Vad som är jordplan resp. antennyta, bryr sej inte RF-signalen om. Det är den del, av dessa bägge ytor, som är sämst utformad som främst begränsar antenn-effektiviteten.
Monopol-antenn är inte en fristående antenn-konstruktion. Det måste alltid finnas en andra monopol för att dipolen ska bli komplett.
Vanligen ser man att som att monopolen får en virtuell spegelbild i jordplanet.
Riktverken i form av noll-nod ska i öppen terräng för mottagar-antennen i form av en dipol vara tydlig redan på 10-20 meters avstånd annars är det något fel.
För att rikt-bestämning ska fungera måste antennen var korrekt impedansanpassad samt balanserad.
Om balansering eller impedansmatchning är dålig innebär det att RF-signalen söker sej andra väger än via antennen, resulterande i att den som håller i mottagaren bli en del i den totala antenn-strukturen och därmed så blir riktverkan rätt svårspecificerad.
Korta ner en kvartsvågs monopol (del av din dipol) kostar minst 3 dB av antennen-effektivitet för varje längd-halvering under förutsättning att antennens ändrade impedans kompenseras förlustfritt.
Kvartsvåg antenn har en impedans på ca 36.5 + j21.25 Ohm vilket är relativt enkelt att mha ett LC-nät korrigera till 50 Ohm rent resistivt, vilket vanligen antas vara den in-impedans som mottagaren är anpassad för.
Är antenn och mottagers impedanser ej matchade medför det att mottagern ej tar emot all signal utan reflekteras. Reflekterade delen bränns till största delen bort i resistiva delar av antenn och jordplan.
Ju kortare man gör monopolen, räknat från kvarts-vågen, ju lägre blir impedansen. Vid 0,025 våglängd är impedansen under 1 Ohm. En svårighet med att korrigera detta är att matchningskomponenterna oftast har betydligt större resistivt effektiva förluster.
Det är inte rena DC-resistansen i spolen som står för förlusterna utan man måste ta med i beräkningen komponentens Q-värde och ratiot för den impedansomsättning man vill uppnå. Är impedans-ratiot större än 10 så kräver det ofta special-lösningar för att hålla förluster låga.
Ett annat problem är att nedkortade antennens användbara bandbredd blir smalare, dels pga av antenn-kortningen och dels då impedansmatchning tillför frekvensberoende impedans.
Ofta är man intresserad av ett smalt frekvensband så där har den minskade användbara bandbredden ingen betydelse, men däremot blir antennen känsligare för förändringar i närfältet, det som brukar kallas handeffekt.
En hand som kommer i antennens närfält kan lätt sänka antennens resonans-frekvens med 20-30%. PÅ den fullstora dipolen gör det kanske inte stor skillnad då antennens 3-dB bandbredd är större, och antennen blir inte allvarligt misstunad.
För den kortade antennen kan handeffekten sänka verkningsgraden med kanske 10-20 dB där samma handeffekt på kvartsvåg-längden bara försämrar med någon dB.
Samma problematik finns oavsett om det är sändande eller mottagande antenn.
För att bättre kunna avgör riktning av mottagen signal är balansering av mottagar-dipolen viktigt.
Ett av de enklare sätten att balansera mottagen antenn-ström utan att förlora signal är att tillverka en koaxial-balun. Det finns gott om beskrivningar på nätet hur man gör.
För mest exakt riktangivelse på måttliga avstånd är det enklast att finna riktningen mha en loop-antenn.
Den som inte praktiserat rikt-pejling så mycket tror kanske att det är starkaste riktningen man söker efter, men det är tvärs om. Om man studerar loop/dipol-antenners strålningsdiagram, som ser ut ut som en ballong där någon pressat in två poler, ser man att dessa polerna är mycket skarpare definerade är vad max-riktningen är.
För 3 dB förändring i mottagen signal-styrka vid sökning efter max signal, blir praktiska vinkel-variationen minst 10 ggr större än om man söker på min-signalen, dvs 10 ggr exaktare riktning.
På mycket stora avstånd där man inte längre får in avläsbar signal med dipol, kan man använda en Yagi-antenn. Man får då förhoppningsvis en någorlunda riktning men felvisning av riktning kan bli stor på grund av att signalen man tar emot har studsat många gånger mellan olika husväggar och flera signal-vägar summeras i mottagar-antennen. Ett annan viktig faktor som påverkar sökriktning är markreflxion, i synnerhet om man befinner sej nära markytan med sökantennen typ mindre än några meter.
Problematiken är liknande den som uppstår om man söker efter bästa TV-sändare med en vanlig Yagi. På marknivå kan man får besynnerliga och inte särskilt skarpt markerade riktningar men oftast blir riktverkan mer distinkt med antennen placerad några meter över taknocken.
Ett enkelt sätt att öka räckvidden vid pejling är att minska mottagarens bandbredd. Minskas RF-bandbredden med en faktor 10 så minskas även inkommande bruset med 10 dB.
Nackdelen är att man då inte kan lyssna på mer högfrekventa ljud utan får nöja sej med att avläsa bärvågens styrka eller detektera en lågfrekvent signal.
För att minska bruset på mer högfrekvent modulering finns andra knep. Antag att modulerad signal sänds med 1 kHz, då kan man ha ett bandpass-filter på LF-sidan för 1 kHz vilket reducerar störande brus.
För att detektera hörbart ljud typ 1 kHz, men som är kraftigt dolt i brus, har jag använt mej av en PLL och lågpass-filtrerat PLL-spänningen till typ 2 Hz. Filtrerad spänning har sedan kopplats till en LED termometerskala.
Lysdioderna visar om den modulerade signalen finns i bruset trots att örat kanske inte kan urskilja något och även när signalen är hörbar, är det enklare att jämför riktningar genom att kunna avläsa ett värde.
För att underlätta pejling men ändå hålla sändaren strömsnål, gör sändningstiderna lite mer komplexa, typ att sända bärvåg modulerat med 10Hz i 30 sekunder med 10 minuters intervall och 1kHz modulerad bärvåg under 0.2 sekund var 5:e sekund. Då kan man både ha en hörbar signal och en bärvåg som kan detekteras på längre avstånd.
Som exempel på räckvidd, med det relativt enkla chippet TI CC1101 kör man smalbandig förbindelse på sträckor upp till 30 km trots att sändareffekten nerskruvad till -20 dBm för att spara ström. Sändaren drivs av en knappcell och ska klara 3 år innan den behöver bytas. Sändaren avläser temperatur och jordfuktighet ute på en åker och skickar signalen via en dipol. Det hela är förpackat som ett spjut som sticks i backen. I mottagaränden sitter kolinjär antenn. Inga nämnvärda hinder mellan antennerna och effektiv datahastighet ca 10 bit/s. Det som i första hand reducerar räckvidden är jordytans krökning.
Med lite högre uteffekt och relativt bredbandigt räknar man
här att kunna nå 250 km.
