Frågan om hur man stackar antenner dyker regelbundet upp i flödet på olika forum. Den som frågar brukar få svar som hänvisar till någon form av kvartvågs transmissionsledning som tillverkas av vanlig koaxialkabel eller i form av en så kallad powerdivider, ofta tillverkad av fyrkantrör.
Kvartvågs transmissionsledningen har dels till uppgift att transformera antennernas totala impedans till 50 ohm men när den görs av koaxialkabel kan den även användas för att förbinda antennerna med varandra. Den totala längden koaxialkabel från antenn till en sammankopplingspunkt får då en längd som bestäms av arbetsfrekvensen och hur antennerna kopplas ihop.
Vi har då ett antal olika möjligheter.
Börjar vi då med att stacka fyra antenner med 50 eller 75 ohms koaxialkabel kan det se ut som på bilden ovan. Med 50 ohms koaxialkabel så behövs endast en kvartsvågs transmissionsledning närmast anslutningspunkten. Med 75 ohms koaxialkabel behövs två transformeringar, en för varje sammankopplingspunkt.
För 50 ohms koaxialkabel blir det så här:
Antennens 50 ohm parallellt med nästa antenns 50 ohm ger 25 ohm i första sammankopplingspunkten. Från första sammankopplingspunkten till anslutningspunkten har vi en kvartsvågs transmissionsledning med impedansen 50 ohm som transformerar 25 ohm till 100 ohm och när vi då i anslutningspunkten parallellkopplar 100 ohm med 100 ohm och vi får ut 50 ohm.
För 75 ohms koaxialkabel blir det så här:
Antennens 50 ohm via en kvartsvågs transmissionsledning med impedansen 75 ohm som transformerar 50 ohm till 112 ohm. 112 ohm parallellkopplat med 112 ohm ger 56 ohm i första sammankopplingspunkten. Från denna punkt har vi en ny en kvartsvågs transmissionsledning med impedansen 75 ohm som transformerar 56 ohm till 100 ohm. 100 ohm parallellkopplat med 100 ohm ger då 50 ohm ut.
Om vi fortsätter med att titta på hur vi kan göra för att stacka två antenner blir vi lite mer begränsade. En powerdivider med impedansen 35,35 ohm löser hopkopplingen bra men är lite klumpig och tung när man bara behöver stacka två antenner med varandra och vill hålla nere vikt och mängden kabel. Det bästa alternativet att då använda koaxialkabel.
Tyvärr fås det bästa resultatet om man stackar två antenner när man använder en koaxialkabel med impedansen 70,7 ohm som kvartsvågs transmissionsledning, men det är länge sedan det var lätt att köpa 70 ohms koaxialkabel. För att lösa uppgiften används istället ofta 75 ohms koaxialkabel vilket ger en liten kvarstående missanpassning.
Men tänk om man på ett ganska enkelt sätt kunde få tag i eller tillverka egen koaxialkabel med en impedans på cirka 70 ohm. Om man kan tänka sig att bygga om en 50 ohms koaxialkabel till 70 ohm så går uppgiften att lösa på ett ganska enkelt sett.
Om man tittar på formeln för att beräkna den karakteristiska impedansen för en koaxialkabel så kan man komma till insikten att man bara behöver ändra på förhållandet mellan skärmens inre diameter (D) och mittledarens diameter (d) för att ska öka.
Det går ganska lätt att öka diametern på kabelns dielektrikum vilket medför att skärmens inre diameter ökar vilket gör att koaxialkabelns impedans ökar.
Använder man formeln baklänges för att räkna ut D för att få cirka 70 ohm så får man fram att vi behöver öka diametern på kabelns dielektrikum från 2,95mm till cirka 4,85mm.
Här följer nu en beskrivning på hur man kan göra för att bygga om en RG58 C/U med impedansen 50 ohm så att den får en impedans av cirka 70 ohm för att kunna stacka två antenner för 2meter.
Inköpslista för nödvändiga grejor som behövs förutom RG58 och koaxialkontakter om man behöver använda sådana:
Krympslang diameter 3,2mm (Biltema 61-672)
Krympslang diameter 4mm (Biltema 61-673)
Krympslang diameter 6mm (Biltema 61-674)
Krympslang diameter 8mm (Biltema 61-675)
(Krympslang med lim, diameter 10mm (Biltema 61-668))
Eltejp
Krympslangarna med diameter 3,2mm, 4mm och 6mm används för att i steg öka diametern på kabelns dielektrikum till cirka 4,8mm i diameter. Resultatet med angiven ordning på krympslangarna blev bra med en impedans av cirka 70 ohm som slutprodukt. Krympslangen med diameter 8mm används som yttre isolering över skärmstrumpan på den ombyggda delen av koaxialkabeln.
