Aardnet voor HF-vertical?

Antennes, antennebouw, baluns, ununs, SWR, mantelstroomfilters, etc
Gebruikersavatar
PA3HCM
.
.
Berichten: 23
Lid geworden op: 21 jun 2007, 16:01
Locatie: Everdingen
Contacteer:

Aardnet voor HF-vertical?

Ongelezen bericht door PA3HCM »

Hoi,

Ik ben een vertical aan het bouwen voor de 40m band. Ik heb de eerste versie gereed, deze gaan we komend weekend in de PACC contest aan de tand voelen. Nu heb ik een vraag over het aardnet voor dergelijke antennes, maar eerst vertel ik iets over de constructie, altijd leuk om te lezen denk ik!

Die constructie is eigenlijk heel eenvoudig. Voor de straler gebruik ik een kwartgolf-lange VD-draad die ik met een PVC-mast (zo'n soort oversized vishengel) van 12 meter recht overeind heb gezet. Als tegenpool gebruik ik een stervormig aardnet, dat momenteel bestaat uit 4 radialen van 15 meter (1 per windrichting), 4 van 10 meter (tussen de 15m radialen in) en 8 van 5 meter (tussen de langere radialen in). Omdat de antenne laagohmig is (ga eens uit van 25 ohm) en ik deze met coax wil voeden, heb ik nog een T-match gemaakt om de impedantie naar 50 ohm te transformeren.

Gelukkig heb ik een MiniVNA, daarmee is het een makkie om deze antenne af te regelen. Als de antenne helemaal is opgebouwd, knip je de straler steeds ietsje korter (je had 'm toch wel iets langer afgeknipt?), totdat ie resoneert op de gewenste frequentie (in mijn geval 7,05 MHz). In de T-match is de C variabel gemaakt, dus door die te draaien, kun je de impedantie eenvoudig op 50 ohm draaien (SWR=1).

Afbeelding Afbeelding
T-match, waterdicht in een diepvriesdoosje.

Afbeelding Afbeelding
De ring waaraan alle radialen worden bevestigd. Dit is gewoon een stuk waterleiding, met een buigblok bewerkt tot een soort hoefijzer zodat je deze gemakkelijk om de mast kunt schuiven. Ik heb er ook een boel AMP-stekkertjes aangemaakt, zodat je de radialen er makkelijk aan kunt klikken. Uiteraard moeten die dan ook van een passend stekkertje zijn voorzien.

Afbeelding
Antenneopstelling voor de PACC, de vertical staat voor het huisje met het rieten dak.

Ik twijfel nu alleen nog over de effectiviteit van het aardnet. Het aardnet is bedoeld om de aardweerstand te verlagen. Het vermogen dat je in je antenne stopt, wordt verdeeld over de stralingsweerstand en de aardweerstand. Hoe lager de aardweerstand, hoe minder vermogen je verliest in de aardweerstand en hoe meer vermogen er in je stralingsweerstand verdwijnt en dus omgezet wordt in een EM-veld. Feitelijk zorg je voor een goede geleider in/op de aarde, om de aarde zelf buitenspel te zetten. Hierdoor wordt je onafhankelijk van het aardemateriaal (zand, klei, steen, enz), vochtigheid, enz.

Bijkomend effect van een goed aardnet is dat de hoek van afstraling van de antenne zeer laag is, zodat deze beter geschikt is voor DX. Dus hoe beter het aardnet, hoe vlakker de afstraling van de antenne.

Ik heb al de nodige literatuur en websites nageslagen over dit onderwerp, maar de meesten zeggen toch zoiets als van "hoe meer, hoe beter" :rolleyes: . Maar er moet toch ergens een praktische limiet zijn. Wanneer heb je de 80-90% effectiviteit behaald? Weet iemand hier een antwoord op?

73, Ernest PA3HCM
Gebruikersavatar
fred101
.
.
Berichten: 878
Lid geworden op: 08 jun 2007, 08:08
Roepletters: PA4TIM
Locatie: Waardenburg
Contacteer:

Re: Aardnet voor HF-vertical?

Ongelezen bericht door fred101 »

Meer is beter, het beste is zout water. Als mastvoet een boot :wink:
Op land kun je niet anders dan radialen of gaas-matten gebruiken. Je geeft het al aan. De aardweerstand moet zo laag mogelijk zijn. De geleiding van de aarde zo hoog mogelijk. Er zijn mensen die aardnetten ingraven en dan ook nog rondom de geleider weer een stof die beter geleid dan zand (ik meen gips)

De verliesweerstand door de aarde staat los van de antenne eigenschappen. Die veranderen niet. Het uitgezonden vermogen is puur een functie van de antennestroom.

