Populair wetenschappelijk magazine over o.a. radioamateurisme

 ---> Novice Band Special <--- 

Zin en onzin over antennetuners

Veel mensen worstelen met het idee van een antennetuner. Sommigen zweren het gebruik van 'zo'n ding' helemaal af, terwijl anderen het heil en de glorie van de tuner zowat letterlijk van de daken schreeuwen. Dergelijke meningen zijn dikwijls op een praktische ervaring gebaseerd. Over wat een tuner precies doet, en hoe je er het beste gebruik van kunt maken heersen vaak misverstanden.

Antennetuners zijn er in diverse varianten: volautomatisch, of zelfgemaakt met een rolspoel en een variabele condensator uit een oude radio, of voor hoog of juist laag vermogen. Bij oudere tuners werd soms wel een gloeilamp gebruikt om op maximale antennestroom af te stemmen, tegenwoordig wordt daarvoor meestal een SWR-meter met richtkoppelement gebruikt. Met de hand afgestemde tuners zijn overigens niet heel ingewikkeld om te maken, zeker wanneer je al een SWR-meter hebt, en het zijn vaak uiterst dankbare projecten om te doen. Maar goed, terug naar de tuner zelf.
  
  
1. Een beddespiraal

Als je een goed afgestemde antenne, op de juiste frequentie gebruikt (dat betekent vaak dus slechts een enkel bandsegment), dan heb je niet per se een antennetuner nodig. Maar het is desondanks wel verduiveld handig om er eentje te hebben. Voor alle HF-banden kun je door middel van een tuner vrij willekeurige draden als antenne gebruiken, waar je toch nog hele goede en leuke verbindingen mee kunt maken. En eigenlijk is ook een draad niet nodig, de auteur van dit artikel heeft al eens een aantal verbindingen op 20 meter gemaakt met zijn beddespiraal als antenne (met het polyester matras er nog op). OK, het rapport was meestal geen S9, maar er waren wel degelijk verbindingen mogelijk.
  
  
2. Fabels
  
Maar hoe zit het nou met die fabels rond de tuner? Is het beter om helemaal nooit een tuner te gebruiken? Of is het juist een goed idee om ook een goede antenne een beetje bij te stemmen?

Beide is een beetje waar.

(klik = vergroting)

  
3. Twee dingen
  
Laten we eerst maar eens kijken wat een tuner precies doet, wanneer je de tuner aansluit zoals in het plaatje hierboven. Door net zolang aan de tuner te draaien totdat de staandegolfmeter de minimale uitslag geeft (de best mogelijke SWR) gebeuren er twee dingen.
  
  
4. Impedantie
  
Een antenne heeft gewoonlijk niet helemaal de goede impedantie. Impedantie is zoals we weten eigenlijk gewoon een weerstand. Die weerstand is voor hoogfrequent echter niet op alle frequenties gelijk. Een antenne die op 7 MHz 700 ohm is, kan op 10 MHz wel 5000 ohm zijn.

Het eerste wat een goed afgestemde tuner doet, is de impedantie van de antenne zodanig te veranderen dat de aangesloten zender de juiste impedantie te zien krijgt. Deze zender 'denkt' dus dat de antenne 50 ohm is, terwijl dat achter de tuner niet het geval is.

Eigenlijk is dit hetzelfde effect als een transformator in een versterker doet, of een 1:9 balun in een antenne. (Behalve de impedantie aanpassen, transformeert een balun ook van ongebalanceerd naar gebalanceerd, maar dat terzijde).

  
5. Reactantie
  
Behalve dat een antenne de verkeerde impedantie heeft, zal hij gewoonlijk ook te lang of te kort zijn. Is een antenne te lang, dan gedraagt hij zich als een spoel, dus is hij inductief. Is een antenne te kort, dan gedraagt deze zich capacitief, dus als een condensator. Deze afwijking wordt reactantie genoemd. De capacitieve of inductieve reactantie.

Dat een te korte antenne zich als capaciteit gedraagt kun je bijvoorbeeld aan mobielantennes voor 27 MHz heel goed zien: daar wordt een spoel gebruikt om het teveel aan capaciteit in zo'n antenne te compenseren.
  
Het tweede wat een goed afgestemde tuner doet is deze reactantie wegstemmen. Dus wanneer een antenne te kort is, zal hij zich net als de verlengspoel uit zo'n 27 MHz-antenne vooral als spoel gaan gedragen, is een antenne te lang dan gedraagt de tuner zich als een condensator.

Beide effecten spelen zich tegelijkertijd af, dus zowel het wegstemmen van verkeerde reactantie, waardoor de antenne (tezamen met de tuner) in resonantie komt, als het aanpassen naar de juiste impedantie.

Tot zover een mooi verhaal, met een happy ending, ware het niet dat er in de praktijk een klein venijnigheidje zit: de antenne moet gevoed worden met coax of met een open lijn.
  
  
6. Complicaties
  
In de ideale situatie zet je de tuner het liefst het zo dicht mogelijk tegen de antenne aan. Van de coax of de open lijn weet je gewoonlijk namelijk zeker dat die de goede aanpassing op de zendontvanger heeft, zodat de misaanpassing (in impedantie en reactantie) zich dus op het koppelpunt tussen de aangesloten kabel en de antenne moet bevinden. Daar hoort de tuner dus te zitten.

(klik = vergroting)

Dat heeft zo zijn complicaties. Telkens naar de antennetuner op het dak klimmen, om je antenne af te stemmen als je naar een andere frequentie gaat is niet zo'n heel praktische oplossing. En op afstand bedienbare of automatische antennetuners zijn doorgaans duur en vaak ook niet waterdicht. Bovendien zul je meestal meerdere kortegolfantennes hebben waarvoor je die tuner wilt gebruiken, en om nou voor iedere nieuwe antenne ook weer een waterdichte tuner te kopen is helemáál een dure grap.
  

