Populair wetenschappelijk magazine over o.a. radioamateurisme

rev. 22/11

No. 38i - 23 november 2006 - Regelmatig een nieuw artikel - Eindredactie: John Piek (PA0ETE)
©2006 copyright: Piek-E press, tenzij anders vermeld

  

 ---> Novice Band Special <--- 

Deze editie: Antennes voor 40, 20 en 10 meter (2)

     

 

  
Nieuw artikel

Nu de nieuwe toestemming voor het zenden op kortegolfbanden door N-amateurs er op heel korte termijn aankomt, is het misschien aardig om de komende edities van Vragenrubriek.nl eens wat aandacht aan te besteden een aantal aspecten van het werken op de kortegolf. In de komende edities van deze site staan daarom de 40, 20 en 10 meterband centraal.

De eerste afleveringen van deze Novice Band Special gaan over antennes, een van de meest interessante en ook meest bediscussieerde onderwerpen van het radioamateurisme!

De voorang die we geven aan dit onderwerp betekent dat enkele andere artikelen die al op de planning stonden, waaronder deel twee van de beschrijving van de lineaire versterker voor zes meter, even op zich zullen laten wachten. JP


 ---> Novice Band Special <--- 

Het heeft dit keer iets langer geduurd voordat dit tweede deel van deze Novice Band Special er was. De reden daarvan was dat de parate antennekennis bij deze auteur in de loop der jaren een beetje was weggezakt. Over enkele zaken in het al geschreven (maar nog niet gepubliceerde)  artikel was er al bij het schrijven enige twijfel. Bij nachecken in verschillende antenneboeken (o.a. ARRL, Rothammel) kwamen er meer hiaten aan het licht. In de onderstaande tekst zijn al deze zaken gecorrigeerd.

Antennes voor 40, 20
en 10 m (2)

In de komende afleveringen van deze special voor de nieuwe kortegolfgebruikers wordt ingegaan op enkele voor de hand liggende, en eenvoudige antennetypen voor elk van de drie banden, die behoorlijk werken. In deze aflevering komt 40 meter wat dat betreft aan bod. De serie artikelen is nog niet helemaal geschreven, dus volgorde en onderwerpen staan nog niet helemaal vast, maar in de volgende afleveringen zal nog ingegaan worden op het gebruik van antennetuners en op nog meer veelgebruikte antennetypen. Daarnaast natuurlijk op propagatie op de drie banden. Waarin verschillen deze drie wat dat betreft? Wat zijn de dingen waar je op moet letten? Wanneer zijn er goede condities? Wat zijn de interessante momenten van dag of nacht voor een bepaalde band? In de laatste aflevering(en) gaan we in op enkele aspecten voor gevorderden. Met welke antennes werken bijvoorbeeld DX-ers?

In deze, en de komende twee à drie afleveringen komen enkele 'voor de hand liggende' antenne-typen dus aan bod. Vrijwel nergens is op amateurgebied zoveel discussie mogelijk als over antennes, en 'voor de hand liggend type' is natuurlijk een ruim begrip. Wat voor de één voor de hand ligt, kan voor de ander misschien onlogisch klinken. De keuze van de antenne antennes in dit artikel is wat dat betreft dus niet 'heilig', maar het zijn goed werkende antennes, niet te ingewikkeld en snel te maken, en niet iets waarmee je met 25 watt tot in het oneindige moet roepen voordat je eens een keer iemand werkt.

Het eerste waar de meeste amateurs op 40 meter aan zullen denken als snelle, maar goed werkende oplossing is vermoedelijk een horizontale draadantenne. Hoewel zo'n antenne 'op lengte' en met precies de goede impedantie natuurlijk het beste is, zal voor een recht uitgespannen full size halvegolf draad van twintig meter lang in Nederland de situatie vaak niet geschikt zijn.

  

Voorbeeld

Omdat hoogfrequent zich in een draad iets langzamer voortplant dan door de vrije lucht moet voor de berekening van de lengte van een draadantenne een verkortingsfactor worden gebruikt. Deze verkortingsfactor is in veel praktijkgevallen ongeveer 0,92.

