70 CM OMNI SLEEVE ANTENNA

(FURTHER: COLLINEAR VERSION AND 2 m/70 cm VERSION)

 Met een eenvoudiger collineair systeem.

 

 

INLEIDING

Experimenteren met antennes is leerzaam, ook leuk om te doen en een handzaam formaat verkrijgt men door een hoge frequentie te gebruiken.

In een XENOS winkel zag ik toevallig een RVS lepelhouder met een geschatte lengte van 17 cm, een geschikte afmeting voor een 70 cm antenne. Later bleek het iets langer (178 mm) te zijn, maar goed bruikbaar om met een fietspomp antenne («fig Sperrtopfantenne, sleeve dipole) aan de gang te gaan. Overigens als men twee blikjes van 300 ml of 425 ml aan elkaar soldeert en van de bovenste eerst de bodem verwijdert, heeft men een "sleeve" van 17 cm.

De RVS lepelhouder heeft mijn voorkeur omdat bij plaatsing buitenshuis het beter weerbestendig is en het regenwater door de gaten in de bodem leeg loopt. Het schijnt dat IKEA ook een assortiment RVS lepelhouders heeft.

EXPERIMENTEN

Aanvankelijk («fig) werd geëxperimenteerd met een gamma match, maar al snel kwam de gedachte op de antenne rechtstreeks te voeden om eens na te gaan hoe de SWR zou uitpakken. Een blauwe te lange installatiedraad werd direct aan het BNC chassisdeel gesoldeerd. Door steeds een halve centimeter af te knippen ging de SWR naar een verrassend lage waarde. In een later stadium werd de draad vervangen door een telescoop antenne van een draagbare radio, zodat het vinden van de juiste lengte een stuk eenvoudiger was. Afhankelijk van de mechanische constructie van lepelblik met antennestaaf of draad, chassisdeel en isolator, kan men een SWR = 1.2 bereiken met een antennelengte van 32.5 - 35 cm. Het is niet onwaarschijnlijk dat het u lukt om zelfs SWR = 1 te verkrijgen.

Bij testen met twee tegenstations en een aantal repeaters bleek, in vergelijking met een aantal andere zelf gebouwde verticale antennes, de antenne buitengewoon goed te werken. Naar mijn idee ontstaat er een behoorlijk vlakke rondom straling door het relatief grote formaat van de lepelhouder als mof.

COLLINEAIR

Omdat ik benieuwd was naar het effect of werking van een collineair systeem werd verder («fig) geëxperimenteerd met een ¼ golf haarpin om twee ½ golf dipolen in fase te voeden. Zo gezegd zo gedaan, maar helaas de SWR werd er niet beter op! Het veranderen van de lengtes van de dipolen hielp ook niet om de oorspronkelijke SWR van de eerste Sperrtopfantenne terug te brengen.

Ook het "oprollen" (fig») van de stub of haarpin bracht geen verbetering en zelfs extra werk. De afmeting was daardoor elektrisch te lang en moest ingekort worden om weer in resonantie te komen.

Het testen met een spoel van blauw installatiedraad als fase draaier was de volgende stap. Door een "cut and try" methode werd de juiste zelfinductie gevonden («fig) om de zaak in het gareel te brengen. Spoel: 7½ windingen om een 10 mm boor. Wat bleek, de lage SWR was weer terug! Dat gaf reden tot nadenken, waarom was de SWR slechter met de haarpin. Uiteindelijk kom ik tot de volgende verklaring die ik vooralsnog niet in andere publicaties gezien heb.

Conclusie: De haarpin vergroot de capaciteit (C) tot het reflecterende oppervlak waardoor de resonantie of impedantie van de antenne verandert.

Antenne testen

Fase1.

Fase2.

Fase3.

De draad werd vervangen door 1 cmØ Aluminium buis.

