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

Vertikal dipol?

Discussion in 'Antenner och master' started by Skalmannen, Dec 27, 2009.

  1. Skalmannen

    Skalmannen Well-Known Member

    Man ser oftast horisontella dipoler för HF. Finns det något att vinna (eller förlora) på att montera en dipol för t ex högre HF-band vertikalt istället? Man borde t ex kunna fästa den utefter ett teleskopmetspö och därmed vinna lite höjd och få en lägre strålningsvinkel.
     
  2. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Anledningen till att man gärna undviker vertikala dipoler på lägre höjder är att markens elektriska egenskaper har en mycket påtaglig inverkan på strålningen i låga vinklar.

    För en vertikaldipol med matningspunkten på 1/2 våglängds höjd över marken så kommer marken att absorbera i princip all strålning under 5 graders vinkel, och även bidra till att strålningen i andra vinklar minskar genom sina förluster i antennens närfält.

    Om man kan komma upp med matningspunkten minst 1 - 2 våglängder kan man börja försumma denna påverkan, och då får man de extremt låga strålningsvinklar som vertikala dipoler (och GP-antenner) tillskrivs i skolböckerna.

    Däremot för horisontella antenner är markens inverkan inklusive markförlusterna mindre, och man kan lite grovt säga att för en given masthöjd (> 1/2 våglängd) över marken får man mest utstrålad effekt där man vill ha den med horisontella antenner.

    Ifall omgivningen däremot utgörs av saltvatten är vertikaldipoler mycket bra antenner även på lägre höjder.

    73/

    Karl-Arne
    SM0AOM
     
  3. SM5NFT

    SM5NFT Well-Known Member

    Hejsan,

    Gjorde, av eget intresse, simuleringar för vertikala kontra horisontella dipoler och konstaterarde att K-A's förklaring är mycket exakt. Hoppas jag fått till det rätt. Jag ger inga garantier då jag simulerar som en amatör-simulant :)

    Simuleringarna är för 28Mc, och med "medel-jord" (0.005, 13) resp. saltvatten. Den horisontala dipolen (alltid i röd färg) och mitten på den vertikala dipolen är placerad på 0.25, 0.5 samt 1 våglängds höjd.

    Möjligtvis kan man säga att en fördel med den vertikala dipolen kan vara att den är döv i höga TO vinklar, så man slipper drunkna i den lokala trafiken.

    God fortsättning.

    WL.25_normal.jpg
    0.25 WL medeljord

    WL.5_normal.jpg
    0.5 WL medeljord

    WL_normal.jpg
    1 WL medeljord

    WL.25_saltwater.jpg
    0.25 WL saltvatten

    WL.5_saltwater.jpg
    0.5 WL saltvatten
     
    Last edited: Dec 28, 2009
  4. SM0ETT / Hans

    SM0ETT / Hans Well-Known Member

    Det jag ursprungligen skrev här är raderat då jag hittade svaret i föregående inlägg.
     
    Last edited: Dec 28, 2009
  5. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Det här är något bland de mest missuppfattade saker som finns om antenner.

    Ifall jag kunnat debitera 100 kr för varje gång jag har behövt förklara det här med vertikalt
    kontra horisontalt på HF och lägre frekvenser skulle jag nog vara förmögen vid det här laget. Det gäller både "på jobbet" och annorstädes. Det verkar som om "skolboksbilden" av vertikalantenners strålningsdiagram har en enastående förmåga att fastna i folks medvetande.

    Egentligen är vertikal polarisation bara befogat i ett antal specialfall; främst om man opererar på låga frekvenser och täckningsområdet är definierat som en viss markvågsfältstyrka. Det är mycket svårt, för att inte säga omöjligt, att skapa markvågsfältstyrkor värda namnet med horisontalpolariserade antenner. Sedan kan fallet med mobilradio på VHF och uppåt också motivera vertikal polarisation.
    Även de med ont om utrymme kan använda vertikalantenner.

    Man förvånas som sagt lite över hur seglivat detta är.
    Erinrar mig i sammanhanget en anekdot om det här med antennernas betydelse för systemlösningars framgång som berättades för mig av dr Brian Austin G0GSF på IEE:s HF-konferens för ett 10-tal år sedan.

    När invasionen av Frankrike planerades 1944 så fick de brittiska signaltrupperna uppdraget att göra upp operationens hela signalplan. Den "radiokommunikationsdoktrin" som de hittills använt var primärt uppbyggd på vertikalpolariserad markvågstäckning och användning av låga frekvenser för taktiskt bruk.
    Man ansåg att HF-frekvenser över 4 - 5 MHz bara var för strategiska- och långdistansändamål (t.ex. för trafik med flottan och med kolonierna). När omfånget av Operation Overlord stod klart för de inblandade greps man av förtvivlan. Högt räknat skulle frekvensutrymmet bara räcka till en 1/3-del av de nät som skulle behövas för ordergivning, uppföljning och stridsledning. Ett krismöte hölls i Whitehall där man efterlyste åtgärder. Där föreslog en av USA:s representanter att man skulle låta civilister från RCA med erfarenhet av frekvensplanering för mobil HF ta en titt på problemet, och dr Harold Beverage tillsammans med några medhjälpare flögs över.

    De planerade om hela upplägget under ett par hektiska veckor under våren 1944, och kom upp med en fungerande signalplan; till lands, till sjöss och i luften.

    Beverages angreppsvinkel var att använda de frekvensområden som var bäst lämpade för det givna förbindelseavståndet, och sedan välja antenner därefter. Genom att förlägga RAF:s och USAAF:s markstationer på sådana avstånd från Normandie som var optimala för både dag- och nattfrekvenserna och där använda horisontella dipoler och romber kunde attack- och bombflygets ledningstrafik flyttas upp rejält i frekvens. Ett genomtänkt användande av skipzonen kunde även medge att man utnyttjade samma frekvens till två eller flera olika nät.

