Voedingslijnen en connectors

Types transmissielijnen

In principe geeft een symmetrische voedingslijn ( "twinlead" of “kippenladder” ) veel minder verliezen dan coaxiale kabel, zeker op de hogere frequenties of als je met een slechte SWR moet werken. Symmetrische of "open" voedingslijn kan je gemakkelijk zelf maken, of kopen.
Commerciële lijn bestaat courant in een smalle 300 Ω-versie die vroeger veel werd gebruikt voor TV-antennes ( "lintkabel" ), en een bredere 450 Ω-versie die meer bij zendamateurs gangbaar is. Omdat de kunstofisolatie tussen de geleiders wat extra verliezen geeft, wordt die soms gedeeltelijk weggelaten, vandaar de gaten ( "slots" ) in de commerciële kabels - zie het plaatje hiernaast.
Om zelf zo'n lijn te maken kan je de twee draden uit elkaar houden met allerlei strips, staafjes of buisjes van kunststof. De impedantie van zo'n lijn ligt meestal tussen de 600 à 800 Ω, al naargelang de afstand tussen beide draden. Omdat de isolatie vooral uit lucht bestaat, zijn de verliezen in zo'n zelfgemaakte "kippenladder" bijzonder laag.
Een nadeel van open voedingslijn is dat ze zo veel mogelijk in de vrije ruimte, en weg van metalen voorwerpen ( dakgoten, raamkozijnen ) moet blijven. Het is dus niet gemakkelijk ze tot in de shack te leggen. Bovendien vergt "ladderlijn" ook een symmetrische antennetuner, en die is ook niet zo courant verkrijgbaar. Sommige commerciële antennetuners hebben wel een symmetrische uitgang, maar dat is meestal niet meer dan een balun op een ringkern en die kan bij hoog vermogen en slechte SWR, verzadigd geraken. Maar met wat handigheid kan je zo'n symmetrische tuner ook zelf bouwen. Kijk bijv. eens in Electon van december 2012 voor een mooi beschreven bouwproject met ringkernen. Op de website van PA1HR staat een goede analyse van symmetrische antennes en alles wat er bij komt kijken. In Funkamateur van december 2015 kan je lezen hoe je zelf gemakkelijk een 1/1 balun kan maken van een ferrietringkern.
Ondanks haar uitstekende eigenschappen en het feit dat je open voedingslijn gemakkelijk en goedkoop zelf kan maken, wordt ze nog maar zelden aangewend om de antenne met de transceiver ( of beter: met de antennetuner ) te verbinden. Op de lagere frequenties blijven de verliezen in coaxiale kabels beperkt en aangezien die veel gemakkelijker zijn in het gebruik, worden quasi alle commerciële toestellen, tuners én antennes voorzien voor 50 Ω-coaxconnectors. In praktijk wordt open lijn vooral gebruikt voor het aanpassen van impedanties tussen bijv. de antenne en de coaxkabel die naar de shack loopt.

Coaxiale kabel is dus tegenwoordig de standaard, niet enkel omdat hij gemakkelijker is in het gebruik, maar ook omdat zijn karakteristieke impedantie van 50 Ω ( of 75 Ω voor coax voor TV-toepassingen ) ongeveer overeenkomt met de impedantie van een gewone open dipool. In tegenstelling tot open voedingslijn is coaxkabel niet symmetrisch. Als je er een symmetrische antenne zoals een dipool op wil aansluiten, hoort er een balun tussen geschakeld te worden. Lees daarover iets meer op de pagina over de bouw van een balun.
Let er op dat je voor de voedingslijn goede kwaliteit kabel en degelijke, waterdichte connectors gebruikt. Over het algemeen geldt dat hoe dikker de coaxkabel is, hoe minder verlies hij geeft. Natuurlijk: hoe beter de kwaliteit, hoe hoger de prijs… Bij een slechte SWR zijn het de fysische eigenschappen van de kabel die bepalen hoeveel van je zendvermogen er in geabsorbeerd wordt en wat er overblijft voor de antenne. Maar let op: in coaxkabel van slechte kwaliteit worden het vermogen zo gedempt dat de staande golven die terugkeren van de antenne-aansluiting ook verzwakt worden, waardoor het lijkt alsof je SWR goed is ! Je antennesysteem is dan een soort dummyload: die heeft ook een uitstekende SWR !

