Antenner för amatörradio, radio och TV hemma
En praktisk guide till antenner hemma: trådantenner, vertikaler och magnetisk loop för amatörradio, antenner för DAB, tv och mobilt bredband, och hur höjd, placering, grannar och säkerhet påverkar resultatet.
Innehåll
Det går att få en fungerande antenn på en balkong, i ett vindsutrymme eller på en villatomt, utan att köpa något dyrt. Men vilken antenn som passar beror på vad du vill höra eller sända, och på hur mycket plats du har. Här går vi igenom de vanligaste valen för amatörradio, FM, DAB, tv och mobilt bredband, och vad du bör tänka på innan du sätter upp något.
Vad vill du göra?#
Börja med ändamålet. Det avgör frekvensen, och frekvensen avgör antennens storlek och form (tabell 1). Att ta emot rundradio och tv kräver inga tillstånd. Att sända på amatörbanden kräver däremot amatörradiocertifikat och egen anropssignal (se Bli radioamatör).
Tabell 1. Vanliga ändamål, frekvensområden och antenntyper för hemmabruk.
| Ändamål | Frekvensområde | Vanlig antenn |
|---|---|---|
| FM-rundradio | 87,5–108 MHz | Teleskopantenn, trådantenn eller dipol |
| DAB+ | 174–240 MHz | Liten stavantenn eller Yagi på taket |
| Marksänd tv | 470–694 MHz | Yagi på taket, inomhusantenn nära sändaren |
| Mobilt bredband (4G/5G) | ca 0,7–3,7 GHz (vanliga band) | Routerns antenn, eller riktantenn utomhus |
| Wi-Fi | 2,4 och 5 GHz | Routerns egna antenner |
| Amatörradio VHF och UHF | 144–146 MHz och 430–440 MHz | Vertikal eller Yagi |
| Amatörradio kortvåg (HF) | 1,8–29,7 MHz | Dipol, vertikal, magnetisk loop |
Frekvensområdena för DAB och tv är desamma som beskrivs i Digital radio och tv. Vilka band som mobilnäten använder finns i Mobilbanden i Sverige.
Frekvens och storlek#
En radiovåg har en våglängd , och en antenn fungerar bäst när den är ungefär en halv eller en fjärdedels våglängd lång (se Så fungerar en antenn). En halvvågsdipol av tråd är ca 5 procent kortare än en halv våglängd i fri rymd, vilket ger tumregeln
De låga banden kräver alltså mycket plats. Den som bara har en liten tomt kan korta antennen med spolar eller böja den, men varje kompromiss kostar signal. En kort antenn är inte omöjlig, bara mindre effektiv.
Antenner för kortvåg#
Dipol och inverterad V#
Dipolen är grunden för all trådantenn: två lika långa trådar som hänger från matningspunkten i mitten. Den matas med 50 Ω koaxialkabel via en strömbalun (en ferritdrossel som hindrar ström från att läcka ut på kabelns utsida, se SVF och impedansanpassning). Tråden hängs mellan två fästpunkter, till exempel hus och träd. Ju fler band du vill använda, desto fler dipoler eller en avstämmare behövs.
En inverterad V är en dipol som hänger i mitten från en enda mast eller ett träd, med benen lutande nedåt. Den kräver bara ett högt fäste, och impedansen blir något lägre än för en vågrät dipol. Benens ändar är dock ofta lägre än mitten, och där finns hög spänning vid sändning. Förvara dem därför utom räckhåll för människor och djur.
Ändmatad och flerbandsantenner#
En ändmatad antenn (eng. end-fed) matas i ena änden av tråden via en transformator, i stället för i mitten. Den är lätt att sätta upp, eftersom man bara behöver dra tråden och koaxkabeln till ett ställe, men den behöver en mantelströmsdrossel och ibland en jordning eller en motvikt för att fungera bra. G5RV är ett annat välkänt exempel, uppkallad efter konstruktörens anropssignal: en dipol som matas via en kort bit stegledning och sedan koax, och som brukar användas tillsammans med en antennavstämmare för flera band (se Matarledningar).
Vertikalantenn#
En vertikal är en lodrät kvartsvågsmonopol (se Dipol och monopol). Den tar liten yta på marken och strålar lika åt alla håll, och den är därför populär när tomten är liten. Men den behöver ett jordplan: radialer, alltså trådar utlagda på eller i marken runt foten. Ju fler radialer, desto lägre förluster i marken. En vertikal för 20 m-bandet är en kvarts våglängd, ca 5 m, hög. Utan bra radialer går mycket av effekten förlorad som värme i marken.
