Någon som testat denna antenn?

SM5KRI

Oldtimer
Fagra löften?

Som vanligt ska man se upp med fagra löften om vad en antenn kan prestera. Lusläs noga och ifrågasätt!

En sak som jag undrar -vad händer egentligen när man krymper ihop en 100% antenn till att ta en liten plats? Hur påverkar dipolhalvorna varandra egentligen, misstänker att man får ta till en del trix för att få en bra impedans i matningspunkten ..
 

SM0AOM

Well-Known Member
En "Tak-tenna" är en ganska listig tillämpning av distribuerade element både som "förlängningsspolar" och "kapacitanshattar". Man har utnyttjat spirallindade
trådar i ändarna för att både öka den elektriska längden av dipolhalvorna och kapacitansen
mellan dipoländarna.

Man kan beteckna konstruktionen som ett specialfall av "linear loading".

Tyvärr så lyder även denna konstruktion under naturlagarna, så strålningen kommer
primärt att ske från den del av dipolhalvorna som sitter vinkelrätt ut från matningspunkten.

Den del av antennströmmen som sedan flyter i de spirallindade sektionerna kommer inte att bidra nämnvärt till strålningen i fjärrfältet, eftersom den ström som flyter åt ena hållet kommer att motverkas av en nästan lika stor ström som flyter åt andra hållet ett halvt trådvarv senare. Summan av strålningsbidragen från dessa blir = 0 ute i fjärrfältszonen.
Detta är samma orsak som gör att en vanlig induktansspole genererar ett försumbart fjärr-(eller strålnings-)fält jämfört med sitt energilagrande närfält.

Matningsimpedansen kommer att bestå av en liten realdel som är strålningsresistans,
samt en betydligt större som utgörs av förlustresistanserna i de "upprullade" dipolhalvorna.
Dessutom kommer bandbredden bli ganska liten, eftersom L/C-förhållandet sjunker, p.g.a.
den ökade kapacitansen mellan spolarna.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 

SM4HFI

Well-Known Member
Hej!

Jag stoppade in en förlustfri 1m lång dipol med lite kapacitiva toppar och förlängningsspolar för 7 MHz i Mininec och fick bandbredden, då |x| < R, till ca 3 kHz dvs Q drygt 2000. Det verkar svara mot SWR <2:1. Vad svarar det mot för "return loss"? Bara att läsa av förlusterna i http://www.taktenna.com/Loss Return 40 - 7.2 MHz INVERT.jpg som bandbredden vid den nivån. Allt över 3 kHz är förluster. Realdelen var 0,5 Ohm i frifält och ännu lägre nära marken, så vill till att ha låg resistans i tråden, hela vägen!

/Jan
 

JanneG

Well-Known Member
Hej,

jag har tittat litet närmare på TAKtenna-n och gjort en simuleringsmodell som åtminstone Eznec rapporterar som helt Ok (average gain 0.997). Måtten på antennan har jag uppskattat till 30" för bommen (står i beskrivningen) och kryssen i ändarna förefaller också vara 30". Tråden i helixarna är #14. innerdiameter och ytterdiameter är 30" och 10" resp. Bommen uppskattar jag till 1". Eftersom bommen har annan diameter än trådarna i helixarna har jag kört modellen i "Antenna Model" via Multinec (NEC2 gillar inte variernde diamterar) och finner att resonansen med de uppskattade måtten hamnar ungefär vid 8 MHz med kopparledare i helixen och bommen. Matningsimpedansens realdel blir där av ordningen 7.5 ohm. Simuleringen är gjord i fri rymd.

Gör man experimentet att i stället använda aluminium genomgående ökar realdelen till ca 11 ohm. Med sämre ledningsförmåga i antennmaterialet ökar impedansen. Man kan börja undra vad det är för material i antennen. En gissning av max gain för antennen monterad på 11ft höjd (3.35m) är -8 till -10 dBi, räcker gott och väl för bra QSO inom Europa, men en halvvågsdipol på 10m höjd ligger väl 2 -3 S-enheter bättre till ...