Om misverstanden te voorkomen: sommigen beweren dat de coaxkabel een bepaalde lengte moet hebben "om te werken". Als je antenne een impedantie heeft van 50 Ω en dus een lage SWR vertoont, is dat onzin: de lengte van de voedingslijn is dan irrelevant voor de SWR. Dat wil niet zeggen dat je je coax ongestraft veel langer mag maken dan nodig, want in een langere kabel zal je hoe dan ook meer vermogen verliezen.
Enkel in geval van een slecht aangepaste antenne, dus bij een hoge SWR, kan de lengte van de voedingskabel een effect hebben. Dan wordt die eigenlijk een onderdeel van de antenne. Je moet dan niets doen aan de lengte van de coaxkabel, maar zorgen dat de SWR van je antenne verbetert. Het is immers de bedoeling dat je signaal door de antenne wordt uitgestraald en niet door de transmissielijn ( en zo extra storingen veroorzaakt in huis ).

In de amateurwereld wordt uitsluitend 50 Ω-materiaal gebruikt, maar coax bestaat in vele varianten, niet alleen in “dik en dun” maar ook in stug of soepel, enkel of dubbel afgeschermd, volle isolatie of luchtisolatie enz… Op de foto hiernaast zie je dat er grote verschillen bestaan in kwaliteit van de afscherming ( onderaan losse omvlechting, bovenaan dubbel afgeschermd met een extra folielaag ) en in materiaal van het diëlectricum.
Stugge coaxkabel heeft meestal een volle kern en is bedoeld voor een vaste installatie. Je mag hem ook niet over korte afstand in een bocht plooien: bij sommige versies riskeer je dat de kern te dicht bij de buitenmantel komt en zo kortsluiting veroorzaakt. Bij stugge kabel heb je ook meer risico op breuken in of achter de connectors als je die vaak moet los- en vastmaken, bijv. bij portabel gebruik.
Flexibele kabel is vanzelfsprekend meer geschikt voor installaties waar beweging in zit, bijv. bij een antennerotor, of als je onder het aansluitpunt van de antenne bij wijze van balun, een tiental windingen wil oprollen.
Coaxkabel van goede kwaliteit - dus met een goede afscherming - kan je "overal" leggen: onder de grond, langs een metalen mast of dakgoot enz...
Als er op een correcte manier waterdichte pluggen gemonteerd zijn ( best de types "N" of "BNC" ), is coaxkabel relatief weerbestendig en kan hij wel 5 à 10 jaar meegaan. Als je hem onder de grond wil steken heb je er alle belang bij om hem door een ( bijv. geribbelde ) plastic buis te trekken zodat je hem te gelegener tijd kan vervangen.

De volgende tabel geeft een kort overzicht van 50-Ω kabel die courant gebruikt wordt door amateurs; er bestaan echter nog tientallen andere soorten... De diameter is vermeld in mm en de demping in dB op 500 MHz per 100 m. Dit laatste is dus een aanduiding voor de kwaliteit van de kabel: hoe minder demping, hoe beter natuurlijk. Als je weet dat je met 3 db verlies, de helft van je vermogen verliest in de vorm van opwarming van je kabel, begrijp je meteen dat je sommige types beter niet gebruikt op VHF/UHF. Voor HF, en zeker voor de lagere HF-banden, maakt dat kwaliteitsverschil niet zo veel uit als je geen al te lange kabels gebruikt en de SWR binnen redelijke perken blijft. Toch is het aangeraden niet de besparen op de kwaliteit van je kabel en je connnectors ! De kolom "prijs" is een indicatie van de prijs per meter bij één van de betere, dus duurdere leveranciers in januari 2016. Je kan echter gemakkelijk dezelfde kabel goedkoper vinden. Ook als je meteen een volle rol koopt, betaal je veel minder.


