TILLEGG TIL ANTENNETEKNIKK.pdf - LA2Z

ANTENNETEKNIKK
Temaer i denne modulen er:
a) Radiobølgers oppbygning og hastighet i tomt rom..
b) Bølgelengde
c) Ionosfærens oppbygning og betydning for
radiobølger
d) Radiobølgers refleksjon m.m.
Jordatmosfæren

TROPOSFÆREN ligger nærmest jorda, og strekker seg ca. 10 km utover.
STRATOSFÆREN ligger utenfor dette laget, og strekker seg fra ca. 10 km til ca. 50 km
utover.
IONOSFÆREN ligger ytterst, og strekker seg fra ca. 50 km til 400 km utover.
Det er i Ionosfæren radiobølgene blir reflektert og vi opplever at vi kann motta signaler
fra andre deler av kloden. Denne er inndelt i forskjellige "lag", som blir betegnet D, E1, E2,
F1, F2 osv. Hver av disse lagene har forskjellige evner til å reflektere radiobølger
avhengig av tiden på døgnet, hvilken frekvenser som reflekterer, temprarurer,
solintensitet o.l. Kortbølgesignalene (2-30 MHz) blir lettest reflektert i F1 laget.
Utbredelse av radiobølgene
De radiosignalene vi mottar som direkte bølger er sterkest. Vi kan imidlertid motta
reflekterte bølger, f.eks. fra fjell, bygninger e.l., men disse vil vanligvis være kraftig
dempet. Refleksjoner (avbøyning) vil også forekomme i troposfæren, og dette er årsaken
til at vi kan motta fjærntliggende radiostasjoner.
Skip

Vi opplever spesielt i kortbølgeområdet noe som blir kalt for "skip". Dette er radiobølger
som reflekterer i ionosfæren. Det kan forekomme flere "hopp" av slike radiobølger, slik
at det er mulig å motta radiosignaler fra den andre siden av jordkloden.
Radiobølger
Magnetfelt
Når en sender vekselstrøm inn i en leder, så skapes det et magnetfelt rundt lederen. Ved
vanlig vekselstrøm vil magnetfeltets vekslinger være 50 ganger pr. sekund ( 50 Hz). Dette
er det vi kaller for brum.
Hvis vekselstrømmens hastighet blir raskere (vekslingene er mer enn 100 000 ganger,
100 kHz) , så kaller vi dette for radiosignaler.
Radiosignaler

Når en tilfører en halvbølgeleder, som vis på bildet, høyfrekvente svigninger
(vekselstrøm) så vil strømmen og spenningen i lederen bli som vist i figuren. Magnetfeltet
rundt lederen vil da forplante seg med lysets hastighet (300 000 km i sekundet).
Bølgelengden vil være 300 000 km/s dividert med frekvensen. Hvis en har frekvensen 30
MHz så vil bølgelengden bli: 300 000 000 m/s : 30 000 000 Hz= 10 meter. Lengden på
lederen skal da være 10m : 2 = 5 meter.
Vertikal Polarisasjon
Hvis senderantennen plasseres vertikalt, så må også mottagerantennen plasseres
vertikalt.
Horisontal Polarisasjon

Hvis senderantennen plasseres horisontalt, så må også mottagerantennen plasseres
horisontalt.
Bølgelengde
"Bølgelengden" er et utrykk vi benytter istedet for frekvens. Bølgelengden er lysets
hastighet delt på frekvensen (Lysets hastighet er den samme som radiosignalenets
hastighet, 300.000.000 meter i sekundet). Da vil f.eks. CB-båndet bli 300.000.000 m/s :
27.000.000 Hz = 11.1 meter. Derfor kaller vi CB-båndet for 11-meteren. Denne
utregningen benyttes også for å beregne lengden på antenner.
Frekvenser
Bølgelengde Frekvens Betegnelse Bruk
2-1,5 km 150-285 kHz Langbølge Radiokringkasting
571-187 m 525-1605 kHz Mellombølge Radiokringkasting
80 m 3,5-3,8 MHz Amatørradio
49-16 m 5,95-26,1 MHz Kortbølge Radiokringkasting
30 m 10,100-10,150 MHz Amatørradio
20 m 14,000-14,350 MHz Amatørradio
17 m 18,068-18,168 MHz Amatørradio
15 m 21,000-21,450 MHz Amatørradio
12 m 24,890-24,990 MHz Amatørradio
11 m 26,965-27,405 MHz Privatradio/CB-radio
10 m 28,000-29,700 MHz Amatørradio

