De loaded dipool / LC antenne / W8010 antenne (40mm pijp uitvoering)
De hier beschreven antenne staat bekend onder verschillende namen. Het gaat om een combinatie van twee dipolen die verkort zijn met spoelen en zo de banden 80-40-20-15 en 10 meter bestrijken en toch nog een redelijk klein formaat hebben. In deze beschrijving beginnen we met de bouw, later volgt de uitleg. Heb je geen zin in zelfbouw, dan levert Diamond je een pakket voor de W8010 dat je alleen nog in elkaar moet schroeven, ophangen en afregelen.
Beginnen met bouwen
De antenne bestaat uit twee dipolen die in het midden met elkaar verbonden worden. Van deze dipolen zijn de linker en rechter poot identiek. Voor de antenne moeten 6 spoelen gemaakt worden, 10 stukken draad en 6 stukken draad als afregelstuk (dat zijn de draden die bij de spoelen omlaag hangende draden). Verder een middenisolator waar de dipolen bij elkaar komen en de voedingskabel wordt aangesloten.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Onderdeel |
Waarde |
Aantal |
Plaats (LET OP!) |
Opmerking |
15m spoel |
9 uH (13 wnd 16mm breed) |
2 |
Begin lange dipool |
50 mm pijp 40 Ø |
10m spoel |
13 uH (17 wnd 22mm breed) |
2 |
Midden lange dipool |
70 mm pijp 40 Ø |
80m spoel |
80 uH (68wnd 87mm lang) |
2 |
Eind lange dipool |
100 mm pijp 40 Ø |
Binnen stuk |
350 cm |
2 |
Lange dipool |
Elke kant ‘n oog |
Midden stuk |
350 cm |
2 |
Lange dipool |
Elke kant ’n oog |
Buiten stuk |
150(190) cm |
2 |
Lange dipool |
Elke kant ’n oog |
Binnen stuk |
230 cm |
2 |
Korte dipool |
Elke kant ’n oog |
Buiten stuk |
50 a 60 cm |
2 |
Korte dipool |
Elke kant ’n oog |
Afstel stuk |
50 cm |
6 |
Bij elke spoel |
Een zijde ‘n oog |
Midden isolator |
|
1 |
Korte en lange |
100 mm pijp |
Spoelen bij 25mm pijp, 1mm draad emaille |
||||
15m spoel |
9 μH 20 Wnd |
|
50mm pijp 25 Ø |
|
10m spoel |
13 μH 25 Wnd |
|
70 mm pijp 25 Ø |
|
80m spoel |
80 μH 140 Wnd |
|
170 mm pijp 25 Ø |
|
Middenisolator
De midden isolator is een stukje pijp met schroefgaatjes aan beide einden. De antenne wordt vanuit het midden opgebouwd. Als laatste wordt de balun of antenne kabel aan de middenisolator vastgeschroefd. Let op, straks trekken de dipool draden en de coax aan deze isolator. Soms moet je dit ding nog extra omhoog trekken. Bevestig de coax vast aan de isolator zodat hij niet aan de soldeerogen trekt. Als je er een plu tussen wilt schroeven, let dan op dat je straks niet aan de plug gaat trekken met de coax.
De draden
De antenne draden hebben een lengte die je vooraf kunt afmeten, in totaal 16 draden. Hiervoor is 26 meter draad nodig, maak je geen zorgen dat de antenne zo lang wordt!
Knip de draden op lengte, zorg voor een afwijking van minder dan 10 cm.
Aan de draden van 3,5 m en 2,3 m maak je aan beide zijden een oog. Dit zijn de binnenste delen van de dipolen. Aan de andere draden komt aan een zijde een oog, ook aan de afstel stukken.
LET OP ANDERE SPOEL BENAMINGEN !
Samenstellen
Het is handig om de antenne vanuit het midden op te bouwen. Dat begint met het vastzetten van de draden van 3,5m en 2,3m aan de middenisolator. (draden met aan elke kant een oog)
Afhankelijk van de vorm van de isolator bevestig je de draden zo dat niet aan de soldeerogen getrokken wordt. Als je lange schroeven gebruikt kun je een stuk van circa 10 cm om de schroef vouwen. Dan de draad een paar keer om de dipool draaien en dan op de schroef leggen. Let op, er moeten aan elke schroef twee dipool poten en een coax aansluiting vastgezet worden! Het plaatje toont hoe de lus en het draaien bij een spoel wordt uitgevoerd.
Trekontlasting door een slag om de schroef , twee windingen en dan vastzetten.
- Aan het andere einde van de draden van 3,5 meter worden de 15m spoelen bevestigd, samen met een afstelstuk draad.
- Aan het andere einde van de draden van 2,3 meter komt de 10m spoel en een afstelstuk draad. Zo de antenne is voor de helft af.
- Neem de draden van 1,5 m en schroef die aan de 10m spoelen. De dipolen voor 20 en 10m zijn nu klaar.
- Neem de draden van 3,5 m en bevestig die aan de 15m spoelen.
- Aan het einde van de 3,5 m draden komen de 80m spoelen en een afstel stuk.
