Windom på låg höjd?

O

Owleye

Member
Jag är ny på HF och försöker nu hitta en "bra" antenn så jag kommer igång... Jag har läst x antal publikationer på nätet och mina böcker och QTC och så vidare men inte hitta några vettiga svar. Mitt QTH tillåter inte att jag får upp antennen (tråddipolen, alltså) högre är 5,5-6,0 meter över mark. Jag kan inte bygga master eller dylikt. Kanske kan jag få upp ena änden på dipolen (uppe i skogen) lite högre, men då strålar den väl snett? Har inte heller längre de fysiska förutsättningarna att skutta som en ekorre upp och ner för att stämma av antennen.

Jag har fastnat för en Carolina Windom, bredbandig. Alla råder mig att köpa en i alla fall... Till denna ska man ha en 12 meters koaxfeeder som ska hänga vertikalt. Vad händer om feedern inte hänger vertikalt utan sticker in i huset efter typ tre meter? Är det denna vertikala feederlängd som är kritisk eller är det höjden på de strålande dipolelementen? Skulle det hjälpa att byta ut dipolbalunen mot en 1:4-balun och göra en dubbelkoax-feeder av lämplig längd?

Har också fått rådet att dra ut feedern i skogen och sätta antennen mellan två träd men det är inte min skog...

Har en autotuner som klarar 6-1000 ohm och en standardrig på max 100W. Tänker inte blåsa på fullt i början i alla fall :)

Är detta en olöslig ekvation med låg höjd + bredbandig + inte störa grannar & egen elektronik?

73 de SA6AVT
 
Last edited:
Vi får angripa detta systematiskt.

Först den låga antennhöjden.

När en antenn sitter mycket lågt över marken kommer den att påverkas
dels av själva markens elektriska egenskaper, och dels av sin "spegelbild"
under markplanet. Tillsammans innebär detta att resonansfrekvensen brukar sjunka,
och antennen uppträder därför som om den är längre. Genom kopplingen till
"spegelbilden" sjunker också strålningsresistansen, och det blir därmed mer förluster i antennsystemet. En uppskattning för en horisontell antenn som sitter 1/10 våglängd över normal mark är att c:a 1/2 - 1/3 av effekten blir värmeförluster i marken.

Den moderna formerna av Windom-antennen är specialfall av dipolen, där "benen" har olika längd. Sådana antenner är "obalanserade" redan från början, vilket innebär att det vill flyta olika strömmar i respektive dipolhalva. Detta är ogynnsamt ur flera synvinklar, främst för att det blir närmast omöjligt, i synnerhet på låga frekvenser, att hindra obalansströmmar från matningspunkten att flyta på utsidan av matarledningen in till antennavstämmaren eller transceivern. Denna får då en HF-potential jämfört med "HF-jord" vilket kan ge problem dels med distorsion på de utsända signalerna, och dels med störningar i egna eller andras elektroniska apparater.

I Windom-antennen finns den vertikala delen av matarledningen med som en strålande del av antennen, vilket innebär att om man låter den gå in "i huset" finns det en risk för att
dess HF-potential (eller "närfält") kopplar till omgivande ledningar eller byggnadsdelar som sedan kan leda HF-strömmarna vidare, t.ex. till grannens HiFi. Det kan bli nödvändigt att sätta ferritkärnor (i bland ganska många) runt matarledningen på flera ställen sedan den kommit in i huset.

"1:4 baluner" av det vanliga slaget blir ganska verkningslösa när man försöker använda dem för att mata antenner som används utanför sin resonansfrekvens. Det finns helt enkelt inte varken järnkärna eller lindningsvarv nog för att spärra obalansströmmarna från en antenn som uppvisar en hög matningsimpedans.

Som väntat är detta ett svårt problem. Det finns ingen "patentlösning" som i ett slag löser
problemen med låg antennhöjd, flerbandsmöjligheter samt risken för störningar.

Det råd som jag skulle vilja ge är att försöka använda alla tillgängliga möjligheter för att få upp antennen så högt och fritt som möjligt, även om det innebär att ena änden av antennen skulle bli högre än den andra. Den inverkan på strålningsdiagrammet som detta har blir försumbar jämfört med den övriga påverkan som omgivningen har på lågt sittande antenner.

Dessutom skulle jag försöka välja en antennkonstruktion som är balanserad från början,
och se till att balansen behålls så långt som möjligt. Den vanliga dipolen 2x20 m med "stegledning" eller bandkabel som matare är bra i detta avseende.