    Liknande metoder användes för sjöstridskrafterna, och där användes även lägre frekvenser som komplement där yttäckning var nödvändig, och armen använde främst så höga HF-frekvenser som möjligt samt VHF för sin medeldistans- resp. kortdistanstrafik.

    Nettoeffekten av detta var att man lyckades med att hantera de enorma kommunikationsbehoven för världens dittills största invasionsarmada med befintlig ombordutrustning men genom att planera om systemen i land, och där använda optimerade frekvensval och antenner. Det kan bara spekuleras i hur det kunnat gå om inte dr Beverage fått sin vilja igenom.

    73/

    Karl-Arne
    SM0AOM
     
  6. SM7CZR

    SM7CZR Old Member

    Man talar ofta om att lokala störningar ( brus) är vertikalpolariserade och att en horisontell antenn plockar upp mindre av detta. Hur mycket av detta är sant?

    / Ingvar
     
  7. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Just det.

    Vertikalpolariserade antenner lågt monterade över "verklig jord" tillskrivs ofta egenskaper som de inte har.
    Uppträdandet av en sådan bestäms på ett komplicerat sätt av markens egenskaper långt utanför närfältszonen. Man tvingas att ta med egenskaperna 100-tals meter radiellt ut från antennen. Dessutom tillkommer brytningsfenomen i gränsen mellan mark och rymd ("Pseudo-Brewster vinkeln") som påverkar resultatet ytterligare.

    Det verkar som om den mentala bilden av vertikalantenners strålningsegenskaper antingen i fri rymd eller över ett perfekt ledande jordplan sitter starkt förankrad hos många, och att man därför tror att verkliga antenner kan uppträda på detta sätt. En relaterad "myt" är den att de nedvikta jordplanen hos en GP sänker strålningsvinkeln.

    På låga frekvenser är detta ganska utpräglat, eftersom horisontalpolariserade störfält
    inte utbreder sig bra ovanför jordytan. Den elektriskt ledande marken gör så att dessa fält kortsluts, och kvar blir den vertikalpolariserade komponenten. Med stigande frekvens blir skillnaden mindre.

    Det hela förutsätter också att antennen är starkt övervägande horisontalpolariserad; om det förekommer t.ex. feederstrålning som är vertikalpolariserad så försvinner förmågan att undertrycka vertikalpolariserade fält.

    73/

    Karl-Arne
    SM0AOM
     
  8. SM0AOM

    SM0AOM Well-Known Member

    Det finns ingen anledning att "bli rädd".

    Dina diagram visar ganska troget vad man har att vänta sig.
    I synnerhet att förlusterna i marken även ganska långt från antennen
    minskar dess totalverkningsgrad.

    73/

    Karl-Arne
    SM0AOM
     
  9. SM7CZR

    SM7CZR Old Member

    Tack för förklaringen! :)

    / Ingvar
     
    Last edited: Dec 29, 2009
  10. DxkungenII

    DxkungenII Well-Known Member

    Jag använder en vertikal dipol för 17m bandet ca 3 m över mark och jag är förvånad över hur bra den "hör". Mitt qth är med bottenhavet runt om, möjligen hjälper det till.

    73s de SM3VFE
     
  11. Per/SM7YES

    Per/SM7YES Well-Known Member

    Man kan se det så här?

    Är man ute efter väldigt låga vinklar för Pacific, då man vill under 10 grader, på 80 metersbandet eller lägre frekvens, under vinterhalvåret i södra Sverige med typisk genomblöt mark, vinner man minst 3 dB med en kvartsvågsvertikal jämfört med en dipol på en halv våglängds höjd (40 m). Ibland har man nytta av propagering via E-skiktet då man vill ner på kanske 1 grad och då vinner vertikalen ännu mer eftersom man i princip vill åstadkomma markvåg. En vertikal dipol vinner (under 10 grader) ytterligare med någon dB över kvartvågsvertikalen. Man vinner någon dB än mer, om man kan höja den vertikala dipolen så att lägsta änden är runt 6 meter över marken (för 80m), och strålningsdiagrammet kommer då likna en 5/8. Höjer man den vertikala halvågsantennen ytterligare bryter strålningsdiagrammet upp vilket inte gör så mycket vid sändning men vill man ha god mottagning för DX är det bra om man undertrycker de högre elevationerna och här är den vertikala dipolen på relativt låg höjd överlägsen. En annan fördel kan vara om man kör hög effekt och inte vill utmärka sig inom Europa. Men som AOM skriver är den totala verkningsgraden låg och det är på grund av den förlorade effekten i högre elevationer vilket kanske inte måste vara en nackdel ;)
    En array med vertikala dipoler borde vara den ultimata "Pacific-DX-antennen" för de låga banden.

    Däremot på de högre frekvensbanden är det nog alltid bäst med horisontellt arrangemang -dels pga ökade markförluster, vid stigande frekvens, när man kör vertikalt, och dels för att man kommer upp bättre våglängdsmässigt sett vilket gynnar den horisontella mest.

    Jag har själv möjligheten att köra med vertikala dipoler för 80 meter och har sett just egenskaperna med att de inte går så bra inom närområdet och inte ens till USA:s östkust, men däremot till västkusten och Pacific går det mycket bra.

    Sen är det kanske skoj att gå med 9+40 signaler på östkusten och då sätter man upp en hög horisontell beam, men för mig är det viktigare optimera för Pacific. Man hörs tillräckligt bra på östkusten ändå.
     
    Last edited: Dec 31, 2009

Share This Page