HF Trekomponent stubbmatchad

SM5NTI

Member
Hej!
Mitt i alltihop, offset och ändmatat, slår jag ett slag för centermatat när det gäller flerbandsantenner för kortvåg. Jag dristade mig till det för något år sedan, tyvärr under lite fel rubrik – forumtrådarna far iväg, som sig bör. Bengt tyckte dock en byggbeskrivning kunde förklara mina idéer bättre och Karl-Arne bistod, som vanligt, med inspirerande fakta. Jag lade nu ut mina fortlöpande experiment på ett hemsideblad som uppdateras vartefter – vi börjar skönja lite antennväder - förströdd påskläsning kanske, ung. som ett matlagningsprogram i TV, och jag är ente ens någon mästerkock. Vänta lite…sådär, ja – hämtade bara störthjälmen.
Anders

http//www.annor.se/ant41.htm
 

SM7CBS

Well-Known Member
Snyggt Anders!
En gedigen genomgång.

Jag har också funderat i riktning att man borde kunna mittmata en tråd med stege och vid någon längdkombination dem emellan borde man hitta 50 ohm längst ner på stegenpå båda banden? Ett simuleringsprogram som kan berätta åtminstone hur nära man kan komma. Det kanske är en omöjlig uppgift?

G3TXQ har en mycket intressant hemsida och där berättar han att ZS6BKW/G0GSF har experimenterat fram en sådan antenn som täcker 5 band. Den är 93 ft (28,35 m) lång och matas i mitten med 39,8 ft (12,13 m) 400 ohms bandkabel . På 40m, 20m, 17m, 12m och 10m ligger swr under 1,5 på alla 5 banden. På övriga band blir det högt swr.
Kolla nedabstående hemsida ...längst ner.
Tore

G5RV Antenna

D. Can we do better?


Brian Austin ZS6BKW/G0GSF searched for combinations of antenna length and feedline length which would provide a reasonable match to 50 ohms on a number of HF bands; he was succesful - he found that an antenna 93ft long fed with 39.8ft of 400 ohm ladderline (Vf=0.9) provides a reasonable match on five bands. The table on the right shows the best and worst VSWRs of this antenna system on each HF band modelled at a height of 30ft above average ground.

The antenna would be usable on all of 40m, 17m and 12m without any tuner, and much of 20m and 10m. Perhaps its greatest disadvantage is that it does not cover the popular 80m and 15m bands without a tuner.

When LB Cebik analysed the G5RV and variants, he concluded: "Of all the G5RV antenna system cousins, the ZS6BKW/G0GSF antenna system has come closest to achieving the goal that is part of the G5RV mythology: a multi-band HF antenna consisting of a single wire and simple matching system to cover as many of the amateur HF bands as possible. From 80 to 10 meters, Austin's system provides an acceptable match on 5 out of the 8 bands under most conditions without an antenna tuner. This is the best result that has been achieved of any of the systems that has come to my attention."

Band Best VSWR Worst VSWR
160m >100 >100
80m 8.3 18.8
40m 1.1 1.4
30m 87 89
20m 1.2 3.2
17m 1.4 1.6
15m 80 90
12m 1.2 1.4
10m 1.5 9.7
 

SM3BDZ

Well-Known Member
Detta är förvisso tekniskt intressant, men annars skulle jag nog säga - och jag tror mig veta att du håller med Tore; varför allt detta krångel när det är tämligen enkelt att bygga en anpassningsenhet som löser alla problem!?

Bara att välja den trådlängd på antennen som man har plats med och stegens längd så att den räcker in till shacket... och, då får man ALLA band när tråden är en halv våglängd eller mer!

No worries!

/Lasse
 

SA6BSS

Well-Known Member
no worries men ett jäkla tunande!
Med den beskrivna antennen kan man hoppa mellan banden utan att hålla på o snurra o pilla, slipper sätta bärvåg för att matcha antennen osv så visst finns det fördelar! :)
 

SM7CBS

Well-Known Member
Ja jag håller med. Jag använder också stege och s-match som Du Lasse! Det är eenkelt och fungerar utmärkt.
Samtidigt är det intressant att se om det går att komma ännu längre och alternativa lösningar.
Här är en länk till en annan intressant lösning.
http://www.w5dxp.com/notuner.htm
Tore SM7CBS
 

SM5NTI

Member
Allt väl, så långt. Jag kan tydligen lägga störthjälmen åt sidan, ett tag. Frågor och synpunkter emotses gärna. En kort beskrivning av min ”trekomponent stubbmatchning” är på sin plats.