6,38-4,41 m 47-68 MHz VHF-Bånd I TV-kringkasting
69-87 MHz MHz VHF-radio Lukket nett
3,43-2,78 m 87,5-108 MHz FM-bånd Radiokringkasting
118-137 Flybånd
2 m 144-148 MHz 2-meter Amatørradio
156-157 MHz VHF Marineradio
147-173 MHz VHF-radio Lukket nett
1,72-1,35 m 174-223 MHz VHF-Bånd III TV-kringkasting
224-300 MHz VHF-radio Lukket nett
300-432 UHF-radio Lukket nett
70 cm 432-438 Amatørradio
453-568 MHz Mobiltelefon
0,64-0,5 m 470-606 MHz UHF-Bånd IV TV-kringkasting
0,5-0,35 m 606-854 MHz UHF-Bånd V TV-kringkasting
2,56-2,4 cm 11,7-12,5 GHz
890-960 MHz Mobiltelefon
SKIP - Atmosfærisk refleksjon av radiosignaler
Ionisfæren og refleksjoner av radiosignaler

Det finnes to ioniserende lag som utnyttes av radioamatører på kortbølgebåndet (2-30
MHz).
F1 er det laget som ligger nærmest. Dette ioniserende laget ligger på 200 til 250 km fra
jorda. Dette laget er avhengig av solas stråling mot jorda, og er derfor aktivt om dagen.
Solflekkintensiteten har også stor innvirkning på dette laget, og da solflekkintensiteten
har en syklus på ca. 11,1 år vil denne formen for skip tilta mot år 2000.
F2 er et lag som ligger ca. 250 til 300 km fra jordoverflaten. Dette laget er mindre
avhengig av sola, og vil derfor reflektere radiosignalene om natten.
Vi ser at en dipolantenne har en utstråling
som ligger 0 grader i forhold til
horisontalplanet. Dette gjelder også Yagiantenner
og LOG-periodiske antenner.
Disse antennene egner seg derfor meget
godt til lange skip.
Ønsker en kortere skip på disse antennene,
kan en endre den horisontale vinkelen på
antennen.

Vi ser at en GP-antenne med radialene 45
grader ned, har en utstråling som ligger ca.
25 grader opp i forhold til horisontalplanet.
Disse egner seg derfor godt til kortdistanseskip.
De fleste GP-antenner er imidlertid
konstruert slik at de har en utstrålingsvinkel
på mellom 15 og 25 grader.
Dipolantennen som har en utstråling på 0 grader vil treffe GP-antennen med sine
signaler. Men forde GP-antennen har en strålingsvinkel på ca. 25 grader, er det svært lite
av signalet denne vil kunne motta.
GP-antennen derimot, vil ikke kunne nå dipolantennen med de kraftigste signalene. De
svake signalene (utenfor strålingsvinkelen) vil derimot kunne mottas av dipolantennen.
Byttes derimot GP-antennen ut med en dipolantenne, vil en oppnå det ideelle forholdet
for mottaging.
GP-antennen har derimot ideelle forhold til å mottas av GP-antenne helt til høyre på
bildet.
Når en skal velge antenne for skip, er det derfor svært viktig å definere hvilke avstander
en ønsker å "skipe" på, og velge en antenne med riktig strålingsvinkel.
Åpningsvinkelen på de mest vanlige antennene er:
Vertikal Dipol: 0 Grader
5/8-bølgelengde GP: 16 Grader
1/2-bølgelengde GP: 20 Grader
1/4-bølgelengde GP: 25 Grader
PROPAGASJON, ET KORTFATTET SAMMENDRAG
av Ivar Grønn - LA6ZFA
Mellombølge (300 khz-3MHz)
Det eneste amatørradiobåndet i dette området ligger rett i overkant av

