Antenne-impedantie met brug van Wheatstone
Geplaatst: vr 11 sep 2020, 13:47
Ik ben radiozendamateur en ben vooral aktief op de kortegolf (80m t/m 10m band).
Het is belangrijk dat het stralende element van een zendantenne de juiste dimensies heeft, zodat de aangekoppelde zender de antenne als een ohmse weerstand ziet en er zo een maximale overdracht van het zendvermogen is. Ik heb een zelfbouwantenne, waarvan de 'straler' een draad van een kwart golflengte moet zijn. Je kunt dit exact berekenen als je de frequentie weet, maar in de praktijk spelen ook nog andere zaken een rol, waardoor er een correctiefactor op de theoretische lengte zit. Kortom: in de praktijk maak je de lengte iets te groot en meet je de resonantiefrequentie. Als die frequentie te laag is, knip je een klein stukje van de straler af en meet opnieuw. Je herhaalt dit totdat je op de gewenste resonantiefrequentie zit. Bij de resonantiefrequentie is de antenne-impedantie zuiver ohms, theoretisch althans.
Ik bepaal de resonantiefrequentie van mijn antenne met behulp van een zelfgebouwd kastje (een TennaDipper II), wat een varieerbare frequentie tussen ca 3 en 30 MHz genereert en een Wheatstone-brug gebruikt met drie 'gewone' weerstanden van 50 ohm en de te meten antenne als de vierde impedantie in de brug. Als de brug 'in evenwicht' is, dooft een indicator-LED uit.
De meting is simpel: ik sluit de antenne aan en draai aan de frequentieknop totdat het indicator-LEDje uitdooft. Dan lees ik de bijpassende frequentie af, die dan de resonantiefrequentie van de antenne is. Een antenne heeft trouwens meerdere resonantiefrequenties, die op dezelfde manier te bepalen zijn, maar dat even terzijde.
Nu mijn eigenlijke vraag!
Als een Wheatstone-brug bestaande uit drie zuiver ohmse weerstanden van 50 ohm plus een onbekende impedantie X in evenwicht is (LEDje dooft uit), is de onbekende impedantie X dan ook zuiver ohms en gelijk aan 50 ohm?
Het zal wiskundig uit te rekenen zijn, maar ik ben een (elektro)chemicus en geen elektrotechnicus; mijn hogere-wiskundevaardigheden schieten hier tekort.
Het is belangrijk dat het stralende element van een zendantenne de juiste dimensies heeft, zodat de aangekoppelde zender de antenne als een ohmse weerstand ziet en er zo een maximale overdracht van het zendvermogen is. Ik heb een zelfbouwantenne, waarvan de 'straler' een draad van een kwart golflengte moet zijn. Je kunt dit exact berekenen als je de frequentie weet, maar in de praktijk spelen ook nog andere zaken een rol, waardoor er een correctiefactor op de theoretische lengte zit. Kortom: in de praktijk maak je de lengte iets te groot en meet je de resonantiefrequentie. Als die frequentie te laag is, knip je een klein stukje van de straler af en meet opnieuw. Je herhaalt dit totdat je op de gewenste resonantiefrequentie zit. Bij de resonantiefrequentie is de antenne-impedantie zuiver ohms, theoretisch althans.
Ik bepaal de resonantiefrequentie van mijn antenne met behulp van een zelfgebouwd kastje (een TennaDipper II), wat een varieerbare frequentie tussen ca 3 en 30 MHz genereert en een Wheatstone-brug gebruikt met drie 'gewone' weerstanden van 50 ohm en de te meten antenne als de vierde impedantie in de brug. Als de brug 'in evenwicht' is, dooft een indicator-LED uit.
De meting is simpel: ik sluit de antenne aan en draai aan de frequentieknop totdat het indicator-LEDje uitdooft. Dan lees ik de bijpassende frequentie af, die dan de resonantiefrequentie van de antenne is. Een antenne heeft trouwens meerdere resonantiefrequenties, die op dezelfde manier te bepalen zijn, maar dat even terzijde.
Nu mijn eigenlijke vraag!
Als een Wheatstone-brug bestaande uit drie zuiver ohmse weerstanden van 50 ohm plus een onbekende impedantie X in evenwicht is (LEDje dooft uit), is de onbekende impedantie X dan ook zuiver ohms en gelijk aan 50 ohm?
Het zal wiskundig uit te rekenen zijn, maar ik ben een (elektro)chemicus en geen elektrotechnicus; mijn hogere-wiskundevaardigheden schieten hier tekort.