Antenner och antennlängder.

[Mizzarrogh]

Jag satte in ett vanligt lysrör i köket när jag flyttade in här, har aldrig ångrat det.

Angående antennerna så är detdär de avstämda längderna, det går bra att göra den kortare om man vill.

[E Kafeman]

Det går göra antenner hur korta som helst. Men de fungerar alltid sämre.
En halv våglängds dipol är den kortaste resonanta längden.
Det går inte kompensera antenneffektivitet på annat sätt när man gör antennen fysiskt kortare än en halv våglängd.
Däremot kommer inte en effektiv mottagarantenn till sin rätt om svaga signaler på avstånd är dränkta i lokala starka stördimmor. Är lokal starka störningar allt man kan ta emot kan det göras på en kortare antenn.
Ska man sända så är däremot alltid antenn-effektiviteten viktig oavsett lokala eller fjärran störningar.
Antennen är en transformator som omvandlar RF-strömmarna från radions sändare med kanske 50 Ohm karaktäristisk impedans till rymdvåg med impedansen 377 Ohm i fjärrfältet och samma sak fast i omvänd riktning vid mottagning.
Görs antennen kortare än en halv våglängd når man aldrig full transformation utan man får resistiva och reaktiva förluster men rymdbärvågen i fjärrfält har alltid 377 Ohms utbredningsimpedans (eg. 120π i vakuum) oavsett hur duglig antennen är.

[Mizzarrogh]

Är det ok om man drar den efter en bergsida men så att antennen hamnar ovanför stenmassan?
(Då skulle det kunna gå, i alllafall hos mig...)

[E Kafeman]

Antennhöjden är avståndet från elektriskt ledande jord. Kort avstånd och det lastar ner antennens impedans.
Avståndet kan även vara i sidled om det är det du menar.
Höjd kan man få mha av en flaggstång ner till marken där man jordar ena halvan av dipolen så att man får en monopol-antenn.
Går bra att förankra en antennlina i en bergstopp också dra linan snett ner till ett hus Om resulterande höjden är tillräcklig beror på krav på effektivitet och val av frekvens.
För WiFi 2.45 GHz är en bra höjd över marken 60 mm, eller utgår man från en stabil grund och använder sej av kvartsvågs monopol som är drygt 30 mm lång.
Stabil grund kan vara jordplanet på kretskortet i en router.
Vill man däremot sända på långvåg får man gräva ner hönsnät i tre kyrksocknar för att minska RF-förlusterna i jorden när man sänder.

rwee_schneider_wor_carteret_antenna_array_bcg_3_1_35-819x1024.jpg

Här är ett exempel där man väljer att förstärka jorden ledningsförmåga vilket gör att man kan välja en ståendes monopol istället för en horisontell dipol mellan masterna.
Det är här tre monopoler som samkörs för att skapa riktverkan, vilket känns igen som en metod som används för Grimetons sändar-antenn för att skapa riktverkan mot motsvarande radio-anläggning i NewYork.
Även om du har bergsida jämte är det bara att bygga antennen på tillräckligt avstånd från jord i backen eller bergssidan och ett högt berg borde ge höga infästningspunkter, eller får du göra som många andra, bygga en rejält fackverksmast eller två på tomten så du når över lokala hinder.
Vad gäller kortvåg och neråt i frekvens är det inte så viktigt med sikt i sidled då mesta signalerna man nås av kommer via studs i elektriskt ledande fält i atmosfären.

[Mizzarrogh]

Tackar, nu lossnade det äntligen i min skalle igen också! Igår stod det totalt still...
Egentligen skulle man haft tag på ett par gamla industrimaster, lyktstolpar i fackverk eller liknande, måste kolla om de skall skrota ut något i stan igen...

Litet kuriosa är att det står kvar master från just en sådan anläggning som på bilden i stan här (eller gjorde i allafall förr).
Har för mig den är från 20-30 talet.

[alexanderson]

Väggvårtor är de värsta störkällorna på låga frekvenser. Hjälper föga med ferritklumpar, byt till en bättre väggvårta istället. I svåra fall hembygge med plåttrafo och linjärregulator. Robotklippare är också en stark störkälla. Det behöver inte nödvändigtvis vara slingan, vissa slingor stör bara punktfrekvenser. Nätdelen till dem kan vara en riktigt stygg störkälla. Sedan har vi de satans solpanelerna som kommer upp överallt. Optimerare i synnerhet och omformare i allmännhet sprider en förfärlig stördimma.

Hur mycket störningar får CE-märkt utrustning avge ?
Vem har skapat CE normerna, producenter av elektronisk utrustning eller radiolyssnare eller någon tredje part ?
Kanske är det dax för alla världens radiolyssnare att organisera sig ?