kringkastingsbåndet. Jordbølgen sørger for en pålitelig kommunikasjon opp
mot 150 kilometer på dagtid, når ingen annen form for utbredelse er
tilgjengelig. Langdistansekommunikasjon er bare mulig på nattetid via F2laget.
1,8-2,0 MHz (160m)
Dette båndet lider under kraftig D-lags-absorbsjon på dagtid. Selv ved høye
utstrålingsvinkler, kan nesten ikke noe signal passere gjennom til F-laget, slik
at dagtidskommunikasjon er begrenset til jordbølge-dekning. Om natten,
forsvinner D-laget raskt, og det er mulig med kommunikasjon via F2-laget. Da
kan en teoretisk kunne ha kontakter med stasjoner over hele kloden.
Menneskelagd- og atmosfærisk støy begrenser ofte rekkevidden. Tropiske-
og ekvatoriale tordenvær lager mye statisk elektrisitet om sommeren, slik at
vinterkveldene er de beste til å gjøre DX-kontakter på. For å redusere støyen,
er det viktig å finne en passende mottakerantenne, som kan gi et bedre
støy/signalforhold.
Høyfrekvens (3-30MHz)
Et stort spekter av utbredelse er nyttige på HF-båndene. De laveste to
båndene i dette området deler mange av dagtidskarakteristikkene med 160m.
Overgangen mellom bånd som i hovedsak er brukbare om natten er rundt
10MHz. De fleste langdistansekontaktene er gjort via F2-laget. Over 21MHz,
kan mer eksotiske utbredelsesformer oppstå, slik som TE, sporadisk E,
aurora og meteorscatter.
3,5-4,0 MHz (80m)
Det laveste HF-båndet ligner på 160m på mange måter. Dagtidsabsorbsjon er
også her betydningsfull, men ikke så kraftig som på 160m. Signaler med høy
utstrålingsvinkel kan gå gjennom både E og F-lagene. Kommunikasjon på
dagtid er begrenset til omkring 400 kilometer via jordbølge og skywave
utbredelse. Om nettene kan en regne med at signalene går halvveis rundt
kloden. Som på 160m er det mye atmosfærisk støy, og gjør at vintersesongen
er mest attraktiv for DX-kontakter.
7,0-7,2 MHz (40m)
Det populære 40m-båndet har en tydelig definert skipsone på dagtid. Dlagsabsorbsjon
er ikke så tydelig som den er på de lavere båndene slik at
kortdistanseskip via E og F-lagene er mulig. På dagtid kan en vanlig utrustet
stasjon påregne et dekningsområde med radius på omkring 800 kilometer.
Jordbølgepropagasjon er ikke så viktig. Om natten er det mulig med pålitelig
verdensomspennende kommunikasjon vi F2-laget på 40m.
Atmosfærisk støy er ikke så brysom som på 160 og 80m, og 40m DX-signaler
er ofte så vidt kraftige at de overdøver til og med den kraftige atmosfæriske
støyen vi har om sommeren. På grunn av dette betraktes 40m som det
laveste amatørradiobåndet mulig for DX-kommunikasjon året rundt. Selv ved
solflekkminimum kan 40m være åpen for DX om natten.
10,1-10,15 MHz (30m)

30m-båndet er unikt da det deler karakteristikker fra både dagtid- og natt-tidbåndene.
D-lagsabsorbsjon har ingen betydning her. Kommunikasjon opp til
3000 kilometer er normalt på dagtid., og dette utvides til halvveis rundt jorden
når det er mørkt. Båndet er normalt åpent via F2-laget på 24-timers basis,
men ved solflekkminimum kan MUF synke til under 10 MHz på enkelte DXpaths
om natten. Under slike forhold vil 30m få 20meters dagtidsegenskaper.
30m-båndet er det som varierer minst i løpet av 11årssyklusene,
og er svært nyttig for langdistansekommunikasjon.
14,0-14,35 MHz (20m)
20m er tradisjonelt vurdert som radioamatørens førstevalg for
langdistansetrafikk. Uavhengig av hvor i solflekksyklusen vi er kan vi stole på
20m for i det minste noen timers DX via F2-laget på dagtid. Ved
solflekkmaksimum vil gjerne 20m-båndet være åpent for langdistansetrafikk
hele døgnet. E-lagskontakter over korte distanser kan ofte gjøres på dagtid.
Atmosfærisk støy er normalt ikke noe problem, heller ikke om sommeren. På
grunn av båndets popularitet kan ofte båndet virke overfylt på dagtid.
18,068-18,168 MHz (17m)
17 og 20m har mange fellestrekk, men effekten av variasjonene i
solflekkaktiviteten er mer merkbar for trafikk via F2-laget på 17m. I årene med
høy solflekkaktivitet er 17m svært aktuell for langdistansetrafikk på dagtid og
tidlig kveld. Noen ganger kan det vare til langt etter soldnedgang. I år hvor
solflekkaktiviteten er middels, kan båndet være åpent i takt med sollyset. Ved
solflekkminimum vil 17m være åpen mot ekvator og midlere breddegrader,
men bare korte perioder midt på dagen for nord/sør-kontakter.
21,0-21,45 MHz (15m)
15m-båndet har lenge vært vurdert som et av de primære DX-bånd ved
solflekkmaksimum, men det er følsomt for variasjoner i solflekkaktiviteten. I
årene ved solflekkmaksimum kan du regne med at det DX-åpninger på dagtid
via F2-laget og at det også kan vare til langt på natt. I perioder med moderat
solflekkaktivitet er 15m hovedsakelig dagtidsbånd som lukker rett etter
solnedgang. I perioder med solflekkminimum åpner vanligvis ikke 15m i det
hele, bortsett fra noen tilfeldige transekvatoriale nord/sør-åpninger. Det er
observert sporadisk-E åpninger tidlig på sommeren og midtvinters, men dette
er sjelden og ikke så forutsigbart som på de høyere frekvensene.
24,89-24,99 MHz (12m)
Dette båndet tilbyr propagasjon som kombinerer det beste av 15 og 10mbåndene.
Til tross for at 12m-båndet primært er et dagtid-bånd i år med lav
og moderat solflekkaktivitet så kan det vært åpninger etter solnedgang ved
solflekkmaksimum. I år med moderat solflekkaktivitet vil 12m være åpen til
midlere og lavere breddegrader på dagtid. Selv i perioder med lav
solflekkaktivitet vil det båndet sjelden være helt dødt, bortsett fra her oppe
hos oss i nord (og høye sørlige breddegrader). Tilfeldige dagtidsåpninger,
spesielt på de lavere breddegrader gir ofte nord/sør-forbindelser. Den
hovedsakelige sporadisk-E-sesongen på 12m varer fra sen vår og utover