Ett första försök med 3,2mm, 4mm och 4mm krympslang blev cirka 4,4mm i diameter och gav impedansen cirka 68 ohm vilket var i lägsta laget. Det finns alltså möjlighet att prova flera olika kombinationer av krympslangar för att nå önskad impedans.
Troligen går det även bra att använda metoden på RG213 och liknande koaxialkablar som har solid Polyetylen som isolator. Krympslangarna är också av Polyetylen varför de inte har någon kraftig påverkan på den ombyggda koaxialkabelns slutliga egenskaper.
En kvartsvågs transmissionsledning för 145MHz tillverkad av RG58 C/U får normalt längden 341mm. När vi bygger om koaxialkabeln får vi en liten påverkan på utbredningshastigheten vilket medför att den färdiga kvartsvågstransformatorn blir lite kortare.
För att kunna hantera mittledaren och kunna trä på krympslang över dess dielektrikum samt för att få skärmen att räcka till kommer vi att ta till lite extra längd för den koaxialkabel vi arbetar med.
Vi skalar därför av ytterisoleringen på 500mm av RG58 genom att göra en brottanvisning runt kabeln och sedan göra en längsgående brottanvisning. Vi öppnar sedan ytterisoleringen vid den inre ändan och drar av den ut mot yttre ändan. Vi gör på detta sätt för att inte fransa upp skärmstrumpan onödigt mycket.
Fortsätt sedan genom att försiktigt skjuta och samtidigt dra tillbaka skärmen över den oskalade kabeln så att den isolerade mittledaren blir fri.
Kapa till 360mm långa bitar av krympslang 3,2mm 4mm och 6mm. Trä på krympslangarna på mittledarens dielektrikum i storleksordning med den smalaste först och krymp sedan respektive krympslang ifrån inre ändan mot yttre ändan innan du trär på nästa krympslang.
Till vänster i bilden syns krympslangarna på mittledaren och i mitten av bilden syns den tillbakadragna skärmstrumpan innan den försiktigt ska dras tillbaka över mittledarens nya dielektrikum.
Det nu tjockare dielektrikum gör att vi tappar cirka 100mm av skärmstrumpans längd när vi dragit tillbaka den över krympslangen. Det överskott av skärmstrumpa som finns kvar justerar vi när mäter upp den slutgiltiga längden.
Klipp till 380mm av krympslangen med diameter 8mm och trä på den över skärmstrumpan. Låt krympslangen överlappa cirka 20mm av ytterisoleringen på RG 58 kabeln och krymp den sedan med början från inre ändan.
Klipp sedan till 60mm av den limförsedda krympslangen med diametern 10mm och trä på den över kabeln så att den tätar övergången mellan yttermanteln på RG 85 och krympslangen som täcker skärmstrumpan. Det går även att täta övergången med eltejp.
Nu är det dags att mäta upp slutgiltig längd för transmissionsledningen plus den längd som behövs för hopkoppling av de två antennerna. Kvartsvågs transformatorn fick längden 337mm vilket tyder på att förkortningsfaktorn för 70 ohms delen är strax under 0,66.
Vi lägger till en halv våglängd i koaxialkabel vilket blir 683mm på 145MHz vilket ger en totallängd av 1,02meter.
Bilden visar det färdiga stackningskablaget med PL 259 kontakter för matningspunkten och med öglor för skruvanslutning till dipolelementen.
Jag avser att använda stackningskablaget till två stackade vertikala dipolantenner som är byggda enligt en grundritning för Vertical Dipole Array från KG4JJH. Länk till byggbeskrivningen https://www.kg4jjh.com/vda.html.
Valet föll på att bygga dipolerna av 16mm aluminiumrör och det bärande röret tillika reflektorn av 28mm aluminiumrör för att det ska kunna användas som maströr. Min version av antennen är avsedd att kunna läggas i bakluckan på en bil så jag har byggt delarna så att maximala längden på alla ingående delar blir 1200mm.
Jag valde tvärt emot beskrivningen att använda den översta och den nedersta antennen i mitt bygge och jag vände även antennerna så att det heta elementet pekar uppåt.
Designfrekvensen för dessa antenner är 146,5MHz så jag har justerat mina kabellängder efter detta och resultatet verkar tala för sig själv.
Den röda kurvan visar att SWR ligger under 1:1,26 inom ett 8MHz brett område och bästa anpassning ligger på 145,850 där SWR är 1:1,05. (Det grå fältet markerar vårt 2m band).