Type Diameter Demping €/m
RG-58/U 5,0 39,0 0,90
Airborne 5 5,0 20 1,40
Aircell 5 5,0 21 1,50
H155 5,4 20,0 1,20
Aircell 7 7,3 15,5 1,90
Ecoflex 10 10,2 9,2 3,20
RG-213/U 10,3 17,0 2,30
Aircom + 10,8 7,7 4,20
Ecoflex 15 14,6 6,7 6,60

VHF en UHF-signalen worden in coaxiale kabels, pluggen en adapters nog veel meer gedempt dan HF-signalen. Zorg dus dat je kabel niet langer is dan nodig en investeer in goede kwaliteit connectors, dat kost iets meer maar je hebt er jaren plezier van. Onthou ook dat men – zeker voor UHF - meestal N-connectors gebruikt. Let er in elk geval op dat je connectors qua diameter passen op het type kabel dat je gekocht hebt – koop ze eventueel samen met de kabel bij dezelfde verkoper.
Vermijd zoveel mogelijk adapters om bijv. over te gaan van een PL-259 plug op een N-chassisdeel. Elk bijkomend contact levert immers voor RF-signalen bijkomende overgangsweerstand op en dus extra verliezen. Hoe hoger de frequentie, hoe meer vermogen je verliest in dergelijke overgangen; monteer dus meteen de juiste connector op je transmissielijn. Bij veel verkopers van kabel kan je standaard lengten coax mét gemonteerde pluggen kopen of op maat laten samenstellen - maar dat is natuurlijk geen goede oplossing als je dan extra grote gaten in een wand moet maken.

Op de meeste hambeurzen kan je niet alleen nieuwe, maar ook tweedehands coaxkabel kopen, vaak met goede specificaties. Dat kan een interessante zaak zijn, maar let goed op de kwaliteit: het type ( 50-Ω of niet ? ), of er geen zichtbare beschadigingen of kinken aanwezig zijn en of er geen sporen van waterinsijpeling of oxidatie van de binnengeleider of kopermantel merkbaar zijn. Test dergelijke kabel voor gebruik altijd even, minstens met een simpele Ω-meter, best met een antenneanalyser.


Weet ook dat voedingslijnen en antennes hoge stromen en spanningen te verwerken krijgen, zeker als je grotere vermogens gebruikt. In dat geval moet je zeer degelijke kabels en professionele connectors gebruiken. Die hoge spanningen kunnen lelijke brandwonden veroorzaken: plaats je kabels dus zoveel mogelijk buiten bereik van anderen.
Voorts heb je er ook alle belang bij dat je je installatie beveiligt tegen blikseminslag en "static": statische elektriciteit die bij sommige weersomstandigheden gemakkelijk op een antenne opgebouwd wordt. De meest elementaire maatregel is het loskoppelen en geïsoleerd wegleggen van je antennekabel als je station niet in gebruik is. Dat alleen verklaart de aanwezigheid van bierglazen in sommige shacks...

Een betere oplossing zijn speciale doorvoerconnectoren die geaard kunnen worden. Die van goede kwaliteit bevatten geen vonkenbug maar een gaspatroon dat je in principe om de twee à drie jaar moet vervangen. De doorslagspanning van dat patroon hangt af van het RF-vermogen dat je op de kabel wil zetten. Overschijd dat maximum vermogen nooit: je eindtrap vindt het niet leuk plots een kortsluiting op zijn uitgang te zien als dat gaspatroon doorslaat. Vraag ook of je verkoper je die losse gaspatronen kan naleveren.


Patchkabeltjes en coaxschakelaars

Voorts heb je wellicht nog wat klein materieel nodig: bijv. korte “patch”-kabeltjes om je transceiver te verbinden met je antennetuner of je SWR/Powermeter.
Let er op dat op de meeste toestellen vrouwelijke chassisdelen zitten: je hebt voor dit soort verbindingen dus kabeltjes nodig met twee mannelijke stekkers. Dergelijke kabeltjes kan je zelf maken of tegen schappelijke prijzen kopen. Koop je een stuk ( soepele ! ) kabel en losse stekkers, let er dan op dat je stekkers ook op dat type kabel passen, want kabels en stekkers bestaan in verschillende diameters. Maak je patchkabels niet te lang, maar ook niet al te kort - ong. 1 m is een goede richtwaarde.

