Ingjutning av elektronik, med epoxy

Varför oscilloskopet påverkar förstår jag inte, det är inte några problem att mäta på detta sättet med andra konstlaster.
När man mäter på transformatorer med stor omsättning riskerar man stor påverkan beroende på probekapacitansen.
Denna kapacitans ska ju laddas om för varje period av mätfrekvensen och då flyter en viss ström genom kondensatorn. Om proben har 10pF och transformatorns spänningsomsättning är 1:7 så flyter det 7x så hög ström på transformatorns primärsida vilket då betyder att den "reflekterade" kapacitansen har multiplicerats med 7x och motsvarar då 70pF.
Dessa 70pF tillsammans med transformatorns läckinduktans skapar då resonanser som blir svåra att förutsäga.
 
Om man plottar lasten, 2450 ohm, transformerad genom en ideal 1:49 impedansomsättning transformator, i Smith-diagrammet så får man denna ortskurva:

1667638721623.png
alltså mitt i 50 ohms punkten. Detta förutsätter dock en ideal transformator, vilket bara finns i skolböcker. Realiserbara bredbandstransformatorer avviker en hel del från detta.

1667638057038.png
När man istället sätter en parallellkapacitans av 8,2 pF parallellt med utgången så flyttas ortskurvan så att ett SWR på nära 1:10 uppstår.
Denna kapacitans är representativ för en 10:1 oscilloskopprob.

Det som vi bevittnat i denna tråd och andra om den "hypade" EFHW är vilken "återvändsgränd" som hela konceptet utgör, och hur lättlurade dagens snabbutbildade radioamatörer har blivit.

Endast elementära kunskaper i elkretsteori och fundamental antennteknik krävs för att genomskåda varför EFHW tillhör kategorin "enkla, självklara men felaktiga svar på komplexa frågor". Man hoppas på en "allbandsantenn" som inte heller ska kräva någon manuell anpassningsenhet.

Konceptet ser enkelt ut, och ger på pappret fördelar, men tar man en kritisk titt på de motstridiga krav som finns på komponenterna och antennens omgivningar "inses lätt" att nackdelarna överväger.

En mycket bättre lösning är att göra antennen mittmatad och mata den via en avstämningsenhet och en lätt balanserad matarledning, som t.ex. 300 ohm bandkabel. Men detta har vi redan känt till i ett par-tre generationer...

Slutligen är det "en trist historia" att myter om antenner sprids så snabbt och okritiskt i amatörleden. Förnuftets röster som G3TXQ(SK) och Owen Duffy (som av förklarliga skäl tröttnat på radioamatörer) har lämnat scenen.
 
Last edited:
Man hoppas på en "allbandsantenn" som inte heller ska kräva någon manuell anpassningsenhet.

Just så är det.

Det har ju förekommit en del kreativt konstruerade "allbandsantenner" där man gjutit in en konstbelastning i form av ett effektmotstånd i balunboxen. På så sätt går det att få ner SVF till acceptabla värden och om antenntråden häng upp högt och fritt så har det ändå gått fint att få kontakt med andra.

Ett lågt SVF kan lätt misstolkas som att antennen fungerar bra och så länge det inte finns någon annan mer optimal antenn att jämföra med så blir det ju närmast omöjligt för en oerfaren amatör att bedöma huruvida antennen är bra eller dålig. Vi vet också att 100 W till en mobilantenn för 80 m som har en verkningsgrad i häradet en knapp procent, dvs mindre än 1 W strålar ut och 99 W blir värme. Defakto räcker 1 W till för att få kontakt över hela Sverige, ofta med relativt goda signalstyrkor.

Så om 50-90 W av de inmatade 100 W skulle omsättas till värme i en EFHW-antenn så finns ju minst 10 W kvar och om antennen hänger högt och fritt så ger det utomordentligt höga signalstyrkor ändå. Klarar man bara av att inse detta -erkänna det för sig själv - och är beredd att acceptera förlusten så må det väl vara hänt.