Metoden för att göra sin egna stackningskabel på det här sättet är nog mest lämpad för högre frekvenser. Det går dock att trä på krympslang stegvis om behov finns för en 70 ohms kabel för lägre frekvenser. Det viktiga då är att krympslangarnas skarvar ligger förskjutna i längdled så att det inte finns en svag punkt i kabelns nya dielektrikum.
edit tre små stavfel
Kvartvågs transmissionsledningen har dels till uppgift att transformera antennernas totala impedans till 50 ohm men när den görs av koaxialkabel kan den även användas för att förbinda antennerna med varandra. Den totala längden koaxialkabel från antenn till en sammankopplingspunkt får då en längd som bestäms av arbetsfrekvensen och hur antennerna kopplas ihop.
Vi har då ett antal olika möjligheter.
Börjar vi då med att stacka fyra antenner med 50 eller 75 ohms koaxialkabel kan det se ut som på bilden ovan. Med 50 ohms koaxialkabel så behövs endast en kvartsvågs transmissionsledning närmast anslutningspunkten. Med 75 ohms koaxialkabel behövs två transformeringar, en för varje sammankopplingspunkt.
För 50 ohms koaxialkabel blir det så här:
Antennens 50 ohm parallellt med nästa antenns 50 ohm ger 25 ohm i första sammankopplingspunkten. Från första sammankopplingspunkten till anslutningspunkten har vi en kvartsvågs transmissionsledning med impedansen 50 ohm som transformerar 25 ohm till 100 ohm och när vi då i anslutningspunkten parallellkopplar 100 ohm med 100 ohm och vi får ut 50 ohm.
För 75 ohms koaxialkabel blir det så här:
Antennens 50 ohm via en kvartsvågs transmissionsledning med impedansen 75 ohm som transformerar 50 ohm till 112 ohm. 112 ohm parallellkopplat med 112 ohm ger 56 ohm i första sammankopplingspunkten. Från denna punkt har vi en ny en kvartsvågs transmissionsledning med impedansen 75 ohm som transformerar 56 ohm till 100 ohm. 100 ohm parallellkopplat med 100 ohm ger då 50 ohm ut.
Om vi fortsätter med att titta på hur vi kan göra för att stacka två antenner blir vi lite mer begränsade. En powerdivider med impedansen 35,35 ohm löser hopkopplingen bra men är lite klumpig och tung när man bara behöver stacka två antenner med varandra och vill hålla nere vikt och mängden kabel. Det bästa alternativet att då använda koaxialkabel.
Tyvärr fås det bästa resultatet om man stackar två antenner när man använder en koaxialkabel med impedansen 70,7 ohm som kvartsvågs transmissionsledning, men det är länge sedan det var lätt att köpa 70 ohms koaxialkabel. För att lösa uppgiften används istället ofta 75 ohms koaxialkabel vilket ger en liten kvarstående missanpassning.
Men tänk om man på ett ganska enkelt sätt kunde få tag i eller tillverka egen koaxialkabel med en impedans på cirka 70 ohm. Om man kan tänka sig att bygga om en 50 ohms koaxialkabel till 70 ohm så går uppgiften att lösa på ett ganska enkelt sett.
Om man tittar på formeln för att beräkna den karakteristiska impedansen för en koaxialkabel så kan man komma till insikten att man bara behöver ändra på förhållandet mellan skärmens inre diameter (D) och mittledarens diameter (d) för att ska öka.
Det går ganska lätt att öka diametern på kabelns dielektrikum vilket medför att skärmens inre diameter ökar vilket gör att koaxialkabelns impedans ökar.
Använder man formeln baklänges för att räkna ut D för att få cirka 70 ohm så får man fram att vi behöver öka diametern på kabelns dielektrikum från 2,95mm till cirka 4,85mm.
Här följer nu en beskrivning på hur man kan göra för att bygga om en RG58 C/U med impedansen 50 ohm så att den får en impedans av cirka 70 ohm för att kunna stacka två antenner för 2meter.
Inköpslista för nödvändiga grejor som behövs förutom RG58 och koaxialkontakter om man behöver använda sådana:
Krympslang diameter 3,2mm (Biltema 61-672)
Krympslang diameter 4mm (Biltema 61-673)
Krympslang diameter 6mm (Biltema 61-674)
Krympslang diameter 8mm (Biltema 61-675)
(Krympslang med lim, diameter 10mm (Biltema 61-668))
Eltejp
Krympslangarna med diameter 3,2mm, 4mm och 6mm används för att i steg öka diametern på kabelns dielektrikum till cirka 4,8mm i diameter. Resultatet med angiven ordning på krympslangarna blev bra med en impedans av cirka 70 ohm som slutprodukt. Krympslangen med diameter 8mm används som yttre isolering över skärmstrumpan på den ombyggda delen av koaxialkabeln.
