Een helically wound vertical antenne voor de 160 meter band
Alvorens ik dit artikel ga beginnen, wil ik in de eerste plaats de aandacht vestigen op de wijze woorden, die in 1927 werden gesproken tot PA0SN door zijn onvergetelijke vriend Theo van Braak, wijlen PA0GA: "Denk er steeds aan, de nodige aandacht aan de antenne te besteden; deze moet het werk doen. Vermogen komt op de tweede plaats".
Verder staan of vallen de resultaten, zoals bij elk laag-ohmig antenne-systeem, dat tegenover aarde werkt, met de kwaliteit van het aardsysteem. Nu ben ik hier in het gelukkige bezit van een aardleidingspijp, die 28 meter diep in de grond is geslagen en enige jaren terug werd aangelegd door het P. E. N. Deze aardleiding is met 4 mm2 draad doorgetrokken naar de shack, waarop alle apparatuur is aangesloten met degelijk gesoldeerde aftakkingen. Bij meting door de controlerende instantie bleek de "aardweerstand" 0,896 Ohm te bedragen.
Na het verlenen van de speciale vergunning door de RCD voor de 1,8 MHz band (1825-1835 kHz) werd ik voor het moeilijke probleem geplaatst: welk antenne-systeem? Tijdens mijn vakantie, zeer kort daarop in HB9-land, had ik als literatuur voor de avonden het ARRL Antenna Handbook en het ARRL Radio Amateur Handbook 1971 meegenomen. Op bladzijde 372-373 in de laatste handboek is een apart artikeltje gewijd aan 1,8 MHz antennes.
Hieruit bleek mij, dat een verticaal gepolariseerde lage stralingshoek-antenne verre is te prefereren boven een horizontaal gepolariseerde. Bij het laatste type werkt de hoge stralingshoek zeer inefficient en er treedt bovendien een grote absorptie op. Mijn conclusie was dan ook, dat het een verticale antenne moest worden. Maar hoe deze te maken?
De drie schema's op bladzijde 372 konden niet worden gerealiseerd wegens plaatsgebrek, daar op het dak reeds de 3 elements beam voor 14, 21 en 28 MHz staat en tussen de twee schoorstenen en het huis van de buren de 3,5 - 7 MHz antenne is gespannen. Een schoorsteen op 12 meter hoogte op mijn huis bleef derhalve nog over voor de 1,8 MHz verticale antenne. In het slot van genoemd artikeltje stond een "helically wound" vertical antenne voor 1,8 MHz. Het bleek een zeer gemakkelijke constructie en een type, dat ik juist kon plaatsen.
Mooier kon het voor mij niet. Proefondervindelijk zou ik slechts de resultaten kunnen bepalen.
Er werd aangeraden een 5-6 meter Lange bamboestok, glasfiberstaaf of vlaggestok te gebruiken, welke met vernis moest worden behandeld. Het leek me uit technisch oogpunt Lang niet ideaal. Ten eerste vanwege de vrij grote te verwachten verliezen en ten tweede, vanwege de slappe constructie, hetgeen derhalve weer tuidraden zou vergen.
Ik heb hierover mijn gedachten laten gaan en kwam tot de slotconclusie, dat met een PVC pijp (grijs, verkrijgbaar bij de loodgieter) met een lengte van 5 meter, inwendig verstevigd met een precies passende vlaggestok, veel viel te verbeteren. Vooral de stevigheid door de aan te brengen wikkelingen.
Het geluk was met mij en ik slaagde er in een PVC-pijp te krijgen van 1¼ duim doorsnede met een lengte van 5,25 meter. Bij een grossier in houtwaren kon ik ook een vlaggestok verkrijgen van 5,50 meter, die slechts een halve milimeter dunner was dan het inwendige van de pijp.
De houten stok werd aan de boven- en onderzijde vastgezet, elk met drie kleine koperen schroees met verzonken kop. Daarna afgeschermd met tape.
Het hele geval was al aardig stabiel geworden en mijn hoop, dat dit nog zou toenemen door de bewikkeling werd bewaarheid. In de eerste plaats werd, om de PVC-pijp zo verliesvrij mogelijk te maken, een jampotje met trolituullak gemaakt, door oude stukken trolituul uit de junkbox op te lossen in benzol (denk er aan: BRANDGEVAARLIJK!). Na twee dagen is de trolituul volledig opgelost en ontstaat een prachtige stroopdikke blanke trolituullak. De pijp werd driemaal met deze lak bestreken.
