Navigation
De magie van de LoopAntenne
De loopantenne is in het amateur-wereldje alleen bekend voor de kortegolfbanden en voor de SHF banden. Op korte golf meestal als delta loop of als quad antenne, terwijl op SHF soms de echte ronde loop gebruikt wordt.
Op de VHF en UHF banden komt men de loop vrijwel nooit tegen ofschoon deze banden zich bij uitstek lenen voor experimenten met antennes vanwege het feit dat de materiaalkosten en de maten te overzien zijn. In het verleden zijn er een aantal malen artikelen gepubliceerd over deze antenne maar de meeste amateurs zagen er de
mogelijkheden en de voordelen niet van in die deze antenne biedt.
Om de voordelen duidelijk te maken behandelen we eerst een stukje theorie en we vergelijken een aantal antennestralers met elkaar. Als eerste nemen we de standaardantenne dit is een halve golf dipool die in het midden wordt gevoed. Zie fig. 1. de halve cirkel boven de dipool stelt de stroomverdeling voor en de 2 kwart cirkels de spanningsverdeling zoals die is tijdens resonantie. Voor de afstraling is alleen de stroomverdeling belangrijk en de plaats waar die het grootst is daar straalt de antenne het sterkst in het geval van de halve golf dipool dus in het midden. De impedantie is theoretisch aan de uiteinden oneindig hoog en in het midden 0 ohm. Alleen zien we hier dat de aansluiting de straler onderbreekt en zodoende het stralingspatroon onderbroken wordt op het punt waar het maximum zou moeten zijn. Bij deze straler is de impedantie in het voedingspunt ongeveer 72 ohm (zie fig. 2).
 |
 |
Dit probleem is op te lossen door de straler aan de zijkant te voeden maar dat brengt weer andere problemen met zich mee omdat hier hoge spanningen heersen en daarom moet men hier een transformator gebruiken wat bij natte weersomstandigheden isolatieproblemen oplevert, bij de J antenne is dit op een elegante manier opgelost door het gebruik van een 1/2 golf stub (fig. 3). De werking is als volgt je neemt een halve golflengte en vouwt die dubbel en het maximum stroompunt ligt op het vouwpunt (impedantie theoretisch 0 ohm) en je schuift de aansluitklemmen van het 0 punt af naar het 50 ohm punt, verder plaatst men op een van de uiteinden (waar de impedantie theoretisch oneindig hoog is) een halve golf straler en klaar is de J antenne het onderste gedeelte straalt niet omdat de beide kwart golf stukken in tegenfase staan en elkaar dus opheffen.
 |
 |
Ik hoop dat iedereen het tot nu toe nog heeft kunnen volgen.
Nemen we nu een halve golf dipool en knopen er aan een kant nog een halve golf aan vast dan krijgen we een hele golf, maar als je naar de stroomverdeling kijkt dan zie je dat bij het voedingspunt de stroom maximaal naar
boven is en een halve golflengte naar rechts maximaal naar beneden. Dit betekent dat de 2 halve golf stukken in tegenfase staan en elkaar dus opheffen, deze antenne zal dus bijna niet afstralen. (Ik zeg dus bijna niet
omdat het onmogelijk is om een antenne te maken die niet straalt zelfs een dummyload straalt nog) (fig. 4).
Buigen we het tweede halve golf stuk 90 graden naar boven of beneden dan wordt de situatie anders want deze antenne straalt nu zowel horizontaal als vertikaal gepolariseerd af. Horizontaal of vertikaal is gerelateerd aan de horizon en is van belang voor de maximale energie overdracht tussen de zend en ontvangst antenne. Beide dienen dezelfde polariteit te hebben maar bij deze antenne wordt de helft van het vermogen horizontaal en de andere helft vertikaal uitgezonden en is zodoende voor beide polariteiten bruikbaar (fig. 5).
Als we nu de antenne van fig. 5 nogmaals 90 graden buigen dan zien we dat de stroombuik die eerst naar beneden hing zoals in fig. 4 nu naar boven wijst, dit betekent dat beide halve golf stukken nu in fase zijn en we kunnen de beide open einden aan elkaar knopen en we hebben nu de volgende straler nl. de gevouwen dipool. Door de afstand tussen de halve golf stukken te variëren kan men de impedantie in het voedingspunt bepalen, meestal tussen 240 en 300 ohm (fig.6).
 |
 |
We beginnen nu de loop te naderen maar nog eerst even de quad die ook in dit rijtje past.
