Induktiv koppling?

SM2DNR

Well-Known Member
Har ett längre tag använt en V-beam för kortvågen och den fungerar bra.
Fick sedan en idé om att hänga upp två trådar till men riktade 90 grader från den första antennen.
Med reläer tänkte jag sedan skifta in de fyra trådarna på valfritt sätt till 450 ohms nedledaren för att få olika riktningar och lober.
Vilket inte fungerade enligt den briljanta planen, känsligheten var kass och inkopplingen av olika tråder gav obestämbara lobriktningar.

Har nu återgått till den gamla V-beamen med endast två trådar, inga reläer och direktkopplad till den balanserade nedledaren och det fungerar lika bra som tidigare.

Men varför fungerade det inte med den där reläboxen, blev det kapacitiv och induktiv koppling mellan de fyra trådarna (och inuti reläboxen) så att den välbekanta pannkakan uppstod?

Kanske måste man ha den nya V-beamen en bit ifrån den gamla och dessutom låta den nya ha en egen nedledare? Tacksam för synpunkter, det HADE ju varit trevligt med en antennriktning även åt det hållet.
73/ Kjell
 

SA5A

Well-Known Member
Eftersom jag övervägt liknande arrrangemang vid fjällstugan, skulle jag gärna vilja veta mer om hur du gjorde. Hur långa trådar? Vilken vinkel mellan trådarna och på vilka frekvenser har du använt och provat antennen/antennerna?
SA5A Sture
 

SM0GLD

Vänsterhänt
Det är nog fler som är intresserade av detta....typ jag.
Att byta riktning borde vara en enkel sak om man har plats för flera antenner.
Antenner som är placerade i 90 graders vinkel i förhållande till varandra brukar ju inte koppla så bra till varandra.
Hur fungerade din reläbox, var dom bortkopplade elementen frihängande eller jordade?

/Micke
 

SM2DNR

Well-Known Member
Antennen är egentligen väldigt enkel, det är bara två 85 meter långa trådar som är vinklade 30 grader från varandra och matningen är som sagt en 450 ohms stege av den där kommersiella sorten.

Från den högra av trådarna vinklade jag sedan ut en ny tråd 40 grader och drog nästa tråd 30 grader därifrån.
Vinkeln mellan de fyra trådarna var alltså 30-40-30 grader.
Reläboxen innehöll 8 st små 12V reläer så att jag kunde kontrollera varje tråd oberoende av de andra - väldigt ambitiöst.
De trådar som inte var inkopplade till nedledaren var inte jordade (för att inte påverka andra trådar) och max 2 trådar kunde vara inkopplade samtidigt.

Med matchboxen - en MFJ 941E Verstuner - blev SWR bra på alla band på kortvågen, även på 160 faktiskt.
Matningen/reläboxen hängde på 12 m höjd med antenntrådarnas fria ändar på 8 meters höjd.

Reläboxens innehåll packades så tätt som möjligt för att få små ströinduktanser även om det ändå blev en del trådar kors o tvärs, varje relä fick ju en egen kontrollkabel.
Med min enkla kapacitansmätare fick jag fram sådär ungefär 2,5 pF mellan de öppna reläkontakterna men någon annan kapacitansmätning gjordes inte.
Antennlinorna är försvarets telefonkabel DL, lätt och bra kabel faktiskt.
Nedledaren släpptes rakt neråt från reläboxen men kontrollkabeln gick 1,5 m längs med hisslinan och fram till blocket i taknocken innan den togs ner längs husväggen, detta för att om möjligt ge så liten påverkan som möjligt på stegmataren.
 

SM0BRF

Well-Known Member
Jag gissar att det induceras ström i de icke använda antenntrådarna och att de på vissa frekvenser fungerar som parasitiska element. I så fall kan det fungera på frekvenser långt från dessas resonansfrekvenser. Borde kollas med simulering.
 
Last edited:

SM0GLD

Vänsterhänt
EZNEC avslöjar att det går ström i alla element oavsett de 2,5pF över reläkontakterna.
Värst blir det tydligen på låga frekvenser vilket var tvärt emot vad jag trodde.
På höga frekvenser påverkas inte loberna av denna "tjyvström"
Om matningen är perfekt symetrisk så blir problemet litet men om obalans uppstår i feedern så förvärras det hela.

På vilka frekvenser har du störst problem?

/Micke
 

SM2DNR

Well-Known Member
Antennen används mest på 14 MHz och uppåt, förstärkningen - och riktverkan - ökar med ökande frekvens och med förhoppningsvis ökande solfläcksantal så kan det bli en utmärkt antennen på 28 MHz.
Men då med riktverkan endast åt två håll.