De reflectie door het aardnet of de aarde onstaat doordat de impedanties verschillen.
'Free space' is 377 + j0 ohm per meter. De weerstand en reactantie van aarde wijkt daar vanaf en kan dus reflecteren. Voor de extra demping van de grondgolf is de aarde onderweg van belang. Die gedraagt zich als een lekke condensator. Hoe beter de geleiding hoe beter de reflectie.

Gelukkig is het lekker nat, staat het grondwater hoog en zit je op klei.

Ik heb voor 500KHz een 10 meter vertical met topcapaciteit en geen radialen. Ik kwam met 5W EIRP met S6 tot de kop van Friesland. Dus het werkt al snel behoorlijk.

Dat spoeltje komt me bekend voor. Daar staat vast geen 1400V op zoals bij mijn 500KHz spoel. :)
Fred
PA4TIM's opvangtehuis voor buizenbakken: Link
Gebruikersavatar
PA3HCM
.
.
Berichten: 23
Lid geworden op: 21 jun 2007, 16:01
Locatie: Everdingen
Contacteer:

Re: Aardnet voor HF-vertical?

Ongelezen bericht door PA3HCM »

De verliesweerstand door de aarde staat los van de antenne eigenschappen. Die veranderen niet. Het uitgezonden vermogen is puur een functie van de antennestroom.
Zie onderstaande afbeelding uit Rothammel. Daarin wordt beweerd dat de geleiding (geleiding = 1 / weerstand) van de bodem wel degelijk invloed heeft op het stralingsdiagram. Ik lees ook overal dat meer radialen leiden tot een lagere afstralingshoek. Dus de antenneeigenschappen veranderen blijkbaar wel degelijk!?

En ja, die spoel heb je eerder gezien :D
Bijlagen
rothammel_19_5.png
rothammel_19_5.png (54.04 KiB) 9139 keer bekeken
Gebruikersavatar
fred101
.
.
Berichten: 878
Lid geworden op: 08 jun 2007, 08:08
Roepletters: PA4TIM
Locatie: Waardenburg
Contacteer:

Re: Aardnet voor HF-vertical?

Ongelezen bericht door fred101 »

afstraal hoek veranderd natuurlijk wel. Deze is het gevolg van de reflectie tegen de grond. brewster angle enzo maar dat eigenlijk geen antenneeigenschap. De monopole zelf , de antenne dus veranderd niet. Net zo als andere absorpties en reflecties je signaal beinvloeden doet de aarde dat ook. Maar we bedoelen in ider geval het zelfde.
PA4TIM's opvangtehuis voor buizenbakken: Link
Gebruikersavatar
PA3HCM
.
.
Berichten: 23
Lid geworden op: 21 jun 2007, 16:01
Locatie: Everdingen
Contacteer:

Re: Aardnet voor HF-vertical?

Ongelezen bericht door PA3HCM »

Ik heb eindelijk iets gevonden, in een artikel van SteppIR waar Adri PA0RDA mij op wees: http://www.steppir.com/files/radial%20s ... tennas.pdf

Hierin staat onderstaand grafiekje:
Afbeelding

Helaas vertellen ze er niet bij wat ze met "efficiency" bedoelen, maar ik neem even aan dat ze het rendement bedoelen t.o.v. een verticaal opgestelde dipool. Dit grafiekje geeft in ieder geval een gevoel bij het aantal benodigde radialen, en dat is dus wat ik zocht.

Ik heb 16 radialen uitgelegd, namelijk 8 van 5 meter en 8 van 10 meter. Verder heb ik een aardpennetje geslagen zodat de natte vette klei eronder ook nog wat mee kon doen. Dat laatste is denk ik mijn "redding" geweest; zou ik op rotsgrond of droog zand gezeten hebben, dan had ik zeker een hogere afstralingshoek gehad. En dat aardnet moet er nou net voor zorgen dat je onafhankelijk bent van de bodem. Nu kan ik daar een sproeier op zetten om de klei vochtig te houden, eventueel wat zout rondstrooien, maar ik heb toch meer vertrouwen in genoeg radialen. Dus ik ga nog nog maar eens wat draden knippen.....

73,
Ernest PA3HCM
Plaats reactie