HF-antenne
Onderstaande bouwbeschrijving geeft een methode om een dipool op de juiste wijze aan een transceiver te koppelen.
Impedantie
Om elektro-magnetische energie naar de antenne te brengen is meestal een voedingslijn van een bepaalde impedantie nodig. Gebruiken we voor de antenne een halve golf dipool, dan is het nodig om de ingangsimpedantie van de dipool aan te passen aan de uitgangs-impedantie van de zendontvanger. De uitgangs-impedantie is meestal 50Ω. De ingangs-impedantie van de dipool,weten we echter niet. Volgens de theorie is deze 702 in free space. Aangezien we niet in free space wonen, hebben we daar niet zo erg veel aan.
Verder is de dipool gebalanceerd en de zendontvanger ongebalanceerd. Het eenvoudigst is nu om een 50Ω coaxiale kabel direkt aan de antenne te hangen.
Vanwege de onjuiste aanpassing (50Ω t.o.v. 70Ω, gebalanceerd t.o.v. ongebalanceerd) is dit echter ongewenst.
Gebreken in de kabel
Overigens kan de kabel zelf ook gebreken vertonen. Ik heb zelf kabels gemeten die ver boven de 100Ω waren (fabrieksfout).
Het is ook goed mogelijk dat de detaillist wat ruw omspringt met de kabel. Het is mij bekend dat men de kabel zigzag oprolde, waardoor de kabel gekraakt werd. Bij oprollen mag de kromme straal van RG 58 nooit kleiner dan ongeveer 15 cm worden. De vinyl laag om de kabel heen, kun je later moeilijk zien wat er met de kabel gebeurd is.
Impedantieverloop
Bekijken we het impedantieverloop van de dipoolantenne, waarbij het aftappunt van het midden naar de kant wordt verschoven, dan zal de antenne-impedantie varieren. We kunnen nu zo schuiven dat de impedantie juist 300Ω wordt.
Figuur 1 geeft in dit geval de door mij gevonden maten.
Fig. 1.
In dit geval kunnen we 300 polythyleen twinlead nemen, een plastic met zeer lage verliezen. Volgens het ARRL antenneboek is dit te gebruiken voor uitgangsvermogens tot 250 Watt. We hebben nu dus een low loss ingang van 300Ω gebalanceerd en deze kunnen we d.m.v. een afgestemde kring op de zendontvanger-impedantie afstemmen (L2C2).
De impedantie van de afgestemde kring is maximaal over de condensator (zie kromme) en nul in het midden. Er is dus op enige afstand van M een punt te vinden dat 300Ω zal zijn en dus gelijk aan onze twinlead-impedantie.
Overgang 50Ω ongebalanceerd
Voor de laatste stap, de overgang naar 50Ω ongebalanceerd, kunnen we een koppelwikkeling gebruiken. Het wegstemmen van de zelfinduktie van deze wikkeling kan door een serie-condensator gebeuren (negatieve reaktantie). We komen nu tot figuur 2. De beide spoelen worden op een grijs stukje PVC pijp gewikkeld (bouw-afval). Om het wikkelen te vergemakkelijken werd op de pijp om de 900 een stukje Harex (pvc lijm) gelijmd. Harex is een handgeperst isolatiemateriaal, te vinden bij sommige groothandelaren. Een ander hard isolatiemateriaal met kleine HF-verliezen is ook bruikbaar. In het stripje Harex werden zaagsneden gemaakt, waardoor de wikkelingen niet konden verschuiven. Het wikkeldraad is vertind aard-draad, dit i.v.m. de grote kringstromen.
Fig. 2.
Om het verwisselen van de spoelen voor de verschillende banden mogelijk te maken werden 2 opbouw-stopkontakten naast elkaar gezet. De beschermkap kan weggelaten worden. Op een kant van de pvc pijp wordt een Harex plaatje gelijmd en hierop 4 stekkerpennen (radio Twente) op standaard stekker afstand gemonteerd (19 mm). Het aantal wikkelingen voor 80 meter bedraagt 25 en 8 windingen met teflon isolatie voor de koppelspoel. De pvc pijp heeft een diameter van 125 mm. Voor 20 en 15 meter bedraagt het 19 en 4 windingen. De pvc pijp heeft bier een diameter van 80 mm. De middenpen van de plug komt aan de onderkant van de koppelspoel. Het kortste deel van de antenne komt aan de onderkant van de spoel. Een en ander moet men wel aanhouden voor goede resultaten.
Antenne
Nu de antenne. Ik ben ervan uitgegaan dat het gedeelte wat de meeste stroom voert zo gunstig mogelijk gespannen moet zijn, aangezien dit deel de grootste veldsterkte geeft. In verband met DX is dit deel onder een hoek horizontaal gespannen (volgens handboek tussen 15 en 650). De einden werden langs het huis gespannen tot de buurman en dan loodrecht naar beneden en op een kort paaltje vastgezet. Op deze manier kun je heel wat draad kwijt. Het twinlead moet loodrecht op het aftakpunt bevestigd worden en de bochten moeten een vloeiend verloop hebben.
Aftakpunten
De aftakpunten op L kunnen als volgt gevonden worden. Neem 10 weerstanden van 3000Ω, 2 Watt. Soldeer de weerstanden aan 2 cirkelvormig gebogen koperen draden en monteer het geheel met 2 isolatoren op het deksel van een verfblik. Bevestig tevens een fietsventiel op dit deksel. Vul de bus met dunne, goedkope motorolie en druk het deksel op het blik. We hebben nu een 300E2 dummy, goed voor 100 Watt continu. De aftakkingen komen resp. op 3 à 4 windingen boven en onder (afhankelijk van de band). Met de dummy aangesloten wordt de SWR 1.00 (na afregelen).
Vervolgens wordt de dummy losgenomen en de 300Ω voedingslijn bevestigd. Er kan nu een punt worden gezocht in de antenne, die een SWR van 1:1 geeft. Eventueel dient de lengte van de antenne nog iets gewijzigd te worden. Als de optimale SWR is gevonden, kan de aftakking in de antenne en de voedingslijn definitief worden bevestigd.
Bij het in gebruik nemen van de antenne, na de bovenbeschreven afregelprocedure, is de gang van zaken als volgt:
C1 en C2 afregelen op maximaal vermogen tot de SWR meter 0 aangeeft. Wat hierbij opvalt is dat bij een zender met transistoren in de eindtrap het opgenomen vermogen zeer groot wordt wanneer de SWR 1 wordt. Ook het binnenkomend signaal van de ontvanger is hierbij zeer groot.
PA0AXF.