Att trådarna påverkar varandra mera vid låga frekvenser beror kanske på att avståndet till de trådar som inte är inkopplade då blir kort med avseende på våglängden.
På högre frekvenser blir det elektriska avståndet större och påverkan av näraliggande trådar minskar.

Den här sortens högimpediva antenner verkar vara mera känsliga för näraliggande metallföremål och trådar än de lågimpedivt matade antennerna.
Och obalans i antennsystemet är nog inte så ovanligt. :D

Med lämpligt placerade och längdanpassade parasitiska trådar kanske man också i viss omfattning kan påverka antennens egenskaper i positiv riktning, styra loben/förstärkningen t.ex.
Men öppningsvinkeln är frekvensberoende och det börjar nu bli många variabler att hålla rätt på.
 

SM0GLD

Vänsterhänt
På 14MHz ser det ut att fungera ganska bra enligt EZNEC förutsatt god balans i matningen.
Det som får mig att tvivla lite på resultatet är att endast mycket små (0,01pF) strökapacitanser mellan elementen resulterar i nästan full antennström i samtliga element.
Antingen är det fel på min antennmodell eller så har EZNEC extra svårt med just denna simulering.
Det krävs djupare analys för att förstå vari problemet består.

/Micke
 

SM0AOM

Well-Known Member
Jag ser ingen anledning till att detta inte skulle fungera.

Orsaken till att t.ex. EZNEC visar strömmar i oanslutna trådar är att
de finns i de drivna elementens närfält, och då kommer strömmar att uppträda
genom induktion.

Sådana antennkonstruktioner har gamla anor, t.ex. byggde SM5KP (SK) en liknande antenn redan i slutet av 40-talet, vilken visas i den scannade sidan nedan från Radioteknisk Årsbok från 1952.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 

Attachments

  • SM5KP_1.jpg
    SM5KP_1.jpg
    93.6 KB · Views: 313

SA5A

Well-Known Member
Kan "problemet" vara att 30 grader är en relativt liten vinkel mellan trådarna? Alltså, kan det vara så att trådarna ligger onödigt nära varandra och kopplar för mycket?

God fortsättning!
 

SM5DRY

Well-Known Member
Är SM5KPs bild korrekt ritad när det gäller omkopplaren? Ska inte antenntrådarna vara kopplade till exempelvis 2 och 3 på omkopplaren för att ge en vinkel på 60 grader?

Sedan undrar jag vilka antennlängder är mest optimala för att täcka så många band som möjligt? Har sett exempel på 82 m, 60 m och 42 m.
 

SM0CTK

Well-Known Member
Kungen på bandet.


SM5KP


Han var kung på bandet med denna ant-konstruktion. Finnes säkert fortfarande några hams
här i Sm0 som kan intyga detta.

73 sm0ctk stig

***

Är SM5KPs bild korrekt ritad när det gäller omkopplaren? Ska inte antenntrådarna vara kopplade till exempelvis 2 och 3 på omkopplaren för att ge en vinkel på 60 grader?

Sedan undrar jag vilka antennlängder är mest optimala för att täcka så många band som möjligt? Har sett exempel på 82 m, 60 m och 42 m.
 

SM2DNR

Well-Known Member
----------
-------------
Orsaken till att t.ex. EZNEC visar strömmar i oanslutna trådar är att
de finns i de drivna elementens närfält, och då kommer strömmar att uppträda
genom induktion.
---------------------
73/
Karl-Arne
SM0AOM

Stämmer bra med mina egna funderingar. Och då finns problemet med "överhörning" alltid kvar så länge man har trådarna nära varandra.
Blir ännu mera nyfiken på hur antennen (och switchningen!) hos SM5KP fungerade.


Kan "problemet" vara att 30 grader är en relativt liten vinkel mellan trådarna? Alltså, kan det vara så att trådarna ligger onödigt nära varandra och kopplar för mycket?
God fortsättning!

Nja, 30 grader är optimalt för 10 m bandet med den trådlängd på 85 m som jag valde. På bifogad bild kan man se öppningsvinklarna ute till vänster i förhållande till trådlängden (nertill).


Är SM5KPs bild korrekt ritad när det gäller omkopplaren? Ska inte antenntrådarna vara kopplade till exempelvis 2 och 3 på omkopplaren för att ge en vinkel på 60 grader?
-----------------------

Jodå, kan nog stämma men detta visar också vilket flexibelt system det var, trådarna kuinde väljas in helt fritt för att få den bästa signalstyrkan vad jag förstår.
Med de 60 grader som SM5KP hade mellan sina trådar så fick han gissningsvis en bra funktion särskilt på 20 m och kunde välja in en fin lob med bra förstärkning var 60:e grad runt om. Såvida nu inte den induktiva kopplingen från övriga trådar inverkade negativt.


Den återstående frågan blir ändå hur man kan ha flera switchade trådar nära varandra utan att få en negativ induktiv påverkan.
 

Attachments

  • Öppningsvinkel.jpg
    Öppningsvinkel.jpg
    62.8 KB · Views: 194
Last edited:

SM0GLD

Vänsterhänt
Jag har nu uppdaterat min EZNEC-modell.
Har simulerat flera tänkbara fel inkluderat kapacitansen över reläkontakterna.
Det är endast obalans i matningen som ger de riktigt stora problemen.
De yttre antennelementen har inte riktigt samma impedans som de inre, kan detta bidra till fasfel i matningen?

Kan man garantera absolut fasläge i antennänden dvs 180grader mellan trådarna i stegmataren?

Om man t.ex. har en liten antennström som går via manöverkabeln till jord, kan detta bidra till fasfel?
Var manöverkabeln försedd med choke?


Den här sortens högimpediva antenner verkar vara mera känsliga för näraliggande metallföremål och trådar än de lågimpedivt matade antennerna.
Och obalans i antennsystemet är nog inte så ovanligt. :D

Antennen är inte högimpediv vid resonans.
ca 17ohm till 70ohm från 2 till 30MHz.
17st resonanser mellan 2 och 30MHz.
Från 7 till 28MHz VSWR ca 1:1,5 vid 50ohm matning.

/Micke
 

SM2DNR

Well-Known Member
--------------------------------
Det är endast obalans i matningen som ger de riktigt stora problemen.
De yttre antennelementen har inte riktigt samma impedans som de inre, kan detta bidra till fasfel i matningen?

Kan man garantera absolut fasläge i antennänden dvs 180grader mellan trådarna i stegmataren?

Om man t.ex. har en liten antennström som går via manöverkabeln till jord, kan detta bidra till fasfel?
Var manöverkabeln försedd med choke?

Antennen är inte högimpediv vid resonans.
ca 17ohm till 70ohm från 2 till 30MHz.
17st resonanser mellan 2 och 30MHz.
Från 7 till 28MHz VSWR ca 1:1,5 vid 50ohm matning.
/Micke


Tack Micke, för ditt jobb med mina stackars trådar!

Fasläget mellan 450 ohms kabelns båda ledare blir väl snarast en fråga för MFJ eftersom de har gjort matchboxen...
Toroiden de har lindat upp för balanserad feeder är också ganska liten (=förluster?) men räcker antagligen för den låga effekten.
Antennen för övrigt är gjord för att vara så balanserad som möjligt.

Manöverkabeln var inte utrustad med choke eller ferriter, kabeln gick längs hisslinan nästan två meter från stegen.

Antennen kan nog oavsiktligt vara mer eller mindre i resonans på något/några amatörband men detta var inte något designkriterium.
Impedansen uppe vid antenntrådarna är säkert varierande och frekvensberoende men för det mesta väsentligt högre än 50 ohm, det viktiga är att matchboxen klarar att anpassa tranceivern till feedern.

Vissa saker har man bättre grepp på med en Yagi på en mast.
Även om en Yagi då inte klarar alla de band som den här trådantennen klarar av så går den å andra sidan att rotera... :)
 
Last edited:

SM0GLD

Vänsterhänt
Tack Micke, för ditt jobb med mina stackars trådar!

Ingen fara, det är intressant att analysera antenner.
Tyvärr har vi inte lösningen på dtt problem ännu.

Ska själv bygga en reläbox för att kunna switcha mellan 5st dipoler (10st reläer)
Troligtvis stöter jag på snarlika problem med "överhörning" o.dyl

/Micke
 

SM2DNR

Well-Known Member
Matar du dipolerna med 50 ohms koax så går det antagligen alldeles utmärkt, bara reläna klarar strömmen.

Biltemas bilreläer är användbara i lågimpediva antennswitchar, se QTC nr 6, 2009 och kapacitansen till den öppna kontakten i reläet ligger någonstans runt 3,5 pF tror jag.

Men att switcha högimpediva antenner verkar vara problematiskt på grund av den induktiva kopplingen mellan trådarna.
Symmetriska dipoler med 50 ohms matning har förmodligen mycket mindre induktiv koppling och t.ex. tre dipoler med 60 grader spridning kan säkert fungera bra. Vilket det tydligen gjorde för SM5KP.
Vilket då också skulle förklara varför switchen i schemat över den antenn -KP byggde står i läge för dipol och inte för V-beam (som vännen -DRY påpekade).

Allt har en förklaring och korven har två... Gott Nytt År till dig Micke och naturligvis till er alla!
 
