home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ QRZ! Ham Radio 4 / QRZ Ham Radio Callsign Database - Volume 4.iso / digests / antenna / 940038.txt < prev    next >
Internet Message Format  |  1994-11-13  |  13KB
  1. Date: Fri, 18 Feb 94 04:30:27 PST
  2. From: Ham-Ant Mailing List and Newsgroup <ham-ant@ucsd.edu>
  3. Errors-To: Ham-Ant-Errors@UCSD.Edu
  4. Reply-To: Ham-Ant@UCSD.Edu
  5. Precedence: Bulk
  6. Subject: Ham-Ant Digest V94 #38
  7. To: Ham-Ant
  8.  
  9.  
  10. Ham-Ant Digest              Fri, 18 Feb 94       Volume 94 : Issue   38
  11.  
  12. Today's Topics:
  13.                2m Groundplane Antenna Question (2 msgs)
  14.                       Effective Raditated Power?
  15.                   Radiation efficiency questions ...
  16.                Short 2m/440MHz mobile antennas (2 msgs)
  17.  
  18. Send Replies or notes for publication to: <Ham-Ant@UCSD.Edu>
  19. Send subscription requests to: <Ham-Ant-REQUEST@UCSD.Edu>
  20. Problems you can't solve otherwise to brian@ucsd.edu.
  21.  
  22. Archives of past issues of the Ham-Ant Digest are available 
  23. (by FTP only) from UCSD.Edu in directory "mailarchives/ham-ant".
  24.  
  25. We trust that readers are intelligent enough to realize that all text
  26. herein consists of personal comments and does not represent the official
  27. policies or positions of any party.  Your mileage may vary.  So there.
  28. ----------------------------------------------------------------------
  29.  
  30. Date: Fri, 18 Feb 1994 03:54:25 GMT
  31. From: agate!howland.reston.ans.net!vixen.cso.uiuc.edu!sdd.hp.com!col.hp.com!srgenprp!alanb@network.ucsd.edu
  32. Subject: 2m Groundplane Antenna Question
  33. To: ham-ant@ucsd.edu
  34.  
  35. eric smith (ebs@csparc046.cirrus.com) wrote:
  36. : I am trying to understand how bending the radials on a 1/4 wave
  37. : groundplane antenna will effect the radiation resistance and
  38. : radiation pattern of the antenna.   ...  
  39.  
  40. [eric built a ground plane antenna with radials bent down at 45 degrees 
  41. and got an SWR of 1:1, but the books say a GP antenna is 36 ohms.]
  42.  
  43. : Now for the quiz:
  44.  
  45. :   1. Why was the impedance 50 Ohms at resonance ? 
  46. :   2. Why a 45 deg bend ?
  47.  
  48. You said it in your posting.  The farther down you bend the radials, the 
  49. higher the impedance because the antenna acts more like a dipole.
  50.  
  51. :   3. What happens to the radiation pattern when the radials are
  52. :      bent at 45 deg ?
  53.  
  54. Good question.  Assuming no feedline radiation, I will stick my neck
  55. out and guess that folding the radials down gives increased radiation
  56. in the below-the-horizon direction.  i.e. it makes the antenna have
  57. a radiation pattern more like a dipole and less like a ground plane.
  58.  
  59. :   4. Why does a dipole have a radiation resistance of 70 Ohms ?
  60. :      I think this is some how related to 377/4*pi, but I don't
  61. :      know why this should be the case.  The 377 comes from sqrt(mu/episilon).
  62. :      Where does 70 come from ?
  63.  
  64. A 1/2-wave dipole is two 1/4-wave ground planes back-to-back.  The 
  65. impedance is therefore twice (about 72 ohms for the dipole and 36 ohms for
  66. the ground plane.)
  67.  
  68. I said that a dipole is equivalent to two GP's back to back, but what
  69. about the radials?  Since the two GP's are fed out-of-phase, the currents
  70. in the radials will also be out-of-phase and thus cancel.  So you can 
  71. remove the radials with no effect.
  72.  
  73.                        radials
  74.                          | |
  75.                          | |
  76.               current    | |   current
  77.               ----->     | |    ---->
  78. 1/4-wave GP -------------   -------------- 1/4-wave GP
  79.                          | |
  80.                          | |
  81.                          | |
  82.                          | |
  83.  
  84. The current flows away from the feedpoint in the left-hand radials and
  85. toward the feedpoint in the right-hand radials.  (The current of course
  86. is AC -- it is illustrated at a specific instant of time.)
  87.  
  88. AL N1AL
  89.  
  90. ------------------------------
  91.  
  92. Date: Wed, 16 Feb 1994 00:21:49 GMT
  93. From: ucsnews!sol.ctr.columbia.edu!howland.reston.ans.net!agate!library.ucla.edu!csulb.edu!paris.ics.uci.edu!news.cwi.com!netcomsv!cirrus!csparc046!ebs@network.ucsd.edu
  94. Subject: 2m Groundplane Antenna Question
  95. To: ham-ant@ucsd.edu
  96.  
