Funderar över möjligheten att anordna (tillverka eller bygga?...) en vertikal antenn över ett jordplan som skapas med med ett antal "remsor" av hönsnät. Det skulle finnas möjlighet att på tomten lägga ut 3 st ungefär 15 m långa remsor av hönsnät i en "stjärna", och i en central punkt sätta upp nån form av "monopol". Som det ser ut skulle hönsnätet kunna läggas så att det så småningom "absorberas" av växtligheten på marken och därmed har/får kontakt med själva jorden. Skulle det vara meningsfullt att lägga en koax till "mittpunkten", under nätet, redan från början, för att hålla den avskärmad från utstrålad energi, eller borde det kunna hanteras med lämpligt placerade mantelströmsdrosslar på en kabel ovanpå "jordplanet"? Det vore ju kul att experimentera lite med olika vertikaler, men om experimentet även kan komma att innehålla en mängd obekanta faktorer från matarledningsförläggningen blir det ju lite onödigt spännande. Tacksam för alla former av kommentarer.
Skapa ett jordplan
- Thread starter SM0UAN
- Start date
SM0AOM
Well-Known Member
Det fungerar till en del, men får ganska begränsad verkan genom att jordplanet inte är oändligt stort.
Genom jordplanets begränsade utsträckning så uppstår det "randeffekter" vilket gör att matarledningen inte blir helt isolerad från monopolelementet. Dock vinner man något genom att lägga matarledningen under nätet, men inte så mycket som man tror.
(Sagt av äldre kollega under början av 80-talet: "Om något inte fungerar som beräknat, lägg först pannan i djupa veck och skyll sedan på 'randvillkoren' ")
Genom jordplanets begränsade utsträckning så uppstår det "randeffekter" vilket gör att matarledningen inte blir helt isolerad från monopolelementet. Dock vinner man något genom att lägga matarledningen under nätet, men inte så mycket som man tror.
(Sagt av äldre kollega under början av 80-talet: "Om något inte fungerar som beräknat, lägg först pannan i djupa veck och skyll sedan på 'randvillkoren' ")
Last edited:
Jag har byggt ett antal vertikaler med björkar och tallar som support för själva antennelementet. De här varianterna av vertikalantenner har i huvudsak varit konstruerade för 80mb och har fungerat mycket bra.
Men åter till frågan om jordplan:
Jag har aldrig konstruerat ett jordplan med remsor av "hönsnät", Min upplevelse av mina antennexperiment med vertikaler är, Hellre fler korta element (trådar) i jordpanet än få långa.
Men åter till frågan om jordplan:
Jag har aldrig konstruerat ett jordplan med remsor av "hönsnät", Min upplevelse av mina antennexperiment med vertikaler är, Hellre fler korta element (trådar) i jordpanet än få långa.
Tack för kommentarerna!
Det handlar väldigt mycket om kompromisser här. Jag tänkte nog att anordningen skulle kunna användas för 7-30 MHz och bestå av en vertikal (icke-resonant eller med en "självgående" ATU i matningspunkten) och ett jordplan av elektriskt anslutet markplacerat nät, som har kontakt med "marken", inget avstämt jordplan. Ungefär som att man ville köra HF från sin bil, fast ett mer seriöst jordplan än bara själva bilen. Frågan kan kanske destilleras ner till att det vore bra att veta om det är nån vits att man lägger matarledningen en bit under nätet (och hoppas att den blir lite avskärmad från närfältet), eller om det inte spelar nån större roll och det "går lika bra med selleri", dvs nån sorts CM-drossel på lämplig plats.
Det handlar väldigt mycket om kompromisser här. Jag tänkte nog att anordningen skulle kunna användas för 7-30 MHz och bestå av en vertikal (icke-resonant eller med en "självgående" ATU i matningspunkten) och ett jordplan av elektriskt anslutet markplacerat nät, som har kontakt med "marken", inget avstämt jordplan. Ungefär som att man ville köra HF från sin bil, fast ett mer seriöst jordplan än bara själva bilen. Frågan kan kanske destilleras ner till att det vore bra att veta om det är nån vits att man lägger matarledningen en bit under nätet (och hoppas att den blir lite avskärmad från närfältet), eller om det inte spelar nån större roll och det "går lika bra med selleri", dvs nån sorts CM-drossel på lämplig plats.