Magnetisk loop#
En magnetisk loop är en liten ring av rör eller kabel med en kondensator som stämmer av den till önskad frekvens. Den passar på en balkong eller uteplats, och den är bra för mottagning eftersom den är mindre känslig för elektriskt brus från närliggande elektronik. Nackdelen är verkningsgraden. En loop med diametern 1 m har en strålningsresistans på bara ca 0,1 Ω på 20 m-bandet och ca 0,006 Ω på 40 m-bandet. Eftersom varje hundradels ohm förlust i leder och kondensator äter upp strömmen sjunker verkningsgraden snabbt: med 0,02 Ω förlustresistans blir den ca 83 procent (−0,8 dB) på 20 m, men bara ca 23 procent (−6 dB) på 40 m.1 Loopen är också mycket smalbandig: du måste justera kondensatorn även när du flyttar dig några tiotals kilohertz. Vid sändning finns hög spänning över kondensatorn, så den ska sitta utom räckhåll.
Höjd och placering#
Hur högt antennen sitter påverkar åt vilket håll den strålar. Figur 3 visar hur en vågrät dipol strålar i höjdled när den sitter på olika höjder över ideal jord. En dipol som hänger lågt, till exempel 0,1 våglängder över marken, strålar mest rakt uppåt. Det kan vara användbart för kontakter inom några hundra kilometer på låga band, där jonosfären reflekterar signalen brant tillbaka (se Jonosfären). Höjer du antennen till en halv våglängd eller mer flyttar huvudloben ned mot horisonten, vilket gynnar långväga kontakter.
Några enkla regler fungerar på de flesta tomter:
- Placera antennen fritt. Metalltak, ledningar och armeringsjärn dämpar och förvränger. Ju längre från dem, desto bättre.
- Håll avstånd till störkällor som nätaggregat, laddare, LED-lampor, solcellsväxelriktare och datorer. De skapar radiobrus som syns på mottagaren. Läs mer i Vanliga störkällor och Radiostörningar.
- Håll avstånd till elledningar. En antenn eller tråd som faller ned på en luftledning kan vara livsfarlig (se nedan).
- Dra kabeln smart. Låt koaxkabeln gå vinkelrätt ut från antennen en bit, och använd en mantelströmsdrossel nära antennen.
Har du bara tillgång till vindsutrymmet eller en balkong går det också. Inomhusantenner fungerar sämre, eftersom väggar och tak dämpar och det finns mer störningar inomhus, men för att lyssna på FM, DAB och tv duger de ofta när sändaren är nära, och på kortvåg går det att lyssna med en tråd under taket.
VHF och UHF#
På 2 m och 70 cm blir antennerna små. En kvartsvågsmonopol för 145 MHz är bara ca m hög. Vertikal polarisation används för samtal via repeatrar och med handstationer, och en vertikal antenn tar emot från alla håll. Vill du nå en bestämd riktning, till exempel en avlägsen repeater, kan du använda en Yagi (se Riktantenner) med samma polarisation som motparten (se Polarisation).
Här blir kabeln ett problem. Dämpningen i koaxialkabel stiger med frekvensen (figur 4). På 145 MHz förlorar en 10 m lång kabel med 10 mm diameter ca 0,5 dB, men en tunn kabel av typen RG-58 ca 2 dB. På 600 MHz är motsvarande värden ca 1,1 dB och ca 4,3 dB. Därför lönar det sig att använda tjockare kabel och att hålla den så kort som möjligt.
Radio, tv och DAB#
För FM-rundradio (87,5–108 MHz) duger oftast en teleskopantenn eller en tråd, men en dipol på ca 1,5 m totalt ger bättre mottagning. DAB+ ligger i band III (174–240 MHz), där våglängden är ca 1,3–1,7 m och en kvartsvågsantenn därmed omkring 0,35 m. I områden med svag signal behövs en Yagi på taket riktad mot sändaren.
För marksänd tv används en Yagi på taket (figur 1, nummer 4), riktad mot sändaren, med 75 Ω koaxialkabel. Det är den vanliga impedansen för tv i svenska hem (se Matarledningar). Tv-kanalerna ligger i UHF mellan 470 och 694 MHz. En inomhusantenn fungerar när du bor nära sändaren, men inte annars.
Router, Wi-Fi och mobilt bredband#
Routerns antenner är inbyggda och oftast bäst som de är. Placera routern högt och centralt i bostaden, borta från metallföremål, och inte i en skåpsvinkel. Wi-Fi på 5 GHz går sämre genom väggar än 2,4 GHz, men har mer kapacitet.
Vid mobilt bredband hjälper det mycket att ställa routern vid ett fönster mot närmaste mobilmast. Räcker inte det kan en riktantenn utomhus (en liten Yagi eller panelantenn) riktas mot masten (figur 1, nummer 5). Eftersom dämpningen i kabeln är hög vid mobilbanden (figur 4) bör kabeln vara kort. Är avståndet från antennen till routern långt är det ofta bättre att placera routern nära antennen och dra en vanlig nätverkskabel in i huset än att dra lång koaxkabel. Vid 2,4 GHz förlorar 10 m lågförlustkabel redan 2,4 dB, alltså över 40 procent av effekten.
