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

V-beam med tvivelaktig prestanda

Discussion in 'Antenner och master' started by SM0GLD, Aug 28, 2013.

  1. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Jag snubblade över en enkel antenn som enligt konstruktören skulle ha både hög antennvinst och högt fb-förhållande.
    Detta är en vanlig horisontell dipol där vinkeln mellan benen är 90 grader.

    ONE ELEMENT MULTI BAND VEE BEAM - 20 THRU 6 METERS!

    Hur kan denna antenn få bra prestanda undrar jag.
    Mina simuleringar med Eznec ger inte alls så bra resultat.

    Finns det någon här på forumet som vet mer om denna antenn?

    /Micke
     
  2. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Påståendena att man skulle kunna få 10 dB "gain" över en dipol hos en antenn som har elementlängden 2 våglängder är helt
    ofysikaliska. Inte ens om man tar med markreflexen i sitt mest gynnsamma fasläge.
    För att få "gain" över 6 - 7 dB hos en V-beam krävs flera våglängder per "ben".
    När man vinklar en dipolantenn får man en liten osymmetri hos strålningsdiagrammet, och matningsimpedansen sjunker, till en början långsamt

    Detta gäller ungefär ner till vinklar på 60 grader mellan benen. När vinkeln blir ännu mindre så sjunker realdelen i matningsimpedansen
    snabbt, och strålningen i fjärrfältet minskar p.g.a. att bidragen från varje "ben" börjar ta ut varandra på allvar.

    Den riktigt minnesgode erinrar sig "triple-leg" antennen från mitten av 50-talet, där man påstod att en GP bestod av 3 V-beamar som skulle koncentrera strålningen i horisontalplanet och ge flera dB antennvinst. Det "inses lätt" att en GP bara är en variant av den vertikala dipolen,
    och den har ingen antennvinst relativt en dipol.

    73/
    Karl-Arne
    SM0AOM
     
    1 person likes this.
  3. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Jag misstänkte att det var något som inte riktigt stämde.
    Jag fick bara lite osymetri, det var allt.

    Konstigt att artikeln nämner att tråd inte fungerar utan det måsta vara tjocka rör för att få "rätt effekt"
    Detta är ju lätt att simulera i EZNEC men det gjorde ingen skillnad.

    /Micke
     
  4. SM6APQ

    SM6APQ Well-Known Member

    Den s k Vee-beamen!
    Det var nog det värsta jag läst om hur en eller två s k "amatörer" beskriver och tror på en fantasiprodukt.
    Som AOM skriver en V-beam måste ha en viss längd och korrekt vinkel mellan benen för att få rimlig riktverkan.

    Jag installerade en V-beam på mitt nybyggda QTH utanför Kungsbacka i början av 60-talet. Jag fick lära mig, och acceptera!, att benen bör vara minst tre våglängder (på den lägsta frekvensen) för att överhuvudtaget få riktverkan, På 14-MHz betyder det 60 meter långa ben!

    Jag hade plats för två ben c:a 150 m långa. En ek och två granar på andra sidan grannbondens betesmarker. Riktning blev norra Brasilien och Australien. En V-beam strålar alltid i två riktningar om man inte förser den med avslutningsmotstånd i varje ben - kopplade till ett jordnät under varje "benända".
    P g a markens slutning gick den en aning bättre mot Australien. När jag några år senare satte upp en monoband Quad för 14-MHz "slog" den V-beamen med en halv S-enhet.
    En "försiktig" gissning är att en V-beam där benen är 6 våglängder har en vinst över en dipol med c:a 5 dB.

    73
    Bengt
    SM6APQ
     
    Last edited: Aug 31, 2013
  5. SM2DNR

    SM2DNR Well-Known Member

    Även i det här fallet är det längden som räknas!
    Den V-beam med 85 meter långa trådar jag använt under en längre tid ger fina DX mot såväl Sydamerika som Nya Zeeland/Australien även under marginella konditioner.
    Matar man antennen med stege och tuner så får man en bredbandsantenn. En enkel, billig och nästan 'osynlig' antenn och fungerar utmärkt med försvarets telefonledning DL-1000 men det måste vara LÅNGA trådar!
     