SM0AOM
Well-Known Member
Man kan säga att den kapacitiva kopplingen mellan radiatorn och matarledningens utsida minskar något, eftersom E-fältlinjerna hamnar på jordplanet istället för på koaxens skärm.
Om detta blir signifikant är däremot en s.k. "bra fråga", därför att koaxen måste passera jordplanets kant innan den kan komma fram till radion, och där finns det en diskontinuitet med ett spänningsmaximum (därför att strömvågen på jordplanets ovansida avbryts abrupt när den når kanten).
En eller flera CM-drosslar blir nog nödvändiga oavsett.
Den gamla iakttagelsen att "vertical antennas radiate equally bad in all directions" gäller nog även här.
Om detta blir signifikant är däremot en s.k. "bra fråga", därför att koaxen måste passera jordplanets kant innan den kan komma fram till radion, och där finns det en diskontinuitet med ett spänningsmaximum (därför att strömvågen på jordplanets ovansida avbryts abrupt när den når kanten).
En eller flera CM-drosslar blir nog nödvändiga oavsett.
Den gamla iakttagelsen att "vertical antennas radiate equally bad in all directions" gäller nog även här.
SM5MX
Well-Known Member
UAN: Jag har täckt mitt garagetak med relativt finmaskigt hönsnät som bildar jordplan för en GP för 20 m. Radiatorn består av en FK-tråd fasttejpad på ett metspö av plast. Jag lade koaxen direkt ovanpå hönsnätet utan större funderingar och allt fungerar väl. En Ugly Balun utanför hönsnätet kompletterar installationen.
Det enda jag minns att jag grubblade över var om det skulle gå att löda ihop de parallella våderna av hönsnät. Jag frågade i olika fora upprepade gånger utan att få ett enda svar. Jag kan nu avslöja den tydligen hemliga uppgiften att det går utmärkt.
Det enda jag minns att jag grubblade över var om det skulle gå att löda ihop de parallella våderna av hönsnät. Jag frågade i olika fora upprepade gånger utan att få ett enda svar. Jag kan nu avslöja den tydligen hemliga uppgiften att det går utmärkt.
SM0AOM
Well-Known Member
Man kan nog bortse från inverkan av lödningar mm när ett jordplan av hönsnät ligger dikt på marken eller ett tak.
Däremot visar en närfältssimulering att det blir en stor diskontinuitet
vid kanten av jordplanet, fältet ett par cm ovanför planet går från
500 V/m till 50 V/m på bara någon dm förflyttning, så man kan inte helt
försumma kapacitiv koppling till koaxens ytterledare när den passerar kanten. En CM-drossel kommer då att hjälpa upp situationen betydligt.
Ju större jordplan, ju mindre kapacitiv koppling.
Däremot visar en närfältssimulering att det blir en stor diskontinuitet
vid kanten av jordplanet, fältet ett par cm ovanför planet går från
500 V/m till 50 V/m på bara någon dm förflyttning, så man kan inte helt
försumma kapacitiv koppling till koaxens ytterledare när den passerar kanten. En CM-drossel kommer då att hjälpa upp situationen betydligt.
Ju större jordplan, ju mindre kapacitiv koppling.
SM6POP
Foliehatt
Skilladen mellan vad du vill uppnå och vad jag och troligen SM5MX är inne på antenner är i resonans.
Antenner som inte är i resonans är lite knepigt att få till på ett bra sätt om du frågar mig, alltid en kompromiss.
Faktum är att stationer som körts på oresonanta antenner hamnar ibland på bänken här för reparation med trasiga slutsteg eller SWR-bryggor som gått hädan.
Skall du bygga en antenn som inte är resonat och fungerar på alla band så rekommenderar jag en dipolantenn med stege.
Med rätt tuner (tex. en Annecke) så kan du köra alla band utan förluster och med lite gain på högre frekvenser den är klippt för.