Grannar, ägare och regler#
Innan du sätter upp en antenn bör du ta reda på vad som gäller för just din bostad.
- Hyr du eller bor du i bostadsrätt behöver du ofta tillstånd från hyresvärden eller bostadsrättsföreningen. Fasad, tak och balkong tillhör oftast föreningen eller värden, och stadgar eller ordningsregler kan begränsa antenner.
- Äger du ditt hus gäller andra regler, men även där kan en detaljplan, kulturmiljö eller byggnadens läge påverka vad du får göra.
- Bygglov. Master och torn utomhus kan kräva bygglov eller anmälan beroende på bland annat höjd och läge, medan en liten tråd eller en antenn på en befintlig byggnad ofta inte gör det.4 Regler och undantag skiljer sig mellan platser och kan ändras, så kontakta kommunens byggnadsnämnd innan du bygger något större. Lagstiftningen är plan- och bygglagen (PBL), och Boverket ger vägledning.
- Grannarna. Prata med dem först. Sändande antenner kan störa grannars tv, ljudanläggningar och larm om utrustningen är dåligt filtrerad eller om kabeln leder ut ström på utsidan. Se Radiostörningar och Elektromagnetisk kompatibilitet.
- Fält. Sändande antenner ska placeras så att ingen vistas så nära att fältstyrkan blir för hög. Se Exponering och gränsvärden.
Kontrollfrågor#
Vilken längd ska en halvvågsdipol av tråd ha för 7,1 MHz?
m, alltså ca 10,0 m åt vardera hållet från matningspunkten.
Varför behöver en vertikalantenn radialer?
Vertikalen är bara halva antennen. Resten ersätts av jorden, och radialerna är ett jordplan som ger strömmen en bra väg tillbaka. Utan dem går mycket av effekten förlorad som värme i marken.
Vad är den största nackdelen med en liten magnetisk loop?
Verkningsgraden. Strålningsresistansen är mycket liten, så även små förluster i leder och kondensator tar en stor del av effekten. Loopen är också smalbandig och måste stämmas av ofta.
Du har en dipol 0,1 våglängder över marken och en annan en halv våglängd över marken. Vilken passar bäst för kontakter långt bort, och varför?
Den som sitter högre. Den strålar mer mot horisonten (huvudloben ligger på ca 30° över horisonten), medan den låga strålar mest rakt upp.
Varför är lång koaxialkabel ett större problem för 4G och 5G än för FM-radio?
Dämpningen i kabeln stiger med frekvensen. Samma kabel förlorar bara ca 0,5 dB per 10 m vid 145 MHz men ca 2,4 dB vid 2,4 GHz, så en stor del av signalen försvinner i kabeln. Därför ska kabeln vara kort, eller routern flyttas nära antennen.
Vad bör du göra innan du sätter upp en mast på tomten?
Prata med grannarna, kontrollera om du behöver bygglov eller anmälan hos kommunens byggnadsnämnd, hyresvärd eller bostadsrättsförening, och planera säkert så att masten inte kan falla mot en elledning.
En Wi-Fi-router sänder 100 mW (20 dBm) till en antenn med 5 dBi vinst. Hur stor blir e.i.r.p. och är det över EU-gränsen 100 mW i 2,4 GHz-bandet?
dBm, ca 316 mW. Det är över gränsen på 100 mW (20 dBm), så uteffekten måste sänkas med minst 5 dB om utrustningen ska fortsätta följa reglerna (kabelförlust räknas av).
-
Beräknat med formeln för strålningsresistansen hos en liten enkelvarvig loop, , där är omkretsen (se Balanis, Antenna Theory). Förlustresistansen 0,02 Ω är ett antaget exempelvärde; verkliga loopar varierar. ↩
-
Värdena är hämtade från tillverkares datablad (tunn kabel av RG-58-typ upp till 900 MHz, lågförlustkabel med 10 mm diameter upp till 6 GHz) och interpolerade mellan mätpunkterna. Mellan punkterna är kurvan en approximation. ↩
-
Genomförandebeslut (EU) 2022/180, bilagan med kortdistansradio: 2400–2483,5 MHz, bredbandig dataöverföring, 100 mW e.i.r.p. (10 mW/MHz för andra modulationer än frekvenshoppning). Gällande villkor i Sverige finns hos PTS. ↩
-
Boverkets PBL-kunskapsbank beskriver när bygglov krävs för master och torn. Gränserna beror på bland annat höjd och avstånd till tomtgräns och ändras med lagstiftningen, så de anges inte här. ↩