Ett första försök med 3,2mm, 4mm och 4mm krympslang blev cirka 4,4mm i diameter och gav impedansen cirka 68 ohm vilket var i lägsta laget. Det finns alltså möjlighet att prova flera olika kombinationer av krympslangar för att nå önskad impedans.
Troligen går det även bra att använda metoden på RG213 och liknande koaxialkablar som har solid Polyetylen som isolator. Krympslangarna är också av Polyetylen varför de inte har någon kraftig påverkan på den ombyggda koaxialkabelns slutliga egenskaper.
En kvartsvågs transmissionsledning för 145MHz tillverkad av RG58 C/U får normalt längden 341mm. När vi bygger om koaxialkabeln får vi en liten påverkan på utbredningshastigheten vilket medför att den färdiga kvartsvågstransformatorn blir lite kortare.
För att kunna hantera mittledaren och kunna trä på krympslang över dess dielektrikum samt för att få skärmen att räcka till kommer vi att ta till lite extra längd för den koaxialkabel vi arbetar med.
Vi skalar därför av ytterisoleringen på 500mm av RG58 genom att göra en brottanvisning runt kabeln och sedan göra en längsgående brottanvisning. Vi öppnar sedan ytterisoleringen vid den inre ändan och drar av den ut mot yttre ändan. Vi gör på detta sätt för att inte fransa upp skärmstrumpan onödigt mycket.
Fortsätt sedan genom att försiktigt skjuta och samtidigt dra tillbaka skärmen över den oskalade kabeln så att den isolerade mittledaren blir fri.
Kapa till 360mm långa bitar av krympslang 3,2mm 4mm och 6mm. Trä på krympslangarna på mittledarens dielektrikum i storleksordning med den smalaste först och krymp sedan respektive krympslang ifrån inre ändan mot yttre ändan innan du trär på nästa krympslang.
Till vänster i bilden syns krympslangarna på mittledaren och i mitten av bilden syns den tillbakadragna skärmstrumpan innan den försiktigt ska dras tillbaka över mittledarens nya dielektrikum.
Det nu tjockare dielektrikum gör att vi tappar cirka 100mm av skärmstrumpans längd när vi dragit tillbaka den över krympslangen. Det överskott av skärmstrumpa som finns kvar justerar vi när mäter upp den slutgiltiga längden.
Klipp till 380mm av krympslangen med diameter 8mm och trä på den över skärmstrumpan. Låt krympslangen överlappa cirka 20mm av ytterisoleringen på RG 58 kabeln och krymp den sedan med början från inre ändan.
Klipp sedan till 60mm av den limförsedda krympslangen med diametern 10mm och trä på den över kabeln så att den tätar övergången mellan yttermanteln på RG 85 och krympslangen som täcker skärmstrumpan. Det går även att täta övergången med eltejp.
Nu är det dags att mäta upp slutgiltig längd för transmissionsledningen plus den längd som behövs för hopkoppling av de två antennerna. Kvartsvågs transformatorn fick längden 337mm vilket tyder på att förkortningsfaktorn för 70 ohms delen är strax under 0,66.
Vi lägger till en halv våglängd i koaxialkabel vilket blir 683mm på 145MHz vilket ger en totallängd av 1,02meter.
Bilden visar det färdiga stackningskablaget med PL 259 kontakter för matningspunkten och med öglor för skruvanslutning till dipolelementen.
Jag avser att använda stackningskablaget till två stackade vertikala dipolantenner som är byggda enligt en grundritning för Vertical Dipole Array från KG4JJH. Länk till byggbeskrivningen https://www.kg4jjh.com/vda.html.
Valet föll på att bygga dipolerna av 16mm aluminiumrör och det bärande röret tillika reflektorn av 28mm aluminiumrör för att det ska kunna användas som maströr. Min version av antennen är avsedd att kunna läggas i bakluckan på en bil så jag har byggt delarna så att maximala längden på alla ingående delar blir 1200mm.
Jag valde tvärt emot beskrivningen att använda den översta och den nedersta antennen i mitt bygge och jag vände även antennerna så att det heta elementet pekar uppåt.
Designfrekvensen för dessa antenner är 146,5MHz så jag har justerat mina kabellängder efter detta och resultatet verkar tala för sig själv.
Den röda kurvan visar att SWR ligger under 1:1,26 inom ett 8MHz brett område och bästa anpassning ligger på 145,850 där SWR är 1:1,05. (Det grå fältet markerar vårt 2m band).
Metoden för att göra sin egna stackningskabel på det här sättet är nog mest lämpad för högre frekvenser. Det går dock att trä på krympslang stegvis om behov finns för en 70 ohms kabel för lägre frekvenser. Det viktiga då är att krympslangarnas skarvar ligger förskjutna i längdled så att det inte finns en svag punkt i kabelns nya dielektrikum.
edit tre små stavfel
Last edited:
