<<

De belangrijke verschillen tussen
de actieve

Miniwhip E-veld antenne
en de actieve
pa0nhc RXloop H-veld antenne.
 pa0nhc  20200708. 20260925 arial large

 

     De impedantie omvormer in de Miniwhip detecteert het spanning-verschil tussen :
- de print "massa" en 
- het antenne vlak.

Dat spanning verschil verschijnt dan enigszins verzwakt aan de antenne uitgang.

Eventuele common mode stoor of signaal stromen die vanaf de coax kabel, op het "massa" vlak van de versterker zouden komen, zullen dan naar de binnenkant van de coax afscherming gaan, en daar via het differentiaal mode circuit in de ontvanger hoorbaar worden.
Hoe kleiner de common mode stoorstromen, hoe minder storing in de ontvanger. 

De mast van de Miniwhip moet daarom geaard worden, om stoorstromen op de coax feeder bij de antenne naar aarde af te kunnen leiden.

De top van de mast is laag ohmig, omdat de geaarde mast kort is tov. de golflengte. 
Dit geldt dus alleen voor VLF/LG/MG en de lagere KG frequenties. Maar bijvoorbeeld niet voor een 2,5m lange mast en de 28 MHz band.  

Verder moet de coax eerst aan de onderzijde van de mast geaard worden, om zoveel mogelijk op de buitenzijde van de coax afscherming aanwezige common mode stoor stromen [Icm1] eerst naar aarde afvloeien. Deze maatregel is in een breed frequentie gebied effectief.

Mijn miniwhip antenne print bevat al een goede hoog ohmig resistieve Common Mode Choke (CMC) tussen de versterker uitgang en de coax aansluiting. 
De CMC impedantie is vanaf 2MHz ca. 5k en resistief. REM : De buitenzijde van de BNC bus onderaan de Miniwhip mag daarom NIET geaard worden. 

     Feeder common mode resonaties bleken de oorzaak te zijn van sterk verhoogde stoorniveaus in bepaalde delen van het ferwuentiebereik.
Dat is te diagnosticeren door een tijdelijke verlenging van de feeder met bv 10m coax. Als de meest gestoorde gebieden dan naar lagere frequenties verschuiven, is sprake van common mode feeder resonanties. Ik zag dat effect en oorzaak ervan, nog nergens anders beschreven. 

Wel beveelt K9YC aan om, zelfs voor symmetrische zend antennes, CMCs over zend coax feeders aan te brengen. Om onder andere bij 1/2 lambda lange feeders hoge common mode spanningen te voorkomen. 

Dat geldt DUS ook voor ontvangst ! Maar dat vertelt K9YC nou net niet.

     Door in de coax feeder elke 3 meter een CMC te plaatsen :
-  Worden beneden 40 MHz common mode (coax lengte) resonanties en spanning en stroom opslingeringen voorkomen.
-  Worden common mode stromen verzwakt. Dit is ook nier door de afnemende CMC impedantie op lagere frequenties (LG/VLF) minder effectief. 

De common mode stromen die daarna nog door de mast vloeien [Icm2] worden door de Hi-Z CMC nogmaals sterk verzwakt.
Deze storing onderdrukking zal op VLF minder effectief zijn, door de lagere Z van de CMC.

            De zwakheden van elke actieve E antenne (Miniwhip) :
-  Stoorvrije "aarding" is absoluut noodzakelijk, maar soms niet mogelijk, en blijft frequentie afhankelijk.
-  De capacitieve E-veld antenne afschermen en balanceren is onmogelijk. 
-  NVIS ontvangst (80m / 40m tot 400 km afstand) is zeer zwak.

                  Mijn versie actief RXraam heeft veel betere eigenschappen : 
-  De feeder is ook hier tegen common mode resonanties voorzien van CMCs.
-  Antenne, versterker en splitter zijn volledig afgeschermd. Commonmode storingen blijven aan de buitenzijde van de behuizing.
-  Common mode spanning en stroom kan de elektronica niet bereiken.
-  Antenne, versterker en coax feeder zijn gebalanceerd.

-  Common mode wordt op de twee delen van het antenneraam in fase geïnjecteerd en
-  Deze common mode op de antenne wordt dan door de gebalanceerde versterker met tot 50dB verder verzwakt.
-  Aarden is niet nodig => geen aard problemen.  
-  Ontvangt OOK NVIS.

Omdat de CMC-sperimpedantie in VLF en LG laag is, zijn KG CMCs ook hier minder effectief. 
Maar : Door het gebalanceerde raam, de goede afschermingen, en een consequent correcte N-bus montage, is de common mode onderdrukking van dit actieve RXraam tussen VLF en 14 MHz minstens 40 dB.

Elke 3m een CMC over de feeder voorkomt common mode resonanties. 
Omdat de feeder lengte op VLF/LG/MG veeeeeel kleiner is dan 1/2 lambda, resoneert de feeder daar nooit.
Versterkte stoor gebieden worden in VLF/LG/MG effectief vermeden.

Het balanceren en afschermen van het raam en de elektronica zijn de belangrijkste storing onderdrukkende maatregelen. 
Dat kan bij een E-veld antenne niet.

De common mode onderdrukking blijkt zo hoog, dat de waarde ervan alleen maar is af te lezen aan ZEER sterke omroep, FSK, of stoor signalen, sterker dan -50 dBm. De overige verdwijnen in de ontvanger achtergrond ruis. 

VLF/LG/MG signalen kunnen daarna nog eens minstens 30dB extra verzwakt worden, door het raam met zijn minimum exact naar de zender/stoorbron te richten.