  6. SM6APQ

    SM6APQ Well-Known Member

    DNR de APQ
    85 m långa trådar. Vilka frekvenser, höjd på trådarna och vilken ungefärlig vinkel mellan benen? Hade du någon referensdipol att jämföra med?
    Jag glömde att nämna att min V-beam, anno 1962, var c:a 22 m över marken och givetvis matad med öppen stege avslutad med en linkkopplad tuner. S-match och Z-match göra sig icke besvär!

    73
    Bengt
    SM6APQ
     
    Last edited: Aug 30, 2013
  7. SM7FJW

    SM7FJW Well-Known Member

    Jo. som vanligt är det delade meningar, men sanningen är den att det är inte längden som räknas som avgörande, utan tjockleken, fråga damerna på forumet så får ni svar på tal !
    Kom ihåg att antenner består av flera fysikaliska och elekrtiska komponenter som induktans, resistans, conductans, impedance och vågledarhastighet!
    Antennen kräver speciella förutsättningar för att fungera som beskrivs i texten! Exempelvis så måste vinkeln vara 90 grader och varken mer eller mindre, Baluner, matning och anpassning enligt konstruktören.
    Sådana yttre omständigheter tar inte Eznec hänsyn till och bara universums skapare kan säga om detta är rätt eller fel design.
    Men forumgudar ratar allt som dom varken förstår, lärt sig eller vill prova :)
    Väl mött på 80 m.

    73
    Lars
    SM7FJW
     
    1 person likes this.
  8. SM3BDZ

    SM3BDZ Well-Known Member

    Så du menar att antennen skulle fungera enl beskrivningen, bara att vi är några stycken som inte förstår?

    Vänligen upplys oss!

    /Lasse
     
  9. SM6APQ

    SM6APQ Well-Known Member

    FJW de APQ
    Vad är det du pratar (svamlar) om? Här pratar vi om två longwirar som bildar ett V och matas med en öppen stege och då kallas V-beam. Vad är det för TEXT du refererar till? Vad får du 90 grader ifrån? När benen på en V-beam är tillräckligt långa för att kunna betraktas som en riktantenn brukar vinkeln mellan trådarna ligga omkring 40 grader.
    Baluner m m enl. konstruktören. Vilken konstruktör?

    Väl mött på 80 m säger du. Jag är tillbaka i Sverige 30 september. Då kan vi mötas på 3,7-MHz och diskutera vidare.

    73
    Bengt
    SM6APQ
     
  10. SM2DNR

    SM2DNR Well-Known Member

    Min gamla ARRL Antenna Book (16th edition) förklarar V-beamens funktion med enkla termer och visar bl.a.ett diagram över de lämpliga vinklarna mellan trådarna med avseende på trådlängden.
    Fortfarande är det trådar som används och fortfarande är det längden som räknas för att det ska kallas V-beam. ;)
    V-beamApex.jpg V-beamDesign.jpg
     
  11. SM0RCL

    SM0RCL Well-Known Member

    Om någon skulle knåpa ihop en dylik antenn för 70cm och testa?

    Jag har ont om tid, men någon känner sig kanske ambitiös.

    Kan man mäta, så får man veta.....

    73 de Kai
     
  12. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Att en flera våglängder lång V-beam fungerar råder det inga tvivel om, detta är lätt att simulera med Eznec.

    Nu handlade det faktiskt om den antenn som jag länkade till.
    Det finns en till liknande design THE KB4XJ ONE ELEMENT V BEAM! THE VEE BEAM 15 METER PROJECT även denna antenn är bara 1/2-VL men påstås ge 3-4dB vinst över en log-dipole.
    Här refereras det dessutom till ARRL Antenna Book 1994.

    Vad är en log-dipole och vad skiljer den ifrån en vanlig dipole?
    Vad är det jag missar i min simuleringsmodell?

