LA8OKA
Martin Storli
| |
Halvbølgedipolen.
Dens oppførsel i fritt rom og over jord.
De fleste kjenner godt halvbølgedipolens utstrålingsdiagram i
fritt rom siden det gjerne er dette utstålingsdiagrammet det ofte blir referert
til i lærebøker. Men dette utstrålingsdiagrammet er ikke så representativt i
forhold til hvordan halvbølgedipolen oppfører seg på bakken, spesielt ikke på
HF. Men også på VHF og UHF blir halvbølgedipolens utstrålingsdiagram seende
ganske annerledes ut når antennen henger over jord.
Først skal vi se på utstrålingsdiagrammet for en halvbølgedipol
i fritt rom. I figur 1 kan man lett kjenne igjen det typiske 8 tallet fra
lærebøkene. I figur 1 ser man halvbølgedipolen rett ovenfra, dette er
halvbølgedipolens utstråling i horisontalplanet. Den blå streken representerer
halvbølgedipolen. Den rosa prikken indikerer retningen med mest Gain. I det frie
rom har halvbølgedipolen et Gain på 2.14 dBi. I figur 2 ser man
utstrålingsdiagrammet når man ser halvbølgedipolen rett inn fra siden, dette er
halvbølgedipolens utstråling i vertikalplanet. Her ser man at halvbølgedipolen
stråler likt ut i alle retninger, med andre ord, utstrålingsdiagrammet er helt
sirkelrundt. Den blå prikken representerer halvbølgedipolen. I figur 3 ser man
en tredimensjonal presentasjon av halvbølgedipolens utstrålingsdiagram i fritt
rom.
Figur 1: Halvbølgedipolens utstrålingsdiagram i horisontalplanet når den henger
i fritt rom.
Figur 2: Halvbølgedipolens utstrålingsdiagram i vertikalplanet når den henger i
fritt rom.
Figur 3: Halvbølgedipolens utstrålingsdiagram i 3D når den henger i fritt rom.
Så skal vi se litt på halvbølgedipolens utstrålingsdiagram ved
10 bølgelengders høyde over bakken. En høyde som er typisk for VHF og UHF
antenner.
 
Figur 4: Halvbølgedipolens utstrålingsdiagram ved 10 bølgelengders høyde over
bakken.
Man kan se at utstrålingsdiagrammet i horisontalplanet ikke har
endret seg nevneverdig i forhold til utstrålingen i fritt rom, men
utstrålingsdiagrammet i vertikalplanet har endret seg drastisk. Dette skyldes at
jorden hindrer antennen i å stråle ut likt i alle retninger, slik den kunne
gjøre da den var plassert i det frie rom. Ved denne høyden har halvbølgedipolen
maksimal utstråling på 7,7 dBi ved vinkelen 10º.
 
Figur 5: Halvbølgedipolens utstrålingsdiagram ved 2 bølgelengders høyde over
bakken.
Senker man halvbølgedipolen ned til 2 bølgelengders høyde så
det ikke store endringer i forhold til 10 bølgelengders høyde. Dette er en høyde
som kan være typisk for 6 m båndet. Maksimal utstråling er nå 7.0 dBi ved 5º,
en vinkel som er ganske gunstig for DX forbindelser.
 
Figur 6: Halvbølgedipolens utstrålingsdiagram ved 1 bølgelengdes høyde over
bakken.
Når man senker halvbølgedipolen ytterligere ned til 1
bølgelengdes høyde over bakken, så ser man at endringene begynner å bli større.
Utstrålingen i horisontalplanet er fremdeles ganske lik utstrålingen i fritt
rom, men kløften mellom de to hovedlobene er ikke lengre så skarp. I
vertikalplanet ser man at vinkelen for maksimal utstrålingen har begynt å stige.
Maksimal utstråling er nå 7,6 dBi ved en vinkel på 15º.
Ved 45º har man fått 2 tydelige sekundærlober.
 
Figur 7: Halvbølgedipolens utstrålingsdiagram ved 3/4 bølgelengdes høyde over
bakken.
Ved trekvart bølgelengdes høyde over bakken er kløften mellom
hovedlobene i horisontalplanet enda mindre skarpe, og i vertikalplanet har
vinkelen for maksimal utstråling økt ytterligere til 20º.
Maksimalt gain er 7,2 dBi. De to sekundærlobene i vertikalplanet har nå smeltet
sammen til en sekundærlobe med maksimal utstråling ved 90º.
 