I beskrivningen av antennen hittar man följande:

" ... Uses proprietary #14 gauge copper plated alloy wire ..."

Ordet "proprietary" gör en litet misstänksam - det finns tydligen en "secret ingredient"! Skindjupet för koppar vid 7 MHz är ca 0.02 mm. Hur tjock är en kopparplätering? 0.1 mm? Om helixtråden är gjord av en legering med avsevärt sämre ledningsförmåga än koppar och är försedd med en tunn Cu-plätering (av ordningen < 0.01 mm) kommer impedansens realdel att bli beroende av legeringen innanför pläteringenöka. Är materialet järnhaltigt sjunker ledningsförmågan avsevärt, impedansen ökar och litet permeabilitet i tråden gör att resonansfrekvensen för antennen sjunker ner mot 7 MHz, Om sedan antennsystemet inte är fullt balanserat, så att även feederledningen bidrar en del till strålningsfältet, kommer impedansens realdel lätt upp i trakten av 50 ohm.

Finns det någon som har uppgifter på pläteringstjocklek för t.ex. det som kallas "förkopprad järntråd" och liknande material?

73 JanneG
 

SM0AOM

Well-Known Member
För "copperweld" (= ståltråd med ett påvalsat kopparskikt)
som åtminstone i USA är ett vanligt antennmaterial, anges koppartjockleken
till mellan 2 och 5 % av ledarens diameter.

Sannolikt har elektrolytförkopprade ståltrådar ett tunnare kopparlager.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 

JanneG

Well-Known Member
Får inget besked

OK, Karl-Arne - tack för kommentaren!
Jag tycker det lutar starkt åt att Taktenna-antennens helixar är av ett material med litet lägre ledningsförmåga än koppar. Med, säg 5 - 6 ggr lägre resistivitet än koppar kommer man lagom upp i matningsimpedanser av ordningen 50 ohm.

Jag skickade ett e-mail till konstruktören WA2TAK och frågade artigt vilket material han använde och fick följande svar:

"Manufacturers use the term "proprietary" because they do not wish to disseminate certain technical/design information to the public...more specifically, to competitors.
No different than M&M candy does not publicize their recipe for the chocolate.

Kind regards,
Stephen Tetorka
TAK-tenna"

Jag förstod vinken fast den var fin - "don´t ask". Det är troligt att spiralerna är "special" och medvetet har getts ett lågt Q-värde för att få "rätt" matningsimpedan och bandbredd på bekostnad av effektiviteten (gissar ca 4%) och förstärkningen (-8 dBi). Taktennan är troligen jämförbar med en ordinär mobilvippa, men med litet feederstrålning kanske någon dB bättre. Vad tror du?
73 JanneG
 

SM5KRI

Oldtimer
JanneG said:
Jag skickade ett e-mail till konstruktören WA2TAK och frågade artigt vilket material han använde och fick följande svar:

Klart man vill behålla sina företagshemligheter för sig själva, de kanske tjänar en bra slant på detta på försäljningen "over there", och har kanske patent på antennen.

Ur svensk synvinkel tycker jag detta är bortkastade pengar, med tanke på import, tullavgifter m.m. Förmodligen kan man göra en egen konstruktion själv med delar från järnaffären eller byggvaruhus och med lite tid till egna experiment så har du en liknande antenn.
 

SM0AOM

Well-Known Member
Om man tittar på den publicerade SWR-kurvan och sedan tänker sig antennen som en "svart låda" så skulle den kunna representeras av en resonanskrets med ett Q av c:a 50.

Eftersom en "förlustfri" antenn skulle ha ett Q på runt 2000 räknat utifrån dimensionerna
så måste det som sänker Q ner till denna nivå komma ur "förlängningsspolarna".

Vid resonans är uppenbarligen realdelen av antennimpedansen nära 50 ohm,
så den distribuerade resistansen i varje "antennhalva" ligger därför nära 25 ohm.

