Speciale yagi antenne

[Bert jan]

Om meer versterking te krjjgen bij korte lengte, heb ik een bijzondere 3 elements yagi antenne gemaakt. Deze heeft in het midden van ieder element een varicap diode. Hiermee kan ik de elektrische lengte verkorten door de DC spanning te regelen.

O.a voor 87 tot 108 Mhz. Een standaard 3 elements heeft een gain van maar 5 dBd. Relatief weinig omdat ie breedbandig is. Bij mijn yagi hebben alle elementen de lengte van de laagste gewenste frequentie en kan ik ieder element verkorten en dus op frequentie regelen en krijg hierdoor ca 7,5 dBd versterking op die frequentie en een scherpere bundel. Ook kan ik, zonder roteren, op de 'achterkant' ontvangen, maar over een beperkte frequentieband
Dragerlengte slechts 1.20m. Voor die gain zou ik anders ca. 3 m lengte nodig hebben en 6 elementen.

Ook heb ik eentje voor de DAB band gebouwd.

Dit principe ontleen ik aan Ghz toepassingen, zolas:
https://www.researchgate.net/publicatio ... T-Elements
Op lagere frequenties vind ik echter geen enkele toepassing op het web. Zou dat puur een kwestie van behoefte zijn ?
http://pa1bj.blogspot.com/2019/07/
http://pa1bj.blogspot.com/2019/10/

[Olof Bosma]

Kun je toelichten hoe je bij een kleinere afmeting betere resultaten verkrijgt, terwijl je een fysisch grotere antenne nodig hebt om die elektrisch te kunnen verkleinen?

[Bert jan]

Bij mijn ontwerp kan ik alle elementen afstemmen. Als voorbeeld de reflector is 174 cm breed, ofwel 0,5 golflengte. Dat is optimaal voor 88 Mhz. Voor 108 Mhz moet deze 139 cm zijn. Dit wordt echter ook bereikt door in het midden van de 174 cm lange staaf een condensator van 5 pF op te nemen. Vergelijkbaar met een LC kring.
Idem voor de dipool en director.

Je zou ook vaste lengte van 139 cm kunnen nemen en dan een variabele spoel in het midden. Het omgekeerde. Maar dat is moeilijk op afstand te bedienbaar te maken.

De besparing van afmeting zit in de dragerlengte. Die blijft uiteraard gelijk. Ik kan het heel mooi zien bij de 5 zenders van Langenberg (D). De laagste zit op 88,8 Mhz; de hoogte op 106,7 Mhz.
Bij die hoogste moeten alle varicaps op ca. 7 pF. Bij 88,8 Mhz op ca. 60 pF.

[Olof Bosma]

De afmeting is dus niet kleiner, maar je kunt op de bandeinden de gain (en waarschijnlijk vooral de voor-/achterverhouding) optimaliseren.

[Bert jan]

Een 3 el.fabrieksantenne is breedbandig, heeft hierdoor een lage Q en gain van slechts 5 dB gemiddeld.
Om 7 dB te halen zou deze een 4 meter lange drager moeten hebben en 6 elementen.

Die 7 db haal ik nu met 1.20 m lengte, mits afgestemd. Ook heb ik meer voor/ achterverhouding. Dus mijn afmeting is kleiner. Hier een videootje, het Franse station is 418 km ver; op dezelfde frequentie zit Zwolle, 37 km , die kan ik helemaal wegfilteren.

[Olof Bosma]

Een 3-elements yagi antenne kan wanneer die optimaal is geconfigureerd ruim 7 dB winst t.o.v. een dipool geven, dus dezelfde winst die jij ook meet. Die optimale configuratie houdt in dat de afstand tussen het actieve element en de reflector ca. 0,2 van de golflengte is, en de afstand tot de director ook. Dat is dus in totaal 0,4 keer de golflengte van ongeveer 3 meter, dus 1,2 meter; net wat jij ook hebt vastgesteld.
Inderdaad wil je voor een FM-antenne, om de bandbreedte te kunnen halen, een niet al te hoge Q-factor. Die Q-factor heeft echter niet veel invloed op de gain van de antenne. De lage Q-factor kun je verkrijgen door dikke elementen te kiezen. De dikte van de elementen heeft nauwelijks invloed op de impedantie en de gain. Maar bij het regelen van de resonantiefrequentie heb je dan een veel hogere waarde aan varactor nodig.
Wanneer je een yagi antenne naast zijn optimale frequentie gebruikt gaat vooral de voor-/achterverhouding achteruit. En dit is waarschijnlijk wat je in het filmpje voornamelijk optimaliseert, waardoor je de beide zenders van elkaar kunt onderscheiden.
Een mooi experiment met leuke resultaten.

[Bert jan]

Ja, het werkt leuk. Momenteel heb ik een DAB versie op dak en dat werkt ook fijn, maakt zwakke Muxen hoorbaar. Er is een programma QIRX dat zelfs de afstand berekent tot de zenders , die je ontvangt. Ook op exact dezelfde frequentie (SFN single frequency network)
Maar het antwoord op mijn startvraag waarom het niet wordt toegepast, zal zijn dat een doorsnee luisteraar geen zin heeft om steeds de 3 spanningen af te stellen; Dus het blijft iets voor radio hobbyisten..