En 80-metersdipol mittmatas av en 450-Ohms bandkabel med given längd. På denna nyttiga sträcka (~15.5 m), vinkelrätt ”hem” eller neråt marken, finns en stubb, en ”passiv”, jämförelsevis förlustfri matchningskomponent. Tillsammans utgör de tre sträckorna ett anpassningsnät uträknat så, att en balun får en rimlig uppgift att hantera de åtta amatörbanden 80-10 meter. Därefter löper en koaxkabel till radion. Med moderna autotuners, antagligen även remote ( vilket jag inte prövat), men framför allt med en enkel anpassare med luftkomponenter är det en lätthanterlig och bra antenn. Se vidare mitt hemsideblad.

* * *

Stegmatatad dipol är fint, förstås. De praktiska olägenheterna med att från en hög, lämplig antennplats ute komma ända in till radiorummet är väl den främsta anledningen till att så få hoppar på det tåget. Med lyckliga omständigheter eller stor entusiasm går det förstås att lösa. Likaså matchningen och dess handhavande. Tyvärr får den hugade rätt lite hjälp, bara en ständig visa om något ”självklart” – kanske ett ämne att behandla i en särskild forumtråd?

Tore, SM7CBS, tar upp den välkända G5RV, också den en mittmatad antenn. Jag kan inte se något finurligt på den länkade hemsidan. 40- och 15-metern är okörbara och kikar man närmare på alla banden från kant till kant, så behövs en antennanpassare, hursomhelst. Jag beskrev tidigare helt kort min variant med ”trekomponent stubbmmatch” av just denna, lite behändigare 31-meters antennlängd, en trådantenn som kan göras riktigt hygglig. Tyvärr saluförs G5RV:n ofta med ospecificerad, plastad tråd och 300-Ohms bandkabel istället för den användbara, rekommenderade 450-Ohmskabeln. Strömbalunen saknas – allsammans liknar en bladlös kniv utan skaft. Här och var funkar naturligtvis även dessa antenner helt okay. Jag lägger nog till min variant på den på mitt hemsideblad.

Kanske är det nya amatörer som efterfrågar kortvågsantenner som inte fordrar någon anpassare alls. Redan en dipol, avstämd mitt i ett större amatörband har en betydande SWR ute i kanterna och man får förutsätta en dämpning, eller i värsta fall en vansklig funktion i anpassningsbefriade multibandsantenner. Att antennerna i många fall ”går bra” är väl gott och väl.

Riktigt tokig tycker jag den ”körklara” antennen var, som SM7CBS hade hittat och länkat till – notune! Jag var först väldigt intresserad. Den bygger på att man med reläer skjuter in bitar av bandkabel i nedledaren, för att på så sätt kunna passa in de åtta banden i en ungefärlig 50-Ohmspunkt. Kul! Tyvärr hann jag räkna en god stund på den innan jag tittade närmare på konstruktionen. Det är inga reläer utan tio dubbla knivomkastare! Omkastarna är lämpliga för att nedledaren inte ska dämpas där den är högohmig. De sitter på en platta på väggen i radioshacket med fem bandkabelslingor 1 till 16 fot långa (orgelpipor? den längsta slingan är således ~fem meter). Avståndet från plattan ut till antennens matningspunkt är precis 27.4 meter. Där ska antennen sitta med nedledaren rakt ut! Det är alltså binär-matte som gäller när man ska ställa om dessa längder: 1,2,4,8,16. Hopplöst att manövrera, särskilt som Q-värdet är rätt högt, här och där, och ibland med tvära kast, som att koppla om lindningsvarv på en spole. I någon speciell tillämpning kan tekniken vara motiverad. Mina räkningar svarar rätt väl mot hemsidans. Jag tycker att det trots allt måste till en antennanpassare – hur ”notune” det än påstås vara! Med värden för vänster bandkant, mitten och höger bandkant ser det ut så här:

80m 3 – 1.2 – 1.3
40m 1.6 – 1.6 – 1.5
30m 1.3 - 1.4
20m 1.3 – 1.2 – 1.1
17m 2.4 - 2.5
15m 1.3 – 1.2 – 1.4
12m 2 - 2.2
10m 1.6 – 1.4 – 1.3
 

SM6APQ

Well-Known Member
Här är en länk till en annan intressant lösning.
http://www.w5dxp.com/notuner.htm
Tore SM7CBS

Jag har tittat på denna "lösning". Jag tvivlar inte på att en hygglig anpassning kan erhållas genom att variera längden på matar-feedern. Men detta innebär att man är tvungen att gå ut och ställa knivströmbrytarna i ett läge som ger lägsta VSWR.

Jag har också en annan invändning. Erfarenhetsmässigt är allt vad skarvar heter utomhus en källa till problem. Hur skyddar man alla dessa knivomkopplare och infästningar till bandkabeln mot fukt och korrosion?
Artikeln gör gällande att hela arrangemanget är monterat på en utomhusvägg?

Frågan är om det trots allt inte är enklare att ratta in bästa anpassning med en balanserad tuner?
Den lilla anpassningsenheten som jag "snickrade" ihop för min Pacific-resa består av ett dubbelt Pi-filter med en "två-däcksomkopplare" som kortsluter de två spolarna succsesivt till optimalt induktansvärde. Två små "söta" BC-kondensatorer sköter resten av jobbet. Med inställningsuppgifterna på en fusklapp sker ett bandskifte på under en minut.

Jag håller nog med Lasse, BDZ som skriver:
Detta är förvisso tekniskt intressant, men annars skulle jag nog säga - och jag tror mig veta att du håller med Tore; varför allt detta krångel när det är tämligen enkelt att bygga en anpassningsenhet som löser alla problem!?

Bara att välja den trådlängd på antennen som man har plats med och stegens längd så att den räcker in till shacket... och, då får man ALLA band när tråden är en halv våglängd eller mer!

No worries!

/Lasse


73
Bengt
SM6APQ
 

SM6APQ

Well-Known Member
Stegmatatad dipol är fint, förstås. De praktiska olägenheterna med att från en hög, lämplig antennplats ute komma ända in till radiorummet är väl den främsta anledningen till att så få hoppar på det tåget. Med lyckliga omständigheter eller stor entusiasm går det förstås att lösa. Likaså matchningen och dess handhavande. Tyvärr får den hugade rätt lite hjälp, bara en ständig visa om något ”självklart” – kanske ett ämne att behandla i en särskild forumtråd?

"Hög, lämplig antennplats ute"...
Detta gäller väl alla dipoler. Skulle det vara problemlöst att mata en sådan antenn med en lång koax typ RG-213?

73
Bengt
SM6APQ
 

SM6APQ

Well-Known Member
Rättelse till knivomkopplad bandkabel.

Jag ser nu att den justering med hjälp av knivomkastarna sker på en vägg inne i shacket! Problemet har nu växlat till ett annat...

Ingen vettig tekniker vill väl ha en transmissionsledning, hur obetydligt den än läcker, i närheten av mottagare, modem och annan kringutrustning.

73
Bengt
SM6APQ
 

SM5NTI

Member
Där ser man vad som händer när inte hjälmen är på!

Till APQ:
Jag tycker inte att SWR är acceptabel utan extra tuner på den ointressanta ”notune”. En jakt på den slarvigt angivna antennlängden resulterade föralldel i en tablå där deras egna punkter är helt identiska med mina. Värre hörn utelämnar de. Allt gäller förstås bästa inställning av omkopplarna. För 80m CW är SWR mycket högt, vilket de själva ursäktar. Men en extra, inkopplingsbar slinga, några meter, kunde kirra den biffen. Du kan stå där vid skranket och rycka i spakarna som en tok men du kommer inte längre än straxt under SWR 2:1 på ett par andra ställen. Pendlingen runt 450 Ohm når helt enkelt aldrig 50 Ohm någonstans på bandkabeln!

Visst är det joxigare med stege, varför skulle våren annars tveka?

Det finns en del riktigt goda egenskaper hos min flerbandsantenn, bara att läsa igenom bladet. Det låter ju kul med din portabeltuner men var köper den som nu inte ”snickrar ihop” sådant själv en äkta - balanserad autotuner – för utomhusplacering eller inomhus, avsedd för remote? Och vad kostar den?
 