- Nu nog de overgebleven stukken draad van 1,5(1,9) m aan de 80m spoelen bevestigen en klaar is de antenne.
Om de boel op te hangen moeten er nog een stel isolatoren aan. Dat kunnen stukken nylondraad zijn, een kunststof pijpje met gaten is nog mooier. De isolatoren aan het einde komt ongeveer 40 tot 60 cm vanaf het uiteinde vast te zitten. Ze komen niet aan het einde, want om de antenne af te regelen moet je dit stuk inkorten.
De uiteinden van de 10/20 m dipool krijgen ook op 40 tot 60 cm van het einde een isolator. Deze dipool kun je straks schuin wegspannen, of als je niet veel ruimte hebt kun je de 10/20m dipool in een boogje onder de 80/40m dipool hangen met een geisolerende draad. Die draden knoop je dan voor de 80m spoelen weer vast.
Afregelen
Voor ontvangst is afregelen niet direct nodig, al kun je er op 40 en 80m wel een S-punt mee winnen. Het afregelen gebeurt door het inkorten van de verschillende dipolen, daarvoor zijn er de afstelstukken (rattenstaarten) en zijn de isolatoren niet aan het uiteinde bevestigd.
Inkorten kan door afknippen of door terugvouwen en om de draad vouwen. In plaats van 1 cm knippen moet je wel 2 a 3 cm omvouwen. Voordeel van vouwen is dat je nog terug kunt. (Al heb al enkele keren met een kroonsteentje er weer een stukje aan gezet) De tabel geeft aan hoeveel cm je moet afknippen om een aantal kHz in frequentie omhoog te schuiven.
De praktijk van het afstemmen is soms lastig. Dat begint met het hoogte effect. Als de antenne hoger hangt werkt hij op een iets hogere frequentie. Je moet hem dus meten op de gewenste hoogte. Dat wordt dus een paar keer omhoog hijsen en laten zakken. Pas op met de uiteinden, dat die niet in de bladeren hangen. Dat beinvloed de afregeling ook. Je mag de antenne best in een V, bocht, L of Z hangen, maar doe dat dan ook al tijdens het afregelen.
Bij afregelen moet je de resonantiefrequentie kunnen meten. Aan de impedantie kun je niet veel doen, die wordt door de omgeving en het ontwerp bepaald. Erg handig werkt een SWR analyser, maar ruisbrug of de swr meter werken ook.
De verschillende banden beinvloeden elkaar niet bij het afstellen, toch begin ik bij de hoogste band, 10m en werk zo omlaag.
De afstelpunten zijn:
- 10m met de rattenstaarten aan de 10m spoelen – 66 kHz per cm,
- 15m met de staarten aan de 15m spoelen, - 44 kHz per cm
- 20m met de uiteinden van de kleine dipool, - 22 kHz per cm
- 40m met de staarten aan de 80m spoelen, - 7 kHz per cm
- 80m afstellen met de uiteinden van de lange dipool – 4 kHz per cm.
Alle rattenstaarten zitten aan de kant van de middenisolator.
Zenden?
Als je de antenne voor zenden gaat gebruiken dan moet je hem zeker afregelen. Op de hogere banden is de SWR van de antenne voor een groot deel van de band goed. Op de 40 en 80 m moet je zeker een segment uitkiezen want daar dekt hij niet de hele band. Voor wie maximaal vermogen wil gebruiken adviseer ik bij afregelen de einden terug te vouwen. Een scherp uiteinde kan gaan sproeien.
Bij zenden is een balun tussen coax en aansluiting aan te bevelen. Wie dunne RG58 coax gebruikt kan die 6 tot 8 maal door een ferrietring (4C65) van 36mm halen. Wat ook werkt is een stuk tweelingsnoer of een paar getwiste draden door de ring te halen. Een zijde aan de dipolen, de andere zijde aan de coax. Zonder balun werkt het ook, maar je voorkomt terugwerking door de overgang van gebalanceerde dipolen naar ongebalanceerde coax.
Een uitbreidings idee
Deze dipool is ontwerp van VK4ADC, maar let op , hij gebruikt andere spoelen!