Een halvegolf-draadantenne bereken je daarom als volgt:

300 gedeeld door de frequentie in MHz is een hele golflengte. Voor een halve golf moet dit dus gedeeld worden door 2, en dat dan maal 0,92.

Het getal 300 staat daarbij voor de snelheid van het licht. Het is 300, omdat we praten in 1000 km/seconde. Dat doen we omdat we ook over MHz praten, en niet over Hz. (De lichtsnelheid bedraagt 300.000.000 meter per seconde.)

Voor het aan N-amateurs toegewezen segment nemen we vervolgens het midden van de toegestane band: 7,075 MHz:

Een hele golflengte is
300 gedeeld door 7,075 =
42,40 meter

Een halve golf is dan 42,40 gedeeld door 2 = 21,20 meter

Minus de verkortingsfactor is dan 21,20 meter maal 0,92 =
19,50 meter
    

De ideale lengte voor zo'n draadantenne, die niet onnodig ingewikkeld is, dat is een halve golf. Maar een eindgevoede halve golf wordt op een hoogohmig punt gevoed. Dat betekent dat er op (delen van) de gebruikte antennetuner hoge spanningen kunnen komen te staan. Dat kan verschillende problemen veroorzaken. Bij aanraking kan deze hog spanning bijvoorbeeld brandwonden veroorzaken, dus wanneer de kans bestaat op aanraking  (huisdieren!) van HF-voerende delen van antenne of tuner, kun je beter een andere variant, of een ander antennetype kiezen. Zo'n variant is bijvoorbeeld om de halvegolf op een punt te voeden waar deze laagohmig is: in het midden. Op die manier ontstaat dan een dipoolantenne.

Ook zou je voor een eindgevoede kwartgolf kunnen kiezen, in plaats van een halvegolf. Zo'n antenne neemt natuurlijk tevens een heel stuk minder ruimte in. Een kwartgolf kun je laagohmig voeden, en dus blijft de spanning veel lager en bovendien stelt het lagere eisen aan de tuner. De impedantie zit niet zo heel ver uit de buurt van de 50 ohm, en je zou een dergelijke antenne zelfs, als je een klein enige mantelstroom op de kabel niet vervelend vindt, zonder al te grote problemen na de tuner met coax kunnen voeden. Een kwartgolf in resonantie straalt wel iets minder goed uit dan een halve golf, maar het verschil is niet extreem groot.

Heel belangrijk bij eindgevoede draadantennes is de tegencapaciteit. Op dit soort frequenties wordt daarvoor dikwijls een of andere vorm van aarde gebruikt. Aansluiten op de centrale verwarming is niet zo'n goede oplossing (hoogfrequent binnenshuis, storing bij ontvangst door huishoudelijke apparaten, kapotte elektronica in de verwarmingsketel), maar voor lage vermogens werkt het wel. Veel beter is een aardpin, maar het aansluiten van een dakgoot of ander groot metalen object als tegencapaciteit in plaats van een aarding werkt ook heel goed. Gebruik echter nooit de bliksemafleider. Wanneer je apparatuur en je gezondheid je heilig zijn tenminste.
  
  

Een langdraad hoeft niet perfect te zijn

Als je geen ruimte hebt voor een 10 of 20 meter langdraad, dan zal, als je een antennetuner gebruikt een kortere draad ook heel behoorlijk voldoen. Overigens kan het niet veel kwaad wanneer de antenne een beetje een knik maakt, of zelfs een paar niet bochtjes onder een niet al te scherpe hoek. Het hangt er wel een beetje vanaf waar die knik zit. Het minst kwaad kan een bocht op het einde van de draad. Dat uiteinde moet vanwege de hoge impedantie weer niet te dicht in de buurt van objecten (ook niet-geleidende objecten) komen. Geleidende objecten parallel aan de antenne moeten bij de gehele antenne overigens zoveel mogelijk worden vermeden.

Een kortere antenne dan een halve golf werkt minder goed, maar ook een veel langere antenne dan een halve golf straalt minder af! (Het optimum ligt bij ongeveer 5/8 golf).

