De serie ‘Antennes’ uit de Daily Minutes – deel 2

(zoals de afgelopen weken uitgezonden)

Hele serie lezen: klik hier.

Deel 2 van onze serie over antennes gaat over de halve golf-antenne of meer specifiek de dipool. Dat is de meest voorkomende antennevorm.

Een halve golf is hoogohmig aan de uiteinden.

In het midden is de impedantie laag, rond 75 ohm.

De stroom is het grootst waar de impedantie het laagst is, dus in het midden en de spanning is het hoogst waar de impedantie het hoogst is, dus op de uiteinden. (Wet van ohm).

Het deel van de antenne waar de stroom het grootst is, is het belangrijkst voor de uistraling. Dat is goed om te bedenken, want dat is bijvoorbeeld ook de reden dat het bij een inverted V niet uitmaakt dat de punten laag staan. Het stuk wat ertoe doet is het midden met de grootste stroom en de laagste impedantie, en dat is bij een inverted-V dus gewoonlijk ook het hoogste punt.

Een halve golf kun je ook op het uiteinde voeden. In dat geval is het volgens de definitie dus geen dipool meer (‘di’ staat voor twee). De high endfed werkt op die manier. Vanwege de hoge impedantie op die uiteinden is er bij een high-endfed een aanpasnetwerk nodig.

Voed je hem in het midden dan komt de impedantie mooi uit voor het gebruik van coaxkabel.

De meest gebruikte coax is tegenwoordig 50 ohm, en dat geeft toch een misaanpassnig van 1 op 1,5 met een dipool. Niet zo’n heel groot bezwaar, maar 1 op 1 is beter.

Als je een dipool voor bijv. 2m verticaal in een mast plaatst dan zitten die coax en eigenlijk ook de mast lelijk in de weg.

Je kunt de onderste helft van de dipool echter ook uitvoeren als een soort opwaaiend rokje. Of zoals het in de praktijk vaak gebeurt een paar radialen die schuin naar beneden staan, in de vorm van zo’n rokje.

Het resultaat hiervan noemen ze dus een GP, een ground plane-antenne.

Je kunt de radialen ook horizontaal plaatsen, dan lijkt de antenne op een kwartgolf op een aardvlak, maar voor de impedantie kunnen ze beter schuin omlaag staan, want dan is de antenne 1 op 1.

Zo’n groudplane lost twee dingen op. Namelijk, de coax (incl. mast) gaat mooi recht naar beneden, en de impedantie is keurig 50 ohm, en die kun je makkelijk varieren door de neergaande hoek van de radialen iets aan te passen.

De twee opgeloste problemen komen wel weer met een nadeel. Waar een verticale dipool met de lobben keurig richting horizon straalt, straalt een GP dus vooral schuin omhoog.

Je kunt trouwens van een GP ook alle radialen op eentje na weglaten.

Voor de impedantie maakt dat dus niet uit. Zo’n antenne heet een inverted V als je hem met het voedingspunt omhoog neerzet.

Zoals je ziet, een dipool kent vele vormen.

Een van die vormen wil ik daarbij niet onbenoemd voorbij laten gaan.

Namelijk als je een straler dikker maakt, dan wordt zo’n straler ook breedbandiger. Wel verandert dan ook de resonantiefrequentie, waardoor hij korter gemaakt moet worden om hem bij een grotere dikte nog in de juiste band te laten werken.

Als je dus begint met een GP, en je maakt de straler telkens dikker, dan kun je daarmee zover doorgaan totdat van de straler alleen nog een schijf over is. Je hebt dan een zeer breedbandige antenne, die ondanks die horizontale schijf als straler dus nog steeds verticaal gepolariseerd uitstraalt.

Zo’n antenne is dus de discone. Alleen bestaat bij de meeste discones de straler niet uit een horizontale schijf, maar uit een aantal horizontale radialen, maar dat is in feite voor de goede werking zo goed als hetzelfde.