Als je verschillende antennes gebruikt, of antennes in verschillende richtingen, kan een coax-schakelaar handig zijn om gemakkelijk te switchen tussen de verschillende antennes. In sommige duurdere tuners is al een antenneschakelaar ingebouwd.
Er bestaan manuele schakelaars met een draaiknop om te switchen tussen 2, 3 of 4 coaxuitgangen, dat is handig bijv. om in je shack te kunnen omschakelen tussen twee verschillende antennes met elk hun eigen coaxkabel. De kwaliteit van dergelijke schakelaars varieert, ook hier geldt dat goedkope spullen meestal aanzienlijk slechtere eigenschappen hebben. Stel dat je één antenne wil omschakelen tussen twee transceivers, je wil dan niet dat een deel van je zendsignaal doorlekt naar de ingang van de andere transceiver op de andere aansluiting... Dat doorlekken is precies het zwakke punt van goedkopere schakelaars.
Naast manuele schakelaars bestaan er ook elektrische die je op afstand kan omschakelen, bijv. in de mast. Dat schakelen kan eventueel via een signaal dat je mee op de voedingslijn zet. Zo'n afstandsbestuurde schakelaar kan je een heel aantal meters coaxkabel besparen, maar is ook vrij kostelijk. Je kan ook zelf iets in die zin in elkaar knutselen met coax-relais. Zelfs tweedehands zijn die relatief duur en vergen dikwijls een relatief hoge spanning ( bijv. 24 V ), dus een aparte voeding.

Connectors en adapters

De kans is groot dat je sommige kabels zelf wil maken. Standaard zitten aan kabels aan beide uiteinden, mannelijke stekkers; op toestellen zitten normaal vrouwelijke chassisdelen.
RF-connectors bestaan in verschillende varianten en er zijn er veel van “goedkope kwaliteit” op de markt. Zeker voor gebruik buitenhuis koopt je best degelijk materiaal van een bekend professioneel merk. Bij professionele pluggen is de centrale pen verguld en bestaat de isolatie isolatie uit Teflon, maar dat is op het gezicht moeilijk te onderscheiden van wit PVC. De pen in het midden van de connector wordt altijd vastgesoldeerd op de binnenader van de coaxkabel, de buitenmantel maakt contact met de buitenkant van de stekker. Let er op dat de diameter aan de achterzijde van de plug overeenstemt met de diameter van je coaxkabel, en of je het lichaam van de stekker op de coax-buitenmantel moet solderen, vastdraaien of "krimpen". In de amateurwereld zijn verschillende types connectors of "pluggen" gangbaar, altijd in 50 Ω-versie:


N- en BNC-connectors zijn iets moeilijker te monteren, maar er moet bijna niet aan gesoldeerd worden. De inwendige samenstelling van dergelijke connectors verschilt soms enigszins: hij bestaat buiten het pennetje, uit vijf of zes diverse ringetjes van verschillende diameters. Sommige verkopers leveren alle onderdeeltjes los in een zakje, bij anderen zitten ze in de juiste volgorde in de connector. Als je er nog nooit een gemonteerd hebt, is dat misschien handig: noteer goed welk ringetje waar thuis hoort, dat bespaart je wat puzzelwerk. Op de website van de Amerikaanse ARRL kan je een artikel uit QST downloaden met informatie over de aansluiting van dergelijke connectors. Ook in de meeste antennehandboeken wordt de standaardmontageprocedure uitgelegd.