Man blir tvungen att göra en del antaganden om strömfördelningen i "spolarna",
men det är mycket troligt att dessa består av något kanske ferromagnetiskt material
som både ökar den distribuerade induktansen och resistansen.

Verkningsgraden med dessa kretskonstanter ligger nog, som sagt, runt ett "ensiffrigt antal" procent.

Som tidigare konstaterats i andra sammanhang: "Mänskligheten vill bedragas..."

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 

airikka

Member
Detta stötte jag på när jag googlade om denna "Princess Leia"-antenna ;)

This is a half-wave dipole for which each arm has been rolled up into a
spiral, so the overall antenna dimensions are much smaller than a
wavelength.

In what sense is such a configuration better than a linear dipole antenna of
the same small size?

Perhaps members of the List can explain what the answer might be.

---------------
To get some idea of possible answers, I ran a NEC4 model of a Tak-Tenna.
Each arm had a total length of 19 m, so the nominal frequency is 7.87 MHz.

Each arm ran straight out from the feedpoint for 30 cm, then was wound in a
7-turn spiral. The outer diameter of the spiral was 60 cm. The wire radius
was 0.8 mm.

NEC4 reports the impedance of this device as

Z = 0.018 - 358 j Ohms @ 7.87 MHz

For comparison, NEC4 calculated that a linear dipole whose arms are each 60
cm long has impedance

Z = 0.018 - 7000 j Ohms @ 7.87 MHz.

Both of these configuration have the same (low) radiation resistance of
0.018 Ohms. Both have large capacitive reactance, tho the linear dipole has
considerably larger reactance.

To use either of these antennas with a 50 Ohm feedline, a tuner/matcher must
be added (preferably close to the antenna feedpoint).

To my thinking, matching to 50 Ohms implies that we must add a 49.982 Ohm
resistor (=> 50 Ohm in practice) in series with the antenna. This resistor
would dissipate most of the feed power, and the antenna efficiency would be
0.018 / 50 = 0.00036.

This seems rather small, and hardly an advantageous feature.

Perhaps it is easier to cancel the capacitive reactance of the Tak-Tenna
than that of the linear dipole, and this is considered a big advantage.

The Tak-Tenna website has plots of VSWR vs. frequency -- after
the matching is done. A good match appears to haven been obtained at the
nominal frequency, where VSWR = 1. To me, this means that no power is
being reflected off the antenna (good), but to achieve this, more than 99.9%
of the power is dumped in the matching resistor (not good).

TAK.jpg
leia_headshot.jpg
 
Last edited:

SM0KBW

Well-Known Member
Det är nog som AOM skriver tidigare, en antenn som har någon enstaka procent i verkningsgrad.
Därför bör det gå att ersätta den med godtycklig större ansamling av metall som cyklar, järnsängar
eller liknande.

Vill du experimentera med små antenner så kanske en liten magnetisk loop kan vara något?

80-20m Magnetic Loop Antenna by Frank N4SPP är en sida som du kan börja titta på,
men det finns massor av sidor på nätet ägnat åt denna antenn.
 
Last edited:

SA3FRO

Active Member
Det är nog som AOM skriver tidigare, en antenn som har någon enstaka procent i verkningsgrad.
Därför bör det gå att ersätta den med godtycklig större ansamling av metall som cyklar, järnsängar
eller liknande.

Vill du experimentera med små antenner så kanske en liten magnetisk loop kan vara något?

80-20m Magnetic Loop Antenna by Frank N4SPP är en sida som du kan börja titta på,
men det finns massor av sidor på nätet ägnat åt denna antenn.
Känns lite obehagligt med sån spänning :)
 

SM5DXU

Well-Known Member
Det är nog som AOM skriver tidigare, en antenn som har någon enstaka procent i verkningsgrad.
Därför bör det gå att ersätta den med godtycklig större ansamling av metall som cyklar, järnsängar
eller liknande...
Är det inte lite väl sent att montera upp en säng på ett tak? Jultomten har redan åkt. :)

/Göstha
 
Top