Stegmatning är nu för tiden inte så vanligt tyvärr men väldigt bra om man vill ha en riktigt bra antenn för flera band
Antenner som inte är i resonans är lite knepigt att få till på ett bra sätt om du frågar mig, alltid en kompromiss.
Faktum är att stationer som körts på oresonanta antenner hamnar ibland på bänken här för reparation med trasiga slutsteg eller SWR-bryggor som gått hädan.
Skall du bygga en antenn som inte är resonat och fungerar på alla band så rekommenderar jag en dipolantenn med stege.
Med rätt tuner (tex. en Annecke) så kan du köra alla band utan förluster och med lite gain på högre frekvenser den är klippt för.
Stegmatning är nu för tiden inte så vanligt tyvärr men väldigt bra om man vill ha en riktigt bra antenn för flera band
Resonans eller inte resonans...
Mitt radiobeteende handlar en hel del om att vara på olika band, oftast 14 MHz, men rätt mycket 7 och 28 också. På mitt "huvud-QTH" är det en nödvändighet att anpassa sig (bandet) efter dygnet och, inom banden, att gå undan från diverse störningar. Så en perfekt, resonant antennuppsättning är inte aktuell, det får bli icke-resonant, eller "bästa möjliga" med en avstämmare - vilket ju ändå funkar rätt OK. Alternativ-QTH har en betydligt lugnare störmiljö, förstås...
Mitt radiobeteende handlar en hel del om att vara på olika band, oftast 14 MHz, men rätt mycket 7 och 28 också. På mitt "huvud-QTH" är det en nödvändighet att anpassa sig (bandet) efter dygnet och, inom banden, att gå undan från diverse störningar. Så en perfekt, resonant antennuppsättning är inte aktuell, det får bli icke-resonant, eller "bästa möjliga" med en avstämmare - vilket ju ändå funkar rätt OK. Alternativ-QTH har en betydligt lugnare störmiljö, förstås...
SM0AOM
Well-Known Member
Hela det här problemet "kokar ner" till vad som händer när en antenn blir väldigt liten i förhållande till våglängden, alltså långt ifrån resonans.
Då lagras mycket stora energimängder i fälten runt radiatorn och jordplanet, om det skulle gå att anpassa en så här liten antenn utan förluster i anpassningsnätet så motsvarar antennen en serieresonanskrets med ett Q av c:a 500, innebärande att kvoten mellan utstrålad och lagrad energi blir 500, om radiatorn görs grövre så minskar Q.
Sådana anpassningsnät går dock inte att realisera, det skulle krävas komponenter helt utan förlustresistanser. Med sådana skulle en 7 m vertikalantenn ha en verkningsgrad av "i häraden" 90% på 3,5 MHz.
Realiserbara anpassningsnät och jordplan har påtagliga förluster, man kan inte räkna med komponent-Q på mer än 200, och en förlustresistans av mindre än 5 ohm i ett realiserbart jordplan av nät kan knappast realiseras.
Om man räknar med sådana värden så blir verkningsgraden runt 15 % och ett Q hos den ekvivalenta kretsen på ungefär 15.
När frekvensen ökar så förbättras situationen, redan vid 7 MHz blir den
60-70 % och Q c:a 6.
Vid den första naturliga resonansen vid 10 MHz har verkningsgraden stigit mot 80 %. Problemet ligger nu främst i att jordplansresistansen är svår både att modellera och mäta upp, så osäkerheten blir stor.
Vad min mentor SM4COK(SK) en gång sade om att "tråd gör mycket större nytta uppe i luften än på marken..." är lika giltigt i dag.
Man kan jämföra prestanda mellan en markmonterad vertikalantenn enligt OP:s koncept och en kort dipolantenn som tvingas i resonans på 80 m.
En realistisk verkningsgrad för vertikalen är högst 10-20% alltså 5-10 dB ner från en "full-size". Dipolen, som vi antar har en total längd av 15 m och sitter på en höjd av 7 m matas via 15 m av 450 ohms "window-line"
På 3.5 MHz får den strålningsverkningsgrad av c:a 20 % p.g.a markförlusterna och har en matningsimpedans av 4-j1400 ohm.