Man bör även se upp med specifikationerna på "autotuners". Många gånger är de specificerade för rent resistiva laster, vilka nästan bara förekommer i skolböcker.
En verklig matningsimpedans i änden på en matarkabel har vanligen en reaktiv komponent, och denna minskar "autotunerns" anpassningsområde påtagligt.

Sitter en antenn lågt, och nära byggnader i omgivningen finns det också en risk för att strömmarna i själva dipolhalvorna kopplar till elektronik i omgivningen. Det finns då inget annat att göra än att försöka avstöra apparaterna, flytta antennen eller sänka effekten.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Windom på låg höjd

Tack för svaret, det var väl ungefär det jag misstänkte efter studie av diverse skisser att feedern på en Windom ingår som en aktiv del i antennen. Men det var mycket intressant det du skrev om själva höjden på dipolen, har inte hittat den infon någon annanstans om man bortser från lärobokens "en 80-meters dipol ska sitta 20 meter upp". Det står alltså inte varför...

OK. En balanserad antenn med 300-ohmsmatning, är det en G5RV det? Där ingår ju stegen också som ett aktivt element och skall hänga vertikalt och vinkelrätt mot dipolen 12,9 meter över marken. Jag får väl bygga på några våningar på kåken :)

Det är nu man börjar snegla på vertikalantenner. WiMo GPM-1500? Kräver motvikter, citat från databladet: "Use some random wires dropped on the floor..." Hur bra är det?

Någon som har erfarenhet av en trådantenn som heter Diamond BB6W? 7 meter lång, 2-30 MHz. Låter också som trolleri.

73 de SA6AVT
 
Owleye said:
Men det var mycket intressant det du skrev om själva höjden på dipolen, har inte hittat den infon någon annanstans om man bortser från lärobokens "en 80-meters dipol ska sitta 20 meter upp". Det står alltså inte varför...
Click to expand...

En lågt placerad dipol innebär att strålningsvinkeln blir hög, dvs det strålar nästan rakt upp, (men studsar nedåt igen) så ur den synpunkten passar då antennen bra för lokal trafik på 80 m, men ju högre antennen sitter desto lägre strålningsvinkel, och därmed "mera DX", därav att man rekommenderar minst 1/4 våglängd, för att kunna få ned strålningsvinkeln.
 
"If something looks too good to be true, it most probably is..."

Över "perfekt reflekterande jord" (något som också nästan bara finns i skolböcker)
måste man upp minst 1/2 våglängd för att få "DX-egenskaper" hos en horisontell dipol.
På 1/4 våglängds höjd får man fortfarande en vacker strålningslob rakt upp (90 grader).
En ansats till ett riktningsdiagram i azimutled (horisontalled) börjar också att synas.

Anledningen för att 80-m dipolen gärna ska sitta dessa 20 m upp är främst att då kan man börja försumma markförlusterna. Tyvärr disponerar väldigt få amatörer så höga fästpunkter att de kan få upp en 80 m dipol på denna höjd.


Det finns i princip 3 sätt att få en antenn sant "bredbandig"

(1) göra den stor i förhållande till våglängden på den lägsta frekvensen (long-wire, romber mm)

(2) utföra den så att geometrin bestäms av endast av vinklar (discone, bikoniska antenner, i förlängningen den "log-periodiska antennen")

(3) ta bort resonanspunkter med hjälp av att införa förluster (Militärens "hängmattor" ,T2FD, andra "mirakelantenner" ingen nämnd, ingen glömd...)

Ett fjärde ("utom tävlan") är att utnyttja "traps" eller utnyttja att en antenn också kan vara resonant på heltalsmultiplar av sin lägsta "designfrekvens".

Antenner som t.ex. WiMo GPM-1500 och Diamond BB6W får sin flata SWR-kurva i ett stort frekvensområde genom att införa ett anpassningsnät som har påtagliga och frekvensberoende förluster mellan matarledningen och själva antennelementet. Detta i synnerhet på låga frekvenser.

Slutligen finns det ett problem med att använda "ändmatade antenner" när det är nära till egen och andras elektronik. En ändmatad antenn kan få ett strömmaximum eller ett spänningsmaximum i matningspunkten.

Vid ett "strömmaximum" (främst vid antenner som är korta i förhållande till våglägden) så kommer hela strömmen som matas ut i antennen att tvingas passera genom antennavstämmaren och dess omgivning. Risken för att hela eller delar av denna ström kommer på avvägar i husets el- och teleledningar är uppenbar. Lägger man ut "radialer" eller "avstämda jordledningar" så minskar denna risk, men då får man istället det potentiella problemet med att i änden på radialen kan det bli en hög HF-spänning på ett ställe man minst väntar sig.