De mest effektiva enkla trådantennerna för amatörradio finner man annars t ex i de gamla skrifterna från 1920-1930 talen. Då på den tiden hängde man upp en dipol mellan två träd där trådlängden ofta bestämdes av de fysiska avstånden mellan träden eller andra tillgängliga fästpunkter. Som matarledning användes öppen stege i häradet 600 ohm och som med keramiska glaserade spridare har omätbara förluster även vid extrem missanpassning mellan antenn och matarledning.

Diskussioner om SVF förekom överhuvudtaget inte utan man stämde i stället av av sändarens utgångskretsar till maximal antennström på en RF-Ampere meter eller helt enkelt till max ljusstyrka på en eller två små glödlampor i serie med matarledningen.

Senare under 40-50 talen blev separata matchboxar vanliga och de var byggda med väl tilltagna dimensioner på spolarna och vridkondensatorer med stora plattavstånd som klarade av ett stort impedansområde med i stort sett omätbara förluster.

Det är först i modern tid när man övergick till 50 ohm systemimpedans, bredbandiga PA-steg för 50 ohm och när SVF kom in i bilden som allt började blir krångligt. Detta tillsammans med att vi egentligen har alldeles för många amatörband gör inte saken lättare.

Allt måste bli kompromisser till slut men det gäller att försöka undvika de värsta fallgroparna som ständigt grävs för att fånga in intet ont anande radioamatörer i fällorna. Allt kan säljas med mördande reklam.
 
Last edited:
För sent att rätta mitt tidigare inlägg.

vilket då betyder att den "reflekterade" kapacitansen har multiplicerats med 7x och motsvarar då 70pF.
Dessa 70pF tillsammans med transformatorns läckinduktans skapar då resonanser som blir svåra att förutsäga.
Det ska givetvis vara så att kapacitansen multipliceras med 7 i kvadrat = 49. Detta motsvarar då 490pF.
 
Som EQL föreslog har jag mätt en konstlast(2st parallella 100ohms motstånd lödade direkt på en BNC adapter) genom två transformatorer och fått resultat som jag tror är rimligare.

Mätningen gjordes genom att jag mätte spänningen över en konstlast med oscilloskopet, när jag sände direkt in i konstlasten och via två 49:1 kopplade mot varandra. Skillnaden mellan resultatet delade jag på två och utgår från att båda har liknande förluster. Jag gjorde två mätserier, en med 1W och en med 3,5W sändareffekt. Resultatet pekar på en verkningsgrad på 88% vid 3,5MHz til 75% vid 28Mhz.

Eftersom värdena är snarlika det som designern skrev, så utgår jag ifrån att indjutningen inte har påverkat den negativt åtminstone.



1667679916822.png
1667680877107.png
 
Jag hällde Epoxy även på den andra EFHW transformatorn, och gjorde en ny mätning, resultaten var väldigt lika. Som best ligger min på 88% verkningsgrad, och sämst på 68%, men det är möjligt att designern inte avsåg att den skulle användas på 11m bandet, den beskrivs som 81-87% verkningsgrad.

1667720387212.png

1667720677141.png
 
Mätningen gjordes genom att jag mätte spänningen över en konstlast med oscilloskopet, när jag sände direkt in i konstlasten och via två 49:1 kopplade mot varandra.


Vi förutsätter att du mätt spänningen över 50 ohm motståndet och därefter beräknat effekten som avsätts i motståndet som grund för din beräkning av verkningsgraden? Det framgår inte riktigt tydligt.

När det gäller passiva RF-transmissionskomponenter som matarledningar, filter, kontakter, strömdrosslar, baluner osv så talar man normalt om dämpning eller förluster. Dessa anges med få undantag i sorten dB.

När det gäller "antenner" så bör man se helheten som ett ANTENNSYSTEM bestående av själva antennelementet, RF-transformator eller strömdrossel, matarledningen och impedansanpassning (ATU) mellan matarledning och sändare.

Alla dessa passiva komponenter har förluster, dvs en del av den inmatade effekten omsätts till värme.

