Tilbake

Antennemålinger på en dipol antenne for 20-meterbåndet

LA1SSA

Her om dagen satte jeg opp en dedikert 20-meters dipol utenfor verandaen. Dipolen består av vanlig PN 2,5 mm² ledning, med en 1:1 spenningsbalun i senter og er matet med en RG-58 koaks.

Den er i utgangspunktet ca. 10 meter lang fra ende til annen. Antenna er ikke tunet under målingene, det er derfor målingene er gjort, for å få en oversikt hvilke verdier den presterer, og hvordan den bør forkortes eller forlenges slik at resultatet på 20-meteren skal bli optimalt. Det er allerede gjort en antakelse om at antenna må forkortes en del, spesielt på grunn av at antennetråden (PN) er isolert med plast.

 

Målinger

Følgende målinger er gjort med min MFJ-259B antenneanalysator:

Frekvens MHz
R
X
SWR
5,0
2,0
1,0
14,4
12,9
50,0
0,0
1,0
14,2
10,0
8,0
4,5
21,2
6,0
1,0
7,3
61,2
34,0
17,0
1,7

Dette er i hovedsak fritt valgte frekvenser, men litt med frekvensplan i bakhodet. Tradisjonelt er impedansen beregnet å bestå av en reell del (R, resistansen) og en imaginær del (X, kapasitans eller induktans, samlet kalt reaktans). Den reaktive delen av impedansen produserer ikke radiobølger. For å beregne impedansen kan man bruke følgende formel:

formel impedanse

der X er enten positiv (reaktans) eller negativ (kapasitans). Opphøyd i 2. potens blir derfor X² alltid positiv. Formelt kan man også skrive
Z = R ± jX med pluss eller minus som fortegn foran X, alt ettersom reaktansen er induktiv eller kapasitiv. Formelen i det hvite feltet over beregner magnituden av Z. Fasevinkelen kan man finne ved Arctangens til forholdet mellom X og R, inkludert fortegnet til X.

Som det fremgår av tabellen varierer både den resistive og reaktive delen mye. Ved ca. 12,9 MHz er antenna i resonans. Dette er i nærheten av 20-meteren, så 2 x 10 meter PN gir allerede her et gunstig utfall. Antenna skal bringes i resonans på ca. 14,22 MHz. Om man kunne anskueliggjøre tabellen, ville den sikkert sett ut som denne grafen antyder.

Diagram

 

Hvor er X = 0 ?

Når X = 0 er antenna i resonans, og det kan den godt være ved flere frekvenser, men det er ikke sikkert at den resistive delen av impedansen dermed blir 50 Ω.

Målinger med samme antenneanalysator som nevnt over, finnes følgende resonanser slik denne dipolen er satt opp:

X=0
Frekvens
MHz
R
13,0
50,0
14,1
11,0
29,8
6,0
38,1
14,0
43,1
294,0
47,2
9,0
51,8
245,0
62,6
118,0
113,0
16,0
117,8
200,0

Om man skulle sende (operere) på eksempelvis 118 MHz, så burde 1:1 balunen vært skiftet ut med en 1:4 balun for å få et SWR-forhold på 1:1.
I grove trekk ser man av den øverste tabellen at antenna har et SWR-forhold på 4,5 rundt den ønskede frekvensen på 14,2 MHz.

 

Tuning av antenna

En kjapp måte å tune (forkorte eller forlenge) en enkel dipol er følgende:

1) Finn frekvensen for lavest SWR (oftest i nærheten av resonans). I tabellen ovenfor er denne frekvensen ca. 13 MHz @ SWR=1
2) Dividér frekvensen fra punkt 1 med ønsket frekvens.
I mitt tilfelle blir det :brok

3) Multiplisér 0,915 med aktuelle lengde for dipolen. I mitt tilfelle må jeg derfor forkorte med ca. 85 cm totalt (42 cm på hver legg) som et utgangspunkt. Resten får antennetuneren ta seg av!

 

Resultat

Dipolen er nå blitt forkortet med 42 cm på hver side. Resultatet med antenneanalysatorern viser at Z = 48 + j4 Ω, med en SWR på 1,1 : 1 uten antennetuner.

Konklusjon

Det tok meg bare noen minutter å beregne og tilpasse denne enkle dipolen rent fysisk, etter oppsettet om Tuning av antenna. Å notere måleverdiene tok omlag 10 minutter.

 

Addendum:

Med en antenneanalysator kan man naturligvis også måle kapasitanser og induktanser, i tillegg koakstap, lengde til evn. feil på koaks og en god del andre parametre. Men en slik MFJ-259B analysator er for hobbyformål, og toleransen er deretter. For min analysator ligger i alle fall frekvensen den sender ut på kabel/antenne helt lik frekvensen på radioen (man hører en svak hyling i radioen når den og analysatoren går på samme frekvens). Frekvensen vises i et LCD-display på analysatoren og er lik VFO'ens innstilte frekvens.

SWR og impedanser er heller ikke helt korrekt, de varierer vel innenfor et feilområde på ca. 5 til 10 %.