sommeren, selv om det også kan forkomme åpninger vinterstid også.
28,0-29,7 MHz (10m)
10m-båndet er velkjent for sine ekstreme variasjoner og forskjellige
propagasjonsformer. Ved solflekkmaksimum kan du ved hjelp av F2refleksjon
oppnå langdistansekontakter selv med liten effekt. DX-kontaker er
absolutt mulig selv med beskjeden effekt og utrustning ellers. Under slike
forhold er båndet ofte åpent fra soloppgang til noen timer etter solnedgang. I
perioder med moderat solflekkaktivitet åpner 10m-båndet stort sett bare mot
lave og midlere breddegrader (gjerne over ekvator) midt på dagen. Ved
solflekkminimum er det ikke F2-propagasjon verken på natt- eller dagtid.
Sporadisk E er ganske vanlig på 10m, spesielt i månedene mai til august, men
kan oppstå når som helst. ”Short-skip” (som det ofte kalles) har liten relasjon
til solflekksyklusen og opptrer uavhengig av F-lagskondisjoner. Ett-hopps
”Short-skip” gir kommunikasjon mellom 300 og 2.300 kilometer, flere-hopps
kontakter vil gi kontakter langt utover dette.
10m-båndet er et spesielt bånd som kan benytte flere former for refleksjon.
Det deler noen av VHF-båndenes måter å bli reflektert på. Meteor Scatter,
Aurora, og Aurora E. Disse utbredelsesformene kan ofte gå upåaktet hen på
10m.
Kabeltype
26.10.2004 LA6ZFA
Dato for artikel: 2007-05-10 13:07:04
Data for de mest brukte koaksialkabler:
Impedans
[ohm]
Hastighetsfaktor
[%]
1
MHz
10
MHz
Max. dempning per 100 ft
(ca 30 m) ( 1 ft = 30,48 cm)
[dB]
50
MHz
100
MHz
400
MHz
1
GHz G
RG-58/U 50 66 0,44 1,4 4,1 5,0 11,8 20,0 6
RG-59/U 75 66 0,6 1,1 2,4 3,8 7,5 12,0 4
RG-174/U 50 66 1,9 3,3 6,6 11,0 22,0 31,0 9

RG-213/U 50 66 0,2 0,6 1,6 2,5 5,5 9,0 2
RG-214/U* 50 66 0,2 0,6 1,6 2,5 5,5 9,0 2
Belden-9913* 50 84 0,2 0,4 0,9 1,4 2,6 4,5 1
Belden-9914* 50 78 0,3 0,5 1,1 1,5 2,9 5,3 1
Åpen ledning N/A 95 N/A N/A N/A N/A N/A N/A N
MERK: Disse spesifikasjonene er kun veiledende, da det er en viss variasjon i de tekniske
spesifikasjonene til de forskjellige fabrikantene av koakskabler.
Data for flere koakskabler her.
Kabler merket * har dobbel skjerm.
Antenner!

Et radiosystem består typisk av en radiosender og en senderantenne med en
transmisjonslinje og en radiomottaker med en mottakerantenne og en
transmisjonslinje. Det er vanlig å kalle antennen og transmisjonslinjen for et
antennesystem. Antennesystemet er den aller viktigste delen i et radiosystem for
å gjøre dette effektivt. Med gode antenner og god tilpasning til transmisjonslinjene
kan man kompensere for manglende utgangseffekt på radiosenderen og
manglende følsomhet på mottakeren. Dessverre er det alt for få som er klar over
hvor viktig et velfungerende antennesystem er for å oppnå et effektivt og godt
radio system. Et velfungerende antennesystem er viktig uansett om man er
radioamatør, kortbølgelytter eller driver med scanning. Det er ingen vits i å kjøpe
dyre mottakere eller nytt PA-trinn dersom man har dårlige transmisjonslinjer
(antennekabler) og antennen består av en krokodille klemme i naboens
hagegjerde. Man vil verken høre mer eller nå lengre dersom antennesystemet er
dårlig. For å få utnyttet potensialet i gode mottakere og kraftige sendere er det et
must at man har et godt antennesystem! Å kjøpe en skikkelig antenne kan fort
komme til å koste noen kroner, men heldigvis er det sånn at gode antenner er
forholdsvis enkelt å lage selv, dersom man er litt nevenyttig.