Volgens het Handbook wordt op de 'top' van de antenne een 'spriet' van ongeveer 30 cm of een koperen bol van 15 cm diameter geplaatst om voldoende capaciteit te verkrijgen, ter verlaging van de impedantie en om op het uiteinde Been "corona effect" te krijgen bij het werken met middel- of grote vermogens.
Als 'spriet' voor de top gebruikte ik een 1 meter lange tweedelige "Bosch" auto-antenne, die ik toevallig bij een boswandeling op een pad onder de bornen vond (je moet maar boffen). Deze spriet werd degelijk op een 1, 5 duims diameter tuinslang - klem gesoldeerd en gelijktijdig werd aan de antenne-spriet de begindraad van de antenne gesoldeerd. De klem werd 15 cm onder de bovenkant van de top van de antenne gemonteerd. Nadat dit werd aangebracht, konden we met het bewikkelen van de antenne beginnen: Ik legde 76 meter 1, 2 mm emailledraad, strak tegen elkaar aan, om de mast en had dit, dankzij de hulp van een buurjongen, in vijftien minuten voor elkaar (voor spreiding tie hieronder).
Voor de bevestiging van de pijp was een lengte van 60 cm berekend. Op 65 cm uit de onderkant werd een twee duims koperen schroef van 5 mm diameter, voorzien van een stevige soldeerlip, door de buis geschroefd, voorzien van twee koperen tussenplaatjes en een vleugelmoer. Voor bewikkelingsruimte bleef 4,50 meter over, t.w. de lengte van de pijp 5, 25 meter min 60 cm + 15 cm. Het totaal aantal wikkelingen werd geteld en ge - deeld door 4, 5. Elke meter bewikkeling werd uitgetrokken en tijdelijk stevig vastge - bonden met een touwtje. Het uiteinde werd vastgesoldeerd aan de soldeerlip van de schroef. Na afloop had ik een prachtig regelmatig bewikkelde antenne.
De wikkelingen werden nu wederom driemaal in de trolituullak gezet en bleken muurvast op de pijp te zitten.
Om het geheel volkomen vochtbestendig te maken werd alles nog tweemaal met blanke 'tectyl' bespoten. Verder werd, om inregenen te voorkomen, de open boven- en onderkant van de pijp afgesloten met een plastic bezemsteel-dop.
De antenne was behoorlijk stevig geworden, wel veerkrachtig, hoewel ik tuien in het begin niet nodig achtte; zou naderhand anders blijken!
Met een televisiemast-schoorsteenklem werd het gehele geval op de schoorsteen gemonteerd en stond het topje ongeveer 18 meter boven de grond (begin juli 1971). De antenneleiding, een enkele antennedraad, naar de zender bedraagt ongeveer zes meter. Als aanpassingsweerstand wordt voor dit antennesysteem een waarde opgegeven van 40-60 ohm.
Ik zou echter grote moeilijkheden ondervinden met het maken van een goede aanpassing op de zender.
Deze bestaat uit een 6C5 kristal-oscillator met in de eindtrap een 6L6. Het was de bedoeling het geheel met een PI-filter uit te voeren. De input is hiermee 42 mA bij +230 Volt.
De dip van de 6L6 was prima, maar met de 3000 pF condensator achter de spoel kon ik, ondanks alle genomen proeven, geen goede aanpassing krijgen: Een heel flauwe resonantiepiek met een zeer geringe output.
Ten einde raad schakelde ik over op een fantasie-schakeling, waarvan ik de werking niet kan verklaren, doch die goed werkte. Als antenne-tuner bouwde ik er een volgens onderstaand schema (destijds weer aanbevolen door PA0WDW), een zeer oud schema, dat het altijd doet.
De antenne-tuner liet zich hierna goed aistemmen. In de antenne was een zaklantaamlampje van 0,35 A opgenomen als indicator. De gehele antenne-tuner is zeer scherp in afstemming.
De eerste proeftest gaf mij een S9 plus, plus, plus-signaal uit Amsterdam; een bewijs dat de zaak goed werkte. Nu de resultaten afwachten!