SM0AOM

Well-Known Member
Multibandantennen enligt OH1NE som finns återgiven i Rothammel är en av de bättre kompromisserna, men den är "designad" innan WARC-banden ens var påtänkta.
Deras oharmoniska förhållande till antennens grundfrekvens på 3,5 MHz komplicerar saken.
Går det att med "smak valda" längder på antenn, matchningsstub och matarledning få till en användbar anpassning på HF-banden är det bra, men man måste inse det som varit en obestridlig sanning i årtionden:
"Allbandantennen mit angepasster Speiseleitung sind immer Kompromisslösungen"

Beträffande W5DXP:s allbandsantenn är den också en kompromiss, men en arbetsbar sådan. För ett 10-tal år sedan provade jag denna för en installation där flygradiobanden på 3,4 5,5 8,9 11,3 och 13,4 MHz skulle täckas med användbar anpassning och låga förluster.

En stegmatad dipol med grundtonsresonans på 3,4 MHz och W5DXP:s matchningsenhet utförd med 4-poliga industrireläer drevs från en binärräknare som kopplade in längder av 450-ohms ledning i en binär skala.

När SWR understeg 1,5 stoppades räknaren. För att inte sändaren skulle "lösa" satt en oljekyld 6 dB dämpare mellan det Collins 1 kW slutsteg som användes och antennen under förloppet.
Hela anordningen fungerade alldeles utmärkt, och hade blivit permanent om stationsplatsen kunnat användas fortsättningsvis.

Dock är det ganska mycket besvär för en vinst av 2 - 3 dB jämfört med Austin-Fourie dipolen.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 

SM5NTI

Member
Karl-Arne
Kul att du kom in i detta om mittmatade trådantener, jag ska straxt gå! Från OH1NE:s multibandare har jag kommit ett gott stycke genom tillägg av en tredje kabelkomponent. Det går inte att komma hur långt som helst på den inslagna vägen - så sant, det du refererar till! Men det är en kompromissantenn som jag är nöjd med. Jag har nått mina mål (och förstås lagt upp nya experiment med den) - den har många förtjänster, av skilda slag.

Jag påminner mig, att du antog, att diskussionerna kring OH1NE:s antenn bottnade i ett varierande utfall p. g. a. markförhållanden. Som jag utrett saken har i varje fall min modell en god tolerans i det avseendet. Däremot var nog karaktäristiken på 300-Ohmsledare högst varierande och antennen var inte stabilt genomräknad, vilket jag upptäckte tidigt. Det var absolut ingen antenn att köra ”pang på” utan anpassare, vilket kanske förespeglades.

WARC-banden skapar ingen besvärande konflikt! De har snällt följt med utan att störa. I optimeringsmetoden har jag först givit min önskade prioritering, sedan får programmet köra en runda och därefter reglera vägningen efter vissa kriterier – och optimera igen. Facit ser alltså ut så här, vikterna inom parentes:

80 m (3)
40 m (1.5)
20 m (3)
15 m (2)
10 m (2)
-------
30 m (1)
17 m (0.6)
12 m (1.5)

Att W5DXP:s kabelklippningar är mer ”arbetsbar” insåg jag direkt och tyckte var kul. I mitt förra inlägg gav jag svar på varför just den anvisade varianten hamnat olyckligt snett. Antennlängden skickar inte in impedanser i kabeln som möjliggör en god avstämning och arbetsintervallet kan nog vara bättre inpassat. Den är inte realiserbar i vanliga rum osv. men visst är det en tilltalande idé. Som vanligt har du erfarenheter och fakta att delge oss!
 

JanneG

Well-Known Member
Anders #NTI,
jag tycker att dina experiment har varit mycket intressanta att läsa om! Man kan åstadkomma manga användbara funktioner med transmissionsledningar i shunt och parallell. Ett systematiskt närmandesätt till transmissionsledningar i mer komplexa konfigurationer fordras dock ofta ganska mycket matematik - att bara lita på intuitionen leder mestadels åt fel hall :).

