SWR waarden bij een dipool en een Windom antenne

[PA1EJO]

Op het recente PI4CQ evenement hadden we een discussie over de SWR waarden die je van een Windom antenne kunt verwachten, waarschijnlijk was de balun stuk en kregen we hele hoge waarden zodat de antenne niet gebruikt is. Gisteren merkte iemand op PI2NOS op dat de hoge SWR waarden bij de Windom antenne veel met de hoogte te maken heeft en dat je veel gevoeliger bent voor hoogteeffecten dan met de normale halve golflengte dipool. Ik vind dit een leuk probleem en ging eraan rekenen, mijn conclusie is dat je geen SWR waarden zult vinden groter dan 2.5. Ik snap dus niet waarom je een 1 op 6 balun nodig hebt, met een 1 op 4 of een 1 op 2 balun moet het ook goed gaan. Misschien dat je de 1 op 6 balun wel nodig gaat hebben als je de antenne aanspreekt op overtones van de golflengte waarvoor hij ontworpen is. De berekening voor de 20m band staat uitgelegd op mijn blog. https://ejo60.wordpress.com/2016/05/25/ ... m-antenna/

[on5rz]

net als het afstralingspatroon
http://hamwaves.com/cl-ocfd/en/index.ht ... n-patterns

[PA1EJO]

net als het afstralingspatroon
http://hamwaves.com/cl-ocfd/en/index.ht ... n-patterns

leuke website, ik ga hem bestuderen. De stralingspatronen heb ik maar niet geplot maar NEC2 produceert ze wel.

[PA1EJO]

net als het afstralingspatroon
http://hamwaves.com/cl-ocfd/en/index.ht ... n-patterns

ik heb alleen geen 40 meter tot mijn beschikking, zal het met een meter of 12 maximaal moeten doen, maar het is mooi uitgerekend.

[PA0FRI]

Gisteren merkte iemand op PI2NOS op dat de hoge SWR waarden bij de Windom antenne veel met de hoogte te maken heeft.

Zie tekening.

[PA3DJS]

Hallo Ernst, PD... nee natuurlijk niet: PA1EJO.
PE1KQP en ik zaten ook bij de FD4 discussie (ik begin bijna weer te hoesten).

Je vind heel veel over de OCF, Windom, etc (zie ook de links in dit draadje). Waar je niemand over hoort is de common mode spanning.

Voed je een dipool in het midden, dan verdeelt de spanning zich netjes over het linker en rechterdeel. De som van de twee spanningen (rekening houdend met de fase, dus vectorisch doen) is nul. Over de gebalanceerde en ongebalanceerde zijde van de balun staat dus relatief weining spanning, zeker bij een halve golf lange dipool.

Bij een OCF dipool, Windom, of hoe men ze ook noemt, staat veel spanning over de "gebalanceerde" en ongebalanceerde zijde. Een OCF dipool is namelijk geen gebalanceerde antenne. De common mode spanning is zo'n 300V bij 100W input als het je lukt om hem echt zwevend te voeden.

Je hebt een hele goede stroombalun en/of mantelstroomfilter nodig om de common mode stroom in de voedende coax acceptabel te houden. Met acceptabel bedoel ik dat via die kabel geen lokaal opgewekte storing bij de antenne komt, of omgekeerd dat je eigen zendsignaal problemen op gaat leveren.

Tijdens JOTA gebruiken we een "echte" windom, die met één enkel draadje gevoed wordt via een 50:600 Ohm transformator. Het rendement is ietsje minder (t.o.v. center-fed dipole) doordat het draadje zelf een verticaal gepolariseerde component produceert. Dat dunne draadje komt natuurlijk niet de shack in maar blijft lekker in het weiland tot aan de sloot (die als aarde voor de transformator wordt gebruikt). We gebruiken ze overigens als monobandantennes. Oh ja, de reden is: het weegt nagenoeg niets, dus je kunt met een lichte constructie volstaan.

[PD7MAA]

Wel een echte 1 op 4 stroombalun gebruiken bijv. op 2 aparte ringkernen gewikkeld.

