Har jag byggt ett fungerande jordplan?
Re: Har jag byggt ett fungerande jordplan?
Att det är problem med mottagning kan dels bero på störningar och sen finns det kanske armeringsjärn i väggarna som skärmar signalerna lite.
Re: Har jag byggt ett fungerande jordplan?
Har nu fått hem antennen och det kanske är intressant med en recension. Det är ju rätt många som bygger för 433 MHz och då kan det ju vara bra att vilken sorts antenn som är värd att satsa på.
Länk till inköpskällan.
15 kr kostade den med frakt. Mha sidavbitare öppnades botten på antennen en aning destruktivt men inte värre än att det gick se hur kabeln var monterad.
Antenn-kabelns var 140 cm lång. Normal SMA-kontakt i ena änden och i andra änden, i antenn-foten, var dess skärm klämd i 5-6 av skärm-trådarna mellan en svagt magnetsik bottenbricka och ytterhöljet i plast.
Kabeln har ingen dragavlastning så det tål minimalt med yttre krafter på koaxialkabeln för att dra av dessa tunna skärmtrådar alternativt några vickningar på sladden och dessa trådarna går av.
Centerledaren var däremot lödd rätt bra i den mässingspinne som själva antennen är monterad på.
Skulle skärmtrådarna lossna blir antennprestandan betydligt sämre, men det syns inte utifrån så länge centerledaren hänger kvar.
Antennen och dess kabel mättes var för sej. Här har antennen förberetts med inlödd mätkabel och ferriter: Kabeln är oflätad enkelskärmad men klarade sej inte så dåligt ändå vid mätning av kabelförluster. Lite drygt 1 dB är kabelförlusten vid 433 MHz för 140 cm kabel.
Dags att mäta antennen.
För första mätningen placerades antennen mitt på en plåt modell bakplåt. Jordplanet ska gärna vara betydligt större, helst oändligt, men skillnaden är bara marginell för mät-resultaten nedan. Drygt två dB reflekterad effekt vid 50 Ohm system-impedans och 433 MHz. Stående våg. Antennen fungerar bäst vid 390 MHz. Absolut antenn-effektivitet bedöms till 60% relativt isotrop antenn vid 433 MHz.
Som jämförelse, vad händer om man placerar en sådan antenn utan jordplan, t.ex. på trä-hylla? Tror att det inte är helt ovanligt att dessa antenner placeras på ett minimalt jordplan eller inget alls.
Följden blir då betydligt sämre effektiv antenn och så här blev reflektionsförlust och VSWR. Rena katastrofen om man vill ha bra antenn-funktion. Denna antenntyp ska definitivt ges ett bra jordplan för att fungera någorlunda bra.
Vid placeringen av antennen på ett hyggligt jordplan så var det 2 dB mindre med förluster vid 390 MHz jämfört med 433 MHz. 390 MHz är en längre våglängd än 433 MHz.
Finns möjligheten att avstämma antennen till 433 MHz genom att korta den? Det är svårt att säja på förhand så jag gjorde försöket och klippte bort knappt 10 mm av toppen på antennen.
Det finns en plasthätta som togs bort, därefter mätte jag lite på antennen och ett grovt överslag gav att antennen skulle kortas 9,5 mm.
Därefter sattes plasthättan tillbaka.
Så här blev det: Blev ju riktigt bra. Antenneffektiviteten är fortfarande 40% mindre än en isotrop antenn eller en fullstor välgjord dipol eller monopol, men det är två dB mindre reflektionsförluster.
Med en bättre kabel kan man vinna ytterligare 1 dB så totalt går det vinna 3 dB på lite enkel förbättring av antennen.
3 dB är detsamma som en fördubbling av utstrålad effekt eller mottagen signal-styrka, en sådan förbättring är inte att förakta.
Antennen har nu hamnat i stora arkivet.
Länk till inköpskällan.
15 kr kostade den med frakt. Mha sidavbitare öppnades botten på antennen en aning destruktivt men inte värre än att det gick se hur kabeln var monterad.
Antenn-kabelns var 140 cm lång. Normal SMA-kontakt i ena änden och i andra änden, i antenn-foten, var dess skärm klämd i 5-6 av skärm-trådarna mellan en svagt magnetsik bottenbricka och ytterhöljet i plast.
Kabeln har ingen dragavlastning så det tål minimalt med yttre krafter på koaxialkabeln för att dra av dessa tunna skärmtrådar alternativt några vickningar på sladden och dessa trådarna går av.
