Endfed 80/40/20 versie III

Ook mijn zelfbouw endfed voor 80/40/20 was niet helemaal meer wat het zou moeten zijn en hing bovendien niet zoals ik wilde. Afgelopen weekend deze dus ook maar eens naar beneden gehaald. Met de RigExpert AA-54 had ik een nauwkeurige meting gedaan van 3000 kHz tot 14500 kHz en de resultaten geëxporteerd en in Excel geladen. De meter meet feitelijk niet meer dan de R (reële weerstand) en de X (imaginaire weerstand) bij een bepaalde frequentie. Ik heb inmiddels de lerarenopleiding wiskunde afgerond en begrijp inmiddels wat meer van complexe getallen en weet dus ook hoe je de absolute waarde van R + Xi moet berekenen en met de inverse tangens is ook het faseverschil te berekenen. Feitenlijk de hoek die de vector maakt wanneer je het complexe getal tekent in een assenstelsel met een Re en Im as. Ik heb altijd gedacht dat die absolute waarde, in de bijbehorende software wordt dat |Z| genoemd ook daadwerkelijk de impedantie was die de transceiver zag, maar het blijkt toch nog wel wat complexer te zijn dan dat. Gelukkig was op internet de formule te vinden waarmee je de SWR kunt berekenen op basis van R en X. Ook las ik op internet dat je eigenlijk geen faseverschil, wanneer X = 0 dan dan je dat ook niet, dat is blijkbaar de verklaring dat de antenne resonant is bij X = 0. Nou goed, moeilijke materie die mijn pet toch wat te boven gaat.

Analyse van de resultaten gaf wel aan dat er resonantie was bij 3.563 kHz. De R is daar 18 Ohm, de X bijna 0, |Z| is dan ook 18 Ohm en dat geeft een SWR van 1:2.8. Vreemdgenoeg vond ik ook resonantie op 4.817 MHz met een R van 6.3 (en X=0), een berekende SWR van 1:8. Geen idee waar dit vandaan komt, ik heb besloten om het domweg te negeren. Hieronder een lijstje waar de AA-54 resonantie (X=0) lijkt te zien:

3.563, R=18, SWR 1:2.8
4.817, R=6.3, SWR 1:8
6.335, R=214, SWR 1:4.3
6.795, R=36.3, SWR 1:1.4
9.015, R=7.3, SWR 1:6.8
10.717, R=231.3, SWR 1:4.6
12.223, R=28.1, SWR 1:1.8
12.925, R=71.4, SWR 1:1.4
13.971, R=19.1, SWR 1:2.6

Een heel vreemd lijstje. Ik vermoed dat de frequenties die dicht in de buurt van de 80m, 40m en 20m zitten, wel “echte” resonantie is. De andere frequenties zijn misschien vreemde harmonischen? Verder zitten er in de antenne twee traps, voor 20m en voor 40m, op lagere frequenties gaan die zich inductief gedragen en op hogere frequenties juist capaciteit, ik vermoed dat er zoiets speelt. Ik ga er maar even van uit dat de hoogste resonantie frequentie wel klopt, het ging om 10.15 meter draad aan de autotrafo gevolgd door een 20m trap die resoneert op 14.357 MHz (kon ik mooi even meten). Het stuk draad is dus te lang, en de impedantie is te laag. Op lagere frequenties gaat de spoel van die trap zich inductief gedragen en wordt de impedantie van de 40m trap, ong. 7 meter verderop steeds hoger, dat is wellicht een verklaring voor de gemeten resonanties op frequenties tussen 20m en 40m. Die 10.717 zal wel een 3e harmonische zijn van 3.563 trouwens. Die te lage impedantie, ook op 40m en 80m is trouwens wel verklaarbaar.

De autotrafo stamt nog uit de tijd dat ik een Acom 1011 eindtrap gebruikte. Voor mijn huidige setup met 100W een beetje overdreven. Om meer vermogen aan te kunnen, gebruikte ik twee FT240-43 toroids en een wikkelverhouding van 3:21 omdat ik destijds een optimum wilde bij 80 met mogelijkheid voor 40 en 160. De trafo is gewikkeld met dik enameled draad en had geen enkele  moeite met 400W, zelfs niet wanneer ik langere tijd achter de set zat zoals tijdens de PACC. Overigens heb ik nooit last gehad van RF in de shack, instraling, storing of andere ellende, discussies over al dan niet vereiste tegencapaciteit probeer daarom tegenwoordig maar gewoon te negeren. Het werkte prima.