  97. I am trying to understand how bending the radials on a 1/4 wave
  98. groundplane antenna will effect the radiation resistance and
  99. radiation pattern of the antenna.  I have some measured data that
  100. indicates that the magnitude of the impedance is increased when the
  101. radials are bent down away from the monopole element.  This makes some
  102. sense intuitively since the resultant antenna  is getting closer to
  103. being a dipole. 
  104.  
  105. Here is some background info.  I built a 2m groundplane antenna similar to
  106. those described in the ARRL Antenna Handbook.  I used #6 solid copper wire
  107. for the monopole and the radial elements.  I inserted the monopole element
  108. directly into a S0239 connector.  I hammered the ends of the radials flat,
  109. bent them down at a 45 deg angle, drilled holes in them, screwed them in
  110. place and soldered them.   I mounted the antenna on a pvc mast that kept
  111. the radials about 4 1/2 ft off of the ground.  I started out with each element
  112. 24" long. 
  113.  
  114. My plan was to bring the antenna into work and tune it up on our HP4396A
  115. Network Analyzer.  I also planned to convert the antenna into a folded
  116. monopole to increase the impedance at resonance.  My reading had indicated 
  117. that a 1/4 wave groundplane antenna that was greater that 1/2 wavelength
  118. above ground, with a wavelength/diameter ratio of ~500/1, should have
  119. a radiation resistance of ~30 Ohms at resonance.  I planned to increase
  120. the impedance with a folded element so that the total Z was close to 50.
  121.  
  122. To my surprise, when I hooked up the network analyzer I saw a SWR of
  123. 1.03 at 128MHZ with a 12MHZ range where the SWR was <1.5.  Obviously, the
  124. impedance was already quite close to 50 Ohms at resonance.  After tuning
  125. I got a SWR of 1.05 at 146MHZ with a SWR of <1.5 at both 140MHZ and 150MHZ.
  126. The tuned monopole element length was 18.5" and the radials were 19.5" each.
  127. The antenna is working great.  I get 50dB better signal reports with this
  128. antenna vs my Kenwood TH28a rubber duck (at 146.78MHZ).  No great surprise,
  129. I measured a SWR of ~9 with the duck at the same freq.  The duck antenna has 
  130. SWR of ~2 at 143MHZ with a very sharp roll-off.
  131.  
  132. Now for the quiz:
  133.  
  134.   1. Why was the impedance 50 Ohms at resonance ? 
  135.   2. Why a 45 deg bend ?
  136.   3. What happens to the radiation pattern when the radials are
  137.      bent at 45 deg ?
  138.   4. Why does a dipole have a radiation resistance of 70 Ohms ?
  139.      I think this is some how related to 377/4*pi, but I don't
  140.      know why this should be the case.  The 377 comes from sqrt(mu/episilon).
  141.      Where does 70 come from ?
  142.  
  143. Any insights or references to appropriate texts would be appreciated.
  144.  
  145. Eric KC5EQI
  146.  
  147. * * * * * * * * * * * * * * * * *
  148. *                           ^   *
  149. *   Eric Smith             <+>  *
  150. *   Design Engineer         v   *
  151. *   Crystal Semiconductor       *
  152. *   Austin, Texas               *
  153. *   (512) 442-7555 X 3363       *
  154. *   ebs@crystal.cirrus.com      *
  155. *   KC5EQI                      *
  156. *                               *
  157. * * * * * * * * * * * * * * * * *
  158.  
  159. ------------------------------
  160.  
  161. Date: 17 Feb 1994 16:21:48 GMT
  162. From: swrinde!elroy.jpl.nasa.gov!usc!howland.reston.ans.net!torn!csd.unb.ca!coranto.ucs.mun.ca!gdunphy@network.ucsd.edu
  163. Subject: Effective Raditated Power?
  164. To: ham-ant@ucsd.edu
  165.  
  166. root@jackatak.raider.net (Jack GF Hill) writes:
  167.  
  168. >tstein@monolith.d.umn.edu (Tom Stein) writes:
  169.  
  170. >> Say I have 40 watts coming out of the back of my radio.  My feedline is
  171. >> 1.4dB per 100 ft.  I have 100 feet of feedline...  Then my antenna, a 11 el.
  172. >> beam has 11dB gain on it.  Can someone tell me what the effective radiated
  173. >> power of my system would be?  And a formula would help....
  174.  
  175. >Oh oh. No calculator and the newseditor isn't gonna help: still, let's
  176. >try...someone else will jump in after I take a shot and point out my
  177. >puny math skills and bad memory... ;^)
  178.  
  179. >1.4db of attenuation is about 30% of your signal, so that means 12
  180. >watts or 28 reaching the antenna.
  181.  
  182. >11db gain is about 11.25 times the 28 watts or..... geez, I am getting
  183. >dizzy doing this.... 315 watts ERP
  184.  
  185. >OK, guys...for an old guy doing that all in the head without
  186. >calculator, graph paper or "formulas", how'd I do?   ;^)
  187. >73,
  188. >Jack, W4PPT/Mobile (75M SSB 2-letter WAS #1657 -- all from the mobile! ;^)
  189.  
