Sveriges Radiofrekvensallokering
Logga in
Varukorg Beställ plansch
Kunskapsbanken i bilder

Antenner och matarledningar i bilder

47 bilder och diagram ur områdets 10 artiklar, i läsordning. Under varje bild står vad den visar, och länken går till artikeln där den förklaras.

Välj en bild i listan nedan.

Bild 1 av 47

Läs mer i artikeln:

Piltangenterna vänster och höger bläddrar också.

Alla 47 bilder

  1. Så fungerar en antenn

    1. 1Antennen som omvandlareAntennen är en omvandlare i båda ändar av en radiolänk. På sändarsidan blir ström till våg, på mottagarsidan blir våg till ström. Effekten som når mottagaren är ofta mindre än en miljarddel av den som sänds.
    2. 2Från ledning till antennFrån ledning till antenn. I ledningen (a) är strömmarna motriktade och fälten tar ut varandra. När ändarna viks ut (b, c) går strömmarna åt samma håll och energin strålar ut. I halvvågsdipolen är strömmen störst i mitten och noll i ändarna.
    3. 3Halv våglängd för vanliga frekvenserLängden av en halv våglängd för några vanliga frekvenser. Skalan är logaritmisk: varje steg åt höger är tio gånger längre. En halvvågsdipol är ungefär så här lång, i praktiken några procent kortare.
    4. 4Fältzoner runt en antennFältzonerna runt en antenn. I det reaktiva närfältet pendlar energi fram och tillbaka. I fjärrfältet minskar fältstyrkan omvänt proportionellt mot avståndet, och strålningsdiagrammet har sin slutliga form. D är antennens största mått.

  2. Dipol och monopol

    1. 5Ström och spänning på halvvågsdipolStröm (orange) och spänning (blå, streckad) längs en halvvågsdipol vid ett visst ögonblick. Strömmen är störst vid matningspunkten och spänningen störst i ändarna. Därför ska ändarna sitta på bra isolatorer.
    2. 6Halvvågsdipolens strålningsdiagramStrålningsdiagram för en halvvågsdipol, beräknat. I planet som innehåller tråden (E-planet) blir diagrammet en åtta med nollor längs tråden och en halvvärdesbredd på ca 78°. I planet vinkelrätt mot tråden (H-planet) strålar dipolen lika mycket åt alla håll.
    3. 7Monopol och spegelbildMonopolen och dess spegelbild. Jordplanet gör att fältet ovanför ser ut som från en hel dipol. Strålningen hamnar bara i halvrymden ovanför jordplanet, och impedansen blir ungefär hälften av dipolens.
    4. 8Varianter av monopolenVarianter av kvartsvågsmonopolen. Med vågräta radialer är impedansen ca 36 ohm, med radialer som lutar ca 45° nedåt blir den nära 50 ohm. På en bil fungerar taket som jordplan.
    5. 9Monopol över jordplan i vertikalplanetBeräknade strålningsdiagram i vertikalplanet för en kvartsvågs- och en 5/8-vågsmonopol över ett perfekt jordplan, i dBi. 5/8-vågsantennen pressar ned strålningen mot horisonten och har ca 3 dB högre förstärkning där. Över verklig mark försvinner strålningen närmast horisonten.

  3. Antennparametrar: förstärkning, diagram och lobbredd

    1. 10Strålningsdiagram med lobbegreppBegrepp i ett strålningsdiagram, beräknat för en grupp med fyra element. Halvvärdesbredden mäts mellan punkterna där effekten fallit 3 dB. Fram/back-förhållandet jämför huvudloben med strålningen rakt bakåt.
    2. 11Diagram för dipoler med olika längdBeräknade E-plansdiagram för dipoler med olika längd. Förstärkningen ökar när loben blir smalare. En dipol längre än en våglängd får sidlober, och över 1,25 våglängder delas huvudloben upp.
    3. 12SVF mot frekvens för dipolerStåendevågförhållande mot frekvens för en tunn och en tjockare halvvågsdipol mot 50 ohm, beräknat med en enkel resonanskretsmodell. Bandbredden för SVF under 2 är markerad. Tjockare element ger lägre Q-värde och större bandbredd.