    /Micke
     
    1 person likes this.
  13. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Det här är ett exempel på den desinformation som Internet flödar över av.
    Den 90-grader böjda dipolen förekommer sedan "hedenhös" som "kvadrantantennen"
    för rundradiotillämpningar när NVIS-utbredning är primärt intressant, t.ex. i tropikbanden.

    Quadrant Antenna for Shortwave Radio Broadcasting

    Några magiska egenskaper har den inte, utan det är endast ett sätt att förbättra rundstrålningsegenskaperna för markvågen något jämfört med den raka dipolen.

    I CCIR:s antennbibliotek finns den modellerad i olika utföranden beroende på vilka markförhållanden och på vilken höjd över marken den är monterad. Över mark med låga förluster anses den ha en antennvinst i maximalriktningen (rakt upp vid låga montagehöjder) på c:a 7 dBi eller 4,5 dBd. Denna består av primärt markreflexen 3 - 3,5 dB och sekundärt strålningsdiagrammet i azimutled c:a 1 dB.

    Grovleken på antennelementen kan inte påverka strålningsdiagrammet i fjärrfältet för rimligt förekommande
    tjocklekar, utan endast antennens bandbredd.

    73/
    Karl-Arne
    SM0AOM
     
    3 people like this.
  14. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Tack för den länken K-A.

    Tydligen är det viktigt att antennen inte sitter för högt.

    /Micke
     
  15. SA5A

    SA5A Well-Known Member

    Men du vill väl ha max strålningslob mot horisonten, Micke? Inte rakt upp?
    Sture
     
  16. SM0GLD

    SM0GLD Vänsterhänt

    Alldeles riktigt men....
    I artikeln står inget om antennhöjden när dom mätte upp antennen.
    Jag vill i första hand försöka förstå hur dom kommit fram till så bra egenskaper och därefter försöka kopiera detta om möjligt.

    Det är ofta väldigt intressant och givande att analysera andras konstruktioner.

    Jag kom in på detta då jag simulerade två dipoler lagda i kryss.
    Om man då matar två intilliggande element dvs en kvadrant så kan man låta motstående kvadrant agera reflektor.
    Detta ger lite antennvinst över en ren dipol men då har vi ju en tvåelements antenn.
    Med dessa två element kunde jag inte nå upp till det gain som angavs i artikeln och då med endast ett element.

    Därav min ursprungliga fråga: hur går det här till?


    /Micke
     
    Last edited: Aug 30, 2013
    1 person likes this.
  17. SM5JAB

    SM5JAB Well-Known Member

  18. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Jag är rätt säker på att man gått omkring med en fältstyrkemeter i närfältet.
    Sådant ger resultat som är rena lotteriet.

    Ett enda dipolelement kan inte få en påtaglig antennvinst över samma dipol som referensantenn, i synnerhet när
    inte markreflexen kan räknas in.

    Inga seriösa antennbyggare utvärderar antenner på det sättet.


    73/
    Karl-Arne
    SM0AOM
     
    Last edited: Sep 1, 2013
    2 people like this.
  19. sm6eng

    sm6eng Active Member

    SM0AOM de SM6ENG

    Hej
    Jag håller helt med dig att gå omkring med en fältstyrkemeter för att mäta prestanda på
    en antenn sannolikt är ett lotteri.

    När du skriver att "inga seriösa antennbyggare uvärderar antenner på det sättet" så finns det risk att detta missförstås.

    De verkligt seriösa antennbyggare använder sig av uppmätning av fältstyrkan i närfältet. Men då gör man detta i ett dämpat rum (utan refelktioner) med en styrd mätprob som mäter på väldefinerade punkter i närfältet. Från dessa mätningar räknar man ut fjärrfältet med fourietransformen. Detta tillämpas av förståeliga skäl endast på mindre antenner för mikrovågsområdet. Även om det är få antennbyggare som har tillgång till dessa avancerade mätsträckor så kan vara intressant att känna till.