 

De spoel is gemaakt om een 10 mm boortje met 2 mmØ geëmailleerd draad, is 2 cm lang en heeft 7 windingen. De SWR kan eventueel nog verbeterd worden door de windingen uit te rekken of samen te drukken. De twee dipolen zitten gelijmd om een glasvezel epoxy staafje waar de spoel overheen komt. Tenslotte werd de constructie weerbestendig gemaakt door overtrekken met zwarte krimpkous. Alvorens dat te doen werd eerst aan beide zijden de Alu buis van een laag contactlijm voorzien. Als extra werden nog een paar lagen zwarte bumperspray (fig») op de krimpkous gespoten. Deze lak is bedoeld voor kunststof bumpers. Al mijn antennes worden daarmee behandeld, omdat na jaren buitenshuis gebleken is dat het een goede bescherming biedt.

EENVOUDIGER COLLINEAIR

De middelste en rechtse antenne deden het evengoed.

Toch nog iets anders geprobeerd. De redenering was dat de lepelbak als mof (stub of "haarpin") in feite een halve golf gevouwen element is dat weinig of niet straalt. Wanneer mof en straler in fase gevoed worden, zou de straling dan vlakker zijn? De spoel werd ertussen als fasedraaier (fig») aangebracht en inderdaad bleken dichtbij repeaters een zwakker signaal te geven en verre repeaters werden sterker. Dit alles in vergelijking met de links getekende antenne. Het resultaat was eigenlijk heel frappant en vergelijkbaar met de collineair (fig») op de foto!

VERSTERKING?

Naar aanleiding van experimenten met de collineaire fietspompantenne en de hierboven getekende omni collinear heb ik sterke twijfels over de "gain" die men claimt voor dergelijke boven elkaar in serie gevoede ½ golf elementen.   Wat is namelijk het geval? Elke volgende dipool krijgt zijn signaal toegevoerd via de vorige straler en dat wordt steeds minder ten gevolge van diverse verliezen. Dat kan men gemakkelijk aantonen met een oplichtende fluorescerende TL buis. Al bij de tweede dipool is dat beduidend minder en ook het beetpakken van de derde of volgende dipool heeft geen effect meer op de SWR. Anders is het denk ik als boven elkaar geplaatste ½ dipolen elk apart gevoed worden.

 

In de proefopstelling hiernaast kunt u zien hoe de lichtopbrengst afneemt naarmate de TL buis naar boven verplaatst wordt. Er is een aanmerkelijk verschil tussen onder (test3) en boven (test4) de spoel. Zelfs als men met een metalen draad de bovenkant aanraakt, verandert de SWR nauwelijks merkbaar. In het midden van de bovenste dipool doofde het licht. De TL buis was niet meer aan te krijgen als daarmee de top van de antenne aangeraakt werd.

De spoel als fase draaier werkt in feite als een verkorte ½ golf "dipool". De antenne kan men dus beschouwen als drie in serie geschakelde ½ golf elementen.

Gezien de testresultaten denk ik dat meer dan twee in fase gevoede en in serie geschakelde ½ golf stralers niet meer bijdragen aan de waarschijnlijk theoretisch geclaimde versterking door fabrikaten en auteurs van dergelijke constructies. Het een en ander is ook gebleken als de antenne uitgebreid werd met een spoel en een derde ½ golf element.

EEN 2m/70cm MODEL

 

Men kan met de lepelbak een twee band antenne te maken voor 2 m en 70 cm. Er zijn diverse mogelijkheden om dat te doen, maar bij het testen van een aantal combinaties, vond ik dat de afgebeelde uitvoering («fig) het beste werkte. Op 70 cm is het een Sperrtopfantenne en op 2 m een J-antenne. Voor een lage SWR op beide banden, moet men met de lengte van de linkse 52 cm "poot" (van de J-antenne) experimenteren, want de opgegeven maten zijn nog van het testmodel. Het bleek dat de instelling nogal kritisch was bij een verandering van 5 mm.

Een 2 m/70cm poging met de voorgaande 70 cm collineair antenne deed het wel maar was niet zo goed op 70 cm.