1. This site uses cookies. By continuing to use this site, you are agreeing to our use of cookies. Learn More.

Simulering och analys av diverse antenner.

Discussion in 'Antenner och master' started by SM0GLD, Jan 2, 2011.

  1. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Jag startar denna tråd i avsikt att här kunna studera olika antenner och i bästa fall även kunna simulera dessa.

    Jag börjar med den V-beam som diskuterades här http://www.ham.se/antenner-och-master/18404-induktiv-koppling-2.html

    För att förbättra F/B-förhållandet så föreslogs att man skulle införa ett motstånd en 1/4-våglängd från antennens öppna ände.
    Detta skulle även kunna förbättra antennvinsten.

    Jag har simulerat med EZNEC och resultatet följer....

    /Micke
     
  2. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Antennen, en V-beam, består av 2st 85m långa trådar med en inbördes vinkel av 30grader.

    V_beam.jpg

    Här ser vi alla resonanser mellan 1MHz och 30MHz.
    Impedansreferens: 50ohm
     
    Last edited: Jan 2, 2011
  3. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Först en bild som visar antennströmmen utan något motstånd.
    Simuleringen är utförd vid 14,2MHz.
    V_beam_current_no_R.jpg
    Här syns motståndens placering 1/4-lambda från antennens fria ände.

    V_beam_current_W_R.jpg
    När motståndet är 500ohm blir strömmen mera homogen utefter antennen.

    V_beam_current_no_R_azimuth.jpg
    Här kan vi se gain och F/B utan motstånd.

    V_beam_current_W_R_azimuth.jpg
    Att jämföras med 500ohm i serie med antenntrådarna.
    F/B är 20dB bättre men antennvinsten har minskat med 4dB.

    V_beam_W_R.jpg
    Resonanserna är utjämnade och antennen får samma impedans som det införda motståndets resistans.
    Anpassningen blir mycket bredbandig vid den frekvens där motståndets placering motsvarar 1/4-lambda.
    Impedansreferens: 500ohm

    /Micke
     
    Last edited: Jan 2, 2011
  4. SM0CTK

    SM0CTK Well-Known Member

    Givande!

    Det enbenta orginalet vad blir det för värden på den antennen?

    sm0ctk/stig
     
  5. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Stig,
    Loberna ser exakt ut som i orginalexemplet och gainförlusten är inte lika stor som den tvåbenta varianten.
    Bilder kommer i kväll.

    /Micke
     
    Last edited: Jan 3, 2011
  6. SM6APQ

    SM6APQ Well-Known Member

    GLD de APQ.
    Har aldrig hört talas om att framloben skulle minska när en av "familjen" longwirar akulle vara avslutad med ett motstånd.
    Du skriver oxo att f/b FÖRBÄTTRATS med 20 dB? Är antennen helt horisontell och helt symmetriskt matad har ju en longwire fyra ( 2 +2 ) huvudlober i trådens båda riktningar.
    Den tredje bilden i #3 visar onekligen en skillnad på fram- och backlob. Kan det vara beroende på hur antennen matats. Enligt min mening kullkastas hela teorin om hur en longwire uppför sig. Oavslutad skall den vara helt symmetrisk beträffande lobernas utseende. Detta naturligtvis om tråden/arna är helt horisontella. Börjar man luta trådarna inträffar helt andra fenomen - bl a på grund av att trådarna kommer närmare jord i ena ändan.

    73
    Bengt SM6APQ
     
  7. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    APQ de GLD,
    Helt klart är att V-beamen beter sig inte på samma sätt som en enkel longwire.
    I simuleringen kan vi gå vidare med analysen genom att variera t.ex höjd över mark.

    bilder på longwire-simulering kommer i kväll.

    /Micke
     
  8. SA5A

    SA5A Well-Known Member

    Jo, men detta stämmer ganska bra med tidigare erfarenheter av V-antenner (och Rhombic-antenner). Backloben är någon eller några dB svagare än framloben vid oterminerade trådar. Då man terminerar vinner man att antennen har en ganska resistiv och jämn belastning över ett stort frekvensområde samt bra fram/back, men man tappar en eller ett par dB i framriktningen.