När det är ett spänningsmaximum (heltal gånger 1/2 våglängd) så kommer det att kunna koppla kapacitivt från antennens ändpunkt till omgivande apparater. Olika apparater är olika känsliga för sådant, i synnerhet plastkapslad konsumentelektronik kan få "frispel". Dessutom finns risken för överslag om man kör med höga effekter.

Antenner som är gjorda bredbandiga med någon form av "knep" (ofta någon anonym "klump" i matningspunkten) ska man hysa en sund skepsis mot.

Den allmänna regeln "If something looks too good to be true, it most probably is..."
gäller påtagligt i dessa sammanhang.


73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Du säger "Kanske kan jag få upp ena änden på dipolen (uppe i skogen) lite högre". Kan du använda ett träd "nära tomtgränsen" för att få upp mittpunkten på en 2x20m dipol. Benen kan sedan vinklas nedåt och även inåt något. Några meter av ändarna kan även vinklas undan i valfri riktning på hornfri höjd. Ska den köras på flera band blir det till att använda t ex 450 ohms bandkabel. Det går även att mata flera dipoler t ex 2x20 och 2x10 på samma matarledning. Då kan man köra med koax och balun och klara 80 och 40 meter och troligen 15 meter. Jag har en sådan för 30 och 40 meter där innerdelen består av en 450 ohms stege och är ca 2x6,85 meter och ytterdelen av enkeltråd ansluten till ena ledaren av 450 ohmsstegen så hela anordningen blir 2x10m. Problemet är att 30-metersdipolen påverkas ganska kraftigt av den längre 40-metersdipolen så man får klippa sig rätt. Det är dock inte så svårt utan man klipper med en avbitare längst ute på den fria ledaren i bandkabeln (lika på båda sidor). Jag har mycket lågt SWR på båda banden mot 50 ohms koax via strömbalun på 20 meters höjd. Dipolen har även SWR 1:1 på 15 metersbandet.
Sedan ska alla trådantenner vara enkelt hissbara med block ;-).

73, Roland SM0BRF
 
SM5KRI said:
En lågt placerad dipol innebär att strålningsvinkeln blir hög, dvs det strålar nästan rakt upp, (men studsar nedåt igen) så ur den synpunkten passar då antennen bra för lokal trafik på 80 m, men ju högre antennen sitter desto lägre strålningsvinkel, och därmed "mera DX", därav att man rekommenderar *minst 1/4 våglängd,* för att kunna få ned strålningsvinkeln.
Click to expand...


OK Jag hade lite tankefel där, så den sista jag skrev om 1/4 våglängd får ni bortse från, då jag egentligen tänkte på 1/2 våglängd .. Jag insåg detta när jag läste Karl-Arnes kommentar. Ber om ursäkt för det felet!
 
Back to basic...

Tack AOM, BRF, KRI för svaren. Jag hänger upp en symmetrisk dipol för 80/40m till att börja med så får vi se hur det går. Ena dipolbenet kommer delvis ovanpå huset :eek: så vi får se om digitalboxarna får spel eller inte. Återkommer. Ingen som känner för att skriva en "Trådantenner för Dummies" på svenska? Typ materiel, matning, upphängning, jordning, alltså det mest grundläggande som är gemensamt för alla trådantenner?
73 de SA6AVT
 
Tack, KRI, jag har läst JABs kompendium. Därför lade jag ner balanserad stegmatning då det kräver minst 10-12 meters dipolhöjd. Synd för den antenntypen har bra mottagning oxå. På "Roys sidor" (SRSAB) finns också mycket matnyttigt. Men när jag pratar om Trådantenner för Dummies så efterlyser jag ännu mer basic knowledge. Jag vill inte hänga upp något som trillar ner efter 14 dagar därför att jag inte tänkte på något elementärt som att man ska ha en antennfjäder om man hänger ena änden i ett träd o.s.v. Jag har inte tummen mitt i handen men jag har aldrig hängt upp trådantenner förut. Kanske hade det varit bättre om jag hade haft tummen mitt i handen så hade jag slängt upp en antenn med hjälp av det jag hittade i skrotlådan och det hade funkat? :D
73 de SA6AVT
 
Owleye said:
Tack, KRI, jag har läst JABs kompendium. Därför lade jag ner balanserad stegmatning då det kräver minst 10-12 meters dipolhöjd. Synd för den antenntypen har bra mottagning oxå. På "Roys sidor" (SRSAB) finns också mycket matnyttigt. Men när jag pratar om Trådantenner för Dummies så efterlyser jag ännu mer basic knowledge. Jag vill inte hänga upp något som trillar ner efter 14 dagar därför att jag inte tänkte på något elementärt som att man ska ha en antennfjäder om man hänger ena änden i ett träd o.s.v. Jag har inte tummen mitt i handen men jag har aldrig hängt upp trådantenner förut. Kanske hade det varit bättre om jag hade haft tummen mitt i handen så hade jag slängt upp en antenn med hjälp av det jag hittade i skrotlådan och det hade funkat? :D
73 de SA6AVT
Click to expand...