Op de microgolfbanden worden ook nog andere stekkers ( en soorten kabel ) gebruikt,
maar daar gaan we hier niet op in. Kijk daarvoor bijv. eens op de Duitse website van UKW-Berichte: zij bieden een zeer ruim aanbod van divers materieel van degelijke kwaliteit ( dus ook vrij prijzig... ) voor allerlei antenneprojecten.
Voor de volledigheid zie je hier ook de vrouwelijke chassisdelen voor deze drie connectors, telkens met een vierkante montageflens - er bestaan ook varianten zonder flens die je daardoor iets gemakkelijker in een rond gat kan monteren. Voor een goed overzicht met alle mogelijke gegevens van "alle" connectors moet je op de website van de Amerikaanse firma Amphenol zijn, een van de grootste producenten van professionele connectors.

Zoals hierboven al aangegeven: al deze connectors zijn bedoeld voor 50 Ω-coaxiale kabel. Open voedingslijn ( zie bovenaan deze pagina ) bestaat uit twee evenwijdige draden en heeft een veel hogere impedantie ( 300 of 450 Ω voor commerciële kabel, of nog meer voor zelf-gemaakte ). Dergelijke lijn moet dus eindigen in een transformatienetwerk ( symmetrische antennetuner, of minstens een balun van 1/6 ) om ze te kunnen koppelen met een standaard 50 Ω-transceiveringang. Gebruik voor parallelle voedingslijn dus geen coaxiale connectors zoals diegene die hierboven zijn voorgesteld - die zijn daar helemaal niet voor gemaakt !
Voor 300-Ω lijn kan je nog wel stekkertjes kopen die werden gebruikt in de klassieke TV-antennetechniek. Voor leidingen met andere impedanties zijn moeilijk commerciële stekkers te vinden. De meeste amateurs gebruiken daarvoor gewone "bananenstekkers".

Ga er niet van uit dat alle pluggen waterdicht zijn. Gewone PL-259 zijn dat niet, maar er bestaan wel waterdichte varianten met binnenin een rubberen afdichtingsring. Die vind je niet in de gewone handel - vraag er naar bij de meer professionele verkopers op een radiomarkt.
BNC en N-connectors zijn in theorie wél waterdicht. Toch is het verstandig ze te beschermen tegen slagregen en ze extra te omwikkelen met een laag goede PVC-isoleertape. Als ze lang buiten in weer en wind hangen kan je daarover best nog een laag zelfvulcaniserende rubbertape aanbrengen. Die is ideaal om aansluitingen waterdicht te maken, maar het is erg kleverig spul dat je er later niet meer afkrijgt. Ook "liquid electrical tape", een soort vloeibare plastic die je aanbrengt als verf, is bijzonder geschikt om buiten aansluitingen weerbestendig te maken, maar het is niet gemakkelijk te vinden, het druipt als honing en het bulkt van de oplosmiddelen. Als je eerst een laag PVC-tape aanbrengt onder die afdichtingsproducten, kan je je connectors later nog recupereren. Om het helemaal goed te doen kan je ook best nog een laag PVC-tape over de zelfvulcaniserende tape aanbrengen: daardoor weerstaat die veel beter aan het zonlicht.


Ook handig is een set adapters om een bepaald type RF-stekker te kunnen aansluiten op een andere type, bijv. een overgang van PL-259 (F) naar N (M) - maar er bestaan tientallen verschillende combinaties.

Dergelijke stekkers en adapters koop je best op een hambeurs, daar zijn ze meestal veel goedkoper dan in de winkel, maar laat je niet vangen aan slechte kwaliteit. Op de foto hiernaast zie je bijv. een vernikkelde adapter van standaardkwaliteit ( één kant BNC ) en een verzilverde van professionele kwaliteit ( één kant N ). Soms vind je er tweedehandse uit de industrie die zwart geoxideerd zijn: dat zijn kwalitatief vaak heel goede met teflon-isolatie binnenin en een zilvercoating aan de buitenkant ( vandaar de zwarte aanslag ).

Als je toch op de radiomarkt bent, neem misschien nog enige dichtklappende ferrietringen mee. Je kan er niet alleen mantelstromen op je coax mee onderdrukken, ze zijn ook handig om je netsnoeren ( of die van je buurmans stereo ! ) mee te ontstoren…