvenser under ungefär 50 MHz kan man också försumma inverkan av
antennens förluster i mottagningsriktningen i de allra flesta situationer.

Strålningsresistansen är den tänkta resistans vilken omvandlar inmatad HF-ström till radiovågor.

Det går att "tumregelmässigt" uppskatta hur stor strålningsresistansen blir i en "liten antenn" utgående
från "Rüdenbergs formel"; Rr = 40 * (höjden/(4*våglängden))^2 vilken gäller när höjden är mindre än 1/4 våglängd.
 

mikael.andersson

Well-Known Member
Har tyvärr inte så mycket sändareffekt att det blir problematiskt med så låga siffror. Jag tror jag låter antennen vara på 30m där den hör hemma :) Tack för hjälpen!
 

mikael.andersson

Well-Known Member
Jag blev lite intresserad av Smith-diagrammet, plottade in min 30m vertikal(utan spole), på 3600-4000kHz. Om jag förstår det hela rätt så har min spole en reaktans på X = 2 x Pi X f X L = 2 x 3,14 x 3800000 x 0,000030 = 715 ohm.

Är det 715 ohm som för mig längs med sträckan märkt 1 i diagrammet? Men enligt guiden jag hittade är det ett seriemotstånd som för mig längs med linje 1, och en serieinduktans skulle bara föra mig längst till vänster i diagrammet vid "0", och indikera att det kortslutning i kretsen. Min spole har ju bara ca 0.15ohm i resistans(5m 1,5mm2 kabel)

Är det någon som förstår hur det här fungerar?


image.png



4tpiqtse40x21.png
 
Last edited:

SM0GLD

Vänsterhänt
Är det någon som förstår hur det här fungerar?
Det är ganska komplicerat med "Smith" men bilden säger så mycket att det är värt besväret att lära sig förstå hur det funkar.
Många tror att man måste vara en grym matematiker för att förstå hur det funkar men man kan uttyda väldigt mycket ur diagrammet utan att räkna någonting.
 
Top