Før man går i gang med å bygge en antenne er det noen grunnregler man skal vite
om. For å få det meste ut av en antenne gjelder det å få den så høyt som man
overhodet kan få den og så langt vekk fra hus og elektriske kraftledninger som
praktisk mulig. En god regel er at man aldri skal krysse veier og kraftledninger
med antennen.
Antenner skal bygges i materialer som er gode ledere for elektrisk strøm. De mest
benyttede materialene er kobber, kobbertråd, aluminium og rustfritt stål. Kobber
har den beste ledningsevnen, men korroderer lett. For å forhindre korrosjon kan
man male antennen med en heldekkende maling. Malingen må ikke inneholde
metall. For antenner for bruk på frekvenser over 1 GHz anbefales det ikke å male
antennen fordi dette kan skape skineffekter i antennen. Enkelt forklart så kan man
se på skinneffekter som løse elektromagnetiske felter som kryper rundt på
overflaten av antennen uten å trenge inn i antennen. Det er ønskelig at alle
elektriske felter skal trenge inn i antennen sånn at vi kan få generert et signal
bestående av strømmer og spenninger. Kobber har også den bakdelen at det er
tungt og har en forholdsvis dårlig fysisk styrke. Aluminium korroderer ikke så lett
som kobber, og er dessuten mye lettere og har en større fysisk styrke, av den
grunn blir aluminium ofte benyttet til å lage antenner av. Rustfritt stål er det
materialet som står seg best mot korrosjon. (Ja, til og med rust fritt stål
korroderer!) Stål er tungt, men har til gjengjeld en overlegen fysisk styrke fordi det
bøyer og strekker seg i stedet for å knekke. Mange antenner til profesjonelle
formål blir derfor bygget i rustfritt stål.
Jo større overflate en antenne har, jo større båndbredde får den, og dess større
del av det elektromagnetiske feltet vil den være i stand til å oppta. Men det vil ikke
si det samme som at en antenne på 3 m lengde vil fungere utmerket på en
frekvens hvor bølgelengden er kun 1 m. Det er fordi antennen også skal være
avstemt til frekvensen den skal benyttes på, med andre ord: Frekvensen som
antennen skal benyttes på (enten til sending eller til mottak) bestemmer de fysiske
målene til antennen.
Selv discone antennen er en frekvens avstemt antenne, denne antennen har bare
en veldig stor båndbredde. Longwire og beverage antennene regnes vanligvis for
ikke å være frekvens avstemte, men også disse antennene vil ha frekvenser hvor
de er mer effektive enn på andre frekvenser.
Når man bygger antenner skal man så vidt mulig unngå for mange loddinger,
skøyter og sammenføyninger , det er fordi loddinger, skøyter og sammenføyninger

gir en likeretter effekt, og det er med til å øke antennens støytall. Antennens
støytall er et tall som beskriver hvor mye en antenne støyer, dette tallet er sjeldent
oppgitt av antenne fabrikantene. Loddinger og sammenføyninger, eller skøyter er
vanligvis ikke noe man skal tenke på når man lager antenner. Unntaket er når man
lager lange Beverage antenner for MW-DXing og antenner for mikrobølge området.
På Beverage antenner kan det bli et problem med for mange loddinger eller
skøyter fordi disse antennene er så lange.
Når man snakker om antenner skal man heller ikke glemme antennens
transmisjonslinje, eller antenne kabelen. Det er viktig at denne er av god kvalitet.
Det finnes et stort antall forskjellige kabler med varierende egenskaper, jeg
anbefaler at man benytter koaksialkablene RG213 eller RG214 i den utstrekning
det er mulig. Bakdelen med RG213 og RG214 er at disse er på tykkelse med en
gjennomsnitts hageslange og veldig stive og uhåndterlige, av den grunn benytter
man ofte RG58 i stedet. RG58 er en langt dårligere kabel, men den er billig og tynn
og mye enklere å håndtere, i mange tilfeller vil denne kabelen gi et tilfredsstillende
resultat. Transmisjonslinjen skal alltid være så kort som praktisk mulig, spesielt
på VHF og høyere frekvenser.
For å oppnå en best mulig overførsel mellom antennen og transmisjonslinjen
benyttes i mange tilfeller en balun mellom antennen og transmisjonslinjen. En
balun gjør om et balansert signal til et ubalansert signal. I noen tilfeller benyttes
også en balun til å transformere fra en impedans til en annen. I de tilfeller at det er
nødvendig med en balun for antennene på denne siden har jeg valgt å tegne inn
hvordan man kan lage en sånn. Baluner til longwire antennen kan man lage selv
ved å vikle en trafo med et omsetningsforhold på 10:1 eller høyere.
Det finnes et stort antall forskjellige antenne designer og måter å konstruere disse
på, i tabellen nedenfor har jeg lagt ut tegninger til noen av de mest alminnelige og
enkleste antennene. Disse antennene vil ha en yteevne på linje med ferdig
produserte antenner av samme design dersom man gjør et godt håndverksmessig
arbeide.
TILPASSNING
Antennetilpasning - SWR