IMG_20180131_130820025

Zoals u kunt zien, ben ik niet zo’n handige Harry. Het berekenen en experimenteren dat vind ik leuk, maar netjes gaatjes boren en afwerken van zo’n kastje, dat is niet aan mij besteed. Ik kan het niet, heb er ook niet de middelen (en het geduld) voor. Om die reden, het voelt wel een beetje als zwaktebod, heb ik besloten om een 1:49 autotrafo te bestellen bij http://www.communicationworld.nl, de 450W versie. Ik heb nog even gedacht aan het “bouwpakket” maar ik wil de trafo gewoon eens goed en netjes hebben, bovendien gun ik de eigenaar, Hans Dijkerman (PE1RNU), de omzet wel. Ik vind dat hij een mooie winkel heeft met veel bruikbare spulletjes voor redelijke prijzen, dat moeten we koesteren. De trafo zit in een prachtig IP57 Fibox kastje mét drukstabilisator, geen idee waar het voor is maar het klinkt in ieder geval goed. Een berichtje met wat vragen naar communicationworld werd ook vlot beantwoord door Hans, prima service! De 450W versie blijkt een 2:14 wikkelverhouding te hebben en is gewikkeld op een FT240-43 toroid met daar binnenin een FT140-43 toroid; slim! Het gaat mij niet zozeer om het vermogen, maar om het feit dat je voor een optimum op de lage banden, iets meer inductie nodig hebt voor de primaire wikkeling van het autotrafo, ik denk dat dit een mooi compromis is. De komende tijd zullen de meeste verbindingen toch op 40m en 80m gemaakt worden, ik dacht ook al een beetje vooruit aan de komende PACC contest.

Uit schuldgevoel (koopamateur) heb ik me wel voorgenomen om de traps eens wat netter te maken en ook voor de ophanging en het afstellen heb ik wel nieuwe ideeën. De oorspronkelijke 20m trap bestond uit 20 “vierkantige” windingen van 0.6 mm lakdraad op een Fritzel isolator met daarmee parallel twee Russische 10 pF 10kV C’s parallel (20 pF totaal dus). Met een loopje aan de RigExpert AA-54 meet ik resonantie 14.357 MHz. Tikje aan de hoge kant dus, maar ik las ooit eerder dat traps efficiënter zijn wanneer ze juist NIET resonant zijn in het werkgebied en een voldoende hoge impedantie hebben om te sperren wanneer er juist resonantie is iets boven of ander het werkgebied. Het artikel werd onderbouwd met allerlei metingen en zag er gedegen uit. Ook die materie gaat mijn pet te boven, ik heb maar besloten om het verhaal voor waarheid aan te nemen, je moet toch wat.

IMG_20180131_141844140

De 20m trap, laat ik gewoon zoals ie is, maar ik ga wel netjes gaatjes boren waar RVS M4 boutjes inkomen en zowel aan de spoel, als aan de antenne draad kabeloogjes maken (hiervoor was de antennedraad aan de spoel en parallel C’s gesoldeerd). Op die manier ben je toch wat flexibeler mocht je iets willen veranderen of vervangen. Ik heb het eerste stuk draad voor 20m ook al ingekort tot 10m lengte, dat is aan de korte kant maar ik wil aan de onderkant van de trap (met een draadoogje), nog een staartje naar beneden laten hangen. Wanneer ik dan moet afregelen op 20m, is het een kwestie van het staartje bijknippen i.p.v. steeds de “hoofddraad” aan te passen. Mijn LCR meter lijkt spoelen met een relatief lage zelfinductie niet bepaald nauwkeurig te meten, maar berekend zou de spoel trouwens een zelfinductie van ongeveer 6.1 uH moeten hebben (ik meet 7.8 uH).

IMG_20180131_103440667

 

De 40m trap was op soortgelijke wijze gemaakt, maar dan met ong. 40 windingen en drie ceramische 6 kV C’s van 68 pF in serie, ong. 23 pF dus. Een vuistregel voor een bruikbare trap is dat je als capaciteit in pF ongeveer de golflengte moet nemen. Ik heb bewust gekozen voor wat meer inductie en minder capaciteit omdat ik de totale lengte wilde beperken maar daar heb ik nu een ander plannetje voor. De spoel bestaat nu uit 26 windingen van iets dikker lakdraad (1mm dacht ik), ik meet met een lusje aan de AA-54 resonantie op 7.126 MHz, bij een capaciteit van 68 pF (ik meet 70) zou de spoel zo’n 7.1 uH moeten zijn (ik meet 12 hmmm). Die 40m trap gaat zich op lagere frequenties inductief gedragen, de inductie bij de oude trap was 21.8 uH, nu dus een stuk minder, totale inductie in de de antenne aan spoelen was op 80m ong. 28 uH en is nu dus nog maar 13 uH. Het is een beetje techniek van de kouwe grond, maar minder spoel en meer draad geeft vast meer bandbreedte en wat meer rendement lijkt me.

