Fase gevoede verticale antennes 2
Indien twee ground-planes op een bepaalde afstand van elkaar worden opgesteld is wel degelijk versterking te bewerkstelligen in een bepaalde richting. De lage opstralingshoek in die richting(en) blijft daarbij gehandhaafd.
Stellen we beide ground-planes/verticals ½λ van elkaar op en voeden we beide antennes in fase dan ontstaan dwars op de lengterichting tussen de twee antennes twee hoofdlobben dwars op (broadside) deze lengterichting (fig. 6).
Voeden we beide antennes 1800 uit fase, dan ontstaan deze twee hoofdlobben in de lengterichting van de twee antennes (endfire). Zie fig. 7.
Stellen we beide ground-planes/verticals een ¼λ van elkaar op dan kunnen we door beide antennes 900 uit fase te voeden een hoofdlob verkrijgen in de lengterichting van de antenne. Ook wordt hierbij de lage opstralingshoek behouden. In de voorkeurrichting wordt 5 dB winst geboekt, de onderdrukking in tegenovergestelde richting kan 20 dB bedragen (fig. 8).
De voeding
Hoe voeden we nu dergelijke systemen?
We verzekeren ons er eerst van dat iedere ground-plane/vertical juist resoneert door de straler een ¼λ minus 5% lengte te geven. De formule ter exacte bepaling van de lengte luidt:
Gebruiken we voor de straler een koperen of messing buis van 15 mm diameter dan reageert de antenne breedbandig genoeg om door de gehele band voldoende opslingering te behouden.
De voeding van een dergelijk antennesysteem kan dus afhankelijk van de wens zijn:
A: "in" fase-straler afstand ½λ
B: "uit" fase -straler a fstand ½λ
C: 90° "nit" fase-straler afstand ¼λ
Bekijken we figuur 9 dan zien we dat A: voor het "in" fase voeden 1 λ coaxkabel nodig is en B: voor 180° "uit" fase een ½λ coaxkabel nodig is, en C: voor 90° "uit" fase een ¼λ of oneven aantal lengten ¼\ coaxkabel nodig is.
Hierbij moeten we nog de verkortingsfactor voor deze coaxkabel in aanmerking nemen, deze bedraagt normaliter 0,66. De berekening voor een ¼λ kabel voor 14,2 MHz luidt dan als volgt:
Willen we de exacte verkortingsfactor van de te gebruiken coaxkabel te weten komen dan volgt hier een wel doorproefde methode:
Knip 75 cm coaxkabel of en verwijder aan het ene uiteinde de isolatie over slechts een halve centimeter terwijl we het andere uiteinde open laten. Het stukje binnenader dat vrijkomt verbinden we met de buitenmantel en wel zodanig dat een klein lusje van 4 à 5 mm ontstaat. Dit lusje koppelen we met de griddip-oscillator en de gemeten frequentie is tevens de verkortingsfactor!
Meten we b. v. 63 MHz dan is de verkortingsfactor 0,63.
De verklaring is als volgt: Als er geen verkorting zou optreden moest de frequentie 100 MHz bedragen, n. I. 2 x 75 cm is een ½λ voor 100 MHz, 300 : 100 = 3 : 2 = 1,50 m (zie fig. 10).
De ground-planes/verticals staan onverkort op een ¼λ of ½λ afstand van elkaar. De voeding van deze combinatie is niet eenvoudig en is afhankelijk van het gewenste horizontale stralingsdiagram. In figuur 11 zien we hoe door het tussenschakelen van twee stukken λ/4 75 ohm coaxkabels een transformatie kan plaatsvinden van 52 ohm naar 108 ohm (75 ohm = 52 x Z). De parallel geschakelde 108 ohm geeft weer ongeveer 52 ohm.
In de shack kunt u de proef op de som nemen door de situatie van fig. 11 na te bootsen, u zult zien dat de SWR in λ zeer dicht bij 1 : 1 blijft en wel over de gehele amateurband. Indien we nu gen van de einden verlengen met 52 ohm coaxkabel met een lengte van ¼λ, ½λ, ¾λ of 1 λ maal de verkortingsfactor 0,66 dan vindt de gewenste faseverschuiving van respectievelijk 90°, 180°, 270° of 360° ten opzichte van beide stralers plaats (zie fig. 12).
De keuze of u de onderlinge antenne afstand ¼λ of ½kiest is uiteraard afhanke - lijk van de voorkeursrichtingen. Ook bestaat de mogelijkheid om de eerste groundplane/vertical vast op te stellen terwijl de tweede op een voetstuk (met radialen) op elke willekeurige plaats rond de vaste straler kan worden opgesteld. Hierbij kan dan voor elke band bij trap-verticals/ground-planes een juiste lengte coaxkabel tussen de stralers worden aangebracht. De radialen blijven in dat geval voor alle banden de lengte van de laagste frequentie waarvoor de antenne geschikt is behouden. Voorts zijn er nog vele oplossingen denkbaar zoals het omschakelen met zware schakelaars en het op afstand bedienen waardoor allerlei diagrammen en banden kunnen worden gekozen. Ook voor de /a locatie kan dit ontwerp in "prefab" toestand snel worden opgebouwd. Mogen we uw resultaten of persoonlijke oplossingen eens horen?
PA0VER.