Last edited:

SM0AOM

Well-Known Member
SM5KP:s antennkonstruktion var inte lågohmigt matad annat än på 80m, där
två diametralt motsatta trådar bildade en 3/2-våglängds dipol. På alla andra band blev matningsimpedansen hög.

En av anledningarna till att sådana antenner fungerade bra var att dåtidens radioamatörer vanligen inte hade sett en SWR-meter ens på bild, och då utfördes matningssystemet avstämt. Man justerade tills antennen "drog" som bäst, och ägnade sedan inte en tanke åt SWR på matarledningen.

Det är svårt att ha åsikter "på avstånd" om varför SM2DNR:s antennsystem inte ville fungera.

En orsak kan vara att det helt enkelt är svårt att avgöra en antenns riktverkan utan att ha väldefinierade referenssignaler att jämföra med. Ofta kan man få motstridiga resultat beroende på vilka infallsvinklar i vertikalled som signalerna har.
Annars är antenner som består av långa icke-resonanta trådar ganska "snälla" i sitt uppträdande, och brukar sällan ge upphov till överraskningar.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 

SM6APQ

Well-Known Member
Hej alla o. En God Fortsättning.
Om man noggrant studerar ARRLs antennböcker finns i början av boken ett kapitel - Antenna Fundamentals. Där finns strålningsdiagram på olika längder av longwirar (matade i ändan för att bli en "sann" longwire!). Jag har själv kommit på en enkel regel när det gäller lober från en enkel dipol till långa trådar. Om en antenn är 3 halvvågor lång uppträder 3 lober på vardera sidan av tråden (totalt 6 lober från antennen.) Jämför t ex en halvvågsdipol som (i låga elevationsvinklar!) ser ut som en åtta. EN halv våglängd innebär EN lob på vardera sidan av tråden. Beväpnad med dessa fakta kan vi gå vidare.
I samma kapitel finns strålningsdiagram för olika längder med hänsyn till antalet helvvågor på tråden. Man kan roa sig med att kopiera ett sådant diagram i två exemplar och sedan klippa ut diagrammen. Om vi utgår från trådar fem våglängder långa ser man 10 lober på vardera sidan av den enskilda tråden. (fem våglängder är ju tio våglängder!).
Dom "feta" och intressanta loberna ligger omkring 18 grader från trådens riktning - två 18 graders lober i vardera riktningen. Med hjälp av dom två kopierade loberna liggande brevid varandra så att dom bildar ett "V". Genom att justera vinkeln mellan trådarna kan man få dom intressanta loberna att samverka och bilda två huvudlober.
Om vi gör en V-beam med 105 m långa ben inträffar följande: På 20 m blir antennen 5 våglängder lång och efter "pappersjusteringen" finner man optimal vinkel mellan benen blir omkring 44 grader. På 15 metersbandet uppträder 7.4 våglängder på vardera trådarna och en optimal vinkel mellan trådarna blir 36 grader. På 10 m blir vinkeln mellan de två trådarna omkring 32 grader. Observera att med ökat antal våglängder på benen ändras inte nämnvärt vinkeln mellan dom intressanta loberna och tråden. En lämplig "komprisslösning" med 105 m långa trådar vore att välja en vinkel, 39 eller 34 grader beroende på om man vill favorisera 14-MHz eller 28-MHz.
Ref. till inlägg # 9 av AOM.
Om man studerar bilden noggrant har jag kommit till slutsatsen att den gode KP bara behövt 3 ben (trådar) för att täcka sex riktningar. En icke terminerad V-beam är ju "bidirectional" d v s den går i TVÅ riktningar. Ben 1 och 2 strålar ju också i den riktning som ben 4 och 5 strålar! Någon kanske påpekar att KP erhöll en dipol med ben 6 och 3. En dipol kunde också erhållas mellan ben 1 och 3. Vinkeln på 120 grader mellan trådarna tror jag inte skulle påverka nämnvärt egenskaperna hos en sådan dipol. Jag antar att dipolen var avsedd för skandinaviska förbindelser på 3.5 och 7-MHz. P G A den ringa höjden skulle dipolen i stort sett bli rundstrålande på dessa två band.
Att erhålla 8-dB vinst (över dipol förmodar jag) tvivlar jag på.
Om man konstruerar antennsystemet med tre ben kan man tänka sig att tillverka en tretrådig transmissionsledning (öppen stege) ner till transmatchen. Man kunde då låta den outnyttjade tråden antingen "flyta" eller jordas nere vid sändaren och välja det alternativ där bästa resultat, (minst "tjuvkoppling") till de två aktiva benen erhölls.
AOM, kommentarer skulle uppskattas!

73
Bengt SM6APQ
 
Last edited:
Top