Som ett exempel behövs en 50 m lång koaxialkabel mellan antennelementet och sändaren. Enligt databladet läser vi ut att kabeldämpningen för en viss frekvens och 100 m längd är 6 dB. För 50 m blir då dämpningen hälften dvs 3 dB. (6 / 100 x 50 = 3 dB)

Förlusterna i en RF-transformator har mätts upp till 2 dB och vi antar vidare att en matchbox/ATU används som har 1 dB förlust, uppskattad eller uppmätt.

Totalt blir då förlusterna mellan sändaren och antennelement 3 + 2 + 1 dB = 6 dB

Det innebär att om sändaren lämnar 100 W så kommer 25 W att nå fram till antennelementets matningspunkt. 75 W omsätts till värme. Beroende på hur god anpassning mellan själva antennelementet och matarledningen med RF-transformatorn är tillkommer ytterligare missanpassningaförluster som är svåra att mäta. I fall som med "EFHW-antennen" där trådens impedanser blir precis vad som helst och är utom all kontroll kan det lätt bli många fler dB förlust. Den effekt som inte strålar ut i etern omsätts till värme i 49:1 RF-transformatorn.

Det är inte alls orimligt att anta att så mycket som 90 av 100 W försvinner i form av olika förluster i en typisk EFHW-installation.

Sen måste man hålla i minnet när det gäller "EFHW-antenner" så marknadsförs de ofta som en magisk allbandsantenn som inte behöver något effektivt jordplan eller motvikt. I många fall förlitar man sig på att matarkabeln mellan transformatorn och radion räcker som s k "motvikt". I sak innebär det då att halva antennen utgörs av matarkabeln och om denna ligger på marken så ligger ju också halva antennen på marken. Detta ger ytterligare förluster och är också förklaringen till att denna typ av antenn är en av de allra sämsta lösningarna och direkt olämplig att ödsla tid på.

Om antennen inte blir dålig nog när ena halvan ligger på marken så kan i princip även den andra halvan också läggas på marken eller t o m grävas ner under markytan. Jag spetsar till detta medvetet för att tydliggöra att antennelementet är en sak och matarledningen en annan. Tillsammans bildar de ingående komponenterna ett antennsystem. Antennelementet skall hängas upp högt och fritt medan matarkabeln enbart skall användas för att transportera energi från sändaren till antennelementet. Därför går det bra att lägga matarkabeln på marken och även gräva ner denna utan att kabelförläggningen påverkar antennsystemets effektivitet.
 
Jag kör en randomwire, 1:9 unun, en choke / 240-31, 8 varv rg58 direkt efter ununen, och typ 2 x 15 meter jordplan med en liiten jordspik, och ca 5 m rg58 till riggen

Funderar på att ersätta ununen med en Emtech zm-2 i matningspunkten, blir lite meckigare, men hur ska jag tänka för att hamna i rätt härad vad det gäller förluster?

( bekvämlighet oräknad ;) )
 
Jag gjorde mätningen på följande sätt:

1. Mätte spänningen(top-top) över ett 50ohms motstånd med radion ställd på lägsta uteffekten.
2. Mätte spänningen(top-top) över ett 50ohms motstånd med radion ställd på lägsta uteffekten, genom två 49:1 transformatorer.

Av detta fick jag en tabell med följande värden:

Frekvensband50ohm(Vpp)50ohm-2xEFHW(Vpp)
8023,420,4
4023,420,6
2023,419,4
1524,219,0
1125,415,6

På 80m beräknar jag effekten från radion till ((23,4v/(2*sqrt(2))^2)/50 = 1368mW

På samma sätt beräknar jag effekten när det är två 49:1 kopplade mellan radion och motståndet

((20,4/(2*sqrt(2))^2)/50 = 1040mW.

Skillnaden mellan dessa är 328mW, jag antar(förenklat) att 164mW försvinner i varje transformator.

Förlusten i procent får jag till 164mW/1368mW = 0,119 = 12%, dvs verkningsgraden är 88%.

Förlusten räknar jag till LOG(1368mW/1204mW)*10 = 0,55dB på 80m

Har jag gjort mätningen och beräkningarna på ett riktigt sätt?