Tranceiveren, kabelen og antennen har en impedanse på 50 ohm.
En vil derfor få det meste av effekten overført fra radiosenderen til antennen, og det
meste av innkommende signal fra antennen til radiomottakeren. Det er noe tap i
kabelen for både utsendt og motatt signal !
MISTILPASSNING
Her ser vi at antennen ved den gitte frekvensen har en impedanse på 200 ohm. Vi kan da
beregne VSWR-forholdet etter følgende formel: Z last / Z out = 200 ohm / 50 ohm = 4 og
dette betyr at VSWR = 4:1.
Mye av den tilført effekt til antennen vil i dette tilfellet bli reflektert tilbake til senderen.
Enkelte sendere tåler ikke en så stor retureffekt, og kan dermed brenne opp
utgangstransistoren.
TILPASSNING MED TUNER
Ved å sette på en antennetilpasser ved antennen, kan impedansen på 50 ohm tilpasses
antennens impedanse på 200 ohm. Ingen effekt vil derfor reflekteres tilbake til senderen
og ødelegge denne. En antennetilpasser vil imidlertid gi litt dempning av signalet.

Ingen antenner har en impedanse på 50 ohm over hele frekvensområdet de er beregner
for å arbeide under. En kan imidlertid "godkjenne" et VSWR-forhold på opptil 3:1 på de
fleste sendere, men en vil få redusert effekt ut fra antennen desto lenger en opererer
utenfor resonansfrekvensen for antennen.

Wavelength and frequency
Dipoles
A useful and fundamental measurement in radio
antenna work is the "half wavelength". We must
know how to calculate it. It gives the desired
physical length of an antenna for any operating
frequency.
Wavelength, frequency, and the speed of light,
are related. The length of a radio wave for a
given frequency when multiplied by that
operating frequency, gives the speed of light.
Knowing that the speed of light is c = 3 x 10 8
metres per second, and knowing our operating
frequency, we can derive the wavelength of a
radio wave by transposition as follows:
Wavelength (in metres) = 300 divided by the
frequency in MHz. .
A simple way to remember this is to remember
10 metres and 30 MHz, (to get the value of the
constant, 300 !).
That gives a wavelength! The half-wavelength
of a wave is half of the wavelength figure you
obtain!
So a half-wavelength at 10 metres (30 MHz) will
be 5 metres. The amateur 10 metre band is 28 to
29.7 MHz so a half-wavelength for that band
will be a little longer than 5 metres. Pick a
frequency and calculate it!

The fundamental antenna is the dipole. It is an antenna in two parts or
poles.
It is usually a one-half wavelength in overall length and is fed at the
middle with a balanced feedline. One side of the antenna is connected
to one side of the line and the other to the remaining side either
directly or through some sort of phasing line.
When making a half-wave dipole for HF frequencies, one usually has
to reduce the length by about 2 percent to account for capacitive
effects at the ends. This is best done after installation because various
factors such as the height above ground and other nearby conducting
surfaces can affect it.
The feedpoint impedance of a half-wave dipole, installed about one
wavelength or higher above ground (i.e. in "free space"), is 72 ohm.
When the ends are lowered (i.e. into an "inverted V"), the impedance
drops to around 50 ohms.
The ends of the antenna should be insulated as they are high-voltage
low-current points. The connections of the feedline to the antenna
should be soldered because the centre of the dipole is a high-current
low-voltage point.
The radiation pattern of a dipole in free space has a minimum of
radiation in the direction off the ends of the dipole and a maximum in
directions perpendicular to it. This pattern degrades considerably when
the
dipole is
brought
closer to
the
ground.
A
modified version of the simple dipole is the folded dipole. It has two
half-wave conductors joined at the ends and one conductor is split at
the half-way point where the feeder is attached.

