Hoe een 'aardloze' spriet er van binnen uit ziet

[Paula Bean]

Sinds ik als kind een shroevendraaier kon vasthouden, heb ik dingen en apparaten willen openmaken om te kijken wat erin zit en hoe het werkt. (Ik wilde ook eens ons konijn openmaken, maar dat mocht niet van mijn moeder... Had ze dat wel goed gevonden, was ik nu misschien chirurg geweest )

Laatst vond ik op zolder een spriet-antenne voor de 11m band, waarbij geen ground nodig is. Zo'n ding voor op de camping, of op de boot. Ik vermoed dat ze er ook zijn voor de 10m:



Ik denk dat het een Sirio GL27 is. Omdat ik de laatste tijd zit te knutselen met antennes, wilde ik weten wat er eigenlijk bijzonder is aan die 'aardloze' antennes. Ik schroefde dus alles los wat er te schroeven viel, en haalde het voorzichtig uitelkaar. In de voet blijkt dus een spoel te zitten, die in het midden gevoed wordt met het signaal uit de zender. Tenminste, dat denk ik.



Deze spoel ziet er volgens mij als volgt uit: 14 windingen gaan terug naar 'aarde' (in dit geval, de mantel van de coax), en 16 windingen gaan naar boven naar een koperen draadje dat met een schroefje vastgeschroefd wordt aan de eigenlijke spriet. Die verhouding 14 primair:16 secundair is waarschijnlijk bedoeld om het signaal wat op te krikken.



Zou het kunnen dat deze spoel daarnaast ook fungeert als een unbal? Of is de functie hier heel wat anders?



Samen met de spriethouder is de totale lengte materiaal waarop het signaal gezet wordt, 1.77 meter. Hoe zich dat verhoudt tot de kwart golflengte van 2.75 meter is mij niet helemaal duidelijk - wellicht zorgen de 16 wikkelingen op het spoeltje ervoor dat de elektrische lengte van de spriet 2.75 meter wordt?

Daarna schraapte ik wat verf van de spriet af en ontdekte tot mijn verrassing dat er geen galvanisch contact was tussen de spriet en de kern van de coax. Maar toen ik het bovenste dopje van de antenne af trok zag ik dat de spriet gemaakt is van kunstof (fiberglass?) en de binnenkant is een koperdraad van 1mm (die wél galvanisch contact maakt). Is ook wel logisch, als je de hele spriet van metaal zou maken zou hij een beetje zwaar worden



Ik heb de spriet nog even aangesloten op mijn 27Mhz transceiver maar bij het zenden was de SWR veels te hoog. Ik herinnerde me dat in de gebruiksaanwijzig stond dat de spriet altijd met de bijgeleverde lange kabel aangesloten dient te worden (die niet ingekort mocht worden). Dus waarschijnlijk geeft die lengte coax in combinatie met het spoeltje in de antenne een juiste match en hopelijk een betere SWR. Hoe hier precies de vork in de steel zit, weet ik niet. De oorspronkelijke kabel heb ik overigens niet meer, maar zal binnenkort nog eens proberen met andere lange kabel.

Met mijn magloop kan ik overigens een SWR van 1:1.5 tot 1:1 bereiken.

[pc1mb]

Zonder aarde verwacht je geen kwartgolf maar juist een endfed halve golf. Die 16 windingen voegen echter hoogstens één meter toe, dus dat haal je niet.

Dit zal geen unbal zijn, want er is niets gebalanceerd aan, in noch uit. Meer een 'unun' dus, ofwel gewoon een trafo. Met 14:30 primair:secundair is de impedantieverhouding 1:4,6... Ook niet voldoende voor een echte endfed.

Kortom ik snap ook niet helemaal hoe deze werkt Je zou zeggen dat dit toch alleen met een béétje aarde kan werken. De connector is dan ook niet geïsoleerd van de montage beugel.

[Paula Bean]

Nee, dat klopt. Al die metalen delen ónder het zwarte conische huis zijn galvanisch verbonden. Ik begrijp er niets van, en ik vraag me af of ik opgelicht ben. Waarschijnlijk niet, omdat deze antenne een commercieel product is.

[pa8w]

en ik vraag me af of ik opgelicht ben. Waarschijnlijk niet, omdat deze antenne een commercieel product is.

Nou laat ik je dan maar uit de droom helpen: het maakt sommige commercieel denkenden geen F uit of iets inderdaad werkt of niet.
Zelfs in universitaire kringen is niet iedereen zuiver van de graat, laatst nog een discussie aangegaan met TU Eindhoven die met c.a. 3.000.000,- euro aan subsidies
een volstrekt onhaalbaar plan in de media promootte. (Green Energy Mill of GEM-tower)
Blijkbaar is het verkrijgen van een dergelijke subsidie voldoende motivatie voor bijna-gepensioneerde academici om een fabeltjes-krant verhaal te publiceren ter geruststelling van de subsidieverstrekkers. (Europa en NL)

Maar even terug naar de antenne:
Je kunt geen antenne zo slecht maken dat hij niet straalt. Je hoeft dus niet te liegen om deze antenne aan de man te brengen.
Maar zoals PC1MB al aangeeft heb je een antenne nodig die 1/2 golflengte is -of een veelvoud daarvan- zodat je een zo hoog mogelijke voetimpedantie krijgt.
Want alleen dan kan je met een minimale aarding toch een echt efficiënte antenne maken.
Dit concept werkt dus niet goed op 11m of 10m op een auto, maar op 2m kan dat al prima.