Jag kan bidra med några praktiska erfarenheter av lågt hängande dipolantenner, min egen dipol hänger ca 5 meter upp i luften. Den är tillklippt av vanlig FK (med svart isolering för syns skull) inköpt på Biltema med ca 10 meter tråd i vardera ben, alltså tänkt för 7 MHz. Den matar jag med ca 5 meter stege konstruerad av samma FK och VP-rör som distanser. Effekten av det blir att den fungerar klockrent på 14 MHz (stegen fungerar som impedansanpassare, inte tänkt så från början...) med SWR 1:1, och fungerar också på andra band med en antennanpassningsenhet.

När jag klippte till antennen var jag inspirerad av Windom och dubbla Zepp med de stegmatningar man läser om för dessa antenner, men jag anpassade längderna för mitt QTH. Den antennen har jag kört i princip hela europa, ryssland och en jänkare på, så den fungerar, även om det inte var tänkt som det blev. Och jag har inte hört en enda granne (eller XYL för den delen...) klaga heller, trots att antennen hänger i takfotshöjd. Och den har hängt uppe i snart två år, så det är väl dags att byta ut den. Inte för att den håller på att ramla ner eller för att den inte fungerar utan för att jag vill testa något annat! Antennexperiment är roligt och enkelt att genomföra!

73 de SM5UTT / Marcus
 
Intressant, UTT. 5 meter stege, hmm. Kanske vore nåt att prova.
Hur har du avslutat stegen, rätt in i antenntunern eller har du balun + koax sista biten?
Hur bred är stegen? 5 cm? (om jag nu ska slöjda till en själv)
Om jag kör med 2 x 20 meter dipol, ska stegen vara 10 meter då?
73 de SA6AVT
 
Owleye said:
Intressant, UTT. 5 meter stege, hmm. Kanske vore nåt att prova.
Hur har du avslutat stegen, rätt in i antenntunern eller har du balun + koax sista biten?
Hur bred är stegen? 5 cm? (om jag nu ska slöjda till en själv)
Om jag kör med 2 x 20 meter dipol, ska stegen vara 10 meter då?
73 de SA6AVT
Click to expand...

Jag har gjort mig en "ugly balun" vid anslutningen till stegen, enligt ARRL Handbook anno 1994 för att motverka att koaxen strålar. Sedan har jag gjort en likadan strax innanför väggen i shacket av samma orsak. Jag har inte testat utan dessa "rf-drosslar" så jag vet inte hur mycket nytta de gör, men jag har inga uppenbara problem med rf i shacket eller liknande.

Stegen är inspirerad av SM5JAB:s stege till hans VHD (se längst ner på sidan http://www.da.isy.liu.se/~mj/HAM/ANT/vhd.html ) med 5 cm långa distanser placerade ca 50 cm emellan. Stegen går ner längs med ett päronträd som står lämpligt till med rf-drosseln längst ner på backen. Jag kan ta några bilder och lägga upp på min hemsida (http://sm5utt.shacknet.nu) vid tillfälle, återkommer i så fall.

Jag är väl medveten om att det inte är någon optimal placering av vare sig antenn eller rf-drossel, likadant är jag väl medveten om att det kan bli överslag i rf-drosseln så som jag har gjort den. Det är dock inte något jag har märkt hittills vilket tyder på att det fungerar (gäller både utstrålad effekt och frånvaro av eventuella störningar), vilket i mina ögon är det viktiga. Jag har ambitionen att byta ut antennen mot en liknande matad med koax hela vägen till dipolen och placera en rf-drossel i matningspunkten istället. Antennen och drosseln är färdiga, det ska bara bli av att trassla ner den befintliga antennen och trassla upp den nya, helst lite högre...

73 och lycka till med antennexperimenten de SM5UTT / Marcus
 
Man brukar sällan behöva bekymra sig om en matarlednings exakta längd till en antenn på HF-banden.

Grundkravet är att den räcker, med en viss marginal, mellan antennens matningspunkt och antennavstämmaren eller radion.

