Horisontell helvågsloop

SM4VYS

Active Member
Hej!
Funderar på att sätta upp en helvågsloop på dryga 80 m. Problemet är att bostaden i så fall hamnar i loopen. Undrar hur de elektriska/magnetiska fälten i en loop ser ut. Är det mindre lämpligt att vistas inuti en loopantenn än intill exempelvis en dipol? Överväger att istället göra en dylik antenn på dryga 40 m, men då blir det ingen resonans på WARC-banden om jag förstått rätt. Eller kan den stämmas av vid dessa frekvenser med hyfsat resultat?
Någon som har kunskap om, och/eller erfarenhet av dessa frågor?

Tackar på förhand!
Kalle
 
För en given inmatad effekt så är energin i närfälten ungefär samma för en loopantenn som för en dipol
på samma höjd. Det som kan skilja är att den elektriska fältkomponenten är mindre, eftersom det inte finns några öppna ändar med höga impedanser.

En loop med en given omkrets har en fundamental resonans när omkretsens elektriska längd är = 1 våglängd, och sedan är antennen resonant på frekvenser = heltal * den fundamentala resonansfrekvensen.

Med en lågförlustig matarledning och en antennavstämningsenhet går det att tvinga hela anordningen i resonans vid i princip godtyckliga frekvenser.
Dock kan kombinationerna av vissa frekvenser och längder på matarledningen göra att mycket höga eller låga impedanser uppkommer, som kan vara svåra att anpassa.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Karl Arne nämner lågförlustig matarledning.
Många av oss tänker på stege då.
Ett utmärkt sätt att mata antenner på HF.

I QST November 2009 har vi en liten udda artikel, W1ZR och WB1CGM testar olika matarledningar vid
rätt anpassning respektive vid SWR 10:1.
Stegen skall ju ha låg dämpning sägs det.
Här har vi fått kvantifierat det gamla talesättet.

De provade 6 olika kablar
Open Wire som är hemgjord stege 600 Ohm två trådar med pinnar 50 till 75 mm bred ser den ut
Window line som är plastbandkabel med stansade hål c:a 450 OHm c:a 25 mm bred
Samt koaxar av olika typer.

Jag skall inte rabbla upp alla mätvärden men några ex, dämpning i dB vid 33 meters längd:
Vid 14 MHz 1:1 10:1
Stege hembyggd 0,07 dB 0,35 dB
450 plastbandkabel 0,1 dB 0,5 dB
RG8 koax 0,72 dB 2,7 dB

Större skillnader vid 28 MHz
När de lade kabeln på marken eller vätte den vinner plaststegen över openWire.
Vi ser tydligt hur RG-8 har hög dämpning vid hög SWR.
I praktiken kör vi oftast våra steger med ännu mycket högre SWR.

Till de här siffrorna måste vi dock lägga eventuell dämpning beroende på hur vi matar vår stege.
Baluner som går utanför sitt arbetsområdet etc.
I något fall kan vi dock fördubbla effekten genom att byta från koax till stege.


de
RogeOscarYankee
 
Jag funderar oxo på en anläggning 80 m loop (tysk quad), men funderar på matningen av denna. När man läser runt på olika forum och diverse artiklar, kan man läsa att allt från direktmatad koax till stege med/utan balun, skall det vara. Man kan väl säga att man blir lätt förvirrad...

Hade en vild tanke, som ni gärna får kommentera, att "hörnmata" min stege med 2,5:1 balun med RG58 (ca 15 m) till min TS-440S, med inbyggd tuner. Tanken var att "resterande" missanpassning, som förmodligen kommer att uppträda i koaxen, tas om hand av den inbyggda tunern. Först tänkte jag att stegmata loopen hela vägen och införskaffa en fristående tuner, men tyckte det var "överkurs" då min Kenwood har en inbyggd och väl fungerande tuner. Kört mot en W3DZZ tidigare och vad jag kunnat konstatera, var att tunern stämde av med gott resultat. Vad jag levererade för effekt ut i luften, vet jag dock inte, men ett antal DX blev det dock på denna "dummy load" ...

Matningspunkten hamnar på ca 6-7 m höjd vid husväggen och övriga 3 fästpunkter på en höjd av 10-15 m. Av det jag läst på amatörsiter, torde en sådan loop hålla en impedans i storleksordningen 100-120 ohm. Därav mitt val av 2,5:1 balun.

Tänker jag helt fel eller skulle en sådan konstruktion funka ?



de SM6GZL/Leif
 
Last edited:
Det här är svårt att uttala sig om.