Detta är "svårmatchat" och en "stege" med 450 ohms impedans ger en förlust av 5 dB ungefär. Avstämmaren får också en svår uppgift eftersom den ska anpassa en last med endast ett par ohm realdel.
Verkningsgraden är alltså nere i vertikalens nivå, men vertikalstrålningsdiagrammet blir mer gynnsamt.
7 MHz är bättre, impedansen blir 26-j410 ohm som dels är mer hanterligt att anpassa, och som ger lägre förluster c:a 0,7 dB i matarledningen.
Anpassaren måste dock kunna stämma av i en last med ett stort impedansbelopp, minst ett par tusen ohm. Markförlusterna har också minskat till hälften.
Högre band blir ännu mer lätthanterliga; 14 MHz ger 390+j850 ohm och ytterligare lägre markförluster. Nu kan man försumma förlusterna i matarledningen, och avstämmaren får en ganska enkel uppgift.
Sammantaget visar detta på hur svårt det är att göra bra antenner för låga band i små utrymmen, men det visste vi redan innan...
Då lagras mycket stora energimängder i fälten runt radiatorn och jordplanet, om det skulle gå att anpassa en så här liten antenn utan förluster i anpassningsnätet så motsvarar antennen en serieresonanskrets med ett Q av c:a 500, innebärande att kvoten mellan utstrålad och lagrad energi blir 500, om radiatorn görs grövre så minskar Q.
Sådana anpassningsnät går dock inte att realisera, det skulle krävas komponenter helt utan förlustresistanser. Med sådana skulle en 7 m vertikalantenn ha en verkningsgrad av "i häraden" 90% på 3,5 MHz.
Realiserbara anpassningsnät och jordplan har påtagliga förluster, man kan inte räkna med komponent-Q på mer än 200, och en förlustresistans av mindre än 5 ohm i ett realiserbart jordplan av nät kan knappast realiseras.
Om man räknar med sådana värden så blir verkningsgraden runt 15 % och ett Q hos den ekvivalenta kretsen på ungefär 15.
När frekvensen ökar så förbättras situationen, redan vid 7 MHz blir den
60-70 % och Q c:a 6.
Vid den första naturliga resonansen vid 10 MHz har verkningsgraden stigit mot 80 %. Problemet ligger nu främst i att jordplansresistansen är svår både att modellera och mäta upp, så osäkerheten blir stor.
Vad min mentor SM4COK(SK) en gång sade om att "tråd gör mycket större nytta uppe i luften än på marken..." är lika giltigt i dag.
Man kan jämföra prestanda mellan en markmonterad vertikalantenn enligt OP:s koncept och en kort dipolantenn som tvingas i resonans på 80 m.
En realistisk verkningsgrad för vertikalen är högst 10-20% alltså 5-10 dB ner från en "full-size". Dipolen, som vi antar har en total längd av 15 m och sitter på en höjd av 7 m matas via 15 m av 450 ohms "window-line"
På 3.5 MHz får den strålningsverkningsgrad av c:a 20 % p.g.a markförlusterna och har en matningsimpedans av 4-j1400 ohm.
Detta är "svårmatchat" och en "stege" med 450 ohms impedans ger en förlust av 5 dB ungefär. Avstämmaren får också en svår uppgift eftersom den ska anpassa en last med endast ett par ohm realdel.
Verkningsgraden är alltså nere i vertikalens nivå, men vertikalstrålningsdiagrammet blir mer gynnsamt.
7 MHz är bättre, impedansen blir 26-j410 ohm som dels är mer hanterligt att anpassa, och som ger lägre förluster c:a 0,7 dB i matarledningen.
Anpassaren måste dock kunna stämma av i en last med ett stort impedansbelopp, minst ett par tusen ohm. Markförlusterna har också minskat till hälften.
Högre band blir ännu mer lätthanterliga; 14 MHz ger 390+j850 ohm och ytterligare lägre markförluster. Nu kan man försumma förlusterna i matarledningen, och avstämmaren får en ganska enkel uppgift.
