Påverkan på en stege

SM6GZL

Active Member
Nu är jag i farten igen med ytterligare frågor till "hjärntrusten" ...

Jag har 2 st 25 mm VP-rör som ligger parallellt med varandra och om jag skulle vilja gå med bandkabel/stege ända fram till antennavstämningen i det ena VP-röret (fig 2), påverkas denna stege märkbart om det ligger en eller flera koax i det andra VP-röret ? Sträckan för VP-rören är ca 7-8 m. Naturligtvis kommer varken stege eller koax att ligga exakt som i skissen hela vägen, men ändå, skulle detta funka utan större förluster i stegen?

Alternativet är en 4:1 balun på utsidan husväggen och mata sista 7-8 m med 50 ohm koax. Jämfört den första metoden, med sist beskriven, vilken metod ger minst dämpning framme vid rig/antennavstämning?



de SM6GZL/Leif
 

Attachments

  • 2x25mm_VP.png
    2x25mm_VP.png
    14,3 KB · Views: 134
Leif,
vad du kan råka ut för är obalans i matningen av de båda antennerna p.g.a. koppling mellan matarledningarna. Antag t.ex. att bandkabelledningen inte är fullständigt "balanserad", d.v.s. att strömmarna i bandkabelns båda ledare inte är lika stora och har motsatt fasläge (hela vägen längs ledningen, inte bara direkt efter tunern) - då kommer det att flyta en s.k. antennström på bandkabeln vilket i sin tur medför att en antennström även induceras på koaxialkabelns skärm genom den ömsesidiga kopplingen. Omvänt - om koaxialkabelmatningen är obalanserad induceras en antennström på bandkabeln.

Huruvida det här blir ett problem eller inte för dig beror dels på hur stora de enskilda obalanserna är, vilka antenntyper du har och på de åtgärder du gjort för att undertrycka antennströmmar ("common mode currents") med stömbaluner/"common mode chokes" och bra jordsystem. I decembernumret 2009 av RSGB-s RadCom skriver GM3SEK en utmärkt artikel om obalansproblem och vad man kan göra åt dem. Han påpekar bl.a. att en sann "balanserad matning" är mycket sällsynt - själv vill jag tillägga att det enda sättet att verkligen uppnå "balans" är att undertrycka antennströmmar på en matarledning så mycket man kan med hjälp av en eller (ofta) flera strömbaluner eller "common mode chokes".

Du behöver knappast oroa dig för stora förluster om antennlasterna är någorlunda anpassade och du inte har mycket långa matarledningar - men de problem du kan få med koppling mellan antennsystemen kan ev. bli litet besvärliga (störningar, HF i shacket, antennerna fungerar inte som avsett). I bästa fall händer inte så mycket!

Här är en klassisk artikel om baluner av W7EL som skrevs redan ca. 1985 men som fortfarande är högaktuell: http://www.eznec.com/Amateur/Articles/Baluns.pdf

73 från JanneG
 
Ok, men då måste många lida av detta problem, eftersom denna dragning i sig inte är ovanlig. Kanske inte dragning i rör, men på väg mellan rig och antenn. De flesta har väl inte plats med att ha ledningarna fysiskt långt åtskiljda.

Skulle ett recept vara då att på stegen, vid antennpmatningspunkten, ha en strömbalun 1:1 och en balun på 4:1 nere vid antenntunern ? Även en RF-choke (koaxen lindad några varv), vid antennen för VHF/UHF. Skulle detta begränsa de verkningar som du beskriver ?

Om jag fattar dig rätt, så spelar det ingen roll vilken typ av matarledning som det gäller, även en koaxer som ligger intill varandra skulle kunna hamna i detta problem. Allt så länge symmentri inte gäller. Alltså, det hjälper inte att jag sätter min 4:1 balun utanför husväggen och kör koax i röret fram till rig? Problemet som du beskriver kan ändå uppstå?

Antenntyp för stegen kommer troligen att vara en "tysk quad / loop" och/eller en vanlig dipol/multibandsdipol.
På VHF kör jag en J-pole/Yagi mot 50 ohm RG213/RG8.

Synpunkter på mina synpunkter?



de SM6GZL/Leif
 
Leif,

Ja, viss obalans i matarledningen har nog de flesta - men det är inte alltid som obalansen ger så stora problem att man kan påstå man lider av dem :)
Har man inte akuta störningsproblem hemma eller hos grannarna, "HF i shacket" eller använder högpresterande riktantenner där strålning från matarledningen t.ex. kan påverka backlobsdämpningen behöver man inte vara särskilt orolig.