Omgivningen påverkar matningsimpedansen påtagligt, och dessutom är impedansen bara lågohmig och resistiv vid resonansfrekvenserna. De påverkas också de av omgivningen och av antennens höjd över marken. På högre band kommer också matningsimpedansen att stiga.

Sammantaget är det nog så att det blir nödvändigt att använda någon form av "tuner" om man vill använda antennen även vid sidan av resonansfrekvenserna. Då blir typen av matningsledning ganska egal om man bara ser till att den har låga förluster.

Jag ser inga hinder i att använda rimliga längder av lite grövre koax, som RG-213 vilken ansluts direkt till loopen.

En balun av transformatortyp kommer visserligen att minska missanpassningen på några frekvensband, men till priset av minskad effekttålighet och ökade förluster.

Vill man hindra HF att flyta utanpå kabeln kan man sätta en eller flera strömchokar utefter ledningen.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Kalle,
det är nog ganska svårt att ge ett bra svar på din fråga med utgång från teori eller simulering. Med programmet 4NEC2 kan man visserligen göra en prognos av hur närfältet ser ut under och runt omkring antennen, men det resultatet blir bara vägledande eftersom det i verkligheten ligger ett hus där med alla sina el-ledningar och andra ledande strukturer vilka man knappast kan ta med i simuleringen, men som helt klart påverkar fältbilden.

Det finns etablerade standarder för gränsvärden för HF-fältstyrkor från sändare - ARRL Antenna Handbook är en källa, en annan hittar du t.ex. på http://www.icnirp.de/documents/emfgdl.pdf
"(GUIDELINES FOR LIMITING EXPOSURE TO TIME-VARYING ELECTRIC, MAGNETIC, AND ELECTROMAGNETIC FIELDS (UP TO 300 GHz)" - dokumentet används av många länder.

Enklaste sättet att nå klarhet i frågan är nog att sätta upp loopantennen och mäta fältstyrkorna i dess närhet! 73 //JanneG
 
Tack för all respons!
Om man söker lite på internet verkar många föredra att stegmata loopen, tvärt emot vad ARRL Antenna Book säger. Nu har jag inte en balanserad tuner, utan en vanlig med koaxialutgång. Det kanske också påverkar valet?
 
Kalle,

Av ren nyfikenhet gjorde jag en NEC2-simulering av det elektriska fältet (E-) på 2 m höjd över marken från en horisontell 80m loop som hänger på 10 m höjd över s.k. normal jord och matas med 1 kW.

E-fältbilden vid 3.5 MHz i ett 40 x 40 m plan 2 m över marken visas i den bifogade bilden loopfield.jpg; antennstrukturen är inritad med svarta linjer och matningspunkten ligger mitt på den vänstra sidan av loopen. Maximal fältstyrka inträffar under de delar av antennen där antennströmmen har minimum - vid 1 kW ineffekt ligger nog fältstyrkevärdet strax över vad som kan anses vara lämpligt enligt data i ARRL Antenna Handbook. Sänker man ineffekten till 100 W ska värdena divideras med 3.16 (roten ur 10). På den horisontella symmetrilinjen genom loopen är E-fältet ganska litet. Ungefär så här ser det ut - om det kan vara till någon vägledning!

73 //JanneG
 

Attachments

  • loopfield.JPG
    loopfield.JPG
    52,8 KB · Views: 126
Man kanske kan säga lite tillspetsat att ifall man oroar sig på
allvar över effekterna av HF-fält så kanske man ska ha en annan hobby än amatörradio,
eller köra QRP.

De rekommendationer som finns för HF-exponering är härledda ur studier på 70/80-talet
som utgår från termiska effekter via energiabsorption i vävnaderna.

Forskningen har sysslat relativt lite med frekvenser i kortvågsområdet, och veterligen finns inga
fältstudier över hur man påverkas av att vistas i relativt låga HF-fält under lång tid.
En människa absorberar energi i HF-området ganska dåligt, sämre ju lägre frekvensen är, och därför finns det en frekvensberoende term i uttrycket för maximal tillåten E- fältstyrka, Emax = 900/f^2 i området 3 - 30 MHz, enligt ANSI-normen som blivit stilbildande i västvärlden.

Allmänt sett bör man ha ett så stort avstånd som möjligt från antenner till bebyggelse.
Inte bara för ev. hälsorisker med HF-fält, utan också för att man minskar riskerna för detektering i olika hemelektronik och för störningar från dessa. Dessutom får antenner som sitter monterade nära hus och nära marken en kraftigt försämrad verkningsgrad, p.g.a att omgivningen absorberar närfälten.