Centerledaren var däremot lödd rätt bra i den mässingspinne som själva antennen är monterad på.
Skulle skärmtrådarna lossna blir antennprestandan betydligt sämre, men det syns inte utifrån så länge centerledaren hänger kvar.
Antennen och dess kabel mättes var för sej. Här har antennen förberetts med inlödd mätkabel och ferriter: Kabeln är oflätad enkelskärmad men klarade sej inte så dåligt ändå vid mätning av kabelförluster. Lite drygt 1 dB är kabelförlusten vid 433 MHz för 140 cm kabel.
Dags att mäta antennen.
För första mätningen placerades antennen mitt på en plåt modell bakplåt. Jordplanet ska gärna vara betydligt större, helst oändligt, men skillnaden är bara marginell för mät-resultaten nedan. Drygt två dB reflekterad effekt vid 50 Ohm system-impedans och 433 MHz. Stående våg. Antennen fungerar bäst vid 390 MHz. Absolut antenn-effektivitet bedöms till 60% relativt isotrop antenn vid 433 MHz.
Som jämförelse, vad händer om man placerar en sådan antenn utan jordplan, t.ex. på trä-hylla? Tror att det inte är helt ovanligt att dessa antenner placeras på ett minimalt jordplan eller inget alls.
Följden blir då betydligt sämre effektiv antenn och så här blev reflektionsförlust och VSWR. Rena katastrofen om man vill ha bra antenn-funktion. Denna antenntyp ska definitivt ges ett bra jordplan för att fungera någorlunda bra.
Vid placeringen av antennen på ett hyggligt jordplan så var det 2 dB mindre med förluster vid 390 MHz jämfört med 433 MHz. 390 MHz är en längre våglängd än 433 MHz.
Finns möjligheten att avstämma antennen till 433 MHz genom att korta den? Det är svårt att säja på förhand så jag gjorde försöket och klippte bort knappt 10 mm av toppen på antennen.
Det finns en plasthätta som togs bort, därefter mätte jag lite på antennen och ett grovt överslag gav att antennen skulle kortas 9,5 mm.
Därefter sattes plasthättan tillbaka.
Så här blev det: Blev ju riktigt bra. Antenneffektiviteten är fortfarande 40% mindre än en isotrop antenn eller en fullstor välgjord dipol eller monopol, men det är två dB mindre reflektionsförluster.
Med en bättre kabel kan man vinna ytterligare 1 dB så totalt går det vinna 3 dB på lite enkel förbättring av antennen.
3 dB är detsamma som en fördubbling av utstrålad effekt eller mottagen signal-styrka, en sådan förbättring är inte att förakta.
Antennen har nu hamnat i stora arkivet.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Senast redigerad av E Kafeman 22 februari 2016, 03:56:13, redigerad totalt 5 gånger.
Re: Har jag byggt ett fungerande jordplan?
https://www.arrl.org/files/file/Technol ... 791033.pdf
Bäst "performance" fås om man har runt 120 graders vinkel mellan toppsprötet
och jordpinnarna enligt texten.
Bäst "performance" fås om man har runt 120 graders vinkel mellan toppsprötet
och jordpinnarna enligt texten.
Re: Har jag byggt ett fungerande jordplan?
Nja bäst performance, då måste man nog definiera vad man menar med performance, vilket inte är antennens effektivitet i det fall du tar upp.
Här handlar det om att uppnå bra impedansanpassning för en monopol-antenn mot ett 50 Ohm system.
En oförkortad monopol-antenn, såsom i pdf-filen, har om den placeras på ett oändligt jordplan, impedansen 36,5 +j21 Ohm. Helt okey om man har en matchande matning, men i de flesta fall vad gäller externa antenner vill man ha impedanser motsvarande kabel-matningens impedans. Vanliga kablar i antenn-sammanhang ligger ofta på typ 50, 75 eller 300 Ohm.
Ett sätt att förbättra anpassning från 37,5 +j21 Ohm till ett 50 Ohm-system (50 +0j Ohm) är att vinkla bort en del av jordplanet i kombination med att göra det kortare, varvid resistansen ökar och reaktansen minskar om det görs i rätt kombination med avseende på jordplans-sprötens längd/vinkel samt antal. Det finns många varianter på antal jordplans-spröt relativt vinkeln som kommer nära 50 Ohm i avstämning-impedans. I sin enklaste form finns bara ett enda jordplans-spröt, kallas ofta Vee-antenna, med 3-4 jordplan är den mest känd som GP-antenn.