[alexanderson]

Antenn-ingången är 100 Ohm med mittutag till jord. Det stämmer inte med moderna antennkablar.

Det fins en ratt "ANTENNAVSTÄMNING" ovanligt på en mottagare ! Fråga hur mycket går det att ändra ingångsimpedansen ?

[alexanderson]

Det är här tre monopoler som samkörs för att skapa riktverkan, vilket känns igen som en metod som används för Grimetons sändar-antenn för att skapa riktverkan mot motsvarande radio-anläggning i NewYork.

Bilden visar en antenntyp som på Engelska kallas "Phased Array"

Grimetonantennen har ingen riktverkan. Våglängden i Grimeton är 17 km.

Avståndet mellan två vertikaler är endast 0,022 våglängder ! Man måste komma upp till 0,1 våglängd för att få en riktverkan på 6dB !

Syftet med att ha många vertikaler(på Grimetonantennen) är att få ett bättre värde på matningsimpedansen. Matningsimpedansen blir 36 gånger antennimpedansen för en multipelantenn med 6 vertikaler.

Lägg märke till att sändarantennen i Grimeton är en multipel vertikalantenn, medan mottagarantennen i Kungsbacka(Sveriges längsta antenn 6 km)(finns ej kvar) är en horisontalantenn. Polarisationen ändras när vågorna rör sig över Atlanten.

[Castor]

Mizzarrogh
Litet kuriosa är att det står kvar master från just en sådan anläggning som på bilden i stan här (eller gjorde i allafall förr).
Har för mig den är från 20-30 talet.

Den mellanvågssändaren var igång i alla fall i slutet av sextiotalet, då var det svårt att lyssna på Radio Luxenburg innan den stängde någon gång efter 22, kanske efter 22-nyheterna.

[Mizzarrogh]

Hade för mig att någon frikyrka använde delar av anläggningen långt in i modern tid om jag inte blandar ihop det, att det delvis är därför den finns kvar.
Ser ut som att det sitter en antenn kvar och huset under den, men den gamla stationen är nog utbytt sedan länge. (eller? Om den är kvar hade det varit riktigt roligt att få se den!)
Minns iaf man var djupt fascinerad av hur antennen var konstruerad när man var liten och detta sporrade en att låna böcker om saken på biblioteket sedan, hoppas verkligen att masterna blir kvar som museiföremål!

[Castor]

Länge sen jag bodde i Hudik, så det med kyrkosändare kände jag inte till, men den sände nog inte på mellanvåg.

[Marta]

http://www.radiomuseet.se/medlem/audion ... 8/nar.html

[Mizzarrogh]

Ok, det är tydligen två olika stationer, den andra är belägen i en annan kommun.
Kul den var igång ända till 1974 dock.

[RADIOT]

Hade för mig att någon frikyrka använde delar av anläggningen långt in i modern tid om jag inte blandar ihop det, att det delvis är därför den finns kvar.

Körde de NVIS då?

[E Kafeman]

Det är här tre monopoler som samkörs för att skapa riktverkan, vilket känns igen som en metod som används för Grimetons sändar-antenn för att skapa riktverkan mot motsvarande radio-anläggning i NewYork.

Bilden visar en antenntyp som på Engelska kallas "Phased Array"
Grimetonantennen har ingen riktverkan. Våglängden i Grimeton är 17 km.
Avståndet mellan två vertikaler är endast 0,022 våglängder ! Man måste komma upp till 0,1 våglängd för att få en riktverkan på 6dB !
Syftet med att ha många vertikaler(på Grimetonantennen) är att få ett bättre värde på antennens impedans.

Självklart har antennen riktverkan även om den inte är så stor och det var ju från begynnelsen tanken att riktverkan skulle vara mot NewYork varför antennens bredsida vändes i den riktningen, precis som min tidigare illustration från annan sändare.

Från Wikipedia:

• Antennens geografiska placering och orientering valdes för att rikta signalen ut över Skagerrak mellan Skagen och Norge,
  så att den via mesta möjliga hav och minsta möjliga land skulle nå mottagarstationen på Long Island utanför New York. riktning mot Newyork.

Även om riktgainet var måttligt pga antenndimensioner relativt våglängd var det sett ur effektsynpunkt viktigt att varje riktningsvinst minskade behovet av sändareffekt med åtskilliga watt och ökade chansen att kommunikation lyckades.
Det är precis som tidigare antenn en fasad array med den skillnaden att den matas från toppen. För bägge antenn-alternativen har man individuell avstämning för vertikala delen nere vid marken.
En fasad array kan man just genom att styra fasen till de olika antennerna på elektrisk väg skapa riktverkan i önskad riktning men när fasen är lika till samtliga element som för dessa bägge antenner, blir riktverkan vinkelrätt till antenn-utbredningen.
Att styra riktningsutbredningen i antennens längsriktning går även för Alexanderson-antennen men då skulle resulterande antennimpedansen och antenneffektiviteten bli oerhört låg då individuella kopplingen mellan varje element skulle bli närmast motfas till varandra.