Je zou op 10 en 11m wel een verkorte verticale dipool kunnen gebruiken op b.v. kunststof boten of op caravans.
Die kan je ook coaxiaal uitvoeren, maar er MOET dus een antennedeel zijn dat de ontbrekende aarde vervangt.

Groetjes,
Wil.

[pc1mb]

De vraag blijft voor mij dan wel open hoe deze antenne aan een acceptabele SWR kan komen op 11m. Heeft ie dat? Misschien toch alleen wanneer op iets van massa gemonteerd.

Er zijn antennes die een soort dummyload ingebouwd hebben om altijd een acceptabele SWR te vertonen, maar dat zie ik hier ook niet.

[Thijzer]

Ik zie een soort autotrafo die bijna in het midden wordt afgetakt.

Ik weet dat deze antenne werkt omdat ik 'm op mijn busje heb gebruikt op een houten dakdrager en dus geen massa. Misschien werkt de coax als een deel van de antenne, I dunno. Maar hij werkt(e) prima over behoorlijke afstanden met 4W uit het bakkie. Inmiddels is hij eraf en vervangen door een 2m sprietje maar ik ga 'm niet open zagen, we weten nu wat erin zit.

Maar nog steeds geen verklaring van de werking dus.

[nanko]

De tegencapaciteit zal de coax (die je niet in mocht korten) wel zijn.
En het eerste deel van de spoel met de capaciteit tussen de windingen
kan je zien als "tuner" , en daarmee kan je een breinaald nog wel aanpassen.
Het tweede deel van de windingen zou dan een verlengspoel moeten zijn.
Een ontwerp waar wel wat op aan te merken is lijkt me.....

[PA3DJS]

De windingen liggen bewust tegen elkaar. Dat geeft een lage Q factor van de loading coil, en daarmee een extra AC weerstand die in serie staat met de stralingsweerstand. Je krijgt er wat meer bandbreedte van, een hoger totaal weerstandsdeel van impedantie (vandaar grotere bandbreedte), en helaas minder rendement/gain.

Zoals reeds aangegeven, de coax is de tegencapaciteit bij nagenoeg alle NGP antennes. Je moet die elektronen die je in en uit de spriet trekt toch ergens vandaan halen. De coax die straalt dus, en verhoogt daarmee de stralingsweerstand. Als die straling van de coax nog enige kans heeft om buiten de boot/huis/auto te komen, kan het nog best aardig werken.

Bedenk wel dat storing die opgewekt wordt in de buurt van de kabel, of vanuit een voeding richting het bakkie via de voedingskabel, aardig wat ruis-S-punten op kan leveren.

Als je die coax oprolt, gaat het niet echt lekker werken. Toch verwacht ik dat er regens iets zit wat dissipeert vanwege de lage power rating (15W) en grote bandbreedte. Ik durf niet zo maar te roepen dat de loading coil de verborgen dummy load is, maar hij eet (bewust) wel een deel van het vermogen op.

Trouwens eens met PA8W, je bent niet opgelicht, het is een antenne, het straalt en ontvangt wat. Ze geven (bewust) geen gain op, want die gaat ver onder die van een GPA 27 liggen (zo'n 5.5 m lang geval).

[pc1mb]

de coax (die je niet in mocht korten)

Aha! Dat is wel de weggever ja.

[PA3DJS]

De tegencapaciteit zal de coax (die je niet in mocht korten) wel zijn.
En het eerste deel van de spoel met de capaciteit tussen de windingen
kan je zien als "tuner" , en daarmee kan je een breinaald nog wel aanpassen.
Het tweede deel van de windingen zou dan een verlengspoel moeten zijn.
Een ontwerp waar wel wat op aan te merken is lijkt me.....

Dat principe met de spoel naar massa (voor aanpassing) en bovenste spoel voor de verlenging/afstemming is op zich niet verkeerd.

Mijn base loaded mobielspriet voor 40m met capacitieve top is in resonantie zo'n 20 Ohm. Met een spoel van de voeding naar massa krijg ik dat prima naar 50 Ohm met verwaarloosbaar verlies.

Mijn verlengspoel is natuurlijk een stuk dikker (diameter), heeft dikker draad en heeft lucht (ongeveer draaddikte) tussen iedere winding en dan kom je op een Q in orde van 700 (gemeten). En het alllerbelangrijkste: de bestelauto (metaal) is tegencapaciteit.

@Paula Bean:
Die twee spoelen kun je niet zien als autotransformator, daarvoor zitten ze veel te ver uit elkaar. Anders gezegd de magnetische koppeling tussen bovenste en onderste spoel is te klein om serieuze transformatorwerking te hebben.

[pa8w]

De tegencapaciteit zal de coax (die je niet in mocht korten) wel zijn.

Exact.
Je coaxmantel neemt ongetwijfeld de taak van de tweede stralerhelft of aardvlak over.
Dus, in een verliesarm ontwerp blijf je aan het her-tunen omdat alles wat met de ligging van de coax gebeurt van invloed is op de SWR.

In een verliesrijk ontwerp -wat dit geheid is- kan dat ongemak in de praktijk misschien nog wel meevallen.
De manier van wikkelen van de spoeltjes doet me eerder denken aan een smoorspoel dan aan een hoge Q loading spoel.
Ik wed dat de coax effectiever straalt dan de antenne.

Groetjes,
Wil

[Paula Bean]

Zeer interessante informatie en inzichten allemaal. Ben nu aan het rondneuzen op https://pa0fri.home.xs4all.nl/Ant/antennes.htm , zoveel ideeën voor antennes!