Sammantaget visar detta på hur svårt det är att göra bra antenner för låga band i små utrymmen, men det visste vi redan innan...
SM0AOM
Well-Known Member
Jag visste att jag sett det någonstans, och i Ham Radio Magazine 5/1977
skrev den sedermera välkände Rob Sherwood om att täcka marken med hönsnät för att förbättra "jordmånen".
Hans mätningar på ett kvadratiskt jordnät med 20 m2 area visade på att en antennverkningsgrad av 40 % jämfört med ett idealt jordplan
var möjlig på 3,5 MHz, alltså en förlustresistans för jordplanet av i häraden 10 ohm.
Om vi antar att det blir ungefär samma resultat i SM som i W0 så blir det en extra realdel av 10-12 ohm i serie med antennelementets egen strålningsresistans. En ekvivalent krets med ett Q av ungefär 12 resulterar då, och sådant går att anpassa. Verkningsgraden för en sådan anordning blir ungefär jämförbar med en kort dipol, men anpassaren får en lättare uppgift.
Resultaten går även ihop med den teori för antenners energilagring som formulerades på 40-talet av den store Schelkunoff som en förenkling av Halléns beräkningsmässigt nästan omöjliga teori för antenners strålningegenskaper.
skrev den sedermera välkände Rob Sherwood om att täcka marken med hönsnät för att förbättra "jordmånen".
Hans mätningar på ett kvadratiskt jordnät med 20 m2 area visade på att en antennverkningsgrad av 40 % jämfört med ett idealt jordplan
var möjlig på 3,5 MHz, alltså en förlustresistans för jordplanet av i häraden 10 ohm.
Om vi antar att det blir ungefär samma resultat i SM som i W0 så blir det en extra realdel av 10-12 ohm i serie med antennelementets egen strålningsresistans. En ekvivalent krets med ett Q av ungefär 12 resulterar då, och sådant går att anpassa. Verkningsgraden för en sådan anordning blir ungefär jämförbar med en kort dipol, men anpassaren får en lättare uppgift.
Resultaten går även ihop med den teori för antenners energilagring som formulerades på 40-talet av den store Schelkunoff som en förenkling av Halléns beräkningsmässigt nästan omöjliga teori för antenners strålningegenskaper.
SA5GHZ
Dipl. Klugscheißer
Mycket intressant ämne 
hur spelar nedgrävning av jordplanet in, jämfört med liggandes på markytan? Nergrävt en liten bit (decimeter), eller djupare (halvmeter)? Jordplanets form, cirkulärt, kvadratiskt? Radiellt "jämnlångt"/symmetriskt (i förhållande till den vertikala radiatorn) eller hjälper det att tillföra även några längre utlöpare där tomtens förutsättningar så tillåter?
hur spelar nedgrävning av jordplanet in, jämfört med liggandes på markytan? Nergrävt en liten bit (decimeter), eller djupare (halvmeter)? Jordplanets form, cirkulärt, kvadratiskt? Radiellt "jämnlångt"/symmetriskt (i förhållande till den vertikala radiatorn) eller hjälper det att tillföra även några längre utlöpare där tomtens förutsättningar så tillåter?
SM0AOM
Well-Known Member
Om det är bättre med att gräva ner ett jordplan eller inte är mycket omstritt.
En skola säger att det bör ligga ovanpå marken, för då behöver
inte E-fältlinjerna passera den förlustbehäftade jorden på sin väg till
nätet, medan andra säger att gräver man ner nätet så ökar kapacitansen till jord. Praktiskt utförda nät brukar vara nedgrävda så mycket att tjälen inte lyfter upp dem.
En tredje linje, förfäktad av Bob Nash, var "it doesn't bloody matter..."
En skola säger att det bör ligga ovanpå marken, för då behöver
inte E-fältlinjerna passera den förlustbehäftade jorden på sin väg till
nätet, medan andra säger att gräver man ner nätet så ökar kapacitansen till jord. Praktiskt utförda nät brukar vara nedgrävda så mycket att tjälen inte lyfter upp dem.
En tredje linje, förfäktad av Bob Nash, var "it doesn't bloody matter..."