Vragen over een antenne voor de middengolf

[PA0ETE]

Zo'n top capaciteit zie je wel meer voor MG.
Maar doet dat eigenlijk wel wat? Heeft iemand daar ooit metingen aan verricht?
T.o.v. de golflengte stelt het qua afmetingen toch niks voor?
Mijns insziens zou je beter de draad kunnen verlengen ,desnoods zijwaarts.
Maar misschien heb ik het wel helemaal mis....

Zeker maakt dat uit. Een vrij ideale antenne voor dit soort lage frequenties die behoorlijk goed werkt is een paraplu-antenne. Die werd vroeger vaak toegepast bij stations voor de verschillende navigatienetwerken (onder 20 kHz). Ook omroepstations op de langegolf hebben dit soort antennes vaak gebruikt. Een dergelijke antenne ziet er als volgt uit:

De antenne die bijvoorbeeld op het Veronicaschip gebruikt werd, een T-antenne is een soort compromis van deze antenne. Bij een T-antenne zie je een aantal parallel gespannen draden tussen twee masten, met een draad naar beneden. De horizontale parallele draden vormen hier de topcapaciteit, en de verticale draad is de straler.

De gedachte achter de antenne is eenvoudig uitgelegd als volgt: in het onderste stuk is de stroom het grootst, en daarmee het magnetisch veld. Dat is wat je bij een antenne wilt. Het is geen goed idee om het stroomvoerende deel van de antenne in te korten, want dan is het deel dat de straling effectief levert kleiner en dus minder rendement. Het is helemaal een slecht idee om dit met een spoel in te korten omdat een spoel meer verlies introduceert dan een condensator.

Als je helemaal onderaan een grote spoel zet, en je frommelt dat weg in een behuizing, dan verfrommel je dus het stuk van de antenne dat de afstarling geeft die je eigenlijk wilt hebben.

De topcapaciteit doet in feite hetzelfde als wat een verlengspoel doet, en bovenaan waar de stroom laag is, kan dat niet zoveel kwaad als onderaan. En een capaciteit geeft zoals gezegd minder verlies dan een inductie.

Hiermee beperk je de verlliezen, en je houdt het deel van de antenne waar de stroom het hoogst is zo groot mogelijk. Dat is een belangrijke overweging die ook voor (relatief) nog kleinere antennes op frequenties op middengolf en lager geldt. De draad zijwaarts verlengen heeft minder invloed. Het gaat niet zozeer om de fysieke lengte, maar om de capaciteit die wordt toegevoegd. Dat is ook waardoor de paraplu-antenne goed werkt, door het als het ware terugvouwen van de topcapaciteit, neemt die capaciteit nog verder toe. Het effect van de lengte is zoals gezegd voor wat betreft de afstaling bovenaan veel minder groot bij een antenne als deze dan onderaan.

Paraplu-antenne:
https://en.wikipedia.org/wiki/Umbrella_antenna

T-antenne:
https://en.wikipedia.org/wiki/T-antenna
.

Shushi-Wan Omega Transmitter (station H) van het Omega-navigatiesysteem, een verouderd wereldwijd navigatiesysteem, dat uitzond in de VLF-band op 10 - 14 kHz. De antenne, die zich bij Shushi-Wan op het eiland Tsushima bevond, was een paraplu-antenne bestaande uit een 389 meter hoge buisvormige stalen mast, geïsoleerd tegen de grond, met 14 draden die diagonaal van de top naar de grond liepen. Deze in 1973 gebouwde mast, die het hoogste bouwwerk in Japan was (en misschien wel de hoogste stalen buismast ooit gebouwd), werd in 1998 ontmanteld.
Foto: Copyright © National Land Image Information (Color Aerial Photographs), Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism

[pa3a]

Zoals in het stuk van PA0ETE staat kun je je antenne systeem optimaliseren.

Op verschillende expedities in Afrika hadden we een toploaded 160m vertical. Was 17m hoog, op 13m hoogte zat een hoge Q spoel van ongeveer 13uH of iets van die orde, en vanaf 17m hoogte een drietal draden schuin naar beneden.
Groundscreen werd gevormd door 16 draden van 20m lang plat op de grond. Voedings impedantie was ongeveer 13 ohm ohms en 0 ohm reactantie.
Aanpassing met kwart golf transformator van 25 ohm.
Resultaten: zeer goed. Inclusief Japan dat we iedere morgen en avond konden werken, en dat is best ver weg vanuit W Afrika.

[PA3FQS]

Zo'n top capaciteit zie je wel meer voor MG.
Maar doet dat eigenlijk wel wat? Heeft iemand daar ooit metingen aan verricht?
T.o.v. de golflengte stelt het qua afmetingen toch niks voor?

Ik bedoelde eigenlijk de getoonde topcap wat betreft zijn afmetingen.
Maar als dat al een kwart aan het aantal windingen scheelt,dan blijkt dat hier ook al uit dat het wel degelijk wat doet.