Jag har ett tips om litteratur som kanske kan vara intressant -- professor Orfanidis vid Rutgers University i N.J. USA har skrivit boken "Electromagnetic Waves and Antennas" som är utlagd på nätet: Electromagnetic Waves and Antennas

Kap. 12 i boken behandlar specifikt impedansanpassning (I den något högre skolan) på ett bra sätt med åtskilliga exempel. Till boken hör också en samling MatLab-filer vilka även (ev. efter smärre modifikationer) kan köras I SciLab som ju har fördelen att vara gratis (MatLab ko$tar $$$... ) Orfanidis bok ger en strukturerad översblick av teorin för transmissionsledningar och antenner.
(men innehåller inga tips om G5RV eller quad-antenner)

73 Janne/SM0AQW
 
Last edited:

SM6APQ

Well-Known Member
Där ser man vad som händer när inte hjälmen är på!

Till APQ:

Det finns en del riktigt goda egenskaper hos min flerbandsantenn, bara att läsa igenom bladet. Det låter ju kul med din portabeltuner men var köper den som nu inte ”snickrar ihop” sådant själv en äkta - balanserad autotuner – för utomhusplacering eller inomhus, avsedd för remote? Och vad kostar den?

Min tuner, som du benämner "portabel-tuner", är nog bland det enklaste som finns att "snickra" ihop.
När jag fick ITU-kontraktet i Pacific skrapade jag ihop två små vridkondensatorer och två ferritringar som jag lindade med lacktråd. En ferritstav lindad med RG-58 på ingången till tunern åstadkom att hela "paketet" blev något sånär balanserat.

Med detta i bagaget startade resan. Första anhalten var Suva på Fijiöarna. På hotellrummet plockade jag ihop komponenterna. Efter att jag fått mitt tillstånd och satt upp en mittmatad dipol (matad med 300 ohms bandkabel!) var jag ute i luften med tuner-komponenterna liggande löst på bordet.

Nästa anhalt blev Salomonöarna, Guadalcanal, känd eller ökänd från WW2.
I en affär hittade jag en lämplig plastlåda. Tunern uppgraderades, på hotellrummet. Enda verktyget var min Swiss-knife!

Detta är amatörradio!

En sådan tuner är nog ett av dom mest enkla projekt man kan ge sig på att bygga. Vart är amatörradion på väg?

73
Bengt
SM6APQ
 
Last edited:

SM0AOM

Well-Known Member
Detta är amatörradio!

En sådan tuner är nog ett av dom mest enkla projekt man kan ge sig på att bygga. Vart är amatörradion på väg?

Amatörradion följer minsta motståndets lag och närmar sig därmed
privatradion steg för steg. Sorgligt men dessvärre sant.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 

SM6APQ

Well-Known Member
NTI de APQ

Jag skissade kvickt upp schemat på min anpassningsenhet till feedern.
Som du ser är det inga konstigheter och lättillgängliga komponenter.

Den upplindade RG-58:an på ferritstaven har till uppgift att omvandla 50 ohm obalanserat till 50 ohm balanserat. Därefter omvandlar det balanserade dubbla pi-filtret till den impedans som feederändan presenterar. Fungerar kontinuerligt från 1,7 till 30 MHz. Jag använde den även i Saudiarabien på Svenska fältsjukhuset under Gulfkrig 1. Hade då kontinuerliga QSO med Stockholm Radio på 8, 11 och 23 MHz.

De två spolarna, som skissen visar, är lindade på två ferritringar. Om du har för avsikt att bygga en sådan här tuner kan du rådgöra och köpa ferriterna av Lasse, SM5BOQ.

73
Bengt
SM6APQ
 

Attachments

  • dubbelt pi-filter.jpg
    dubbelt pi-filter.jpg
    65.7 KB · Views: 222

SM3BDZ

Well-Known Member
En intressant artikel du hänvisar till Kjell! Den gubben kan ju sina saker... fast jag är ändå benägen att säga att i balanshänseende, har APQ den bättre lösningen!