    När man diskuterar prestanda hos antenner så tycker jag att det blir mycket lättare om man inte blandar in eventuellt extra gain orsakade av reflektioner i marken. De ge några dB extra bereonde på markens ledningförmåga etc - men det har primärt inte med egenskapen hos antennen att göra. Dessutom så är detta bidrag svårt att få ta reda på. Bidraget blir vad det blir där man sätter upp antennen och det är sällan man kan påverka detta (såvida man inte lägger ut ett stort jordplan). Det är bättra att använda gain i fri rymd. Då blir jämförelsen rättvis och man slipper denna osäkerhetsfaktor.

    73 / SM6ENG
     
  20. SM6APQ

    SM6APQ Well-Known Member

    Jag återknyter till trådens ursprung som gällde Vee.beam.

    DNRs kopiering av ARRLs antennbok var välkommet i diskussionen.

    Genom att studera antennlitteraturen har jag kommit fram till följande:

    Antalet lober som bildas runt en ändmatad longwire är beroende och proportionellt mot antalet HALVVÅGOR som flyter på tråden.

    Om vi som räknexempel tar 14-MHz, 20 meter, inträffar följande;

    Antag att tråden år 20 meter lång. Då bildas TVÅ halvvågor och vi får TVÅ lober på vardera sidan om tråden. Summa alltså FYRA lober - i detta fall en "fyrklöver". Ingen eller försumbar riktverkan
    Om tråden är 30 meter lång - TRE halvvågor och vi får TRE lober på vardera sidan och sammanlagt SEX lober. En nästan rundstrålande antenn. (Detta var vad V. Louise, G5RV, gjorde i Indien för att ge alla en chans att få QSO med en VU-station. En G5RV är ju omkring 30 m och matad i en strömbuk på mitten.)

    Jag gör ett jättehopp till en tråd 80 meter lång. Fyra helvågor och ÅTTA halvvågor. Alltså ÅTTA lober som nu har fördelat sig som två rosetter med fyra "maskrosblad" i vardera riktningen. Klöverbladen är nu snarlika maskrosblad och tenderar att lägga sig utmed tråden. Om vi ritar ut två longwirar, 80 m långa, med rosetter av maskrosblad på två separata papper kan vi "leka" med följande:
    Lägg pappren så att de två trådarna bildar en Vee-beam. Justera vinkeln och du finnar att vid en viss vinkel kommer maskrosbladen att samverka i två riktningar. Du har skapat en riktantenn - en dubbelbeam, i två riktningar.

    Ju längre tråden och trådarna är, desto fler maskrosblad bildas som får en tendens att nästan sammanfalla med trådens riktning och mycket viktigt; maskrosbladens vinkel mot tråden ändrar sig mindre och mindre ju längre tråden blir. Detta betyder i klartext att maskrosbladens vinkel mot tråden är nästan den samma (vid långa trådar) för 14 och 21-MHz. Precis som DNRs kopia av Antennhandboken beskriver, kan man välja en "kompromissvinkel" med obetydlig försämring för en Vee-beam avsedd för 14 till 29-MHz. Idag får vi en utmärkt riktantenn för 14, 18, 21, 24, 28 och 29-MHz med två tillräckligt långa trådar.

    Man kan, som jag kanske nämnde tidigare, få en Vee-beam att endast stråla i en riktning d v s "ut" från matningsvinkeln. Varje tråd skall då avslutas med ett lämpligt avslutningsmotstånd som vardera bör tåla 1/4 av den tillförda effekten till antennen. Avslutningsmotstånden fordrar ett rejält jordnät - knappast värt mödan för en radioamatör. Jag har i mitt liv bara stött på en avslutad Vee-beam - en sådan avsedd för point-to-point trafik i Micronesien. Bättre då att installera ytterligare en stolpe e d och skapa en rhombic som i princip är två Vee-beamar "rygg-mot-rygg".

    73
    Bengt
    Sm6APQ
     

Share This Page