  4. Utstrålad effekt: ERP och EIRP

    1. 13Isotrop antenn och halvvågsdipolDipolens diagram ligger 2,15 dB utanför den isotropa cirkeln i sina huvudriktningar. För att den isotropa antennen ska ge samma fältstyrka som dipolen i dennas maxriktning krävs 2,15 dB, alltså 1,64 gånger, mer effekt. Därför är e.i.r.p. alltid 2,15 dB större än e.r.p.
    2. 14Från sändareffekt till ERP och EIRPEffektkedjan för räkneexemplet. Förluster minskar effekten, antennvinsten ökar den i en riktning, och ERP och EIRP skiljer sig med exakt 2,15 dB.
    3. 15Effektgränser i e.r.p. och e.i.r.p.Effektgränserna i tabell 1 omräknade till dBm. Den fyllda ringen visar enheten i regelverket, den öppna ringen det omräknade värdet. Avståndet 2,15 dB är detsamma i alla rader.

  5. Riktantenner: Yagi, logperiodisk, parabol och horn

    1. 16Yagi-antennens uppbyggnadYagi-antenn med fem element. Reflektorn är längst, det drivna elementet och direktorerna något kortare. Huvudriktningen är mot direktorerna. Elementlängder och avstånd är från en NEC-optimerad konstruktion i fri rymd.
    2. 17Yagi-vinst mot bomlängdBeräknad Yagi-vinst som funktion av bomlängden. Höger skala visar dBi. Från ca 1 λ ger varje fördubbling av bomlängden ungefär 2–3 dB mer vinst. Värdena är idealiserade.
    3. 18Strålningsdiagram för en Yagi-antenn med fem elementStrålningsdiagram för en Yagi med fem element (NEC-beräkning, fri rymd). Huvudloben pekar uppåt i bilden. Fram/back-förhållandet är ca 19 dB, och den starkaste sidoloben ligger ca 14 dB under huvudloben. Skalan visar dB relativt huvudloben.
    4. 19Logperiodisk dipolgruppLogperiodisk dipolgrupp. Längderna minskar med faktorn τ för varje element, och avstånden skalar med samma faktor. Vid en given frekvens är det de element som är nära en halv våglängd som strålar mest (det aktiva området), och antennen pekar mot de kortare elementen.
    5. 20Parabolantennens principParabolantennens princip. Inkommande strålar som är parallella med axeln samlas i brännpunkten (fokus) där mataren sitter. Förhållandet f/D ligger oftast mellan 0,25 och 0,5. Parabelns ekvation i snittet är x = y²/(4f).
    6. 21Parabolantennens vinst mot diameter och frekvensParabolantennens vinst som funktion av diameter och frekvens, med verkningsgraden 0,55. Linjerna är parallella: 6 dB mer för varje fördubbling av diameter eller frekvens. Punkterna är räkneexempel ur texten.

