We bouwen een enkel elements quad
Het bouwen van een enkele elements Quad antenne is een bezigheid die vaak in de vrije natuur wordt ondernomen. Het is een eenvoudig op te spannen antenne en is uit het oogpunt van een leuk experiment, zeker met de Jutberg in het vooruitzicht, aan te bevelen.
Met het afregelen worden nogal eens moeilijkheden ondervonden. Daarom wil ik trachten te beschrijven hoe dit door mij gebeurt.
We beginnen met een antenne in een vierkant-vorm op zijn punt op te spannen. We zoeken een hoog punt en spannen de zijhoekpunten met een tuilijn naar aarde, zie figuur 1. We kunnen bet vierkant eventueel ook met een zijde parallel aan aarde spannen, het voeden geschiedt dan midden onderkant.
Fig. 1.
Voor 20 meter beginnen we met iedere zijkant op 5,32 m, voor 15 meter op 3,52 m en voor 10 meter op 2,72 m te kiezen. Het vierkant is geheel gesloten. Aangezien de resonantiefrequentie sterk wordt bepaald door de hoogte boven aarde en de omgeving, gaan we eerst met de griddiposcillator deze frequentie controleren. We vormen een enkel lusje in een van de zijkanten en steken de griddiposcillatorspoel hierin (figuur 2). Als we niet te vast koppelen zullen we een scherpe resonantie dip vinden. Het is verstandig de resonantie-frequentie tegelijkertijd op een ontvanger te controleren, zodat we precies weten op we Ike frequentie de loop resoneert. We verdisconteren zodoende het meetrekken van de griddipper. Is de resonantiefrequentie te hoog ten opzichte van de gewenste frequentie dan vergroten we het vierkant iets; is omgekeerd de resonantiefrequentie te laag dan het vierkant verkleinen.
Fig. 2.
Het voeden van de antenne
Het voeden van deze antenne, een volkomen gesloten loop, geschiedt door middel van een gamma-match. Dit gebeurt vanuit het onderste hoekpunt. Er kan zowel met 52 als 75 ohm coaxkabel worden gevoed. Hoe de gamma match moet worden opgebouwd is in figuur 1 te zien. Moet deze antenne duurzaam worden gernstalleerd, dan zal voor een waterdichte behuizing voor de condensator moeten worden gezorgd. De lengte van de parallellijn van de match is voor elke band verschillend, evenals de waarde voor de condensator. Deze is voor 20 meter ±1,30 m; voor 15 meter ±1,10 m en voor 10 meter ±0,90 m. De afstand van de parallellijn tot de straler is ±10 cm, deze afstand mag ook bij windkracht 9 niet veranderen. Hiertoe worden een aantal spreiders opgenomen. De draaddikte van de parallellijn is dezelfde als de draaddikte van het vierkant, maar mag nooit dunner worden gekozen dan de binnenader van de coaxkabel.
De waarde van de draaicondensator is voor 20 meter ±200 pF; voor 15 meter ±150 pF en voor 10 meter ±100 pF.
De plaatafstand van deze varco, bij permanent gebruik, moet niet te klein zijn. Dit om geen sluiting te krijgen als er onvermijdelijk een vochtfilm op de platen aanwezig is. Laat altijd een heel klein ventilatiegaatje in het doosje aan de onderkant, een speldeprik is voldoende. Sluiten we n.1. het doosje hermetisch af, dan zal door condenseren van het aanwezige vocht in de lucht, in het doosje een druppel kunnen worden gevormd, met het hiervoor beschreven nare effect.
De draaicondensator kan eventueel worden vervangen door een vaste condensator.
Het principe van de gamma-match
We beschouwen het onderste hoekpunt van de Quad-antenne als aarde. Van dit punt uitgaande langs een zijde komen we alle impedanties tegen.
Stel dat we 52 Ohm kabel gebruiken dan is het de bedoeling dat we de parallellijn op het 52 Ohm punt op de zijde bevestigen. Aangezien de binnenader ten opzichte van de buitenrnantel van de coaxkabel is verlengd, verkorten we deze weer door middel van de seriecondensator.
Hoe zoeken we nu het juiste bevestigingspunt voor de binnenader van de coaxkabel op de zijde van de Quad en hoe wordt de juiste stand van de condensator bepaald?
De afregeling
We geven twee methodes aan:
- We sluiten een antenna-scope aan op de coaxkabel en injecteren met de griddiposcillator de gewenste frequentie waarop de antenne moet resoneren. Nu wordt achtereenvolgens aan de gamma-condensator gedraaid, terwijl we (of iemand antlers) op de antenna-scope kijken. Vinden we geen volledige nul op de antenna-scope dan gaan we het tappunt op de straler iets verplaatsen (b. v. 10 cm), waarna weer aan de gamma condensator wordt gedraaid. Hiermee gaan we door totdat we een volledig nul vinden.
- We beschikken niet over een antenna-scope. Dan kan de afregeling ook met een staandegolfmeter worden bereikt. Stem de zender op een veilig draaggolf niveau af en zet de staandegolfmeter op "reflected power" (gereflecteerd vermogen). Zoek door draaien aan de gamma condensator een reflected nul op de staande golfmeter. Is dit niet te vinden, dan het tappunt op de straler verzetten en opnieuw door het gamma bereik draaien totdat het einddoel, reflected nul, is bereikt.
Bent u van plan een drie banden Quad te bouwen, dan moeten we alle drie de antennes meteen aanbrengen en de afregeling bij de laagste frequentie beginnen. Brengen we nl. een volgend vierkant later aan, dan treedt er verstemming op van de reeds afgeregelde Quad.
Een quad met open voedingslijn
We kunnen de antenne desgewenst nog op een geheel andere wijze dan met coaxkabel voeden. Zie figuur 3. Laten we de onderzijde open en verbinden we hieraan een open voedingslijn, dan laat deze loop zich uitstemmen voor alle banden.
Fig. 3.
Dit principe van voeden vindt plaats met staande golven in tegenstelling tot het voeden via een coaxkabel waar uit - sluitend naar lopende golven wordt gestreefd. Er is geen verschil in straling op de band, waarvoor de antenne een voile golflengte heeft. Het stralingsdiagram voor de andere ban-den wijkt hiervan uiteraard af omdat het meer is dan een bele golflengte.
Slot
Zijn we tenslotte nog in staat op 0,2 afstand (4,25 m voor 20 meter) achter deze straler een reflector die 5% groter in afmetingen is (per zijde 5,58 m voor 20 meter) te plaatsen, dan hebben we een echte Cubical Quad, al staat hij dan in een waste richting. Overigens is de wijze van opbouw en afregeling maatgevend voor elke permanente Cubical Quad (zie figuur 4).
Fig. 4.
PA0FLE.