Strålningsresistansen minskar något med dessa spröt istället för ett helt jordplan som är mer förlustfritt, så antenn-typen har lägre prestanda med avseende på antenn-effektivitet jämfört med monopol-antenn placerad på mer förlustfritt jordplan.
En antenn har mängder med parametrar som avgör vad som är bästa antenn-designen. Riktverkan är bra för TV-antenner, rätt typ av polarisation är viktig för bra prestanda på en GPS-antenn. I bland är bra prestanda att antennen är smalbandig och undertrycker störningar utanför önskat mottagningsområde eller vill man ha bredbandigheten för att täcka ett frekvensband, typ GSM900.
En bra antenn-design på en antenn för hustaket kan vara direkt olämplig för bilmontering och ska antennen rymmas i ett hölje till mobiltelefon så måste antenn-typ väljas som kan prestera med hög effektivitet i ett begränsat utrymme. Vill man täcka stort sammanhängande frekvensområde är logperiodiska antenner en vanlig lösning. Somliga antenntyper kan prestera bra på ett frekvensområde men är svåra att designa för 2 eller 3 frekvensområden.
Ett exempel på antenn som presterar på mer än ett frekvensområde är den antenn jag mätte på här ovan. Som framgår av diagrammen så är den någorlunda resonant även vid 1100 MHz. Det är den delen av antennen som finns under mitt-spolen som strålar i huvudsak. En kvartsvåg vid 1100 MHz är 6 cm, och den längden överensstämmer med antennlängden under spolen. Antenn-delen ovan mittspolen är inte helt overksam vid 1100 MHz, man kan se att efter att jag klippt bort en bit av toppen, så minskade missanpassningen vid 1100 MHz.
Här handlar det om att uppnå bra impedansanpassning för en monopol-antenn mot ett 50 Ohm system.
En oförkortad monopol-antenn, såsom i pdf-filen, har om den placeras på ett oändligt jordplan, impedansen 36,5 +j21 Ohm. Helt okey om man har en matchande matning, men i de flesta fall vad gäller externa antenner vill man ha impedanser motsvarande kabel-matningens impedans. Vanliga kablar i antenn-sammanhang ligger ofta på typ 50, 75 eller 300 Ohm.
Ett sätt att förbättra anpassning från 37,5 +j21 Ohm till ett 50 Ohm-system (50 +0j Ohm) är att vinkla bort en del av jordplanet i kombination med att göra det kortare, varvid resistansen ökar och reaktansen minskar om det görs i rätt kombination med avseende på jordplans-sprötens längd/vinkel samt antal. Det finns många varianter på antal jordplans-spröt relativt vinkeln som kommer nära 50 Ohm i avstämning-impedans. I sin enklaste form finns bara ett enda jordplans-spröt, kallas ofta Vee-antenna, med 3-4 jordplan är den mest känd som GP-antenn.
Strålningsresistansen minskar något med dessa spröt istället för ett helt jordplan som är mer förlustfritt, så antenn-typen har lägre prestanda med avseende på antenn-effektivitet jämfört med monopol-antenn placerad på mer förlustfritt jordplan.
En antenn har mängder med parametrar som avgör vad som är bästa antenn-designen. Riktverkan är bra för TV-antenner, rätt typ av polarisation är viktig för bra prestanda på en GPS-antenn. I bland är bra prestanda att antennen är smalbandig och undertrycker störningar utanför önskat mottagningsområde eller vill man ha bredbandigheten för att täcka ett frekvensband, typ GSM900.
En bra antenn-design på en antenn för hustaket kan vara direkt olämplig för bilmontering och ska antennen rymmas i ett hölje till mobiltelefon så måste antenn-typ väljas som kan prestera med hög effektivitet i ett begränsat utrymme. Vill man täcka stort sammanhängande frekvensområde är logperiodiska antenner en vanlig lösning. Somliga antenntyper kan prestera bra på ett frekvensområde men är svåra att designa för 2 eller 3 frekvensområden.
Ett exempel på antenn som presterar på mer än ett frekvensområde är den antenn jag mätte på här ovan. Som framgår av diagrammen så är den någorlunda resonant även vid 1100 MHz. Det är den delen av antennen som finns under mitt-spolen som strålar i huvudsak. En kvartsvåg vid 1100 MHz är 6 cm, och den längden överensstämmer med antennlängden under spolen. Antenn-delen ovan mittspolen är inte helt overksam vid 1100 MHz, man kan se att efter att jag klippt bort en bit av toppen, så minskade missanpassningen vid 1100 MHz.