I ditt fall består antennsystemet av en trådantenn (loop eller dipol) för HF och en VHF-antenn; vad som ev. kan hända då är:

1. Om matarledningen till trådantennen har dålig strömbalans induceras en mantelström på koaxkabeln till VHF-antennen; VHF-antennen med matarledning blir då en del av ditt antennsystem för HF! Inverkan på HF-antennens prestanda kan bli att matningsimpedansen och indikerad resonansfrekvens nere vid riggen påverkas. Inverkan på HF-antennens strålningsegenskaper blir sannolikt ganska liten. Ett enkelt prov ör att sända med HF-antennen och undersöka om SWR ändras när VHF-antennens matarledning kopplas loss.

Om det induceras en HF-ström på VHF-antennens matarledning kan det flyta en HF-ström från VHF-riggens jordskena till stationens HF-jordpunkt. Det senare innebär att även om du använder en spänningsbalun mellan HF-antennen matarledning och tunern för att hindra antennströmmar att flyta till stationens jordpunkt så får du en strömväg dit via VHF-riggens jordanslutning.

2. Det omvända fallet: Anta att HF-antennens matarledning är hyggligt balanserad för HF men att antennström på koaxledningen inducerar en VHF antennström på HF-antennens matarledning; om VHF-antennen är en riktantenn med höga prestanda kan dess strålningsdiagram störas p.g.a okontrollerad VHF-strålning från HF-antennen. För övrigt tror jag inte att det blir några problem.

Strömbaluner ("current chokes") ska helst kopplas in på de ställen på transmissionsledningar där impedansnivån är låg - den impedans för strömmar i gemensam mod som de introducerar ska typiskt vara hög jämfört med ledningens impedans i det snitt av ledningen där man placerar balunen. T.ex.: på en anpassad 50 ohm ledning bör en strömbalun ha en reaktans av ordningen 500 ohm - 10 ggr mera. Om ledningen går till en flerbandsantenn kommer den troligtvis inte att vara anpassad på alla band; p.g.a. de stående vågorna uppstår då ett eller flera strömmaxima på olika ställen på matarledningen beroende på band och ledningslängd och man kan behöva flera strömbaluner utplacerade på de ställen där strömbukar uppstår.

Tom Rauch W8JI har skrivit en hel del om saken; titta t.ex. på artikeln RF in shack with vertical and longwire antennas .
Du kan också ta en titt på ESR-s hemsida:
http://www.esr.se/artiklar/antennteknik/ESR Balanserad matning.pdf

Din fråga (... det hjälper inte att jag sätter min 4:1 balun utanför husväggen och kör koax i röret fram till rig? Problemet som du beskriver kan ändå uppstå? ...) Ja, det är riktigt, det spelar ingen roll om man har dubbelledare eller koax - ömsesidig koppling kan uppstå ändå.

73 //JanneG
 
Göstha,
om en matarledning av bandkabel har en common-modeström ("antennström") spelar det ingen roll om man tvinnar den eller ej - kopplingen till en yttre ledare i närheten blir densamma. Däremot kan tvinning av en dubbelledare minska det yttre fältet p.g.a. strömmarna i differentiell mod på kabeln.

--- 73 //JanneG
 
Nu måste jag som gammal "televerkare" ha en synpunkt ... Nu pratar jag om talströmmar på en tråd kopplad som en stege, dvs parallella trådar. Om man lägger 2 sådana trådar intill varandra på ett avstånd av 7 m, kommer man att få full överhörning mellan dessa 2 par-trådar. Receptet var då att man tvinnade trådarna på lämpliga ställen för att få bort nämnda fenomen. Som tur är används inte dessa par-trådar idag i dessa sammanhang, utan istället 4-ledad kabel, som i telesammanhang, ligger paren i sk stjärna, som inbördes är tvinnade runt varandra.

Som sagt, detta gäller för talströmmar i talbandet och kanske inte kan jämföras i dessa sammanhang med HF-strömmar ... Bara en reflektion.


de SM6GZL/Leif
 
Och varför tvinnades glödströmsparet i rörbyggen?
Särskilt i dyrare anlägg där brum och burus var viktiga saker att få ner.

De
Roy SM4FPD
 
Däremot kan tvinning av en dubbelledare minska det yttre fältet p.g.a. strömmarna i differentiell mod på kabeln.

--- 73 //JanneG

Precis av denna anledning.

När man tvinnar en ledning så minskar den area som finns mellan de strömförande ledarna, vilket minskar den induktiva kopplingen och dessutom kommer parterna att ha motsatt polaritet vartannat varv vilket också medelvärdesbildar bort den kapacitiva kopplingen från de differentiella strömmarna resp. spänningarna.