Det finns anledning att anta att de allra flesta dipolantenner som sitter på höjder som amatörer vanligen kan sätta upp dem på har en totalverkningsgrad på ett ensiffrigt antal procent på de "låga banden".

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Ang tillåtna fältstyrkor.
I CE och R&TTE typgodkännandet ingår saker som har med detta att göra.
Om man läser längst bak i maunalen till en modern CE märkt transiver finns noteringar om hur antennen skall installeras för att vi inte skall utsättas för otillåten strålning.
Men endast över 10 MHz
Det finnsd tabeller exvis för 2vertikal clearance"
10 - 2 meter (band)
Vid 100 Watt EIRP skall antennen sitta 5 meter ovanför operatören.
Eller vid 10 - 400 MHz max 2 W/M2 (kvadratmeter)
Det verkar finns FCC krav under 30 MHz

Man lämnar över till radioamtören att beräkna detta, EIRP.
Men genom att lägga på rejält på avstånden kan na nog fixa saken ändå.
Och många sitter ju tio ggr så långt från sin antenn, 20 meter.

Ehuro samma krav fins för att typgodkänna en mobiltelefon vet jag inte, där finns nog lättnader.

Till SM4VYS, den liggande looppen är balanserad, var du än matar den, och bör ju matas balanserat, oavsett var du gör balanseringen så behöver du sådan.
Vill man köra med stege så skall man mata balansrat vid antennavstämmaren.
Många sätter helt enkelt en balun efter avstämmaren.
Detta finns det dock synpunkter på, men det är en annan diskusion.
Med stege och balun nere finns chans att stämma av den liggande slingan på hela HF, och 50 MHz.
Med balunen vid matningspunkten och koax dit, ja då får man stå ut med mer dämpning. På resonansfrekvensen är det förstås bekvämt med koax och baluen vid loopen.

de
Roy
 
Tack igen för engagemanget i mina frågor!
Jag uppfattar det som att det faktum att loopen är sluten inte påverkar strålningens "art" jämfört med andra antenner. Om man använder två husknutar för att hänga upp en loop som sträcker sig bort från huset blir ju strålningen utmed den husväggen i de flesta fall ändå stor. Jag kanske ska skaffa en LPD-radio istället och börja ropa CQ...
Kanske man ska tänka om, stegmata en dipol som man sätter upp mellan befintligt barrträd och ett metspö från taknocken...
Jag gillade dock tanken på en stegmatad horisontell loop. Det borde bli en väldigt tyst och fin mottagarantenn.
 
Själva poängen med en sändarantenn är att skicka ut energi i rymden.

Alla realiserbara antenner för HF- och lägre frekvensområden är också sådana att de
lagrar energi i sin omedelbara omgivning, och det ändrar sig bara lite beroende på antenntyp
vilka typer av fält, elektriska (E-fält) och magnetiska (H-fält) som energin fördelar sig mellan.

Värst ur denna synvinkel är long-wire och vertikalantennerna, eftersom dessa ofta matas i punkter som ligger nära resten av radioinstallationen, och det förekommer ofta att HF-strömmar leds genom resten av husets elinstallationer och metalliska föremål. En förkortad vertikalantenn har dessutom ofta avstämningsnät med höga Q-värden vilket leder till kraftigt förhöjda fältstyrkor lokalt.

Sett i lite perspektiv är det märkligt att radioamatörer får använda så höga effekter.
Inom EU har det förekommit lobbyverksamhet som utgått från EMC-relaterade fältstyrkevärden på runt 1 - 3 V/m, och velat överföra dessa värden till alla användare av radiospektrum.

Räknar man om dessa värden till typiska amatörradioantenninstallationer så skulle en effektbegränsning på 50W inmatad effekt till en dipol vara relevant, och en motsvarande minskning när antennerna har antennvinst.

Att märka är att fältstyrkor i dessa intervall ligger under de värden där vetenskapen överhuvudtaget diskuterar biologiska effekter, utan dessa är primärt härledda ur påverkan på elektroniska apparater.
Lobbyisterna har dock använt allmänhetens "strålningsrädsla" som tillhygge i debatten.

Hittills har det gått att stå emot dessa argument, kanske mycket beroende på den inbyggda trögheten i sådana här frågor, men det är en öppen fråga hur det kan gå ifall argumentationen också börjar innehålla det faktum att radioamatörer kan generera fältstyrkor som ligger 10-potenser över de som diskuteras, och dessutom "för nöjes skull".

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Back
Top