1667721943429.png
 
Funderar på att ersätta ununen med en Emtech zm-2 i matningspunkten, blir lite meckigare, men hur ska jag tänka för att hamna i rätt härad vad det gäller förluster?
Emtech ZM-2 är en rätt klent dimensionerad ATU, som dessutom har ett ganska litet anpassningsområde, eftersom man inte har så många frihetsgrader när det gäller LC-förhållande och kopplingsfaktor.

1667725999021.png

Det finns en ganska uppenbar risk för att den plastisolerade vridkondensatorn blir förstörd genom överslag om riktigt olämpliga laster ska försöka anpassas.


Har jag gjort mätningen och beräkningarna på ett riktigt sätt?

Ja, genom att mäta beloppet av transmissionen |S21| får man reda på genomgångsförlusten i hela systemet. Helst ska man mäta den på många punkter i frekvensområdet så att det går att se variationerna. När mätningen sker i ett 50-ohm system blir inverkan av strökapacitanser mindre.

Det som man däremot inte får reda på är hur och var förlusterna uppstår; om de primärt beror på kärnförluster eller på missanpassning.
Inte heller får man reda på om omsättningsförhållandena är riktiga.

För att skaffa sig en uppfattning om detta behöver man också mäta beloppet av reflektionsfaktorn |S11| och hur den varierar med frekvensen.

En annan osäkerhetsfaktor är att sådana mätningar implicit förutsätter att frekvensgångarna eller belopp och fas hos överföringsfunktionen H(jω) hos båda transformatorerna är identiska.

Är det inte så blir det ganska osäkert vilket bidrag som dominerar. Resonansfenomen mellan läckinduktanser och strökapacitanser får en stor inverkan, i synnerhet när frekvensen stiger.
 
AOM: tackar!
Jag kör som sagt sällan / aldrig mer än 5w, så håller mig på ganska rimliga nivåer ...

Då lönar det sig för tillfället bättre som det är, tills jag får till något bättre.

Sorry för sidospår!
 
0,55 dB på 80 m uppmätt i ett 50 ohm system under kontrollerade former utan inverkan från matarkabel och impedanser som alltför kraftigt avviker från den som transformatorn är designad för är nog ganska rimligt.

Mäter du SVF, eller S11 om du har en VNA, så bör du kunna se att anpassningen är som bäst någonstans kring 5-10 MHz. På de högre frekvenserna ställer strökapacitanser till det och SVF blir ofta ganska dåligt.

Mäter du SVF eller S11 så prova att terminera transformatorns utgång med ett motstånd på 2450 ohm. Prova också med en trimpotentiometer t ex 4,7 k och kika på hur SVF eller S11 varierar när du skruvar på resistansen. Du kommer att finna att bästa anpassning på olika frekvenser erhålls med något olika resistanser och det beror på att transformatorns utimpedans inte är 2450 ohm resistiv över hela frekvensområdet.

Bredbandiga RF-transformatorer med höga omsättningstal som skall ge perfekt anpassning låter sig inte tillverkas. Det blir alltid en kompromiss mellan en massa motstående krav. Alla parametrar kan optimeras var för sig men inte samtidigt.

Sen blir ju frågan vad antenntråden tillsammans med radialerna eller "motvikten" som skall anslutas till transformatorn uppvisar för impedanser på de olika banden. Vissa trådlängder passar bättre och där blir missanpassningsförlusterna också relativt låga liksom SVF på 50 ohm sidan blir hanterbar.

Jag har mätt på en handfull sådana installationer i samband med klubbens field days i skogen och SVF har som bäst legat i häradet 2:1 på någon enstaka frekvens mellan amatörbanden och i övrigt långt över 3:1 på några av amatörbanden med total missanpassning på andra frekvenser. Detta med antennanalysatorn direkt ansluten till transformatorns 50 ohm port.