IMG_20180131_103526760

De antenne loopt vanaf een driepoot op het dak van mijn dakkapel (ong. 10m hoogte naar een boom achter in mijn tuin op ong. 27m afstand. In die boom, die staat wat lager dan het huis, heb ik op ong. 7m hoogte een katrolletje hangen. Voorheen, toen de antenne alleen een 40m trap had, moest de antenne draad door het katrolletje. Niet handig want dan moest ik met de ladder de boom in, draad door katrol, dan de isolator er aan. Met de huidige trap configuratie, is dat niet nodig, de isolator komt nu netjes voor de katrol. Nadeel; minder electrische lengte dus minder rendement én bandbreedte op 80m. Vroegere versies met aan het eind zelfs een soort V-constructie naar twee kanten weggespannen, werkten beter. Ook dat wilde ik eigenlijk weer. Ik heb besloten om aan de 40m trap ook een “staartje” te maken, maar ik wil ook minder inductie in de trap en meer fysieke lengte. Voor de nieuwe trap heb ik vier ceramische 6 kV 68 pF traps serie-parallel geschakeld, komt dus weer uit op 68 pF maar dan 12 kV, dat moet genoeg zijn voor 100W. Door de katrol in de boom komt alleen maar een stevig touw en vlak voor de boom monteer ik in het laatste stuk draad een isolator. Met de katrol trek ik, vrijwel horizontaal, het grootste deel van de antenne strak. Na de isolator komt nog een stuk draad (ik gok een meter of twee a drie) dat ik – ook weer als een soort staart – naar beneden laat hangen en “losjes” opspan vanaf de voet van de boom. De hoek van ong. 95 graden die de de antennedraad voorheen maakte door de katrol is te groot, als het hard waait en de boom begint wat te bewegen, dan komt er teveel kracht op en breekt de draad. Er staat met voorgaande principe geen spanning meer in die hoek, ik hoop dat de boel zo wat langer heel blijft. Ander voordeeltje is dat ik aan de vertikale “staart” ook nog een spoel van 200 uH kan knopen en nog een stukje draad om een beetje resonantie op 160m te krijgen. Dat is maar een bonusje, hoeft niet geweldig te werken maar is toch een leuke bijkomstigheid als het lukt maar eerst maar eens de boel goed krijgen op 20, 40 en 80.

Het is nu even wachten op de levering van Conrad (kabeloogjes) en communicationworld. Ik hoop de komende week de boel “af” te maken. Ik begin dan eerst met de 10m draadlengte voor resonantie op 20m en daarachter nog een 7m draad, de oude lengte tot de 40m trap. Dan eerst de boel netjes afregelen op 20m. Als dat gelukt is, maak ik de draad na de 20m trap wat korter en komt de 40m trap erbij met een staartje. Daarachter weer de oude lengte draad voor resonantie op 80m. Die lengte zal nu niet voldoende zijn, maar voor het afregelen van 40m is dat even niet van belang. De draad komt wel netjes uit tot voor de boom, dus daar komt dan een isolator. Wanneer 40m is afgeregeld, komt er aan de isolator voor de boom nog een staart voor resonantie op 80m. Wanneer dat allemaal lukt, dan wellicht aan die staart nog een dikke spoel van 200 uH met nog een stukje draad voor resonantie op 160m maar dat is voorlopig nog even toekomst muziek. Ik houd u op de hoogte.

 

Advertenties

Nieuwe trap voor 80/40 end-fed

Paar weken geleden was de end-fed draad naar beneden gekomen. Gaatje te dicht bij de rand van de PVC buis geboord. De 40m coax trap gaf op 80m wat weinig inductie waardoor er eigenlijk net iets meer draad achter moest dan ik weg kon spannen. Tijd voor ander idee; een “gewone” LC trap met iets meer inductie dan de coax trap (ong. 3 uH). Aanvankelijk was ik van plan om kleine blauwe ceramische C-tjes met 20 kV rating te gaan gebruiken, maar na wat onduidelijke antwoorden op zendamateur.com werd het me toch duidelijk dat dat niet zou gaan werken. Hoe het precies zit weet ik niet, maar het is me wel duidelijk geworden dat het “vermogen” van een condensator in deze situatie wel van belang is en de kleine blauwe C-tjes zijn niet geschikt voor QRO. Gelukkig op eBay in Bulgarije voor slechts $9 twee 68 pF doorknobs gevonden, max. 15 kV en 14 kVAr (dat is de “power rating”). Verzendkosten $3 dus voor iets meer dan een tientje klaar!

