20m/10m H-dipole / 3-el. Yagi

Aanvankelijk ging het in dit project om “iets draaibaars” voor 20m met wat meer bandbreedte en mooiere impedantie dan de eerder beschreven 20/10 combi dipool; een 10m dipool met aan de uiteindes een spoel waarvan de impedantie hoog is op 10m (dus werkt als trap) met een afhangend deel van ong. 1m. Ik wilde iets van maximaal 2 x 3m en dan met toploads.

Een voordeel van toploads is dat de typische impedantie van een open dipool (70 Om in theorie, 80 Ohm in de praktijk boven mijn dakkapel dak) wat verlaagd kan worden richting 50 Ohm. Oorspronkelijk ontwerp had een “hoofdstraler” van 2 x 3m en top capaciteit elementen van 2 x 1,84m. MMANA berekende een prachtige 50 Ohm impedantie in het midden van de 20m band en een SWR beter dan 1:1.5 over de hele 20m band. Omdat ik geen 25mm buis meer had, kon ik de hoofdstraler niet langer maken dan 2x 2.6m. Ik wilde toch aan de slag, dus de toploads maar wat langer gemaakt. MMANA berekende een impedantie dan tussen 35 en 40 Ohm uitkomen, op zich nog niet zo´n probleem, het ging even om het experiment.

In de praktijk bleek de impedatie, afhankelijk van de richting, tussen de 70 en 90 (!) Ohm te liggen, afhankelijk van de stand. Vermoedelijke oorzaak: de zinken rand van de dakkapel, ong. 3m x 5m x 3m, mogelijk zit er ook nog koolstof of metaal in de dakkbedekking? Uiteindelijk kwam ik op een straler van 2 x 2.45 en toploads (aan beide uiteinden) van 2x 2.38. Dat werkte prima op 20m.

Een tweede vakantieproject zou een 10m Moxon zijn, maar omdat de toploads zo dicht in de buurt kwamen van een 10m director, heb ik besloten om in het midden van de 20m H-dipool, een 10m dipool haaks op de 20m straler te plaatsen (dus parallel aan de 20m toploads), gevoed vanuit dezelfde (Daimond BU-50) balun. Het dipooltje is superlicht uitgevoerd (2 x 2m 10mm buis met daarin 60 cm 8mm buis geschoven) en middels Duplo legoblokjes op een alu hoekprofiel gemaakt. Vanaf de buisjes lopen twee draden van ong. 10cm naar de 20m H-dipool balun (zie foto). Het voeden van de 20m H-dipool én de 10m open dipool (met zowel voor als achter een director) bleek PRIMA te gaan. Ik had er wel op gehoopt, maar ik had het toch niet verwacht (veel van briljante verzinsels blijken de toets der praktijk vaak niet te doorstaan).

10m dipool met Lego Duplo blokjes

Die twee directoren zorgde voor iets meer bundeling zowel aan de voor- als aan de achterkant (ong. 1.5 tot 2 dB). Tja… de volgende stap laat zich laden. Eén van de toploads heb ik verlengd naar 2 x 2.55 (de dipool was 2x 2.47m). Om in de 20m H-dipool de balans weer een beetje terug te krijgen heb ik aan die kant de “hoofdstraler” iets korter gemaakt (ong. 2.4m). 20m werkte daarna nog steeds prima.

Voor 10m fungeert de 20m H-dipool nu als een boom met een director van 2x 2.38 op 2.45m afstand van de 10m dipool én een reflector van 2 x 2.55 op 2.4m van de 10m dipool. Op zich geen ideala Yagi, maar volgens MMANA toch niet verkeerd; ong. 6 dBd gain in de vrije ruimte, en een F/B verhouding van 10 dB. Toch een mooie bonus als je bedenkt dat ik daar eigenlijk maar één open dipooltje voor heb hoeven te plaatsen (ipv een complete 10m Moxon te bouwen).

Hier de antenne in volle glorie. Driepoot standaard is overigens ook homemade, sinds kort met nieuwe Daiwa rotor. Hoogte is ruim 10m AGL met redelijk vrij zicht naar alle kanten. Het lijkt een normale 3-el. yagi voor 10m, maar de “boom” en de buitenste elementen (de 10m director en reflector) vormen dus ook nog een H-dipool voor 20m.

20m H-dipole / 10m 3-el.Yagi

Na analyse met mijn RigExpert AA-54 bleek alles prima in orde. Hieronder het meest interessante grafiekje. De groene lijn is de X oftewel de imaginaire weerstand. Op de plek waar die 0 is, is de antenne resonant. De rode lijn is de “echte weerstand” en de blauwe lijn is de (samengestelde) impedantie. Op de resonantiepunten (X = 0) is de impedantie (Z) dus gelijk aan de reële weerstand (R). Zoals je kunt zien is dat het geval boven in de 20m band én midden van de 10m band. De impedantie blijkt daar bovendien op 20m precies 50 Ohm en op 10m iets onder de 50 Ohm.