Figur 8: Halvbølgedipolens utstrålingsdiagram ved 1/2 bølgelengdes høyde over
bakken.
Ved en halv bølgelengdes høyde er skillet mellom hovedlobene i
horisontalplanet nesten utvisket, og sekundærloben i vertikalplanet er nesten
forsvunnet. Gainet er fremdeles ganske bra med 7,3 dBi. Vinkelen for maksimal
utstråling har nå økt til 30º. Figur 6, 7 og 8
representerer typiske situasjoner for halvbølgedipoler på øvre HF båndene (20 m
- 10 m).
 
Figur 9: Halvbølgedipolens utstrålingsdiagram ved 1/4 bølgelengdes høyde over
bakken.
Ved en kvart bølgelengdes høyde er hovedlobene i
horisontalplanet smeltet helt sammen. Det samme har skjedd i vertikalplanet.
Halvbølgedipolen er nå nesten helt rundstrålende. Gainet har nå begynt å synke
og er nå på 5,8 dBi og vinkelen for maksimal utstråling har økt til 60º.
Dette er en typisk situasjon for mange på halvbølgedipoler på 80 m og 40 m.
 
Figur 10: Halvbølgedipolens utstrålingsdiagram ved 1/10 bølgelengdes høyde over
bakken.
Ved en tiendedels bølgelengdes høyde over bakken er
halvbølgedipolen helt rundstrålende og vinkelen for maksimal utstråling har nå
nådd det maksimale på 90º. Dette gjør at
halvbølgedipolen ved 0,1 bølgelengdes høyde egner seg ypperlig for NVIS for lave
HF frekvenser. Gainet er nå falt til 3,9 dBi. Dette er en typisk situasjon for
mange halvbølgedipoler på 80 m.
|
Høyde: |
Gain: |
Utstrålingsvinkel: |
|
Fritt rom |
2,14 dBi |
0º |
|
10 λ |
7,7 dBi |
10º |
|
2 λ |
7,0 dBi |
5º |
|
1 λ |
7,6 dBi |
15º |
|
¾ λ |
7,2 dBi |
20º |
|
½ λ |
7,3 dBi |
30º |
|
¼ λ |
5,8 dBi |
60º |
|
0,1 λ |
3,9 dBi |
90º |
Tabell 1: Oversikttabell over maksimal utstrålingsvinkel og
gain i forhold til høyden over bakken for en halvbølgedipol.
|
Høyde: |
Impedans: |
SWR [50Ω]: |
|
Fritt rom |
72Ω |
1,44 |
|
10 λ |
72Ω |
1,44 |
|
2 λ |
72Ω |
1,44 |
|
1 λ |
71Ω |
1,42 |
|
¾ λ |
73Ω |
1,46 |
|
½ λ |
68Ω |
1,36 |
|
¼ λ |
78Ω |
1,58 |
|
0,1 λ |
54Ω |
1,07 |
Tabell 2: Oversiktstabell over impedans og SWR i forhold til
høyden over bakken for en halvbølgedipol.
Høyden over bakken påvirker kun i liten grad halvbølgedipolens
impedans. Men resonansfrekvensen til halvbølgedipolen blir ganske mye påvirket
av halvbølgedipolens høyde og omgivelsene, derfor gjelder alltid det gode gamle
trikset at man alltid lager halvbølgedipolen litt lengre enn det man behøver før
man henger den opp, for deretter å klippe den til lavest SWR. Halvbølgedipolens
effektivitet og utstråling er også relativt uavhengig av jordforholdene, men
jordforholdene påvirkerer resonansfrekvensen og halvbølgedipolens impedans.
Et par enkle oppskrifter på hvordan du selv kan lage dine egne
halvbølgedipoler for radioamatørenes HF bånd finner du her:
Dipol
antenner
Dipolantenner for HF
båndene.
Dersom man har det trangt og ønsker å komme seg på lufta på 80
m så er det et forslag til en alternativ måte å henge opp dipoler på her:
En 80
m dipolantenne for trange steder.
73 de LA8OKA Martin
Denne siden ble sist oppdatert
15.05.08
| |
|