I telefonledningar tillgriper man inte bara tvinning av par, utan också komplicerade scheman för att förskjuta och korsa ledningar i förhållande till varandra för att minimera överhörningen.

Den kanske mest kända metoden är att utnyttja de s.k. Walsh-funktionerna som tillhör den stora familjen "ortogonala funktioner". Pionjärarbetet där gjordes av den amerikanske telegrafingenjören Frank Fowle redan på 1890-talet [F. F. Fowle; "The Transposition Of Conductors" Trans AIEE vol. 23 pp 659-687 (1905)]

Walsh-funktionerna, och deras släktingar Walsh-transformerna, har fått nya tillämpningar i bl.a. kodnings- och modulationsteori.

73 från en annan "gammal televerkare"/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Jodå, Karl-Arne, nog har man "dansat" blanktråd och bärlina en gång i tidernas begynnelse ... Det du pratar om, användes väl mest på landsledningar mellan tfnstationerna med långa avstånd. Precis som du säger, behövdes även parallela trådar, förskjutet på olika par och på olika avstånd, sk "skruvschema. Jag visste inte att Mr. Fowle var hjärnan bakom detta. Så är det att vara radioamatör, man frågar om en sak och får reda på mycket annat oxo ! Kul.

För att återgå till ämnet: Det låter som att man kan prova och se hur det funkar. "Try and error". Men för tydlighetens skull, kan man göra i ett initialt skede, sätta en 1:1 balun (alt. RF choke a la "The Ugly Balun") vid antennens matningspunkt och en 4:1 balun nere vid tunern. Först testar man med ett tomt rör i tänkt "VHF-rör". Förmodligen kommer anpassning att råda och inga yttre antennströmmar att flyta.

Nästa steg skjuter man in sin VHF koax och ansluter till VHF antenn och rig. Därefter gör man om testet och ser om det blir nån skillnad. Utifrån detta får man vidta åtgärder som är relevanta. Naturligtvis kan man göra på omvänt sätt för att testa VHF ev yttre ström på VHF koaxen.

Kan man sammanfatta det på detta sätt ?


de SM6GZL/Leif
 
Det är en bra sammanfattning.
Förmodligen kommer du inte att märka några större skillnader.

Påverkan av en parallell förläggning av matarledningarna kommer nog att
försvinna i allt annat som påverkar symmetrin hos i synnerhet HF-antenner.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Tackar för alla tipsen, det ska bli kul att testa detta. Håller på att byta shack och då kan det vara bra att "hamna rätt" från början. Som vanligt när jag ska börja testa nåt sånt här, har det väl hunnit att bli vinter och många minusgrader ... Men det är en annan historia !


de SM6GZL/Leif
 
Satt och spånade lite om hemgjord stege kontra 450 ohm bandkabel. Min tankegång var följande:

Då det är ganska enkelt och framför allt billigt att snickra till sin egen stege, så var en tanke att göra en sådan, för stegens väg på utsidan av huset. Vid husväggen byter man till 450 ohm bandkabel, för att på ett enkelt sätt fortsätta stegmatningen fram till tuner.

Frågan är då, kommer den missanpassning som sker vid övergång hemmagjord stege - bandkabel, få någon som helst påverkan på hela stegen (antenn-tuner) eller kan man bortse från denna ev. förlust i matningen?

En annan sak som jag funderar på är att, om som jag har, en radio med inbyggd tuner, hur ska jag ställa in nämnda tuner om jag vill köra med en extern tuner?
Kanske stämma av den mot en rent resistiv last om 50 ohm och sedan låta den stå där permannent och därefter endast stämma av med den externa tunern?


de SM6GZL/Leif
 
En annan sak som jag funderar på är att, om som jag har, en radio med inbyggd tuner, hur ska jag ställa in nämnda tuner om jag vill köra med en extern tuner?
Kanske stämma av den mot en rent resistiv last om 50 ohm och sedan låta den stå där permannent och därefter endast stämma av med den externa tunern?


de SM6GZL/Leif

Det är nog bäst att låta den interna tunern vara avstängd (förbikopplad) och använda den externa.
 
Det är nog bäst att låta den interna tunern vara avstängd (förbikopplad) och använda den externa.

Jo, det menade jag oxo! För tydlighetens skull, så tänkte jag så här: Om jag stämt av den inbyggda tunern med antenn för t.ex 80 m, stänger av inbyggda tunern och låter den stå i detta läge. Därefter kopplar jag in min externa tuner och försöker stämma av mot t.ex 40 m, kommer inte då den innbyggda tunern att "stå i fel läge". Alltså inte i "neutralläge", om det nu finns nåt som kallas så ...
Min tanke var då att stämma av intern tuner mot en rent resistiv last om 50 ohm (borde inte spela nån roll vilket band jag stämmer av mot?) och därefter lämna den i detta läge när jag använder extern tuner.

