Sprötantenner i stora frekvensområden
För de läsare av ham.se som är bevandrade i elkretsteori bör den publicerade SWR-kurvan
utlösa en larmklocka. Dess flata förlopp mellan 2 och 32 MHz leder tankarna till en
- konstantenn.
Att anpassa en sprötantenn, vilken består av ett 6,3 m långt metallrör,
till en matningsimpedans som ligger inom SWR 1,5:1 cirkeln i ett frekvensområde som är
4 oktaver (2 - 32 MHz) utan att använda en avstämbar "antennanpassare" är dessvärre praktiskt omöjligt utan att införa stora förluster.
Utan att ha tagit sönder en sådan anordning går det inte att säga hur tillverkaren har gjort,
men det är troligt att man kommer att finna ett antal resistanser och induktanser serie- och parallellkopplade på olika ställen i antennen.
Den antennkonstruktör som tänker försöka sig på att göra en sprötantenn som är förlustfritt och bredbandigt anpassad gör klokt i att först studera Robert M. Fano's doktorsavhandling
"Theoretical Limitations on the Broadband Matching of Arbitary Impedances",
där det leds i bevis att antalet reaktiva komponenter som behövs för att
anpassa en impedans med bara en resonansfrekvens växer lavinartat när frekvensområdet för anpassning överskrider +/- 20% eller så.
Även L.J. Chu's uppsats "Physical Limitations of Omnidirectional Antennas" är värd ett studium, där det visas att antennimpedansens Q-värde (kvoten mellan lagrad och utstrålad energi) växer snabbt när sprötet blir kortare än 1/4 våglängd.
Impedanser med höga Q blir mycket svåra att anpassa förlustfritt i stora frekvensområden.
För att göra antenner som har en något sånär flat SWR-kurva över flera oktaver finns det bara tre sätt:
1. Göra antennen mycket stor i förhållande till 1/4 våglängd
(t.ex. romber och Hallen-antenner);
2. Låta måtten på antennen bestämmas helt av vinklar (exempel log-periodiska och
disconeantenner);
3. Dämpa bort impedanssprången vid helvågsresonanser med resistiva belastningar
(T2FD m.fl.)
"There is no such thing as a free lunch..."
73/
Karl-Arne
SM0AOM