Notera att även Hertzian dipoler har avsevärd riktningsverkan då alla antenner har nollnoder, riktningar dit ytterst liten del av strålningen når. Relativ riktningsvinst innebär inte att man automatiskt når över 0 dBi.
För Alexanderson-antennen hamnar man nog snarare neråt -12 - -15 dBi i riktgain är min gissning när man tar med jordförluster och sådant. Skulle inte förvåna om man skulle kunna mäta temperaturhöjning rätt långt ner under jorden när man sänder längre sändpass, som ett resultat av effektförluster. Har för mej någon uppskattat effektiviteten på Grimeton-antennen till knappt 10%, vilket iofs är bra siffra men det får till följd att 90% avsätts då som lokal värme. Om sändaren gav 200kW så brände man bort 180kW som värme i backen. Kanske till och med gav gratis värme i kringliggande hus. Tur strålningssjukan inte var känd på den tiden.

Eftersom varje enskild antenn fick mycket låg strålningsresistans och därmed känslig för resistiva förluster då det var relativt våglängden korta monopoler fanns det även där en vinst att använda multipla element över fortfarande litet utrymme men dock så stort utrymme som omständigheterna medgav. Det bidrog till att minska t.ex. kopplingsförluster mot jord, fler kopplingspunkter till jord över större utrymme, vilket du förmodligen korrekt avser när du nämner det som förbättrad impedans?
Problemet är samma även för andra antenn-arrayer designade på liknande sätt men ju lägre frekvens ju mer förluster och mindre ideal är den naturliga jorden under antennen. Flera parallellkopplade förluster minskar den totala förlusten.

Al1.png

Här en princip-skiss på Alexandesons antenn.
Varje vertikalt element är individuellt tunbart med på bilden markerade spole och matningen/transmissionsledningen mellan masterna sker på från ovansidan via den matta av matningskablar som går mellan masterna, en matta som samtidigt ger en kapacitiv topplast. Sådan topplast är standardförfarande när man arbetade med korta stående monopoler då det underlätter tuningen i andra änden av antennen med en spole till resonans, dvs där reaktiva impedanserna är närmast 0 Ohm.
Det är i allt väsentligt en vanlig tunad antenn-array som är ovanlig på så vis att matningen sker ovanifrån. Att frekvensen är låg relativt fysiska antenn-utbredningen ändrar inget, det är bara en skalfaktor.

Lägg märke till att sändarantennen i Grimeton är en multipel vertikalantenn

Som du själv noterar är sändarantennen en multipel antenn, vilket man brukar kalla för antenn-array och antennerna är mycket riktigt vertikala i sin polarisation.

Polarisationen ändras när vågorna rör sig över Atlanten.

Polarisationen ändras sej däremot inte med avståndet. Polarisation är inget som ändras på egen hand med avståndet och skifta från vertikal till horisontal polarisation på en våg som utbreder sej relativt fritt är nog inte tänkbart. Däremot kan man ha cirkulärpolariserad utsändning, där reflektioner mot fasta ytor ger cirkulation åt motsatt håll. Egenskapen att det blir cirkulationsvridning används för radar och t.ex. kommunikation genom månstuds, men vertikal vågutbredning vrids sällan till horisontal utbredning eller tvärs om i okontrollerad miljö.

Klassiska åskådningsexemplet är att man har några meter långt hopprep som är fäst i en husvägg i ena änden och i andra änden håller man repet med handen.
Om man svänger med repet kraftigt en gång så utbreder sej en tydlig våg utefter repet. Svänger man vertikalt blir det vertikal utbredning. När vågen når husväggen vänder den och studsar tillbaka i motsatt fasläge men alltid samma polarisation.

mottagarantennen i Kungsbacka(Sveriges längsta antenn 6 km)(finns ej kvar) är en horisontalantenn.

Mottagarantennen var INTE en horisontalantenn, det skulle ju vara för galet när sändarpolarisationen är vertikal. Antenntypen kan enklast beskrivas som en tvåtråds Beverage-antenn. Den har stor horisontell utbredning men har vertikal polarisation genom att den skapar en effekt som bygger på dess längd och skillnad i fashastighet relativt vågens utbredning i luft vilket driver en ström genom antenn-tråden. Till antennens fördel är god riktverkan men effektiviteten är uselt låg så den används sällan som sändarantenn.
Ett alternativt mer beskrivande namn på antenner med liknande funktion som Beverage-antennen är vandringsvågs-antenn.