RXZ diagram

Uiteraard leidt dat tot een prachtig SWR grafiekje. Ik zal niet ontkennen dat ik daar wel blij mee ben (geen tuner nodig, geen aanpassing nodig, geen kabelverliezen door misaanpassing). Of een antenne nu daadwerkelijk resonant moet zijn of niet daar lopen de meningen zeer over uiteen. In mijn situatie is ontvangst de beperkende factor en mijn praktijkervaring wijst uit dat ik met een resonante antenne toch net even wat meer hoor dan met een niet resonante antenne. Dat is bij mijn antenne ontwerpen dus altijd een eerste vereiste. Natuurlijk is het ook de sport om een resonante antenne te maken die bovendien een impedantie heeft die dicht in de buurt komt van 50 Ohm, en dat is deze keer mooi gelukt. Hier het SWR grafiekje:

SWR diagram

Resonantie midden in de 20m band en SWR beter dan 1:1.3 over de hele band. Op 10m resonantie iets onder 29 MHz (afhankelijk van de richting) en SWR beter dan 1:2 over bijna de hele band. Wanneer ik de antenne draai, zakt resonantiepunt én SWR dip naar beneden. Dankzij mijn dakluikje (zie “de 4e verdiepig”) kan ik makkelijk bij de antenne, ik meen dat ik de dipool nog iets langer heb gemaakt (was 2.45, is nu 2.47), de reflector heb ik ook nog 1 cm uitgetrokken (was 2.54, nu 2.55), de director heb ik gelaten zoals ie was (2.38). Het resonantie punt zit nu, afhankelijk van de antenne richting, tussen 28.300 28.600. Vanaf dat punt heb ik +/- 400 kHz en SWR van beter dan 1:1.5.

Nou… het is dus een keer gelukt! Niets nieuws onder de zon naar het schijnt, maar ik kan met mijn hand op mijn hart zeggen dat ik het allemaal zelf bedacht, berekend en gemaakt heb en dat geeft toch een heel goed gevoel. Het truukje van combineren van H-dipool en 3-el. Yagi schijnt ook te worden toegepast bij 20 t/m 6m OptiBeam antennes maar dan is de denkwijze andersom: het is juist eigenlijk een 3-el. beam; m.b.t. een extra draad vanuit het voedingspunt worden met de van de boom geisoleerde director en reflector een H-dipool voor 40m gemaakt. Hetzelfde principe maar dan juist andersom bedacht; behoeft aan een lagere frequentie; bij mij ging het juist om de H-dipool en heb ik de toploads “misbruikt” als reflector en director voor een Yagi.

Vandaag, maandag 24 september, ging het behoorlijk tekeer buiten. De superdunne elementjes (10mm, 8mm, 6mm) buigen mooi in de wind. Ik hoop dat het een beetje recht blijft. Een nadeel: de elementen zijn niet alleen resonant voor HF, maar ook voor LF; de straler produceren bij veel wind een lage toon van rond de 40 Hz. De dakkapel fungeert als klankkast en in het hele huis is een onheilspellend lage zoemtoon te horen. Opgelost met wat gaffa tap op de straler. Zojuist gehoord dat de reflector en/of director ook resoneren in de wind en een wat hogere toon veroorzaken; minder hinderlijk en alleen bij zeer veel wind, maargoed, toch niet helemaal de bedoeling. Ik overweeg om volgend jaar een wat stevigere versie te maken. Misschien juist gedach vanuit de 10m Yagi met een stevige vaste boom van ong. 5m lang en dan ook wat dikkere (16mm oid) elementen. Op die 10m Yagi kan ik dan de Optibeam truuk toepassen; vanuit het voedingspunt twee draden naar de van-de-boom-geisoleerde elementen om ook resonantie op 20m te krijgen. Even afwachten hoe dit bouwsel de herfst en winter doorkomt.

Oh… hoe het werkt? Tot nu toe PRIMA. Mijn SB-200 eindtrap is even uit de running dus ik werk “barefoot” met 100W. Het richteffect op 20m is vergelijkbaar met die van een dipool. Door de haakse toploads gaat dat weer een beetje verloren. Correct uitrichten scheel ong. één S-punt (6 dB), soms iets meer. Het verschil tussen voor- en zijkant zou theoretisch ong. 10 dB moeten zijn dus dat klopt wel. De H-dipool geeft goed uitgericht vrijwel altijd hardere signalen dan mijn double end-fed voor 80/40/20. Voor 20m is die antenne een hele golf dus zou daar dus ook wat versterking moeten geven (1 – 2 dB). De end-fed is nooit harder, in sommige gevallen even hard; volgens mij klopt dat wel. Op 10m had ik eigenlijk niets fatsoenlijks en ik heb in vrij korte tijd toch wel leuke verbindingen gemaakt met Zuid-Amerika. Recentelijk nog met een Braziliaan die met een 11 meter setje werkte (12W) icm een 10m Moxon. Zijn signaaltje was niet echt hard maar goed te verstaan, ik kreeg van hem een 5/9+10 op een (volgens hem) lazy S-meter HI. Jammergenoeg ben ik om één of andere reden vaak net te laat of te vroeg voor condities op 10m, laatste tijd ook weer druk met allerlei andere zaken, ik hoop dat het op 10m lekker loos gaat, ik ben er klaar voor HI.

One thought on “20m/10m H-dipole / 3-el. Yagi

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s