    För att försäkra mig om att jag inte minns fel, kollade jag upp detta i "The ARRL Antenna Book, 19th ed".

    En nackdel med alla dessa V-beamar och Rhombic-antenner är väl den ganska smala loben. Men, det är klart träffar man mitt-i-prick så är det ju bra! ;-)

    SM5DXV SA5A Sture
     
    Last edited: Jan 3, 2011
  9. SM5DXU

    SM5DXU Well-Known Member

    Det påminner mig om en berättelse (skröna?) från sent 60-tal om en svensk radioamatör, med en rejäl Rhombic riktad mot USA, som ropade in på en lokalring "over there" på 80 m-bandet. Till att börja med blev han inte trodd, utan avfärdad som en lokal skämtare.

    En Rhombic-farm var många DX-jägares dröm på den tiden, och är det tydligen fortfarande. Fast ett QRM-fritt QTH ligger nog väl så högt på listan.

    / Göstha
     
  10. SM6APQ

    SM6APQ Well-Known Member

    ALLA de APQ.
    Efter närmare omtanke...
    Efter att ha pratat med en erfarenhet antennteoretiker som i sin tur ha låtit frågan gå till en antennmatematiker - ja det är nog riktigt att familjen longwirar får en aning högre vinst i den "fria" ändan. Anledningen är att strömmen blir svagare efter hand - loberna radierar ju hela tiden. Dom diagram som finns i ARRLs handböcker utgår nog från att tråden är matad symmetriskt på ett sätt som gör att lobernas amplitud avtar åt båda hållen. Detta går ju att ordna genom att mata i en strömlob på mitten av antennen. Jag tror oxo att de gamla handböckerna med avseende på longwirar bortser från var eller hur tråden är matad.
    V-beamen med motstånd en kvartsvåglängd från ändarna verkar inte attraktivt. Då fungerar ju riktantennen bara på ett band? eller möjligen på 3 x frekvensen där motstånden då hamnar 3 kvartsvågor från ändarna?
    V-beam / Rhomb.
    På mitt första QTH hade jag en V-beam med 147 m långa ben. Granarna bestämde riktningen som blev Sydamerika/Japan, östra Australien. Jag - tror - jag var en av dom första SM/hams som lyckades köra en VK2 i Sydney med en Xtallstyrd TX med en FET 2N3819 matad med ett 9 v batteri. QSO på CW. Output? Fick varken 0.5-watts telefonväxellampor eller glimmlampor att lysa!
    På mitt nuvarande QTH satte jag upp en rhomb över grannens (bonde) marker år 1984. Höjd c:a 20 m, sida 131 m (524 m aktiv tråd i luften). Riktning c:a 180 grader. Avslutningsmotstånd. (backriktningen ointressant). Denna antenn, still going strong.

    73
    Bengt SM6APQ
     
    Last edited: Jan 3, 2011
  11. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Jaha, just hemkommen från jobbet så här kommer de utlovade longwireresultaten.

    Längd: 42m, möter kravet på 2xlambda.
    Höjd ö mark: 10m
    Frekvens: 14,2MHz

    Longwire_current_no_R.jpg
    Antennström med motståndet, Noll ohm, vid den fyrkantiga kuben.

    Longwire_current_w_R.jpg
    Antennström med motståndet, 500 ohm.

    Longwire_azimuth_no_R.jpg
    Strålningsdiagram utan motstånd.
    F/B=1,81bB, Gain=8,12dBi

    Longwire_azimuth_w_R.jpg
    Strålningsdiagram med 500ohm motstånd.
    F/B=22,03dBbB, Gain=6,02dBi

    Alltså F/B kraftigt förbättrat men med priset av ca 2dB sämre gain.

    Hur kan vi nu göra för att undvika denna minskning i gain?

    /Micke
     
  12. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Det finns inget enkelt sätt att förhindra minskningen i antennvinst.

    Resistansen hindrar den bakåtgående vågen som ger upphov till "backloben" att uppstå, och det som man vunnit i direktivitet har man förlorat i verkningsgrad.