Buigen we nu de gevouwen dipool van fig. 6 tot een vierkant waarvan de 4 zijden ¼& golflengte lang zijn dan hebben we een quad ( fig. 7).
Wanneer we nu de stroomverdeling bekijken dan zien we dat de bovenste en onderste horizontale ¼ golf stuk in fase zijn, zodoende spreken we van horizontale polarisatie. De 2 zijkanten die ieder ook ¼ golflengte lang zijn, daar is de situatie anders op beide stukken staat de stroomverdeling voor de helft in tegenfase en heft de straling zich op, en gaat dus verloren, deze antenne heeft geen vertikale afstraling.
Om de quad vertikaal te polariseren moet men de straler 90 graden draaien zodat het voedingspunt aan de zijkant zit (fig. 8).
 |
 |
Eindelijk nu dan de loop.
We gaan verder met buigen net zolang totdat de vierkante quad een mooie ronde hoepel is. In fig. 9 zien we de stroomverdeling. Wat ons meteen opvalt is dat men niet van zuiver horizontaal of vertikaal kan spreken omdat de straler gekromd is maar van overwegend horizontaal of overwegend vertikaal. Verder valt op dat in tegenstelling tot de kwad de bovenste helft volledig in fase ten opzichte van de onderste helft en dat men zodoende geen verliezen heeft zoals op de zijkant van de quad.
 |
Wat maakt de loop nou zo bijzonder?
Op zich is een enkele loop niets bijzonders maar met een aantal loop directors en een loop reflector dan heeft men een loopyagi, nou en, zul je misschien zeggen. Nu komt het, wanneer je de straler draaibaar maakt bijvoorbeeld 90 graden dan heb je een antenne die voor horizontaal en vertikaal geschikt is, bestaat al zul je zeggen de kruisyagi, maar bij een kruisyagi gebruik je altijd maar de halve antenne en bij dezelfde boomlengte heeft de loopyagi bijna twee maal zo veel gain bij ongeveer hetzelfde gewicht.
De clou van het geheel is dat de loopyagi met een draaibare straler DE UNIVERSELE ANTENNE is.
Het gebied van 90 graden lijkt op het eerste gezicht voldoende maar in de praktijk blijkt dat wanneer de straler meer dan 360 graden kan draaien er nog meer mogelijkheden zijn zoals bijvoorbeeld voor satelliet communicatie. Een satelliet draait in een baan om de aarde en tolt tevens om zijn eigen as, zodoende verandert de polariteit continu en met de loopyagi kun je hem blijven volgen en het maximale er uit halen wat er in zit.
In de stad blijkt vaak dat er polariteitsverdraaing optreed door reflecties van gebouwen en dat het signaal van een vertikale straler niet vertikaal maar onder 45 graden op de ontvangst antenne aankomt hier blijkt weer het voordeel de loopyagi.
Verder is tijdens experimenten gebleken dat wanneer twee loopyagis op elkaar uitgericht zijn, dat men bij elkaar kan zien waar het voedingspunt op de straler zich bevind of men horizontaal onder zit of horizontaal hoven of op 2 uur of op 8 uur. Dit is waarschijnlijk het gevolg van de onderbreking van het stralingspatroon zoals bij de open dipool hierboven beschreven. Met de voeding van de straler zal nog geëxperimenteerd worden.
Nu nog wat cijfertjes.
De SWR is beter dan 1 op 1.5 op de 2 meterband van 144 tot 146 mhz. En op 70 cm van 430 tot 440 mhz. De gain van de loopyagi is gelijk of beter dan een quad van dezelfde lengte en met hetzelfde aantal elementen. Twee loopyagis op elkaar uitgericht geven elkaar een hoger S punt dan twee vergelijkbare quads.
Nu nog de vraag van hoeveel DB’s, het antwoord hierop moet ik schuldig blijven omdat ik niet in staat ben om exacte metingen uit te voeren, we hebben alleen maar kunnen vergelijken en dit was steeds in het voordeel van de loopyagi