If the conductor diameters are the same, the feedpoint impedance of
the folded dipole will be four times that of a standard dipole, i.e. 300
ohm.
The height above the ground
The height of an antenna above the ground, and the nature of the
ground itself, has a considerable effect on the performance of an
antenna.and its angle of radiation. See PROPAGATION
The physical size of a dipole
A wire dipole antenna for the lower amateur bands is sometimes too
long to fit into a smaller property. The antenna can be physically
shortened and it can still act as an electrical half-wave antenna by
putting loading coils in each leg as shown in this diagram. With
careful design, performance in still acceptable.
Installing such "loading coils" lowers the resonant frequency of an
antenna.
Multi-band dipoles To top
of page
A simple half-wave dipole cut to length for operation on the 40m band
(7 MHz) will also operate on the 15m band without any changes being
necessary. This is because the physical length of the antenna appears
to be one-and-one-half wavelengths long at 15 metres (21 MHz), i.e.
three half-wavelengths long.
A dipole antenna can be arranged to operate on several bands using
other methods. One way is to install "traps" in each leg.
These are parallel-tuned circuits as shown in this diagram (enlarged to
show the circuitry). The traps are seen as "high impedances" by the

Baluns
Vertical antennas
highest band in use and the distance between the traps is a halfwavelength
for that band. At the frequencies of lower bands, the traps
are seen as inductive and the antenna appears as a dipole with loading
coils in each leg. With clever and careful design, operation becomes
possible on a range of amateur bands.
Dipoles should be fed with a "balanced line". This is discussed at
TRANSMISSION LINES
The simplest vertical is the
Marconi which is a quarterwave
radiator above a
ground-plane. It has a
feedpoint impedance over a
perfect ground of 36 ohm.
Above real ground it is
usually between 50 and 75
ohm. This makes a good
match for 50 ohm cable with
the shield going to ground.
For a given wavelength it is
the smallest antenna with reasonable efficiency and so is a popular
choice for mobile communication. It can be thought of half of a dipole
with the other half appearing as a virtual image in the ground.
A longer antenna can produce even lower radiation angles although
these antennas become a bit large to easily construct. A length often
used for VHF mobile operation is the 5/8th wavelength. This length
has a higher feed impedance and requires a matching network to
match most feeder cables.
Vertical antennas require a good highly conductive ground. If the
natural ground conductivity is poor, quarter-wave copper wire radials
can be laid out from the base of the vertical to form a virtual ground.
Vertical antennas provide an omni-directional pattern in the horizontal
plane so they receive and transmit equally well in all directions. This
also makes them susceptible to noise and unwanted signals from all
directions.
Vertical antennas are often used by DX operators because they
produce low angle radiation that is best for long distances.
Beams
To
improve

signal transmission or reception in specific directions, basic elements,
either vertical or horizontal, can be combined to form arrays. The most
common form is the Yagi-Uda parasitic array commonly referred to as
a Yagi array or beam.
It consists of a driven element which is either a simple or folded dipole
and a series of parasitic elements arranged in a plane. The elements are
called parasitic because they are not directly driven by the transmitter
but rather absorb energy from the radiated element and re-radiate it.
Usually a Yagi will have one element behind the driven element
(called the reflector), and one or more elements in front (called the
directors). The reflector will be slightly longer than the driven element
and the directors will be slightly shorter. The energy is then
concentrated in a forward direction.
To rotate the beam, the elements are attached to a boom and in turn to
a mast through some sort of rotator system.
Other antenna types can be constructed to give directivity. The size
and weight, with wind resistance, are important. The cubical quad is a
light-weight antenna for home-construction and it can provide good
performance. It consists of two or more "square" wire cage-like
elements.
Antenna measurements To
top of page
Most antenna performance measurements are given in decibels.
DECIBELS Important figures for a beam antenna are the forward
gain, front-to-side ratio, and front-to-back ratio.
Forward gain is often given related to a simple dipole. For example, if
the forward gain is said to be 10 dB over a dipole, then the radiated
energy would be 10 times stronger in its maximum direction than a
simple dipole.
Another comparison standard is the isotropic radiator or antenna.
Consider it to be a theoretical point-source of radio energy. This is a
hypothetical antenna that will radiate equally well in all directions in
all planes - unlike a real vertical antenna which radiates equally well
only in the horizontal plane. A dipole has a 2.3 dB gain over the
isotropic radiator.
A front-to-back ratio of 20 dB means that the energy off the back of
the beam is one-hundredth that of the front. Similar figures apply to
the front-to-side ratio.
Another antenna measurement is the bandwidth or range of
frequencies over which the antenna will satisfactorily operate. High