Om man vill ha en uppfattning om hur antennlängd och antennhöjd samt matarledningens längd och typ påverkar matningsimpedanser och verkningsgrad kan man gå till
http://www.btinternet.com/~g4fgq.regp/#S102 där Reg Edwards G4FGQ (SK) efterlämnat små beräkningsprogram till radioamatörens fromma. Gå till "Downloads" och hämta programmet "dipole3" som sedan kan köras i ett DOS-fönster.

Detta program beräknar matningsimpedanser och grovt också verkningsgrader för olika dipol- och matningsledningskonfigurationer. En ganska enkel modell för antenn och omgivning används, men resultaten ger i alla fall en fingervisning om vartåt det "lutar".

Läs gärna "program notes" (kommer vid programstart) vilket är en snabbkurs i hur olika former av dipoler och matarledningar uppträder i praktiken.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Last edited:
SM0AOM said:
Man brukar sällan behöva bekymra sig om en matarlednings exakta längd till en antenn på HF-banden.

Grundkravet är att den räcker, med en viss marginal, mellan antennens matningspunkt och antennavstämmaren eller radion.

Om man vill ha en uppfattning om hur antennlängd och antennhöjd samt matarledningens längd och typ påverkar matningsimpedanser och verkningsgrad kan man gå till
http://www.btinternet.com/~g4fgq.regp/#S102 där Reg Edwards G4FGQ (SK) efterlämnat små beräkningsprogram till radioamatörens fromma. Gå till "Downloads" och hämta programmet "dipole3" som sedan kan köras i ett DOS-fönster.

Detta program beräknar matningsimpedanser och grovt också verkningsgrader för olika dipol- och matningsledningskonfigurationer. En ganska enkel modell för antenn och omgivning används, men resultaten ger en fingervisning om hur

Läs gärna "program notes" (kommer vid programstart) vilket är en snabbkurs i hur olika former av dipoler och matarledningar uppträder i praktiken.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
Click to expand...

Ja nu har man läst om er utalande om antenner . Något som ingen tagit upp är grundvattnet ? Högt grundvatten behöver man ej oroa sej för antennen den funkar i alla väder .Du kan använda vad antenn som du har Dx en står på rad av något undligt fenomen . 73 Lennart sm4cjy . sommartorkan här.
 
Vad räknas som mark?

Ideal mark som jordplan antar jag är fuktig lera, men vilken marktyp är sämst jordplan?

När det gäller antennhöjd, finns det någon marktyp som inte antennen uppfattar som mark/jordplan? Hur uppfattar antennen t.ex. berg utan vare sig vattenförande skikt eller malmkroppar?

SM6CDN/Sven
 
SM6CDN said:
När det gäller antennhöjd, finns det någon marktyp som inte antennen uppfattar som mark/jordplan?
Click to expand...

Snötäcket på en inlandsis och ökensand anses som det närmaste "fria rymden" man kan komma nära jordytan för horisontella antenner i HF-området. Polarisationen och frekvensen har en påtaglig betydelse för hur vågorna påverkas.

Den sämsta anses vara stadsbebyggelse med hus, vägar och dränerade markytor.

Urberg har hög dielektricitetskonstant samt dålig ledningsförmåga, så det dämpar vertikalpolariserade vågor kraftigt. Horisontalpolariserade vågor reflekteras däremot ganska bra. För det mesta är vattenförande skikt och malmkroppar så långt ner i berget att man kan försumma deras inverkan på ytan inom HF-området.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
SM0AOM said:
Snötäcket på en inlandsis och ökensand anses som det närmaste "fria rymden" man kan komma nära jordytan för horisontella antenner i HF-området. Polarisationen och frekvensen har en påtaglig betydelse för hur vågorna påverkas.

Den sämsta anses vara stadsbebyggelse med hus, vägar och dränerade markytor.

Urberg har hög dielektricitetskonstant samt dålig ledningsförmåga, så det dämpar vertikalpolariserade vågor kraftigt. Horisontalpolariserade vågor reflekteras däremot ganska bra. För det mesta är vattenförande skikt och malmkroppar så långt ner i berget att man kan försumma deras inverkan på ytan inom HF-området.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
Click to expand...


Tack för svar!

73
SM6CDN/Sven
 
Somt studsade på hälleberget...

SM0AOM said:
Urberg har hög dielektricitetskonstant samt dålig ledningsförmåga, så det dämpar vertikalpolariserade vågor kraftigt. Horisontalpolariserade vågor reflekteras däremot ganska bra.
Click to expand...
Har jag fattat dig rätt då om jag säger att från en horisontell dipol över berg reflekteras vågorna (uppåt) men från en vertikalantenn över berg dämpas/absorberas strålningen av berget ??
73 de SA6AVT
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top