Tänker jag rätt eller fel ?:confused:




de SM6GZL/Leif
 
Du tänker nog fel.

Inställningen för en given lastimpedans på ett band med den inbyggda "tunern" aktiverad
kommer att vara helt fel när man sedan sänder på ett annat.

Genom att helt koppla förbi den inbyggda anpassaren och låta hela anpassningen ske
i en extern enhet elimineras detta problem,
tillsammans med den effektförlust som uppkommer i den inbyggda "tunern".

Detta resonemang gäller givetvis om antennens matningsimpedans är sådan att den huvudsakligen ligger utanför den inbyggda anpassarens "matchningsområde". Skulle antennimpedansen istället
hela tiden ligga inom detta område så går det lika bra att använda den inbyggda istället för en extern enhet. Man förlorar bara effekt genom att seriekoppla två anpassare.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Ja, jag inser nu att min tankegång var lite felaktig... Egentligen inget problem, för radion har ett "THRU"läge och då underförstår jag att tunern är bortkopplad och en yttre tuner kan användas. Så är det när man tänker efter, före!

Karl-Arne, du har säkert ett bra svar på min andra fråga i inlägget som ovanstående fråga fanns i, den om att skarva hemmagjord stege mot 450 ohm bandkabel. Vad tror du om en sådan "galen" tanke?



de SM6GZL/Leif
 
Moderna transceivers är alla konstruerade för en nominell impedans av 50 ohm. De inbyggda "antennavstämmarna" eller "tuners" har i regel ett ganska litet impedansområde inom vilket förlusterna är rimligt låga.

Om man använder externa antennavstämmare/tuners så skall den inbygga tunern ALLTID vara avstängd. Den tillför inget annat än oönskade förluster.

Förr i tiden var våra rörsändare utrustade med Pi-filter som i regel kunde mata antennsystem med impedanser från 30 ohm upp till 200-300 ohm eller mer. Ofta fanns även ett externt SWR-instrument inkopplat i mellan sändare och antenn. Sådana instrument är i regel tillverkade för 50 ohms systemimpedans. Pi-filtrets rattar (Plate och Load) ställdes in för max uteffekt (max utslag i läge FWD). Om antennens impedans var rimligt nära 50 ohm så fick man ett lågt SWR. Om SWR var för högt så justerades antennens resonansfrekvens genom att klippa av eller lägga till tråd. Om antennen låg på rätt frekvens men SWR ändå var för högt så fanns ibland möjlighet att ändra antennhöjden och på så sätt få bättre anpassning.


Ofta användes balanserade antennavstämmare av den typ som Tore CBS beskrivit i de senare numren av QTC. Med en sådan avstämmare i kombination med en öppen matarledning eller vanlig 300/450 ohms bandkabel kan man lätt få till ett extremt effektivt antennsystem som täcker ett stort frekvensområde, d v s flera band. På rörsändarnas tid stämdes sändarens Pi-filter ALLTID först av mot en 50 ohms konstbelastning och för max uteffekt. SWR-instrumenten var kopplat mellan sändare och konstbelastning. Därefter kopplades antenntunern in och stämdes av för bästa SWR. d v s minsta värde på REF. Något annat gjordes inte och behövdes inte göras.

Notera särskilt att man efter avstämningen mot 50 ohms konstbelastningen INTE skall pilla på vare sig sändarens Plate- eller Load-rattar och inte heller eftersjustera SWR-meterns känslighetsratt om sådan finnes. Enbart rattarna på den externa tunern skall/behöver justeras.

Sak samma är det med de moderna apparaterna. De har sin fixa nominella impedans om 50 ohm. Låt ALLTID den inbyggda tunern vara bortkopplad. Använd transceiverns inbyggda SWR-meter eller en extern SWR-meter mellan sändare och tuner. Stäm av den externa antenntunern till bästa SWR.

/Bengt
 
Last edited:
Karl-Arne, du har säkert ett bra svar på min andra fråga i inlägget som ovanstående fråga fanns i, den om att skarva hemmagjord stege mot 450 ohm bandkabel. Vad tror du om en sådan "galen" tanke?



de SM6GZL/Leif


Man behöver inte bekymra sig om att skarva balanserade matarledningar med rimligt avvikande impedanser. (t.ex. 600 resp. 450 ohm).
Den reflektion som detta ger upphov till kompenseras bort
när man ställer in hela systemet till lägsta SWR.


73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Back
Top