EZNEC AWM antenne

Algemeen

Een aantal principes zijn uitgetest in de praktijk en hebben we nadien gesimuleerd in EZNEC 7.
Het betreft vooral de invloed van plaatsing van de stoel tov de antenne op het stralingspatroon, alsook de plaatsing van de antenne horizontaal of vertikaal en de hoogte waarop de antenne geplaatst wordt.
Dit omdat we deze antennen bij voorkeur gebruiken als een NVIS antenne op zeer lage hoogte en op de lage banden (160m versie)

Vermits de stromen in de antenne, om een duidelijke polariteit te bekomen, best zowel in de spoel als in de antenne in hetzelfde vlak liggen, zie je op onderstaande simulaties duidelijk het verschil bij andere opstellingen.

De frequentie is gekozen op de resonantiefrequentie van het model, dit om andere invloeden uit te sluiten.
Het model gebruikt een ideale impedantie transformator naar 50 ohm in de voedingsaansluiting om zo de misaanpassingsinvloeden te elemineren. (hebben enkel invloed op de SWR berekeningen, niet op het stralingspatroon)
De aftakkingspunten op de spoel, alsook de lengte, aantal windingen en draadsecties, komen overeen met de werkelijk gebouwde antenne.

5  Inverted V als referentie model

Het model is herrekend op dezelfde resonantiefrequentie 1,78 Mhz, waardoor de lengtes van de draden zijn aangepast afhankelijk van de hoogte en hoek.
Om de invloed van de aarde te testen,  wordt deze antennen op verschillende hoogtes geplaatst.
Het lijkt onlogisch dat de maximale versterking blijft behouden (+4dBi) op een hoogte van 31m.
Pas op een hoogte van 2m treed er minimale verzwakking op tot -6dBi.

6 AWM straler versies op 2m hoogte

We zien duidelijk dat de lengte van de straler, het meeste invloed heeft op de signaalsterkte en op het verschil tussen de polariteiten.
Een verdubbeling van lengte geeft ongeveer 10db meer signaal als maximale waarde, doordat de scheiding tussen vertikale en horizontale polariteit met 10db verbeterd.
In hoeverre dit ook meer "efficientie" oplevert (meer stralingsenergie ifv toegevoerd vermogen) is niet te bepalen.

7  AWM Spoel positie op 2m hoogte

Door de lage hoogte opstelling, zal de positie van de spoel tov de aarde ook hier een invloed hebben op de gain tov een isotroop.
Het model toont dit aan, waarbij de vertikale positie , het slechtste resultaat geeft.

Het verschil tussen een horizontale positie en deze op 45 graden is minimaal, waardoor de keuze in het voordeel van de 45 graden positie gebeurt owv praktische  overwegingen.
Deze montage vergemakkelijkt de aansluiting en afstelling van de antenne, ook wanneer de antenne in een mast wordt gemonteerd.

Conclusie

Voor het bekomen van een duidelijke polariteit, is het noodzakelijk om de spoel haaks te plaatsen op de stralers, zoals in het AWM model.
In het uiteindelijke ontwerp wordt de spoel verwijdert van alle metalen delen (45 graden) gemonteerd, zodat de invloed op de spoel wordt vermeden.
Dit heeft geen invloed op de polariteit, vermits de motage draaiing in hetzelfde vlak gebeurt, maar wel op de vermoedelijke gain tov een isotroop straler. 

Door de lage opstelling van de AWM antenne (1), verlies je steeds signaal door absorptie in de aarde tov een isotroop straler in de vrije ruimte.

Op een hoogte van 2,2m is dit -49dBi, op 6,2m wordt dit -48dBi, op 16,2m wordt dit -45dBi en op 88m wordt dit -44dBi, maar dan gedraagt de antenne zich niet meer als een NVIS, maar als een dipool.
De winst die te halen valt uit een opstelling op grotere hoogte, is minimaal (4db), waardoor de AWM antenne zich leent voor portabel gebruik, waar een snelle ontplooiing noodzakelijk is.

 Indien we het EZNEC model mogen geloven, zou een full-size halve dipool op 2m hoogte (dus op de grond), 53db sterker zijn dan de AWM antenne, wat niet kan bevestigd worden door reële proeven.
Zoals de maker Roy, W7EL van EZNEC ook zelf aangeeft, is een model maar zo goed als dat het de werkelijkheid kan benaderen en dien je de resultaten steeds in perspectief te zien. 
Tijdens mijn proefnemingen is duidelijk gebleken dat het stralingpatroon sterk overeen komt met wat EZNEC voorspelt, maar dat het aanpassingsnetwerk voor het bekomen van een 50 ohm impedantie (aftakking op de spoel), niet kan gemodelleerd worden.
Testen om dit te modelleren op Simsmith zijn eveneens niet gelukt.

Tevens is mij opgevallen dat het verlengen van de straler, resulteerd in een "hogere resonantie frequentie", iets wat niet logisch is.
Vandaar mijn besluit dat de antenne in de praktijk beter presteert dan het model doet vermoeden (dBi waardes).
Het modelleren van een sterk verkorte antenne zal steeds een probleem vormen, daar je de limieten van de fysica opzoekt.
Zo is het eveneens niet mogelijk om een magnetisch gekoppelde antennen te modelleren.
Echter, de fysica mag je geen geweld aandoen en iedereen weet dat een verkorte antennen minder energie zal ontvangen (RX) dan een full-size antenne.
In zending, speelt dit geen rol, zoals ook de Roy toont in zijn video.
Vandaar dat deze antenne minder sterke signalen oplevert in RX maar gezien het hoge ruisaandeel op de lage banden, is dit geen echt probleem.
Uiteindelijk telt enkel de signaal-ruis verhouding, die je vooral wint, door de lage opstelling van de antenne, gebruik van goede chokes en het voeden van je installatie los van het lichtnet (batterij en niet geaard).