Om man sen kopplar på en bit koaxialkabel som t ex 10-20 m RG-58 och mäter i andra änden trycks de värsta topparna ner och SVF ser skenbart betydligt bättre ut. En transceiver med inbyggd ATU kan då ofta klara av att anpassa impedansen så att sändaren tror att antennen är bra och blir nöjd. Dock på bekostnad av helt okända belopp på förlusterna som kan uppstå på flera ställen i antennsystemet och som kan bli väldigt höga utan att man nödvändigtvis märker det på annat sätt att det blir svårt att få kontakt eller att signalerna på banden är svaga. "Dåliga konditioner" skyller man då på. För antennen är ju bra! :)
 
Radioamatörer i gemen förväntas ha åtminstone lite "hum" om den svåra konsten "systems engineering". I denna konstform har hanteringen av motstridiga krav en central roll, helt enkelt därför att ett system inte kan optimeras samtidigt i alla avseenden.

Att ha insett detta, och dessutom kunna omsätta insikterna i praktiken, har en avgörande inverkan på om ett projekt blir framgångsrikt eller inte.

Radioamatörerna under "storhetstiden" kom att ha ett grepp detta, eftersom det var nödvändigt att "rätta mun efter matsäcken" och ta fram en "Taktisk Teknisk Ekonomisk Målsättning" innan större hembyggda projekt drogs igång.
 
Radioamatörer i gemen förväntas ha åtminstone lite "hum" om den svåra konsten "systems engineering". I denna konstform har hanteringen av motstridiga krav en central roll, helt enkelt därför att ett system inte kan optimeras samtidigt i alla avseenden.

Att ha insett detta, och dessutom kunna omsätta insikterna i praktiken, har en avgörande inverkan på om ett projekt blir framgångsrikt eller inte.

Radioamatörerna under "storhetstiden" kom att ha ett grepp detta, eftersom det var nödvändigt att "rätta mun efter matsäcken" och ta fram en "Taktisk Teknisk Ekonomisk Målsättning" innan större hembyggda projekt drogs igång.
Just så jag försöker tänka. I mitt fall byter jag i det stora perspektivet just nu dB mot nöjda fastighetsskötare, och ostörda grannar.
Är mest intresserad av vad jag kan åstadkomma med mina 0.005 kW,
 
Jag kör en randomwire, 1:9 unun, en choke / 240-31, 8 varv rg58 direkt efter ununen, och typ 2 x 15 meter jordplan med en liiten jordspik, och ca 5 m rg58 till riggen

Utan att veta exakt hur din installation ser ut så gäller följande grundprinciper:

Radialer bör hänga fritt över marken, gärna högre än någon halvmeter om det går. Markförlusterna ökar allt snabbare när radialerna närmar sig markytan och blir mycket stora när de kopplar hårt kapacitivt eller kommer i galvanisk kontakt med marken. Om höjden ökas över en halvmeter blir det långsamt bättre upp till si så där 3-5 m där kurvan börjar plana ut och förbättringarna inte märks så mycket.

Två radialer är ett minimum och de bör läggas/hängas upp symmetriskt, dvs i en rak linje så som en dipol. Fyra radialer är bättre, liksom 8, 16 osv blir ännu bättre. Ju fler radialer man använder ju mindre kritisk blir höjden över mark. Med väldigt många radialer så kan de grävas ner utan att förlusterna blir för stora. Även här är det de första kanske 10 radialerna som står för merparten av förbättringen sedan kvävs allt fler men som ger allt mindre förbättring.

Alla antenner bör (läs skall) matas via en 1:1 strömdrossel som monteras i direkt anslutning till matningspunkten. RF-drosseln hjälper till att isolera bort matarkabelns inverkan och hindra att RF-strömmar flyter från antennens radialer i detta fallet till matarkabelns utsida av skärmen. Den utstrålade loben blir renare och installationen blir stabilare så att kabelförläggningen inte påverkar antennens resonans och andra egenskaper. Utan strömdrossel blir ju matarkabeln en ospecificerad radial och en del av antennen. Det vill vi inte.

Det är alltid en fördel att använda ett jordspett t ex för en vertikal med radialer nära marken. Spettet får dock inte anslutas på antennsidan av strömdrosseln eftersom en del av radialströmmen då avleds till jord/marken. Däremot är det fördelaktigt med ett jordspett på den sidan av strömdrosseln som går till radion.