68 pF 15 kV 14 kVAr doorknobs

Samen met een spoel van iets meer dan 7 uH zou die moeten resoneren rond de 7.4 MHz (een trap moet niet resonant zijn op de werkfrequentie omdat dan de verliezen hoog zijn). Uiteindelijk heb ik, omdat ik toch iets inductie wilde voor 80m, gekozen voor een spoel van 8.5 uH; 11 wikkelingen 1.8mm enameld draad op een 50mm PVC buis. Samen met de 68 pF doorknob, resoneerde het volgens mijn Kenwood griddipper iets onder de 7 MHz, perfect!

Hoeveel draad er nu achter moest, daar had ik geen notie van. De wens is de meester van de gedachte; dus een stuk van 8m dat ik nog had liggen aangekoppeld. Eerste meting: gelijk BINGO op 40m, maar toch nog wat te weinig draad na de trap, resonantie ergens rond de 4.2 MHz. Daarom nog een stuk draad van 2m aangekoppeld, netjes met oogjes en RVS bootje omwikkeld met zelfvulcaniserend tape. Dat werd al beter, maar helaas nog net iets te kort voor 80m:

3.4-7.4 MHz

De dip op 40m ligt vrijwel in het midden van de band. Zou eigenlijk nog ietsepietsje hoger mogen, maar ik ga er niet meer aan rommelen. Over vrijwel de hele band heb ik een SWR die ruimschoots beter is dan 1:1.7 dus niets te mopperen lijkt me. Misschien, heeel misschien maak ik de draad voor de trap ooit nog wel een stukkie korter. Dan heb ik SWR beter dan 1:1.5 over de hele band.

7-7.2 MHz

Op 80m is het dus nog niet goed. Ik kan eigenlijk niet meer draad wegspannen, dus wil op het punt waar nu het extra stuk draad gekoppeld is, TWEE draden van ong. 2.5m bevestigen. Het “staartje” van de 80m draad wordt dan een inverted V. Je zou het ook kunnen zijn als “top loading”. Het einde wordt dus een V-vorm.

3.7-4 MHz

Ik weet uit de praktijk dat een V van 2x2m draad ong. hetzelfde effect geeft als een enkele draad van ruim 3m, dus daar zou ik het net mee moeten halen, toch maar gelijk even geprobeerd:

3.45-3.85 MHz

Kijk, da’s beter. Bijna midden in de 80m band en SWR beter dan 1:2 over een bandbreedte van ong. 260 kHz. Dat heb ik wel eens anders gezien op 80m HI

Oh… toen toch ook maar even nog naar 20m gekeken en verrek, ook daar is de draad bruikbaar. Ik heb iets draaibaars (Butternut HF5B én FB13) voor 20m, maar ik heb al eerder gemerkt dat de draad soms wat minder storing oppikt en het soms zelfs beter doet. Is natuurlijk een hele golf, dat zal de verklaring zijn.

3-16 MHz

Resonantie net iets onder de 20m band. In de autotrafo zitten twee 100 pF capjes parallel, misschien moet ik daar nog eens mee spelen. De 40m trap is op 20m natuurlijk geen sper meer (8.5 uH is niet voldoende), ik vermoed dat het geheel als een electrische dubbele golf werkt, maar zeker weten doe ik dat niet. Misschien haal ik de C-tjes in het doosje eens los, kijken wat er gebeurt. Ook op 10m een dip in SWR, of daar ook daadwerkelijk resonantie is betwijfel ik ten zeerste maargoed, het is heel moeilijk om een antenne te maken die niet straalt en als de impedantie dan ook nog eens beetje in de buurt van 50 Ohm zit, dan is het vast wel te gebruiken. Ik doe niets op 30m, maar het is een leuke bonus.

Oja, en voor de azijnpissers; ja ik weet dat de grafiekjes SWR tonen en dat dat los staat van het al dan niet in resonantie zijn (dat is overigens ook weer niet helemaal waar maargoed, laat ik daar nu maar niet op ingaan). Uiteraard controleer ik ook altijd even de RXZ grafiek en daar zie je heel duidelijk resonantie op 80m, 40m en net even onder de 20m. Je ziet overigens ook dat er op 30m géén resonantie is. De antenne heeft daar wel een “tune-bare” impedantie dus het zal heus wel iets doen, maar zoals gezegd doe ik weinig tot niets op 30m.