7. Een misaanpassing
  
Géén tuner dan maar? Dat hangt ervan af hoe erg de misaanpassing is. Een kleine misaanpassing kan helemaal geen kwaad. Boven een SWR van 1 op 2 ga je toch de verliezen wel merken, en bij een nog slechtere SWR kunnen sommige zenders die geen beveiliging hebben schade oplopen. De meeste apparaten die wel beveiligd zijn regelen het zendvermogen terug en sommige zenders schakelen gewoon uit.

Een belangrijk nadeel van een slechte aanpassing is dat een zender niet meer aan de eisen voor een schoon signaal voldoet. Dat kan in sommige gevallen zo erg zijn dat er bij een slechte staandegolfverhouding flinke storing wordt veroorzaakt.

Werken met een heel slechte SWR is dus eigenlijk geen optie.
  
  
8. Mét tuner
  
Wél een tuner gebruiken dus? Net als boven geldt dat een geringe aanpassing niet een groot probleem betekent. Eigenlijk maakt het niet eens veel uit of je daarbij nu wel of niet een tuner gebruikt. 

En voor een grotere misaanpassing? Zoals in het begin van dit artikel bleek, zorgt de tuner ervoor dat het stuk voedingslijn tussen zender en antennetuner goed afgestemd is. Zo zorg je er in ieder geval voor dat je zender een juiste aanpassing ziet. Hierdoor geeft hij geen onnodige stoorsignalen af, regelt hij niet terug en gaat ook niet door een misaanpassing kapot.

  
9. Staande golven op de kabel
  
Wat wel gebeurt (en wat eigenlijk ongewenst is), dat is dat de tuner het stuk kabel tussen tuner en antenne als onderdeel van de antenne ziet. Daardoor is de kans groot dat de goede werking van deze coax of open lijn wordt verstoord, en dat er daarop staande golven ontstaan. Deze zorgen ervoor dat deze kabel net als de antenne gaat stralen. Dat is ongewenst, want de energie die hier ontsnapt, al is het niet enorm veel, wordt niet door de antenne zelf uitgestraald. De zo uitgestraalde HF-energie kan bovendien storing in huis (of bij de buren) veroorzaken.

Zoiets hoeft niettemin bij een vermogen van bijvoorbeeld 25 watt, niet tot heel erg grote problemen te leiden. Het is niet de bedoeling, maar het is ook geen zaak om je bij een niet te vaak gebruikte antenne enorm veel zorgen over te maken, of om in zo'n geval heel veel geld aan uit te geven. OK, het werkt wat minder goed, en je hebt meer kans op storing. Hou dat in gedachten, maar het wérkt natuurlijk wel.
  
  
10. G5RV
  
Een antenne die juist gebruik maakt van een stralende voedingskabel, is de populaire G5RV-antenne. Het originele ontwerp van die antenne werd door de in 2000 overleden R. Louis Varney, G5RV in 1966 gepubliceerd in RSGB Bulletin. Aan de antenne zit een bepaalde lengte open lijn, die echter als onderdeel van de antenne zelf helpt om deze goed te laten stralen. Doordat de draden in de open lijn zo dicht langs elkaar lopen, en de signalen op die draden met elkaar in tegenfase zijn, zal toch het grootste deel van het signaal door de beide draad-elementen (samen 3/2 golflengte op 14 MHz) en niet door de open lijn worden uitgestraald. De G5RV-antenne kan op de meeste banden overigens alleen in combinatie met een antennetuner worden gebruikt.
  
  
11. Extra filtering
  
Een belangrijk voordeel van een antennetuner is trouwens dat deze het signaal extra filtert, wat de uitstraling van stoorsignalen onderdrukt. Dat is vooral bij gebruik van multibandantennes zinvol. Harmonischen bij amateurapparatuur vallen doorgaans ook weer in de amateurbanden, en worden door multibandantennes dus onverzwakt weer uitgezonden. Gebruik van een tuner verzwakt deze stoorsignalen aanzienlijk.
  
  
12. Bij ontvangst
  
Overigens werkt een tuner voor ontvangst natuurlijk net zo als bij zenden, alleen in omgekeerde richting. Ook bij ontvangst is het voor een goede werking van belang dat antenne en ontvanger goed op elkaar zijn aangepast. Wanneer je de tuner voor zenden goed zet, zal deze voor ontvangst doorgaans ook goed staan, tenzij je natuurlijk split-frequency werkt. En ook bij ontvangst profiteer je van de filterwerking van de tuner, met name de spiegelonderdrukking van je ontvanger wordt daardoor dus beter.
  
  
13. Ruisgetal
  
Wanneer het ruisgetal een rol gaat spelen, zoals op VHF en hoger, kan het voor een optimale gevoeligheid nodig zijn om bepaalde ingangstrappen van ontvangers een kleine misaanpassing ten opzichte van de antenne te geven. Om die reden zou je met een antennetuner in die gevallen de gevoeligheid van je ontvanger negatief kunnen beïnvloeden. Op de kortegolf speelt dat echter niet.
  
    
14.  VHF en hoger...
  
Op VHF en hoger is het gebruik van tuners sowieso al minder zinvol dan op HF. Doorgaans is het daar gemakkelijker om fullsize antennes te maken, die van zichzelf dus al een voorspelbare impedantie en reactantie hebben. Bovendien is de Q-factor van zo'n antenne lager dan op HF, waardoor de bandbreedte relatief groter is, zodat het ook om die niet zinvol is om een VHF- of UHF-antenne met een aparte tuner aan te passen.

Klik hier voor eventuele opmerkingen en/of vragen, of maak (stel) ze via e-mail

vorige - home - volgende