Jordspettet hjälper till att minska den oönskade RF-strömmen som läcker förbi RF-drosseln från antennsidan. Längden på spettet är inte överdrivet kritisk. En halvmeter ger i allmänhet tillräckligt låg resistans om nu marken inte är snustorr sand. Ledningsbundna störningar från radiorummet som följer matarledningens utsida kommer då först att möta en lågimpediv jordpunkt och sedan en högimpediv RF-drossel. Dessa tillsammans ger en mycket hög isolation för oönskade RF-strömmar på matarkabeln både strömmar som kommer från antennen och från radiorummet.

Ungefär så....
 
Utan att veta exakt hur din installation ser ut så gäller följande grundprinciper:

Radialer bör hänga fritt över marken, gärna högre än någon halvmeter om det går. Markförlusterna ökar allt snabbare när radialerna närmar sig markytan och blir mycket stora när de kopplar hårt kapacitivt eller kommer i galvanisk kontakt med marken. Om höjden ökas över en halvmeter blir det långsamt bättre upp till si så där 3-5 m där kurvan börjar plana ut och förbättringarna inte märks så mycket.

Två radialer är ett minimum och de bör läggas/hängas upp symmetriskt, dvs i en rak linje så som en dipol. Fyra radialer är bättre, liksom 8, 16 osv blir ännu bättre. Ju fler radialer man använder ju mindre kritisk blir höjden över mark. Med väldigt många radialer så kan de grävas ner utan att förlusterna blir för stora. Även här är det de första kanske 10 radialerna som står för merparten av förbättringen sedan kvävs allt fler men som ger allt mindre förbättring.

Alla antenner bör (läs skall) matas via en 1:1 strömdrossel som monteras i direkt anslutning till matningspunkten. RF-drosseln hjälper till att isolera bort matarkabelns inverkan och hindra att RF-strömmar flyter från antennens radialer i detta fallet till matarkabelns utsida av skärmen. Den utstrålade loben blir renare och installationen blir stabilare så att kabelförläggningen inte påverkar antennens resonans och andra egenskaper. Utan strömdrossel blir ju matarkabeln en ospecificerad radial och en del av antennen. Det vill vi inte.

Det är alltid en fördel att använda ett jordspett t ex för en vertikal med radialer nära marken. Spettet får dock inte anslutas på antennsidan av strömdrosseln eftersom en del av radialströmmen då avleds till jord/marken. Däremot är det fördelaktigt med ett jordspett på den sidan av strömdrosseln som går till radion.

Jordspettet hjälper till att minska den oönskade RF-strömmen som läcker förbi RF-drosseln från antennsidan. Längden på spettet är inte överdrivet kritisk. En halvmeter ger i allmänhet tillräckligt låg resistans om nu marken inte är snustorr sand. Ledningsbundna störningar från radiorummet som följer matarledningens utsida kommer då först att möta en lågimpediv jordpunkt och sedan en högimpediv RF-drossel. Dessa tillsammans ger en mycket hög isolation för oönskade RF-strömmar på matarkabeln både strömmar som kommer från antennen och från radiorummet.

Ungefär så....
Jahapp, rejält omtänk då.
Plåtfasad på huset hjäper inte till (?)
Det bästa jag kan åstadkomma är längs betongsockeln en halvmeter upp...
 
Radialerna kan väl i och för sig löpa längs sockeln om antenntråden sedan går snett bort från huset upp i ett träd eller så. Plåtfasaden kan ev användas som nån sorts "motvikt" eller lågimpedivt jordplan ställt på högkant. Det blir ju hur som helst en kompromissantenn men som är bättre än igen alls. Svårt att ge några konkreta råd utan att veta mer hur det ser ut. :)
 
Det var ju det. Har krävts en del eftergifter för att ha den uppe alls ...

Och vad det gäller antenntråd så har DL1000 bra hållfasthet. Den håller jättebra när den fastnar i fastigheysskötarens gräsklippare, då var jag inte populär ...
Därav kompromisser för att vara i gång alls.
 
Nu är antennen uppe för test, resultaten är faktiskt som utlovade. Om jag hade trimmat lite på längden så skulle jag förmodligen ha SWR < 1,5 på 40,20,15 och (delar av)11m

1667742586560.png

1667742824991.png
 
Back
Top