[pd1ahm]

Ik heb de uiteinden van een aardnet van vroeger opgegraven en aangesloten. De antenne is onveranderd en is nog de schuin omhoog lopende draad met top capaciteit(tje).

Door de uitbreiding van het aardnet was de resonantie frequentie iets naar onderen gegaan en kon er een klein beetje van de spoel af. Iets van 15 cm draadlengte.

Dit zijn de nu gemeten waardes:

[pd1ahm]

Ik zie op je foto ook twee weerstanden, in serie of parallel met de spoel ( net niet scherp genoeg )? Meet de antenne eens met een gewone ohm-meter. De weerstand zou dan oneindig moeten zijn.

Ik ben je helemaal vergeten te beantwoorden, excuus daarvoor.
Dit zijn 2 x 1 mega Ohm weerstanden voor spanning af te voeren. Ook met luisteren scheelt het iets, al is het maar weinig

[pa3a]

Hoeveel meter coax zit er tussen het antenne voedingspunt en de mfj?

[pd1ahm]

20 cm, meer niet

[pa3a]

Ok, dan heeft dat geen invloed. Nog verschil tussen mfj vasthouden en los hangend?

[pa3a]

Ok, dan heeft dat geen invloed. Nog verschil tussen mfj vasthouden en los hangend?

[pd1ahm]

Dat had ik ook geprobeerd, maar dat had geen invloed. Bij alle metingen heb ik de analyzer niet vast om eventueel invloed te voorkomen.

[pa3a]

Dan doet je aardnet het voldoende.

[pa3a]

Het gaat erom zoveel mogelijk stroom in je antenne te krijgen. Ik neem aan dat je zoveel mogelijk een verticale straler wil hebben. Een volgende stap kan dan zijn de spoel hoger in de antenne te brengen, zeg vlak onder het deel waar je topload zit.
Dat is een bewezen truc voor een wat hoger rendement van een te korte vertical.
Een hoge Q spoel krijg je als de hoogte van je spoel gelijk maakt aan de straal of halve diameter van de spoel. Afstand tussen de wikkelingen ongeveer een draaddikte. Dit is een grove vuistregel.

Als de impedantie in het voedings het nét niet is, dan dat gewoon aanpassen met een aanpas netwerk. Je hoeft dus niet noodzakelijkerwijs een spoel onderin de basis te hebben.

[pd1ahm]

Dank voor je tip met de spoel onder de top capaciteit.
Ik ga dat uitproberen, maar ik zeg er vast bij dat het even duurt omdat ik als eerste stap een vlaggenmast wil plaatsen om bij het begin een verticaal deel te krijgen en dan pas naar de schoorsteenpijp gaat. Elke stap wil ik eerst meten wat het verschil is en het even wil testen in het veld of het iets oplevert.

De bouw van de spoel heb ik even met je meegedacht. Ik heb ooit in een ver verleden gezien dat men op een spoelvorm tweezijdige tape plakte en dan twee draden tegelijk erop wikkelde. Zodra de spoel klaar was werd 1 draad weer afgewikkeld en dan had je de perfecte spatie tussen de wikkeldraad.

[pd1ahm]

Het waren een paar drukke dagen maar tussendoor heb ik een aanpassing gemaakt zodat het ook netjes bij de impedantie van de coaxkabel en zender past.

Ik heb een aanpassing gemaakt die onder twee namen op het internet staan, Hairpin of Shunt match. Door DJØIP is er een mooi stuk geschreven met een (voor mij) prima uitleg.
Bron : https://www.dj0ip.de/vertical-antennas/hairpin-match/

De metingen zijn nu goed en ik merk dat de veldsterkte is toegenomen.
Van onder naar boven even uitgelegd. Onderin de rolspoel. De onderkant is aan het aardnet vastgemaakt. De rol/wiel wat over de spoel loopt is het punt waar ik mijn 50 Ohm zoek. De bovenkant van de rolspoel is samen met de losse spoel erboven de aanpassing van de antenne.

En dan komt er deze waarde uit.

In de link hierboven staat dat het voor verticals is, dat wordt de volgende stap. Er komt een 6 meter lange polyester vlaggenmast. Vanaf de top zal de antennedraad 16 meter horizontaal hangen. Eigenlijk een L- antenne op zijn kant. Niet ideaal maar beslist beter dan de huidige vorm waar de draad onder een hoek van 30 graden schuin omhoog hangt.

[pa3a]

Boffen dat het zo uitkomt zeg.
Een pure hairpin past een laagohmige (lager dan 50 ohm) capacitieve antenne aan.
De manier waarop jij het geschakeld hebt is iets meer dan dat, maar het past goed aan! Goed gedaan.
Nu nog de antenne verbeteren. Een goed vergelijk zou zijn om de antenne stroom te meten. Daar zijn wel wat simpele methoden voor mbv een ringkerntje, en een gelijkrichtdiode.
Het gaat niet alleen om een goede match, het gaat in dit geval ook om een zo hoog mogelijke stroom in je antenne. Dat is je echte meetpunt. Niet de SWR.