spoel berekening: L=(A*A*n*n)/25*(18*A+40*L) [uH]
L = 0.0022 * N2 * Diam / ( 1 + 2.2 * Lengte/Diam) [uH]
De spoel die nodig is om een dipool te verkorten:
Eenvoudiger werkt een diagram. Kies waar je de spoel wil plaatsen op de onderste as, bijvoorbeeld halverwege à 50. Bepaal hoeveel je de dipool wil inkorten, bijvoorbeeld 60% à ga omhoog naar de lijn 60% en zoek links de waarde van de spoel, hier XL= 700 . Voor een 20m dipool geeft dit 8uH, dat klop aardig met onze 20m spoel. Wat er gebeurt met 2 spoelen in een dipool weet ik (nog) niet. Met dank aan K1LPL
Slimme meerbanden antenne, de LC antenne
Al een aantal jaren gebruik ik een dipoolantenne die geschikt is voor de amateurbanden tussen 80 en 10 meter die ook nog in een kleine tuin past. De res ultaten daarmee zijn uitstekend als ik dat afmeet aan mijn resultaten in diverse contesten. Dat een antenne geschikt is voor bepaalde amateurbanden betekent dat hij op die banden zijn opgepikte en uitgezonden energie uitstekend overdraagt. Zijn eigen weerstand moet dan passen bij de ontvanger, 50 Ohm dus. Deze antenne is ook goed na te bouwen met eenvoudige middelen
Er zijn heel wat antennes bedacht, door amateurs en professionals. Ze zijn allemaal terug te brengen tot de dipool en wat voor varianten daarop mogelijk zijn. De kunst is om tussen al die variaties de antenne te vinden die maximaal resultaat geeft voor een minimale ruimte. Mijn ervaring is dat de symmetrie van een dipool veel voordelen biedt. Zo pikt de antenne de signalen uit de lucht en heb je maar weinig last van storingen uit je huis en de omgeving waar de kabel naar de antenne loopt, iets waarvan je bij een langdraadantenne nogal eens last hebt. Een dipool is een heel simpele antenne die bestaat uit een draad die in het midden door een isolator onderbroken is en waarvan beide helften met de antennekabel verbonden worden. De lengte is afhankelijk van de frequentie waarop je wilt luisteren en simpel te berekenen; totale lengte =143 gedeeld door frequentie in MegaHertz geeft lengte in meters. Als frequentie kies je de DX frequentie of het midden van de amateurband. Zo wordt een 80 meter dipool 38,6 meter lang en dat is meestal te lang voor een stadstuintje. We zouden geen amateurs zijn als we daar niet wat slims op hebben gevonden. Door een deel van de antenne op te rollen wordt hij heel wat korter. De ervaring leert ook nog eens dat het stuk draad dat het dichts bij de antennekabel zit de belangrijkste bijdrage levert in de ontvangst. Zo levert een antenne die met 1/3 verkort wordt slechts 1/6 minder signaalsterkte. Je kunt een dipool heel wat verkorten door oprollen voordat de stations 1-S-punt zwakker gaan klinken! In de praktijk rollen we niet een stuk van de antennedraad op, maar vervangen we een deel ervan door een spoel. Wil je zelf een dipool inkorten naar een lengte die past in jouw tuin dan kun je geschikte berekeningen daarvoor vinden op www.smeter.net . De berekening is vrij complex, maar op de site vind je een programma dat de verkortingsspoel voor je uitrekent. Er is ook een heel handige grafiek waarmee je de waarde van de spoel kunt opzoeken, afhankelijk van de gewenste verkortingsfactor en positie van de spoel.
In de regel is een dipoolantenne geschikt voor een amateurband. De eenvoudigste manier om een antenne voor meer banden geschikt te maken is het parallel schakelen van meer dipolen. Dat gaat praktisch goed voor twee of drie dipolen, maar dan wordt het toch een draden wirwar. Uit de trukendoos van de amateurs komt dan “de trap”. Dat is geen muizenval maar een kunstmatige onderbreking in een antenne. Zo’n onderbreking wordt gemaakt door een spoel, die voor de te onderbreken frequentie een hoge zelfinductie heeft. Nu hadden we toevallig toch spoelen nodig om de antenne te verkorten, met een slim handigheidje kan dezelfde spoel ook als trap dienen zodat de dipool ook op een andere amateurband te gebruiken is. Zo vonden we de 20 meter dipool met zijn lengte van 10 meter vrij groot. Door de verkortingsspoelen in beide helften op 2,5 meter uit het midden te hangen gaat het gedeelte tussen de spoelen als 10 meter antenne werken. Nu komt het wel heel nauw met de lengte van antennes als je maximaal resultaat wilt bereiken. Zo verschuift de frequentie van een 10 meter dipool met 1 MHz als je hem 30 cm van lengte veranderd. Wil je de antenne nauwkeurig afregelen dan is het slim als de spoelen van de trap een centimeter of 40 voor het einde van de kortste dipool bevestigd worden. Zo kun je de kortste dipool van lengte veranderen zonder dat de totale dipool van lengte veranderd en de bevestiging van de trap blijft stevig op zijn plaats. Dat stukje draad wat over blijft laat je simpel omlaag hangen en kun je op lengte afregelen.
Met deze ideeen van verkorten, traps en parallel geschakelde dipolen hebben we gebruik gemaakt in de LC-antenne die we in januari 2006 in Electron beschreven en die we hier beschrijven. In het lange deel van de antenne zijn de amateurbanden 80, 40 en 15 meter gecombineerd en in de tweede kleine dipool zijn de 20 en 10 meterband gecombineerd. De antenne is bijzonder goed geschikt als zelfbouw project, de materialen zijn niet kostbaar en er kan niet veel mis gaan. Het is natuurlijk wel wat werk om de spoelen op maat te maken, draden af te meten en alles degelijk in elkaar te zetten zodat het ook bij storm blijft hangen. Wie liever een kant en klaar bouwpakket koopt kan bij de diverse winkels terecht voor een Diamond W8010 die pakweg E 100,- kost.
Met dank aan Thieu NL-199 , november 2009