Een antenne als deze zal het wanneer hij niet extreem laag gespannen wordt gewoon uitstekend doen. Klein nadeel is misschien dat er afhankelijk van de uitvoering toch redelijk wat hoogfrequent in de shack en in de woning komt te staan, en er natuurlijk ook straling van allerlei apparatuur (modems, opladers, voedingen, PC's) in de ontvanger terechtkomt. Maar ja, je kunt bij een vrij makkelijk te maken antenne natuurlijk ook niet alles hebben.

Denk bij de bouw van een draadantenne trouwens ook aan goede isolatoren. Die zijn in allerlei uitvoeringen (vaak van porselein) op radiomarkten, maar ook bij sommige onderdelenwinkels voor een paar dubbeltjes al te koop. Heb je die niet binnen handbereik, dan valt er van bijvoorbeeld plexiglas ook wel wat bruikbaars te maken. Let er echter wel op dat er onder invloed van de wind bij zo'n lange draad veel krachten op de isolatoren kunnen komen te staan. En zonlicht (UV) kan soms desastreus zijn voor bepaalde kunststofsoorten, zodat porseleinen isolatoren uiteindelijk vaak toch wel de beste keuze zijn...


Meest optimale hoogte

De optimale hoogte voor dit soort horizontale draadantennes boven de grond, geldig voor de meeste gevallen is een halve golflengte. Een lagere (of hogere) antennehoogte is tot op een zeker niveau geen groot probleem. Bij die ideale hoogte spelen zaken een rol als stralingsdiagram, de opstraalhoek omhoog, ten opzichte van de aarde en de impedantie (De grond straalt het uitgezonden signaal weer terug naar de antenne. Dit teruggekaatste signaal is zodanig sterk, dat het al dan niet in fase zijn hiervan met het uitgezonden signaal de impedantie van de antenne hoger of lager maakt.)

Wanneer je antenne niet precies op lengte is (omdat je gewoon de ruimte niet hebt), of niet helemaal de goede impedantie heeft, dan ontkom je er niet aan om hier een antennetuner te gebruiken. Een tuner is een verrekt handig bezit wanneer je op de kortegolf werkt. Eigenlijk kun je niet goed zonder, tenzij je antennes gebruikt die keurig in resonantie zijn en die op de gebruikte frequenties een SWR van dicht in de buurt van 1 op 1 hebben. Daarmee beperk je jezelf natuurlijk wel erg in je mogelijkheden. Op 80 meter, maar vaak ook op 40 meter zullen antennes niet op de hele amateurband een goede SWR hebben. Bij zo'n antenne zou je zonder tuner dus slechts een deel van de toegestane band tot je beschikking hebben.

In een volgend hoofdstuk wordt overigens nog verder op het gebruik van tuners ingegaan.

De veel genoemde termen als 'optimaal' en 'ideaal' zeggen het al een beetje: de genoemde regels zijn niet in alle gevallen geldig, en vaak ook helemaal niet kritisch. In een aantal gevallen zal een kortere, langere, hogere of lager opgestelde antenne juist beter zijn dan wat hier genoemd is. Dat komt omdat het onmogelijk is om alle omgevingsomstandigheden in de hand te houden, en omdat =met name in ons land= de ruimte beperkt is. Om bovengenoemde redenen heeft het veel nut om uitgebreid met dit soort antennes te experimenteren. Zo kun je je eigen antenne in de eigen omgeving optimaliseren, en kom je vaak ook onverwachte effecten tegen. Dat is wat het knutselen aan antennes, met name op HF ook zo leuk maakt! (wordt vervolgd)

vorige - home - volgende


  

    

    banner van deze site (downloaden met rechtermuisknop, Opslaan als...)
Persbericht van 1 november 2006

©2006, copyright op alle materiaal: Piek-E press, tenzij anders vermeld.
Kopiëren of publicatie zonder schriftelijke toestemming vooraf verboden 
Van toepassing zijn daarnaast de meest recente algemene voorwaarden van Piek-E press.
Met dank aan iedereen die een bijdrage aan deze site heeft geleverd!