  190. You're just trying to make us calculator dependents look silly, aren't 
  191. you?  If I remember correctly (and I'm too embarassed to get my 
  192. calculator out AGAIN) the number was 348.  
  193.  
  194.  
  195. --
  196. Gerard Dunphy       |"If you don't want to play with old geezers, you
  197. gdunphy@engr.mun.ca | have to make golf a contact sport!" Calvin
  198.  
  199. ------------------------------
  200.  
  201. Date: Thu, 17 Feb 1994 12:52:39 GMT
  202. From: pacbell.com!sgiblab!swrinde!cs.utexas.edu!howland.reston.ans.net!torn!nott!cunews!freenet.carleton.ca!FreeNet.Carleton.CA!ae517@network.ucsd.edu
  203. Subject: Radiation efficiency questions ...
  204. To: ham-ant@ucsd.edu
  205.  
  206. In a previous article, gary@ke4zv.atl.ga.us (Gary Coffman) says:
  207.  
  208. >>Radiation efficiency has very little to do with resonance.
  209. >
  210. >True. A non-resonant antenna is just more difficult to drive efficently.
  211. >
  212. >>In both cases, as long as associated losses remain the same, the radiation
  213. >>efficiency should be equal.
  214. >
  215. >Not true I think. To generate the same field, the shorter antenna will
  216. >require a higher potential across it, and higher current flowing through
  217. >it. So the shorter antenna will have increased I^2R losses given the same 
  218. >wire size.
  219.  
  220. Omigawsh, you're right! I guess suppose I should read these posts a little
  221. more carefully before I "pontificate".  Al Bloom made reference in
  222. his post about the low value of radiation resistance that a short antenna
  223. would have, which would probably make for an easier calculation of
  224. radiation efficiency, though.
  225.  
  226. 73 de VA3RR/AA8LU
  227.  
  228. -- 
  229.  
  230. ------------------------------
  231.  
  232. Date: Fri, 18 Feb 1994 03:15:54 GMT
  233. From: spsgate!mogate!newsgate!dtsdev0!kinzer@uunet.uu.net
  234. Subject: Short 2m/440MHz mobile antennas
  235. To: ham-ant@ucsd.edu
  236.  
  237. I have a Diamond NR770R (tall) and a Comet B-10 (short) dual band antennas.
  238. I commute on 70cm, and the Diamond works all the way home on 5 watts, and
  239. the Comet gives out (my signal becomes difficult to copy) about 8 miles
  240. from the repeater, about 4 miles from home.  Neither has a problem on 
  241. 45 watt output.  This is not a wide area repeater though, with antenna
  242. only 60 feet or so above local terrain.
  243.  
  244. -dave
  245.  
  246. ------------------------------
  247.  
  248. Date: Fri, 18 Feb 94 03:08:32 GMT
  249. From: agate!howland.reston.ans.net!math.ohio-state.edu!sdd.hp.com!saimiri.primate.wisc.edu!news.crd.ge.com!sarah!eve.albany.edu!gl8574@network.ucsd.edu
  250. Subject: Short 2m/440MHz mobile antennas
  251. To: ham-ant@ucsd.edu
  252.  
  253. In article <2k043m$9ff@xap.xyplex.com> sas@eng.xyplex.com writes:
  254. >I'd
  255. >like opinions on other brands of NMO mount dual band antenna elements
  256. >that are 19 inches or less in length: how do they perform, how rugged
  257. >and reliable are they, etc.
  258.  
  259. I have an alternative approach that may or may not work with your
  260. setup, but it would keep you from having to give up having metal in
  261. the air, if it is workable.
  262.  
  263. The local volunteer fire department (Selkirk, NY) uses a frequency of
  264. 46.06, and all of the aparati are equipped with 1/4 wave antennae.
  265. Such an antenna is only slightly longer than a 5/8 wave for 2m.  In
  266. order to keep these from tangling with the garage doors, the antennae
  267. have large springs on the base, and there is a plastic clip mounted
  268. about 3/4 of the antenna's length away from the antenna's base, into
  269. which the tip of the antenna is inserted before putting the equipment
  270. inside the station.  The clip is located on most of the equipment in
  271. such a way that some member of the crew can reach out the window and
  272. release it once they are on the road.  The clip being plastic,
  273. however, it does not short out the antenna, and therefore it is not
  274. disasterous if the clip is not released--it just cuts down the range a
  275. bit, but we have a crossband repeater to handle that problem -- Fire
  276. control xmits on 455.6375 and is repeated to 46.06, and we talk on
  277. 46.06 which is relayed to fire control on 460.6375, and the range is
  278. phenomenal, but I digress.
  279.  
  280. Perhaps if you can locate some sort of a plastic clip like the one I
  281. described, you can get your antenna to clear 19 inches like you
  282. wanted.
  283. -- 
  284. --
  285. gl8574@cs.albany.edu
  286. "Not a jock or a geek, not a nerd or a greek, not quite normal, not really a
  287.  friek, just me.... Deal with it!"        -Critter
  288.  
  289. ------------------------------
  290.  
  291. End of Ham-Ant Digest V94 #38
  292. ******************************
  293.