[url]http://www.w8ji.com/windom_off_center_fed.htm/[url]

[PA3DJS]

@PD7MAA:
Heb je jezelf weleens afgevraagd wat de common mode impedantie van deze balun is op 80 m, en eventueel 40 m?
Zoek het in de richting van een paar honderd ohm. FT 140-61 is een relatief kleine kern (OD = 35 mm) met een lage permeabiliteit (ur'= 125, ur'' verwaarloosbaar bij 3.5 MHz indien gebruikt als balun, AL = 140 nH/T2).

Idem voor de common mode spanning in het voedingspunt van de OCF?
Zoek het in de richting van 1 kVrms bij de 2 kW uit jouw plaatje.

Wat kun je verwachten van deze balun in een OCF toepassing waarbij je wilt dat de kabel niet meestraalt?

[PD7MAA]

43 materiaal is inderdaad een betere keuze. Een line shoke blijft een must , die zit ook verwerkt in de Fritzel 6:1 balun.

[PA1EJO]

Wel een echte 1 op 4 stroombalun gebruiken bijv. op 2 aparte ringkernen gewikkeld.

[url]http://www.w8ji.com/windom_off_center_fed.htm/[url]

Sinds de Jutberg heb ik de Malcott's Antennas BLU-14 en binnenkort ga ik hem toch eens proberen met 2 keer 5 meter, of als het beter uitkomt de windom antenna. Ik wacht nog even op een antenne analyzer voordat ik er echt mee begin want ik wil zien wat het doet, eventueel met verlengingsspoelen erin. Het liefst heb ik de balun bovenin een paal aanzitten, maar ik vrees dat het voor de test tijdelijk vrijhangend in de lucht gaat worden. QSL

[PA3EYC]

Net als vorig jaar wilden we afgelopen velddag wederom gebruik maken van een FD4 + 160m. Zie afbeelding te vinden is op de site van PA0FRI.

Mijn verwachting was dat de Z ca. 200 Ohm zou zijn daarom had ik afgelopen jaar al een 1:4 (auto)transformator gemaakt van 2x 14 windingen 2,5mm2 Teflon draad op een FT240-43. De SWR daarvan was op zowel 80m als 160m ca. 1:3. Gemeten met de transformator, mantelstroomspoel en 40m Coax. De TRX had geen moeite dit te tunen.

Dit jaar wilde we echt gaan meten om de Windom optimaal voor 80 en 160m af te stellen. Balun eruit en de MiniVNA Pro direct aan de draden en het voedingspunt op ca. 20m. De verleng spoel hadden we losgekoppeld en de draden hingen schuin naar beneden. Met wat knipwerk hadden we uiteindelijk een antenne die resonant was op 3,540 MHz en een Rs van ca. 100 Ohm (!) en voldoende breedbandig voor het CW deel.
Na het aankoppelen van de verleng spoel verschoof het resonantiepunt naar bijna 3,6 MHz. Die verlengspoel zou op 80 niets moeten doen. Maar de invloed van die spoel maakte het antenne elektrisch korten. Dit is voor mij niet te verklaren. Ik hoop dat iemand weet wat hier gebeurd.

Na het verlengen van de antenne, dit keer met spoel, kwamen we weer op ca. 3,540 MHz en wederom die ca. 100 Ohm.
Voor 160m hoefde alleen maar het stukje draad achter de spoel afgesteld te worden om het resonantiepunt in het CW deel van de 160m band te krijgen.
Hier hadden we een Rs die zelfs lager was dan 100 Ohm. De antenne had zo'n scherpe dip dat die slechts over ca. 30 kHz was te gebruiken.

We hadden geen 1:2 transformator voorhanden en hebben besloten om direct een mantelstroomspoel aan de antennedraden aan te sluiten. Mantelstroomspoel was gemaakt van 15 windingen RG-142 op een FT240-31 kern. Na meten direct aan de mantelstroom spoel en de voedingspunt wederom op 20m was er geen verandering waarneembaar. Na metingen met 40m Coax ertussen bleek de dip op 160m iets breder te zijn geworden.

De tuner in de TRX (SPE 1,3K-FA) had geen moeite om de 80m en 160m goed te krijgen en vanwege de spoel was slechts een deel van de 160m te gebruiken.
Naar mijn mening werkte de antenne acceptabel op 160m en 80m. Op beide banden veel QSO's gemaakt met aardig wat multipliers.

