Innovatieve Antenne-oplossing voor de Eemlijn Fietsboot

Voor het omroepsysteem aan boord van de Eemlijn hebben we een unieke en effectieve antenne ontwikkeld: de Skew Planar Wheel Antenna (rond de 860mhz). Dankzij dit zorgvuldig ontworpen exemplaar is er nu overal een betrouwbare verbinding mogelijk tussen microfoon en omroepinstallatie.

Waar eerst storingen of slechte dekking voor onmogelijke zorgden, zorgt voor deze antenne nu voor helder geluid en een stabiel systeem, bekende de plek aan boord. Zo wordt elke mededeling duidelijk gehoord en draagt deze slimme oplossing bij een prettige ervaring op het water.

Technische achtergrond van de Skew-Planar-antenne

De Skew-Planar-antenne (ook wel Skew-Planar Wheel) bestaat uit vier identieke lusachtige elementen die onder een hoek (“skew”) ten opzichte van het horizontale vlak zijn geplaatst. De lusachtige elementen zijn gelijkmatig over 360° verdeeld en worden in fase gevoed. Door deze geometrie ontstaat een circulair gepolariseerd stralingspatroon met een vrijwel omnidirectioneel karakter.

Werkingsprincipe en polarisatie

De circulaire polarisatie ontstaat doordat de horizontale en verticale veldcomponenten van de vier schuingeplaatste elementen elkaar in kwadratuur versterken. Afhankelijk van de draairichting van de elementen kan de antenne RHCP (Right Hand Circular Polarization) of LHCP (Left Hand Circular Polarization) uitstralen.
Dit maakt de antenne bijzonder geschikt voor communicatie met zowel verticaal als horizontaal gepolariseerde stations, zonder de typische 20 dB polarisatieverliezen die bij kruisende polarisaties kunnen optreden.

Stralingsdiagram en elevatiehoek

Het stralingsdiagram van de Skew-Planar is vrijwel rondstralend in azimut, met een relatief lage stralingshoek. Hierdoor is de antenne goed bruikbaar voor:

• FPV
• lokale VHF- en UHF-communicatie
• bakens
• repeaters
• mobiele en portable toepassingen

In vergelijking met eenvoudige verticale antennes vertoont de Skew-Planar minder energie recht omhoog, wat de effectiviteit voor grondgebonden verbindingen vergroot.

Een driedimensionale weergave van het stralingspatroon van de Skew Planar Wheel-antenne bij 435 MHz. De stralingsgrafiek is gegenereerd met de MMANA-GAL Antenna Analyser-software.

Frequentiebereik en SWR

Een belangrijk voordeel van dit ontwerp is de brede bandbreedte. De Skew-Planar-antenne heeft doorgaans een lage SWR over een relatief groot frequentiebereik, waardoor hij tolerant is voor kleine bouwafwijkingen en geschikt is voor meerdere toepassingen binnen één band.
Dit gedrag lijkt sterk op dat van de Big Wheel en cloverleaf-achtige ontwerpen, maar met een gunstigere combinatie van circulaire polarisatie en lage elevatiehoek.

Vergelijking met verwante antennes

• Lindenblad-antenne
  Ook circulair gepolariseerd en met lage stralingshoek, maar mechanisch complexer en minder compact dan de Skew-Planar.
• Big Wheel-antenne
  Horizontaal gepolariseerd en zeer geschikt voor vaste stations op VHF/UHF, maar minder flexibel bij communicatie met verticaal gepolariseerde of mobiele stations.
• Cloverleaf-antenne
  Veel gebruikt bij FPV en satelliettoepassingen. De Skew-Planar deelt het principe van circulaire polarisatie, maar is beter geschikt voor vaste opstellingen en lokaal grondgebonden verkeer dankzij het stralingsdiagram.

Mechanische opbouw

De antenne is relatief eenvoudig te bouwen uit aluminium of koperen buis/draad.
Door de symmetrische opbouw is de antenne mechanisch stabiel en goed bestand tegen weersinvloeden, wat hem geschikt maakt voor langdurige buitenopstelling.