3-16 MHz RXZ

Ik ben bijzonder in mijn nopjes met deze antenne. Heb er ook al even wat vermogen in gestopt en geeft geen krimp. Nog even een V-tje aan de staart maken en dan kan ik op 80m ook weer uitkomen. Leuk hoor!

Multi/any band end-fed info added

On my home QTH is use a 80/40 multiband end-fed antenna and I get GREAT reports. This end-fed antenna is very popular in the Netherlands because its commercially marketed by PA3EKE. Many international stations are interested in this antenna so I put some English info on my pages. Check menu “Antennes” and then check the multi / any band endfed page. If you’re not interested in building the antenna yourself, I highly recommend the PA3EKE version; they are very well built, fairly priced and use top quality parts and materials. If you want to build one yourself, there’s plenty of info on this page. Building the highly efficient end-fed is easy and fun! If you have any questions, don’t hesitate to drop me a line or reply to the page.

80/40 end-fed aangepast

Ik heb vandaag de 87 uH spoel van de end-fed vervangen door een coax trap. Motivatie was een combinatie van nieuwsgierigheid en luiheid. Coax trap is wel héél erg makkelijk te maken. Had geen zin om spoel van draad te maken; is toch weer een gedoe. Coaxtrapje is zo gemaakt (ik had het overigens nog nooit gedaan). Op de website van Tone Field (VE6YP) staat een duidelijke bouwtekening maaarrrr… kun je ook software downloaden om coax trap te berekenen. Enfin, zo is de constructie:

En zo ziet het programmaatje er uit. Je geeft zelf de frequentie in, de “form diameter” (kern-kern diameter van de spoelvorm, meestal een stuk PVC pijp) en coax diameter en capiteit per meter en het programma berekent hoeveel wdg je moet leggen met netjes de data erbij; o.a. ook de lengte coax die je moet afknippen (doe voor de zekerheid maar 10 – 20 meer, ik had dat ook gedaan en kwam bijna nog wat te kort). Heel handig programmaatje! Je kunt ook een type coax kiezen (heb ik gedaan, gewoon de eerste RG58) dan wordt automatisch diameter en capaciteit per meter ingevuld.

Via deze link kun je de software downloaden: http://www.qsl.net/ve6yp/coaxtrap.zip

Ik heb een trap gemaakt voor 7.5 MHz op een 42 mm spoelvorm (40mm PVC buis). Daarvoor moesten er ong. 10 wdg op de buis (plaatje hierboven klopt hier niet mee, dat is slechts een voorbeeld van de website van VE6YP). Bij nameten met dipmeter vond ik een dip op 8 MHz, iets te hoog maarja, werkt toch wel. Volgende versie één wdg meer en dan is ie prima denk ik.

Verder heb ik op de schoorsteen mijn GFK mast gezet, bovenste 3 topdelen weggelaten dus ong. 7m hoog. Vanaf de autotrafo gaat de draad nu eerst 7m omhoog (ong. 16m AGL), en pas dan schuin naar beneden naar de boom achter in mijn tuin (ong. 26m verderop). De coax trap zat ong. na 20m draad en na de trap had ik 9m draad geknoopt. Dat was maar een gokje, ik had dat stuk toevallig nog liggen. Meting met de AA-54 gaf resonantie op 7.3 MHz, te hoog dus en op 4 MHz, veel te hoog. Jammer maar dat was wel te verwachten. Het stuk draad voor de spoel moet dus nog wat langer en het stuk na de spoel moet ook een meter of 10 zijn. Komt wel een keer goed. De truuk met de GFK mast is denk ik ook niet echt handig; ondanks dat het midden van de draad nu flink hoog hangt, staat de mast behoorlijk krom als ik de draad een beetje leuk aanspan. Ziet er eigenlijk niet uit, naja, morgen nog maar even kijken bij daglicht. Ik zit een metertje of wat boven de vergunningsvrije situatie maar ach, volgens mij is de mast 4,99m vanaf het snijpunt met het dak en als ze het niet geloven moeten ze het maar na komen meten (haal ik er ‘s-avonds wel een deeltje tussenuit HI). Ik had al een smoesje bedacht voor de ambtenaar; “oh dat? da’s geen antenne, da’s een hengel. Ik hou van vissen (ik woon ook echt aan een “visput”) en ik vind het daarom leuk om een hengel op mijn huis neer te zetten, dat mag toch wel?”). Nouja… leuk weekendje… Oja, vanmiddag nog even feest gevierd op 10m en nog met China gewerkt, kicken!