Vraag:
Kan iemand verklaren waarom, na het verbinden van de spoel, de antenne elektrisch korter werd?
Heeft iemand een ontwerp voor een 1:2 (auto)transformator?

[PA0FRI]

Vraag: Kan iemand verklaren waarom, na het verbinden van de spoel, de antenne elektrisch korter werd?
Heeft iemand een ontwerp voor een 1:2 (auto)transformator?

De verkortingsfactor van een antenne geldt voor het uiteinde vanwege de capaciteit ten opzichte van aarde. De antenne is elektrisch langer dan ½ × 300/f. Door de spoel is het effect "verdwenen". Bij een W3DZZ bij voorbeeld, geldt de verkoringsfactor niet voor het 40 m deel tussen de spoelen, maar wel voor het 80 m deel aan de uiteinden van de antenne. De lengte van het 40 m deel is ½ × 300/f, dus niet ½ × VF × 300/f.

[PA3EYC]

Frits, bedankt.
Weer wat geleerd.

Nu ik er nog eens goed over nadenk had ik die 1:4 autotransformator er gewoon tussen moeten houden.
Daarmee had de Z een factor 4 naar beneden gegaan. De SWR had daarmee ongeveer gelijk gebleven maar het antenne had breedbandiger geworden.
De tuner kan tot een SWR van ca. 3 tunen. De punten waarbij de SWR 3 is hadden dan verder uiteen geweest.

[PA0RAB]

Maarten,
Antenne te bezien LC combinatie draadlengte als L en de capacteit zit hem bijv in oppervlak/diameter draad en de omgeving L er bij dan antenne korter of antenne te kort verlengen met bijv 34 uH Klopt niet helemaal maar je kunt het je wel voorstellen

Welke 1:2 autotrafo ? in windingtal of in impedantie !
1:2 in windingtal is 1:4 in impedantie

1:2 windingtal = 1:4 impedantie
2 draden bifilair wikkelen (2 draden tegelijk netjes naast elkaar of enige slagen per meter getwist
Ringkern of gesloopte antennestaaf (ferriet) Netjes is niet strak door strak spanning op ferriet en kan daardoor breken.
Windingtal en kernmateriaal frequentie afhankelijk dwz voor een bepaalde freq is bepaalde zelfinductie nodig
Knoop het einde van de ene wikk beling aan het begin van de andere
bijv 10 +10 =20 middenafgetak1 1:2 in windingen maar 1:4 in impedantie 1^2 : 2^2 =1 :4

voor een 1 :2 Impedantie wordt de wikkel verhouding 1 : wortel 2 = 1 :1,4
praktisch 10 :14 in windingen of 5 :7 netjes van elkaar gescheiden
Voor autotrafo wordt dat 5+2 = 7 totaal op 5 afgetakt
5 voor 50 Ohm en de 7 wikkelingen voor 1,96 x50 =98 ohm voor de puristen
Een kook/bakrecept is lastig te geven daarom wat praktische handvaten

55 en 73 de Ruud PA0RAB

[PA3EYC]

Ruud,
Vorig jaar gebruikte we een autotransformator van 2x 14 windingen.
Spanning en stroom is dus 1:2 en impedantie is 1:4.

Als ik nog eens goed over nadenk. Had het misschien slimmer geweest om die transformator er toch weer tussen te zetten?
Volgens de specificaties van de SPE 1.3K kan de tuner overweg met een SWR tot 3.
Zonder transformator hadden we een |Z| van ca. 100Ohm en een SWR van ca. 2. Door de frequentie te wijzigen stijgt |Z| en wordt de SWR groter.
Met de transformator hadden we een |Z| gehad van ca. 25Ohm met wederom een SWR van ca. 2. Door te frequentie te wijzigen stijgt |Z| en de SWR zou beter moeten worden tot |Z| = 50Ohm. Bij het nog verder wijzigen ven de frequentie stijgt |Z| nog meer en de SWR wordt weer slechter.
Daarmee zou ik een groter deel van de band binnen het bereik van de tuner hebben.

Klopt bovenstaand verhaal?