Fasade vertikaler del 2

I förra avsnittet visades att avståndet mellan elementen inte är självklart utan alltid måste bli en kompromiss. Värre blir det när man i praktiken skall försöka få kontroll på alla faktorer.

1.       Vi vill ha hyfsad gain och F/B. Valet blir då S=1/4 ʎ och att mata 90⁰ eller 135⁰ ur fas. Spacing 1/8ʎ är i och för sig en bra kompromiss, men om man tänker sig att utvidga till 3 eller 4 element, är ¼ att föredra.

2.       För att få ”fasningen” att fungera som tänkt är det viktigt att båda elementen uppträder lika, dvs att vi få lika ström i båda (men med olika fas). I sommar har jag experimenterat lite med att använda två element som är bara något för långa och utnyttja det faktum att fasledningen är en sk kvartvågstransformator och låta rektanserna kompensera varandra, det som är induktivt i den ena blir kapacitivt efter fasledingen och kompenserar den induktiva delen i den andra. Så hade jag tänkt. Det funkar hyfsat men är oerhört vanskligt att ”trimma” in. Man behöver nog en vektorimpedansmeter och kanske inte ens då blir det bra.

3.       Vi vill ha ungefär 50 Ω matningsimpedans. Varje vertikal har vid resonans impedansen (strålningsresistansen) ca 38 Ω, varför det inte bara är att koppla ihop. 

Hypotes 1.

Om man förlänger varje element ökar strålningsresistansen (men samtidigt uppstår en induktiv reaktans). Reaktansen bör man kunna kompensera för med en kapacitans i serie.

För fasningsledningen har vi tillgång till dels RG59 med den karakteristiska impedansen 75 Ω alternativt RG210 med 92 Ω.

Den senare är att föredra då man om man höjer respektive elements strålningsresistans till ca 92 Ω och kompenserar reaktansen, kan koppla ihop som man vill och få resultatet 46 Ω, vilket skulle ge VSWR = 1,06:1 om man matar med RG213 eller RG58.

Enligt Rothammel (sid 324 i min upplaga) m fl, bör elementlängden vara ca 0,36 ʎ för att få strålningsresistansen att öka till ca 92 Ω. Den induktiva reaktansen blir då ca 200 Ω. Vilket motsvarar ca 100 pF på 40 m (7,100) och hälften så mycket på 20 m (om jag nu räknat rätt i hastigheten?). Således inte helt omöjligt. Notera att dessa siffror är ungefärliga och är tagna ur en graf i ARRLs antenna handbook som har dålig upplösning. Jag provade att använda ett Smithdiagram och fick liknande resultat, men inte helt lika. Så här skulle den principiella lösningen se ut.

 Förhoppningsvis framgår det ur skissen hur det är tänkt. Radiallerna, som är viktiga är bara antydda som "morrhår". Antennen strålar i bilden rån höger mot vänster, förhoppningsvis enligt de strålsningsdiagam som avses , se förra avsnittet. För att skifta riktning skiftas RG213/58 till andra elementet. 

Man kan använda RG59 till fasningsledningen, men får då 75//75 Ω, dvs 38 Ω i anslutningspunkten, dvs VSWR= 1,37:1. Elementen blir lite kortare ca 0,3 ʎ och kapacitansen något lägre.

Den som är lite påläst kanske invänder att ʎ/4 av en koaxialkabel inte räcker mellan två vertikaler som är separerade med ʎ/4, då kabeln är 0,66*ʎ/4 (RG59), respektive 0,85*ʎ/4 (RG210). Det finns olika lösningar på detta och jag avser återkomma med det.

Nackdelar

Kapacitanser kan ju vara vanskliga, även om jag har använt liknande lösningar förr oh det fungerat bra. Viktigast är dock att om man t ex gör en antenn för 40 m som man även vill använda på 15 m, vilket går (halvbra är min tro), så fungerar inte denna lösning då t ex kapacitansvärdet blir helt annorlunda för 15 m. Längderna på elementen ser oxo ut att bli helt fel.

Jag återkommer efter nästa exempel hur man justerar in antenn och kabellängder mm, då det är flera moment som är gemensamma.