  6. Gruppantenner, lobformning och MIMO

    1. 22Gruppfaktor för olika antal element och med viktningA: Fler element ger smalare huvudlob och flera sidolober. Den första sidloben ligger kvar nära −13 dB. B: Viktning sänker sidoloberna till −30 dB, men huvudloben blir bredare.
    2. 23Gruppfaktor för åtta element styrd till 0, 30 och 60 graderGruppfaktor för åtta isotropa element, d = 0,5 λ, i dB. Loberna är beräknade med AF(φ) och styrs genom att ändra fasen mellan elementen. Observera lobens ökande bredd vid stor styrvinkel och den begynnande gittersidloben mot −90° vid 60°.
    3. 24Skanningsförlust med elementdiagramSkanningsförlust. Toppen av den styrda loben följer elementdiagrammet (streckad linje). Den lilla avvikelsen från 10 log cos φ vid 60° (−2,8 dB mot −3,0 dB) beror på att gruppfaktorn och elementdiagrammet tillsammans förskjuter toppen något.
    4. 25Gittersidlober när elementavståndet är för stortGittersidlober för åtta element styrda till 30°. Vid för stort avstånd uppstår en kopia av huvudloben. Gittersidlobens läge ges av sin φ = sin φ0 − λ/d, vilket ger −56,4° för d = 0,75 λ och −30° för d = 1,0 λ.
    5. 26Analog, digital och hybrid lobformningTre arkitekturer. Analog: billig, en lob åt gången. Digital: full frihet och flera lober, men en radiokedja per element. Hybrid: kompromiss med färre radiokedjor än element.
    6. 27Antennkorrelation och MIMO-kapacitetVänster: antenner som står närmare än ca 0,3 våglängder blir korrelerade. Höger: genomsnittlig kapacitet i en oberoende Rayleigh-kanal (Monte Carlo, 3 000 kanaler per punkt). Extra antenner på bara en sida (1×4) ger effektvinst, medan lika många på båda sidor (2×2, 4×4) ger flera strömmar.
    7. 28Massiv MIMO: flera lober samtidigtMassiv MIMO i princip: basstationen styr flera smala lober samtidigt, en per användare. Lobernas former är beräknade för 16 element med 0,5 λ avstånd och ett elementdiagram som ger noll bakåt. Sidoloberna är lägre men finns kvar.

  7. Matarledningar, koaxialkabel och kontakter

    1. 29Tre typer av matarledning i tvärsnittTre ledningstyper i tvärsnitt. Fältlinjerna visar det elektriska fältet. I koax är fältet helt inneslutet av skärmen, i stegledning ligger det öppet mellan tvåtrådarna, och i vågledaren fyller det hela röret.
    2. 30Koaxialkabelns uppbyggnadKoaxialkabelns lager. Innerledaren (diameter d) och skärmen (innerdiameter D) bestämmer tillsammans med dielektrikumet kabelns karakteristiska impedans. Ytterhöljet skyddar mot väder, solljus och slitage.
    3. 31Koaxialkablars dämpning mot frekvensTypisk dämpning per 100 m som funktion av frekvensen, enligt tillverkarnas datablad. RG-58 och RG-213 har ritats ut från Times Microwave-tabellen (omräknad från dB/100 ft). Dämpningen ökar med frekvensen, och kurvan för tunn kabel ligger högst.
    4. 32Andel av effekten som når antennen efter 30 m kabelAndel av sändareffekten som når antennen efter 30 m kabel på 145 MHz (150 MHz för RG-58, RG-213 och LMR-400). Beräknat ur tabell 1. Staplarna visar att kabelvalet kan avgöra hur mycket av effekten som blir radiovågor.

  8. Ståendevågförhållande (SVF) och impedansanpassning

    1. 33Framåtgående och reflekterad vågReflektion på en ledning. Vid lasten delas den framåtgående vågen i en del som tas upp av lasten och en del som reflekteras. Hur stor den reflekterade delen är bestäms av förhållandet mellan ZL och Z0.
    2. 34Spänningsenvelop längs en ledning för olika SVFSpänningsenvelopen längs en ledning för lasten 150 Ω (SVF 3), 100 Ω (SVF 2), en öppen ledning och en anpassad last. Mönstret upprepas var halv våglängd. Maxvärdet är 1 + |Γ| och minvärdet 1 − |Γ|, och kvoten dem emellan är SVF.
    3. 35Missanpassningsförlust och reflekterad effekt som funktion av SVFMissanpassningsförlust och reflekterad effekt som funktion av SVF. Kurvorna är branta vid låga SVF och planar sedan ut, men även vid SVF 3 går bara en fjärdedel av effekten tillbaka, en förlust på 1,25 dB.
    4. 36SVF vid sändaren mot kabelns dämpningDet SVF man mäter vid sändaren beror på kabelns dämpning. Med lång eller förlustbehäftad kabel ser även en kraftigt missanpassad antenn bra ut vid sändaren. Mät SVF vid antennen om du vill veta antennens verkliga anpassning.
    5. 37Mantelström på koaxialkabeln och strömbalunMantelström på koaxialkabeln. Strömmarna på innerledare och skärmens insida tar ut varandra, men strömmen på utsidan strålar. En strömbalun är en drossel som bara släpper igenom den ström som går i motfas.