73/Lasse
 

SM6APQ

Well-Known Member
avstämmare

VE2CV:s lösning, Fig. 1-A, att komplettera en existerande L-match med en strömbalun på ingången är inte fel.
Det jag funderar över är om det inte hade varit bättre att ha ett pi.filter med två vridkondensatorer istället för att skifta en vridkondensator med en omkopplare till in- eller utgång? Jag har en känsla av att man täcker ett större impedansområde med två kondensatorer. Att ratta två vridkondensatorer tycker inte jag är något problem. VE2CV:s schema innebär att man vrider på en kondensator och väljer bästa läge med en omkopplare, fortfarande två komponenter att ratta!

W2DU:s strömbalun med ferrit-beads är en smidig lösning. Jag lyckades åstakomma en motsvarande balun med RG-58 upplindad på en ferritstav. Ferrit-beads fanns inte på Fiji-öarna eller Guadalcanal.

Skall bli intressant att höra vad NTI tycker om min enkla avstämningsenhet. En variant med linkkoppling från slutsteget finns beskriven i Rothammels antennhandbok.

73
Bengt
SM6APQ
 

SM5NTI

Member
Tack för all vänlighet, JanneG! Det där blir nog väl så kraftig rå-kost för mig med ”kapitel 12”, får se programvaran också. Jag vet nog vad som brukar dölja sig bakom några snygga, grekiska kringelikrokar på ett bråkstreck! Likafullt kan de ge övergripande perspektiv och något speciellt att gå in i, på olika vägar.

Bra med 6APQ:s skiss på en enkel, balanserad anpassare. Bättre än mycket annat för en portabelantenn, kanske med fullödigare strömbalun som är rätt placerad i skissen - mot radion. Något att ha i åtanke. Den spar jag. Och här kom det fler. Egentligen undrade jag faktiskt bara om det säljs nån - äkta, balanserad autotuner, luftspolar och allt - för den som kör stege remote? Plånboks- och stickproppsamatörer, för att skoja lite. Är nog dyr, jag hittar ingen!

En hemmagjord ”remote” kan förstås W5DXP:s Notune vara. Jag räknade vidare på den och i den aktuella tillämpningen för amatörbanden har det nog förelegat en visklek under resans gång, kanske med inslag av någon konverterad speciell tillämpning, udda bandkabel osv. – alltid bättre att ange elektrisk längd och förkortad längd på komponenterna.

Notunes antennlängd är 39.5 meter, oisolerad tråd. De har uteslutit 80 m CW och når inte ner i SWR, överlag. De har lagt in en 9.45 m reglersträcka (bandkabelbitar) som börjar vid 27.4 m. För att sikta på 80-metern och alla hörn av våra band 80-10 m med SWR under 1.5:1 startar man istället reglersträckan vid 26.2 m (kan finnas fler ställen). Den är 13.7 m lång med upplösningen (minsta bit) ~21.7 cm i sex binära steg, största slingan är 6.96 m. Antennlängden kan varieras rätt fritt. 42 meters antenntråd t. ex. ger start vid 27.9 m, reglersträckan är nu 11.1 m och upplösningen är 17.6 cm med största slingan 5.64 m. (Alla bandkabelbitar och sträckor räknat med faktorn 0.88, elektrisk längd är således 1.13 ggr större än angivna.) Antennhöjden är 12 m.

Jag kan fundera på en ”oavstämd” vertikal ute på ladan, får se om jag hittar lämplig radiatorlängd i bråten - och trevliga lober. Den har plåttak och ligger högre i trädgården. Inne är det torrt där och utrymme finns. Då blir det koaxkabel. Styrningen kan ju göras efter en lista för lyssning med ett finområde runtikring för avstämningen vid sändning. Det räcker med att stoppa alltefter SWR-mätarens visning inne vid radion. Nåja, nåja. Nåt kul borde man göra med ”notune” men min horisontella tråd med stubbmatchning tänker jag då rakt inte byta.

Det finns en antenn här i spalterna, som jag blivit väldigt förtjust i – SM0GLD:s ”min nya portabelantenn”, som jag vill ha snurrande här på taket (utan lådan), där den kan klämmas in så bra, kanske med manuell "armstrongrotor" - har samlat material under vintern. Uppifrån matad (horisontell, flerbands 14, 18, 21 o 28) får den en fin utstrålning om man bemödar sig extra med 28 MHz. Till den kan kanske en ”notune” vara rumsren, annars har jag redan en lösning. Här for tråden iväg - får tacka Tore, SM7CBS för drömmerierna.
 
Last edited:
Top