Als oude HRO-maniak gebruikte ik nu weer een originele HRO-60 ontvanger vanwege de ontzettend goede bandspreiding: 3, 60 meter schaallengte De 1825-1835 kHz band is ruim 13 cm Lang en bedraagt 17 schaaldelen van de 500, dus een ideale bandspreiding. Deze ontvanger heeft ook een grote gevoeligheid op 1,8 MHz, doch ook een nadeel: De selectiviteit is met ingeschakelde kristalfilter op minimum bandbreedte ongeveer 2 kHz, wat veel te breed is voor een CW QSO op de QRM-rijke 1,8 MHz band.
Mijn audio CW-filter bracht evenwel uitkomst. Goede resultaten bleven op de eerste dag, waarop ik echt kon gaan sleutelen, niet uit:
Gewerkt werden PA0DC (Bussum) 599; PA0WS (Amsterdam) 599; PA0PN (Middelburg) 589; tijd 12.00 AT. Luisterrapporten PA0MUG (Waddinxveen) 579; IJsselstein PA0?? 579, rond dezelfde tijd. 's Avonds werd gewerkt met OK1, 2, 3 waarvandaan RST 56-89 werd ontvangen, vijf G3-stations 45-79, vijf G5-stations 56-89.
Het maken van een CW QSO op 1,8 MHz is geen sinecure door de ontzettende QRM van o.a. het scheepsradioverkeer. Doch hierbij bracht mijn CW-filter uitkomst. De beste tijd is omstreeks 22.00 AT en later.
Mijn kristal-frequentie, 1829 kHz, is zeer ongelukkig gekozen, daar ongeveer 500 cycles hoger een zeer sterk Engels commercieel station zit. Alle VFO gestuurde zenders kruipen na enige tijd zero-beat, juist op deze zender en zijn dan niet meer te nemen. Als oplossing pas ik het foefje toe, om bij het geven van CQ, 3 kHz UP toe te voegen, waaraan wonderwel gevolg wordt gegeven. Ik kon zelfs break-in werken.
Deze helical vertical antenne bevalt mij zo goed, dat ik het nodig vond, deze antenne speciaal voor "klein-behuisden", wat betreft het antenne-plaatsingsprobleem, uitvoerig te beschrijven.
Deze antenne zou ook zeer goed geschikt kunnen zijn voor 3,5 - 7 of 14 MHz. Het had voor mij Been zin deze proeven te nemen, daar ik voor alle banden over goede antennes besch ik.
Bij mij rijzen nog verschillende technische vragen, die ik zelf niet kan beantwoorden:
- Is de heli-wound te vergelijken met een normale vertical of groundplane, ook al ontbreken de radialen, of onder welk soort categorie antennes moet hij worden gerangschikt? (Volgens het Handbook gedraagt de heli-wound zich beter dan een antenne met loading-coil en spriet en is de stroom- en spanningsverdeling meer lineair.)
- Is er overeenkomst met de werking van de 'Joystick' beschreven door PA0SSB?
Tenslotte wil ik mijn artikeltje beëndigen met de opmerking dat, los van mijn experimenten, G3HKC in "Shortwave Magazine" van oktober 1971 de heli-wound ook beschrijft. De constructie daarvan verschilt echter geheel van die, welke ik hierboven voor u heb beschreven. G3HKC komt evenals ik tot dezelfde gelijke conclusies:
- zeer sterke grondgolf tot ongeveer 35 km (BCl/TVI op 3,5 MHz met meer vermogen);
- dode zone tot 200 à 250 km;
- daarachter weer prima "DX" te werken op 1,8 MHz.
We bleken onafhankelijk van elkaar de constructie te hebben ontleend aan het ARRL Radio Amateur Handbook. G3HKC heeft zijn antenne op plusminus 7 meter hoogte en moest deze vier-voudig tuien.
Doordat ik hier zeer 'open' woon, hebben de antennes veel te lijden door de stormen. De hely-wound begon door de veelal zeer sterke noordenwinden ongeveer 20 Braden door te buigen naar het zuiden. De stormen waren dusdanig, dat de zware "Bosch" spriet-antenne krom is gewaaid, dit zegt voldoende. Het aanbrengen van ben tuidraadje met een isolator deed hem weer kaarsrecht staan en hij kan nu de grootste storm doorstaan!
Bonty, PA0SN.