    Den store antennteoretikern Erik Hallén konstruerade en trådbredbandsantenn som var en "endimensionell periodisk struktur" i slutet av 1940-talet som i princip skulle kunnat göra det efterfrågade utan effektförluster, men till priset av ökade dimensioner samt ett jämförelsevis litet frekvensområde.

    Möjligen skulle resistivt lastade long-wire antenner kunna vara motiverade som mottagarantenner där verkningsgraden är underordnad.

    Som flera varit inne på tidigare får man renare strålningsdiagram, mer förutsägbara egenskaper samt mer antennvinst per "arealenhet" när man använder log-periodiska antenner vilket också är bland orsakerna till att romber och V-beamar försvunnit ur de professionella antennarsenalerna.

    I synnerhet nära den övre gränsfrekvensen blir strålningsdiagrammet för en romb ett gytter av sidolober.

    73/

    Karl-Arne
    SM0AOM
     
  13. SA5A

    SA5A Well-Known Member

    Men man kan sätta ett relä som kortsluter resistansen, så att man kan välja strålningsvariant. Drar man dubbla ledare, typ gammaldags telefonledning, kan man köra dem parallellt som en ledare för hf och samtidigt använda dem för att styra ett dc-relä. ;-)
     
  14. SM3BDZ

    SM3BDZ Well-Known Member

    Det känns kanske som "mycket slit för lite ull" ;-) Om man nu absolut vill använda en longwire som riktantenn, som dessutom endast fungerar som sådan på ett band, så är kanske inte 2 dB så mycket att bråka om...
    Instämmer med övriga som uttryckt att det finns bättre lösningar.

    73/Lasse
     
    Last edited: Jan 3, 2011
  15. SM0CTK

    SM0CTK Well-Known Member


    ***

    Det är väl bra att någon testar lite andra alternativ till antenner.

    Enligt mitt förmenande så är nog Quaddddarna de bästa antennerna. Kommer ihåg för
    många år sedan en artikel i QTC där man jämförde formen på olika Quad-elements egenskaper.

    De som var smala i höjdled var bäst har jag för mig. Har artikeln sparad.

    Skillnaden mellan ett fyrkantigt element gentemot den smalare varianten
    skulle vara givande att få ta del av.

    SM0CTK/stig
     
  16. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    CTK de GLD,
    Om du anger dina mått så kör vi......i morgon:)

    /Micke
     
  17. SM0CTK

    SM0CTK Well-Known Member

    Många Element.

    Du kan skicka ett mail till sm0ctk@ssa.se så skall jag skanna av informationen
    och bifoga bilderna till dig.
    Därefter får du välja vilka former på elementen som du vill testa i programmet.

    SM0CTK/stig
     
  18. SM3BDZ

    SM3BDZ Well-Known Member

    Handlar inte denna tråd om analys och simulering av olika antenner?

    Jag har själv en Quad som jag är mycket nöjd med men att utse den till "den bästa antennen" vågar jag mig nog inte på. Första frågan blir kanske bäst till vad? Man får rada upp ett antal önskade egenskaper innan man kan avgöra vad som är bäst - i just det fallet!

    73/Lasse
     
  19. SM0CTK

    SM0CTK Well-Known Member

    ***

    Var och en får väl ha sina åsikter!

    När det gäller antenner så är det mycket konstigheter.
    Jag hjälpte en bekant att sätta upp en 2x25.4 meters
    Zepp.

    Det konstiga är att han fick bättre rprt från Kina med denna
    trådant än vad Telias Klubbstation här i 08 fick med sin
    lågperiodiska antenn.

    I dina hemtrakter bör du ha fri sikt så du uppnår nog
    väldigt bra resultat vad än du nyttjar. Troligen ser du
    Oviksfjällen och även Åreskutan.

    sm0ctk stig
     
  20. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Mycket tilltalande idé.
    Har ibland funderat på hur man "remote" skulle kunna konfigurera om en antenn.

    Har du något exempel på ett fungerande system?
    Hur skulle matningen via ett "bias-T" se ut?

    /Micke
     

Share This Page