  9. Smithdiagrammet

    1. 38Från impedansplanet till SmithdiagrammetSmithdiagrammet är impedansplanets högra halva avbildat på enhetscirkeln med Γ = (z − 1)/(z + 1). Linjer för konstant r blir cirklar och linjer för konstant x blir cirkelbågar. Alla går genom punkten z → ∞ längst till höger.
    2. 39Smithdiagram med resistanscirklar och reaktansbågarSmithdiagram med cirklar för konstant r och bågar för konstant x. Punkten z = 0,5 + j0,5 (25 + j25 Ω på 50 Ω) har Γ = −0,2 + j0,4. Den streckade SVF-cirkeln genom punkten skär den reella axeln vid r = 2,62, vilket är SVF.
    3. 40Transformation längs en ledning i SmithdiagrammetImpedansen längs en förlustfri ledning följer SVF-cirkeln medurs mot generatorn, 720° per våglängd. Från lasten z = 0,5 + j0,5 (vid 0,088 λ på skalan) når den den reella axeln efter 0,162 λ med z = 2,62, och efter 0,25 λ är den z = 1 − j1.
    4. 41Anpassning av 25 + j25 ohm till 50 ohm med LC-nätTvå vägar till mitten för lasten A = 25 + j25 Ω. Väg 1 (orange): parallellkondensator längs cirkeln g = 1. Väg 2: seriekondensator längs r = 0,5 till B = 25 − j25 Ω (blå) och därefter parallellspole längs g = 1 (grön). Heldragna linjer är impedansnät, streckade är admittansnät.
    5. 42Parallellstubb: avstånd och stubblängd i admittansdiagrammetEnkel stubbanpassning av y = 1 − j1. Punkt P är lasten och punkt Q ligger 0,324 λ mot generatorn, där y = 1 + j1. Vid Q tar en kortsluten stubb på 0,125 λ (b = −1) punkten till M. Vid P (avstånd noll) tar en öppen stubb på 0,125 λ (b = +1) punkten till M.
    6. 43Antenn mätt vid antennen och i andra änden av kabelnSamma antenn mätt vid antennen (blå) och i andra änden av en 10 m lång kabel (orange). Antennen har R = 25 Ω och en serieresonans vid 145 MHz med Q ≈ 20. Kabeln har hastighetsfaktor 0,66 och 2 dB dämpning enkelväg. Kabeln vrider kurvan ett helt varv över 10 MHz och drar ihop den mot mitten.

  10. Antenner för amatörradio, radio och TV hemma

    1. 44Antennval på en villatomtAntenner på en villatomt. Kortvågsantennerna (1–3) behöver mest plats. Tak-antennen (4) och riktantennen mot mobilmasten (5) pekar mot sändaren, medan routern (6) sitter inomhus.
    2. 45Halvvågsdipolens längd per bandLängden på en halvvågsdipol av tråd för några amatörband, beräknad med L ≈ 142,5/f. Ju lägre frekvens, desto längre antenn. Har du inte plats kan antennen kortas med spolar, men då sjunker verkningsgraden och bandbredden.
    3. 46Dipolens strålning i höjdled beroende på monteringshöjdStrålning i höjdled för en vågrät dipol över ideal jord, beräknad med spegelbildsprincipen. Vid 0,25 våglängders höjd strålar antennen rakt upp, vid 0,5 våglängder ligger huvudloben på 30° över horisonten och vid 1 våglängd på 14,5°. Verklig jord ger andra värden.
    4. 47Förlust i 10 meter koaxialkabelFörlust i 10 m koaxialkabel enligt tillverkares datablad (typiska värden vid 20 °C). Den tjockare kabeln har ca hälften så stor dämpning, men samma sak gäller för båda: ju högre frekvens, desto viktigare är det att hålla kabeln kort.2

Fler områden i bilder

Alla artiklar i Antenner och matarledningar