Sirtel mini beam 27A

Vlak voordat ik de Fritzel FB33 kocht, heb ik nog een interessante antenne op de kop getikt: een Sirtel mini beam 27 A, eigenlijk voor 11m. Er schijnen twee types te zijn; een uitvoering met aluminium elementen en loading coils en een uitvoering met glasfiber rods met een helicoil spoel, ik heb de versie met aluminium elementen. Het gaat om een lichte compacte 3-elements antenne, ik vermoed van Italiaanse makelij met best een mooie contructie. De elementhouders zijn van blauw kunststof en laten zich op een slanke (25mm?) boom monteren. Alleen de straler is te verschuiven, de director en reflector moeten op de uiteindes van de boom komen. De houder van de straler heeft een PL-aansluiting. De boom is 2.8m lang en de alle “benen” zijn op 1.3m voorzien van een 2.6 uH spoel (waarde berekend obv de volgende gegevens: 15 wdg, diameter 24mm, lengte 39mm). De verrassing waar ik pas later achter kwam: de elementhouders zijn zelf ook nog voorzien zijn van een spoel van ong. 0.7 – 1 uH (12 wdg, diameter 15mm, lengte 34mm):

Sirtel mini beam elementhouders
In alle elementhouders zitten spoelen

Sirtel mini beam elementhouder director / reflector
spoel in de elementhouder van de director en reflector

Sirtel mini beam elementhouder straler
Bij de straler staat de spoel parellel aan de kwart golf elementen

De totale lengte van de elementen komt door het gebruik van de spoelen uit op minder dan 4m, een mooie compacte antenne dus!

Ik heb aanvankelijk geprobeerd de straler als volgt te modelleren in MMANA: 2 x 1.3m van 15mm alu buis met aan beide uiteinden nog een lengte van 8mm alu buis met aan het begin een 2.6 uH spoel. Het uiteinde moest voor resonantie op 28.4 MHz een lengte van 51 cm hebben. In de vrije ruimte berekent MMANA dan een gain van -0.33 dBd, dat valt me nog alleszins mee. Ik had bij deze berekeningen nog géén rekening gehouden met de spoel in de elementhouder, die zou nog wel eens roet in het eten kunnen gooien. Zonder de middenspoelen ligt de berekende impedantie rond de 55 Ohm (full-size dipool impedantie is 75 Ohm), bandbreedte bij SWR beter dan 1:1.5 is 500 kHz. Helemaal niet verkeerd dus.

De spoel in de straler ga ik uit de elementhouder knippen. De impedantie van zo’n spoeltje ligt tussen de 80 en 120 Ohm en het zou wel eens de verklaring kunnen zijn waarom deze antenne ook wel een “dummy-op-een-stokje” genoemd wordt. Ik hoop dat de elementen zonder de “middenspoel” nog voldoende electrische lengte overhouden, volgens mijn berekeningen wel maar je weet het maar nooit. Bij de reflector en director wil ik de “middenspoel” eerst overbruggen met een stuk koperdraad, als dat goed werkt zal ik de spoel binnenin overbruggen.

Sirtel mini beam overbrugging spoel reflector / director
Overbrugging van interne “middenspoel” dmv koperdraad

De elementen leken mij behoorlijk lang in vergelijking met de berekende lengtes waarbij nog niet eens rekening was gehouden met de “middenspoelen”. Omdat de reflector en director niet instelbaar zijn in lengte,heb ik eerst wat met de straler getest maar ook die metingen zijn arbitrair vanwege de “middenpoel”, dat ga ik dus nog een keer opnieuw doen met verwijderde spoel.

Even uitgaande van de situatie zonder middenspoelen kom ik in MMANA maximaal uit op een gain van iets minder dan 5 dBd en een V/A verhouding van 22 dB (in de vrije ruimte). Dat is bij een vrijwel gelijke afstand tussen reflector, straler en director. De impedantie ligt dan rond de 30 Ohm, maar aangezien alle antennes tot nu toe boven mijn dakkapel een hogere impedantie blijken te hebben dan de berekende waarde, maak ik me daar geen zorgen over. Omdat de director en reflector geisoleerd zitten van de boom zou ik ook bij deze antenne het “H-dipool truukje” uit kunnen halen door vanuit het midden (parallel aan de boom, 20cm eronder) wat draad laat lopen naar de director en reflector. Er moet dan nog wel een spoeltje in van 1 – 2 uH (gewoon wat extra draad oprollen op een stukje gele PVC buis) in, afhankelijk van de plaatsing van de spoel. Er is resonantie te krijgen op 14.2 MHz. Berekende impedantie is dan vrij laag (25 Ohm) en bandbreedte is ook beperkt maar… het is natuurlijk een compromis dus beetje water bij de wijn is onvermijdelijk. De H-dipool geeft (berekende waarde) -0.6 dB tov een dipool in de vrije ruimte en toch nog wel enig richteffect haaks op de middendraad (ong. +6 dB tov zijkant) dus ook best leuk.

Inmiddels heb ik de middenspoel uit de elementhouder geknipt en de dipool even ingesteld op resonantiefrequentie 28.4 MHz. De uiteindes moesten iets langer, maar niet heel veel. De vorige keer was krijg ik wel een dip in de impedantie in de buurt van 50 Ohm, maar was er geen echte resonantie (geen fasedraaïng en Jx > 0). Dat is nu wel het geval:

SWR dipool zonder middenspoel
Keurige impedantiedip in de buurt van 50 Ohm op 28.4 MHz

Sirtel dipool RXZ diagram
Fase draait (0 graden in resonantiepunt) en X = Z op 28.4 MHz

In MMANA heb ik de maten van de dipool nu vrij exact ingegeven, zelfs het topstukje dat van 5mm materiaal is heb ik netjes ingevoerd. Dat maakt toch nog wel een 300 kHz verschil. De spoelen in de dipool zouden volgens MMANA bij die lengte 2.15 uH moeten zijn; een waarde die ik eerder al had berekend maar dat was nog met de “middenspoel” in de elementhouder. In de vrije ruimte doet de dipool dus maar -0.3 dBd, het verschil met full-size dipool is dus zeer beperkt. De loading coils maken de antenne iets compacter en het verlies van 0.3 dBd is te overzien.

Als ik MMANA nu even laat doorrekenen met de parasitaire elementen erbij (reflector 1.5m achter de straler en de director 1.3m voor de straler) is er een gain van iets meer dan 5 dBd te halen en een F/B ratio van bijna 23 dB. Met die parameters, is de impedantie echter behoorlijk laag, ongeveer 25 Ohm.

10m above real ground
Stralingsdiagram 10m boven “real ground”

vrije ruimte
stralingsdiagram in de vrije ruimte

Zoals gezegd meet ik boven mijn dakkapel (met aluminium rand) altijd aanzienlijk hogere impedanties dan ik bereken, dus ik hoop dat dat nu ook zo is. Ik stel de straler netjes in op resonantie. De reflector met eindstuk helemaal van 8mm buis (itt straler)  moet dan een halve cm langer zijn, de director ong. 5,5 cm korter. De huidige lengte van de director is slechts 1,80m dus daar zal een stukje 6mm buis inmoeten, ook dat zal ik modelleren, misschien moet er dan nog iets meer bij. Mocht de impedantie te laag uitpakken, dan ga ik optimaliseren op impedantie. De gain zakt dan naar 4.5 tot 4.6 dBd en de F/B ratio tot 15 – 16 dB. De impedantie gaat dan richting 40 Ohm.

And there she is:

Sirtel Mini Beam 27 A

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