Praktische bouwbeschrijving (2 meter en 70 cm)

Algemeen

De Skew-Planar-antenne bestaat uit vier identieke elementen die symmetrisch rond het voedingspunt zijn geplaatst. De elementen staan onder een vaste hoek ten opzichte van het horizontale vlak (meestal 30–45°). Alle elementen worden in fase gevoed, wat essentieel is voor de circulaire polarisatie.

De antenne kan zonder aanpassingen worden gebouwd voor zowel 144 MHz (2 m) als 430 MHz (70 cm).

Afmetingen en maatvoering
De Skew-Planar Wheel is opgebouwd uit vier identieke, schuin geplaatste lussen. De exacte afmetingen van deze lussen zijn sterk afhankelijk van de gekozen geometrie, draaddiameter en werkfrequentie. In tegenstelling tot kwartgolf-antennes is de fysieke draadlengte per lus aanzienlijk groter dan een kwart golflengte.

Om die reden zijn eenvoudige λ/4-rekenregels niet toepasbaar op dit antennetype. Voor het bepalen van de maatvoering kan gebruik worden gemaakt van gespecialiseerde calculators voor lus-antennes, zoals Cloverleaf-ontwerpen, of van praktische metingen en afregeling.

---

---

Materialen

• Aluminium of koperen buis/draad (6–10 mm voor 2 m, 3–6 mm voor 70 cm)
• Isolatiemateriaal voor het voedingspunt (PVC, teflon, plexiglas)
• SO-239 of N-connector
• 50 Ω coaxkabel
• Eventueel een kleine mast of montagebeugel

---

Voeding en afregeling

Voeding en afregeling
De Skew-Planar Wheel wordt gevoed op één centraal punt, waarbij alle vier lussen parallel zijn aangesloten. De kern van de coaxkabel is verbonden met de overeenkomstige aansluitpunten van alle lussen
Voor extra stabiliteit kan een choke (bijv. 5–7 windingen coax op Ø 10 cm) vlak onder het voedingspunt worden aangebracht.

Een goed gebouwde Skew-Planar laat meestal een SWR < 1,5 zien over een groot deel van de band, vaak zonder verdere afregeling.

---

Vergelijking met verwante antennes

Antenne	Polarisatie	Stralingspatroon	Voordelen	Nadelen
Skew-Planar	Circulair (RHCP/LHCP)	Omnidirectioneel, lage elevatie	Werkt met H & V, brede band, eenvoudig	Iets complexer dan verticaal
Big Wheel	Horizontaal	Omnidirectioneel	Ideaal voor vaste H-stations	Minder geschikt voor V/mobiel
Lindenblad	Circulair	Omnidirectioneel, lage elevatie	Zeer goede CP-eigenschappen	Mechanisch complex
Cloverleaf	Circulair	Meer omhoog gericht	Populair bij FPV/satelliet	Minder geschikt voor lokaal verkeer
¼-golf verticaal	Verticaal	Omnidirectioneel	Simpel, goedkoop	Polarisatieverlies bij H-stations

De Skew-Planar vormt daarmee een uitstekend compromis tussen prestaties, bouwgemak en flexibiliteit in polarisatie.

---

Historische context (1963 – heden)

Het Skew-Planar-ontwerp werd voor het eerst geïntroduceerd in 1963, in een periode waarin radioamateurs actief zochten naar antennes met:

• lage stralingshoek
• omnidirectioneel karakter
• verbeterde compatibiliteit tussen verschillende polarisaties

In tegenstelling tot de Lindenblad-antenne, die vooral in professionele en satelliettoepassingen werd gebruikt, bleef de Skew-Planar lange tijd relatief onbekend. Het ontwerp verdween grotendeels uit de amateurliteratuur en werd zelden systematisch geanalyseerd.

Pas vele jaren later, onder andere dankzij herontdekte documentatie en praktijkexperimenten door radioamateurs, kwam de Skew-Planar opnieuw onder de aandacht. Moderne toepassingen zoals:

• VHF/UHF-bakens
• repeaters
• mobiele en portable stations

laten zien dat dit klassieke ontwerp nog steeds uitstekend voldoet aan hedendaagse eisen.

Dat dit antennetype nu opnieuw wordt gebouwd, getest en beschreven, sluit mooi aan bij de traditie van radioamateurs: oude ontwerpen nieuw leven inblazen en verbeteren met moderne meetmethoden.