 

De serie ‘Antennes’ uit de Daily Minutes – deel 1

(zoals de afgelopen weken uitgezonden, oorspronkelijk gepubliceerd vanaf )

Hele serie lezen: klik hier.

Een nieuwe serie over antennes. Ik heb al eerder zo’n serie gedaan in de lange uitzending, maar ik begin nu met een nieuwe serie. Op een andere manier.

Ik weet niet of dat de hele serie overeind blijft, maar ik wil me vooral blijven richten op twee dingen: het moet niet te abstract worden, en het moet mensen op ideeën brengen om zelf met antennes te gaan knutselen. Verder wil ik het begrip van antennes vergroten. Ik hoop dat dat lukt.

Zoals ik vorige week al zei kun je bij antennes zonder al teveel kennis toch leuke resultaten boeken. Natuurlijk zijn er dingen waar je rekenning mee moet houden en dingen die je absoluut niet moet doen.

Ik zal tijdens deze serie vast wel eens een misser maken met iets. Ik hoop dat me dat dan wordt verteld, want daar wordt iedereen dus beter van.

We beginnen met het doel van een antenne. Dat doel lijkt eenvoudig: hij moet zoveel mogelijk uitstralen en ook zo veel mogelijk signalen ontvangen.

Ik kan heel gemakkelijk uitleggen dat dat niet het hele verhaal is. Van een antenne die bijzonder veel van de toegevoerde energie uitstraalt richting de grond, wordt helemaal niemand blij. En nog erger is een ontvangstantenne die zoveel mogelijk van de signalen van de PLC-spulletjes van de buren opvangt, maar niet van de stations waar je naar wilt luisteren.

Die nuancering gaat nog verder want op VHF heb je in een gesprek met veel deelnemers gewoonlijk niet zoveel aan een richtantenne met heel veel versterking. Om iedereen te horen in zo’n groepsgesprek heb je veel meer aan een rondstraler, ook al zijn de signalen zwakker dan bij een uitgerichte richtantenne.

Ook op de lage kortegolfbanden moet je keuzes maken. Als je in één van de vakantienetten wilt meedoen heb je liever een antenne die goed werkt op de korte en middellange afstand. Wil je DX werken dan ligt dat anders.

Ik moet verder nog vertellen dat ik een paar voorkeuren heb die waarschijnlijk niet door iedereen gedeeld worden. Ik ben vooral voor eenvoudige constructies. Heb een beetje een hekel aan baluns. Ik kan dat ook wel uitleggen. Als je niet over de juiste meetapparatuur of meetopstellingen kunt beschikken moet je niet aan ingewikkelde dingen beginnen. Ik heb vaak aan antennes gemeten, en ik heb daarbij dingen gezien waarbij bijvoorbeeld veel kosten werden gemaakt voor een paar dB extra versterking, maar door een meetfoutje van 1 mm lengte draaide de extra investering uit op verlies. Aan de hand van signalen op de band kun je de werking van een antenne absoluut niet beoordelen, omdat signalen nou eenmaal altijd iets variëren, en die variatie kan ook veel groter zijn dan een paar dB. En dus werk ik zelf het liefst met antennes zonder aanpasnetwerken op de antenne zelf. Ik gebruik vaak mantelstroomfilters, en ik probeer antennes zo te maken dat die vanzelf al een goede aanpassing geeft, zodat een gamma-match of een bazooka dus niet nodig is. Gelukkig mag iedereen zelf weten hoe hij dat doet. Ik wil maar aangeven: de weg die ik soms aangeef is vaak niet de enige weg.

Bij antennes, met name voor HF ligt ook lang niet alles zwart-wit. Je hebt te maken met verschillende omstandigheden die een antenne sterk beïnvloeden. Verder zal een antenne op de ene band beter werken dan op een andere band. En in ons land met weinig ruimte is een antenne ook altijd een compromis, dat niet altijd optimaal is. We moeten roeien met de riemen die er zijn.