Dummy loads
gain antennas usually have a narrower bandwidth than low gain
antennas. Some antennas may only cover a narrow part of a band they
are used in while others can operate on several bands. Other antennas
may be able to operate on several bands but not on frequencies inbetween
those bands.
A dummy load, or dummy antenna, is not really an antenna but is
closely related to one. It is a pure resistance which is put in place of an
antenna to use when testing a transmitter without radiating a signal.
Commonly referred to as a termination, if correctly matched to the
impedance of the line, when placed at the end of a transmission line it
will make the transmission line look like an infinite line.
Most transmitters are 50 ohm output impedance so a dummy load is
simply a 50 ohm non-inductive resistor load. The resistor can be
enclosed in oil to improve its power-handing capacity. The rating for
full-power operation may be for only a short time so be aware of the
time and power ratings of your dummy load before testing for long
periods at full power. The things can get very hot!
Antenneteknikk
Prinsippet for en Dipolantenne

Vi ser her prinsippet for en halvbølgedipol.
I praksis vil antennen bli litt kortere enn en
1/2 bølgelengde. Dette forde radiobølger
forplanter seg langsommere i en mettalleder
enn i luft. Impedansen for en halvbølgedipol
er ca. 75 ohm. Er trådene (elementene)
meget tykke kan impedansen komme ned i
55 ohm.
Det horisontale retningsdiagrammet blir
som to sirkler som går ut fra midten på
antennen. Vi ser da at radiosignalet ikke går
ut i enden på antennen.

Vi ser her en foldet halvbølge-dipol. Den har
større forsterkning enn en enkel halvbølgedipol.
En foldet dipol har en impedanse på
ca. 300 ohm.
En Yagi-antenne består av flere elementer.
Desto flere elementer, desto større blir
forsterkningen, men åpningsvinkelen
(retningsdiagrammet) blir smalere. En 2elementers
antenne gir en forsterkning på
3,1 dB, og det er en dobling av
sendereffekten (4 Watt til antennen gir 8
Watt ut i lufta). En 4 elementers antenne gir
6,3 dB forsterkning (to doblinger av
effekten).
En Logperiodisk antenne kan ha meget store
båndbredder (Frekvensområde i forholdet
1:10) og forsterkningen på en 10elementers
antenne med et frekvensområde
på 1:2 (f.eks. 20-40 MHz) er ca. 8 dB.
Vertikale antenner

Vi ser her tre vertikale antenner plassert på "ideelt" jordplan. En 1/4-bølge antenne har
en åpningsvinkel på ca. 25 grader, en 1/2-bølge ca. 20 grader og en 5/8-bølge ca. 16
grader.
Antennefabrikantene oppgir åpningsvinkelen på sine antenner, og en bør ta hensyn til
disse når en skal velge antenne. Dette gjelder spesielt når en skal forsøke seg på "SKIP"
innen kortbølgebåndet.
Normalt vil en 1/4-bølge antenne egne seg for SKIP til f.eks. Mellom-Europa, en 1/2-bølge
antenne til Syd-Europa og en 5/8-bølge antenne til Afrika. Dette er imidlertid avhengig av
jordplanet (jordradialene) samt en del andre faktorer ved antennens konstruksjon.
GrunnPlansAntenne
GP-antenne (GroundPlaneAntenna) er vel en
av de mest brukte antenner for
radiokommunikasjon. Dette er i
grunnutførende en pisk på 1/4 bølgelengde
og et kunstig jordplan bestående av pisker
på 1/4 bølgelengde. Dette kalles for en 1/4bølge
GP.
Lengden på pisken, samt lengden på
jordplansstavene, kan kortes inn med å
benytte forkortelsesspoler. Dette benyttes
vanligvis ved GP-antenner beregnet for
under 50 MHz.
GP-antennen produseres også i 1/2-bølge og
5/8-bølge.
Forsterkning - Dempning - dB (Desibel)

dB er et mål for forsterkning eller depning. +3dB er en dobling (x2) og +20 dB er ganger
100. Tilsvarende blir -3dB en halvering og -20dB blir 1/100
La oss si at vi har en forsterker på 10 Watt, 100 meter antennekabel med en dempning på
-3dB pr. 100 m, og en antenne med forsterkning på +6dB. Hva blir da utstrålt effet fra
antennen? Regnestykket blir da som følger:
10 Watt -3dB + 6dB = 10 Watt +3db = 10 Watt x 2 = 20 Watt.

d
B
d
B
i
0
.
0
0
2
.
1
5
2
.
1
5
4
.
2
5
4
.
2
4
6
.
3
5

http://www.mil.no/felles/ffi/hf/start/Publikasjoner/