VERKORTE UNIVERSELE MULTIBAND DIPOOL 2 × 13.4 m

voor kleinbehuisden (publicatie in ELECTRON nr 2 feb 2005)

 Foto's en ervaring van PE1NGR toegevoegd.

INLEIDING

Deze antenne van slechts 2 × 13.4 m is bijzonder geschikt voor kleinbehuisde zendamateurs. In figuur 1a is een dipool van 40.2 m getekend die denkbeeldig opgebouwd is met zes draadstukken van 6.7 m. De middelste stukken in elke dipoolhelft kunnen opgevouwen worden en zijn dan een kwart golf (¼ג) "stub" voor 15 m. Zo ontstaat figuur c. 

K3AZ MULTIBAND DIPOOL

De 26.8 m lange of eigenlijke korte antenne van figuur c is identiek aan een ontwerp van K3AZ en is elektrisch gelijk aan een dipool van 40.2 m! In de praktijk valt het verschil in signaalsterkte ten opzichte van een "full size" dipool bijna niet op. In zijn ontwerp was de antenne optimaal gemaakt voor 15 m. Door resonantie van de stubs op die band worden de antennedelen in fase gevoed waardoor op 15 m versterking verkregen wordt. De resonantie is op de andere banden niet van belang en de lengte van de stubs kan eventueel aan de beschikbare ruimte voor de antenne aangepast worden.

Op vier amateurbanden werkt de antenne als volgt:

15 m: een colineair 4 × ½ג met ongeveer 4 dB versterking,

20 m: een in het midden gevoede 2ג,

40 m: 2 × ½ג in fase met ongeveer 2dB versterking,

80 m: ½ג dipool.

 

De stubs werden gemaakt van lintlijn en zitten in elke band op plaatsen waar de antennestroom geen maximum waarde heeft. Ondanks de verkorting lijdt het rendement er vrijwel niet onder en zal er toch nog enige versterking zijn als de antenne horizontaal wordt opgehangen. In de vorm van een "inverted V" zal de versterking volgens de tabel niet gehaald worden.

 

 

 LINTLIJN

Mijn antenne werd meer dan 15 jaar gebruikt en ik heb ondervonden dat ouderwetse 300 Ω (280 Ω) lintlijn bijna nergens meer te koop is, maar gelukkig heeft PA1IZR een leverancier in Amsterdam gevonden en («fig) een rol van 30 m laten opsturen. De handelaar heeft zoiets nog in voorraad voor ongeveer € 0,60 per meter, zie:

http://www.rotor.ws/zoekart.php?zoekart=650550

Verder kunt u eventueel gebruik maken van grotere lintlijn met gaten (slotted ladder line) dat tegenwoordig bij veel zendamateurs in gebruik is.

Deze is ook beter bestand tegen UV straling. De verkortingsfactor is mij niet bekend, maar de lengte van de stub zal beslist iets langer worden. Met een dipper kan men snel vaststellen wat de resonantiefrequentie van een stuk lijn is. Daarna weet u of er meer of minder bij moet. Hoe u de slotted line verwerkt laat ik verder aan uw eigen fantasie over. Een opgerolde coaxkabel zal waarschijnlijk ook wel werken maar daar heb ik (nog) niet mee geëxperimenteerd. Een nieuwer type 250 Ω lintlijn TWINCOM (foto») om zo'n antenne te voeden lijkt mij de oplossing voor flatbewoners, zie Antenne Potpourri.

STUB OPROLLEN

De antenne van K3AZ werd door mij minder opvallend gemaakt door de stubs (fig») van 300 Ω lintlijn op te rollen en waterdicht op te bergen. Uit experimenten is gebleken dat deze compacte vorm goed werkt. Het enige effect is dat door de toegenomen capaciteit van de draden onderling de verkortingsfactor van de lintlijn een andere waarde krijgt en de resonantie frequentie dus lager wordt. Breng de stub (6.7 m ÷ 2 = 3.35 m) elektrisch op maat door het buitenste stuk van de lintlijn, rechts op de foto, kort te sluiten en daar met een dipper de resonantie bepalen. In het centrum van de rol stukken wegknippen tot er resonantie is (dipt) in het midden van de 15 m band. De open uiteinden in het centrum zijn de aansluitingen van de stub op de rest van de antenne. Nogmaals genoemde resonantie is niet nodig als u afziet van de versterking op de 15 m band!

CONSTRUCTIE van de STUB

 

Voor het waterdicht opbergen van de opgerolde lintlijn werden twee schijven («fig) van epoxy printplaat uitgezaagd en het koper door etsen verwijderd. In het centrum van elke schijf werd een RVS bout met een contramoer vastgemaakt en daarna gesoldeerd aan de open uiteinden van de lintlijn.

Niet weerbestendig en daarom "ingeblikt".

Weerbestendig, daarom open en bloot.

Met één van de bouten hangt de stub (foto) aan een isolator van Fritzel. Mijn schijven hebben een diameter van 9 cm en de zijkanten werden opgevuld met twee componenten autoplamuur, daarna geschuurd en vervolgens met zwarte lak voor kunststof bumpers gespoten. Met deze laksoort (b.v. MOTiP fig») heb ik zeer goede ervaringen. Het maakt alles weerbestendig en is kennelijk bestand tegen zonlicht. Al mijn zelfgebouwde antennespullen zijn daarmee gespoten. U kunt eventueel een andere soort behuizing maken met standaard PVC materiaal zoals dat gedaan is in Trap voor W3DZZ.

Met weerbestendige lintlijn kan men eventueel van een behuizing afzien. De lijn kan opgerold worden, daarna met kabelbandjes fixeren en aan bij voorbeeld isolator bevestigen. Op de foto werd dat bij een andere antenne gedaan aan de behuizing van een balun.

PE1NGR

PE1NGR schreef: "ik wou de stubs eerst met PVC lijmkappen "inblikken" maar dit werd veel te zwaar. Daarom heb ik (fig») een dun plaatje plexiglas genomen en daar beide aansluitingen doorgevoerd. Om de onderkant dicht te maken werden speciekappen gebruikt van rond 12.5 cm. Zij zijn van heel dun plastic en mooi licht.

 

Hierbij een paar ervaringen en resultaten. Ik heb de antenne ongeveer 3 weken hangen en daarmee punten in contesten weggegeven. Eerst had ik een FD3 en kan alleen daarmee vergelijken. Op 20 meter doet hij het goed, stations aanroepen en gelijk respons. Op 80 meter bijna net zo goed, af en toe gaat het wat moeilijker, maar dat vind ik geen probleem. Op 40 wil het niet echt goed lukken. Op de foto's is te zien dat vanwege de beperkte ruimte bij één helft, de laatste 8 meter haaks weggespannen moesten worden. Omdat het eigenlijk niet anders kan, vermoed ik dat daardoor de problemen op 40 ontstaan. Verder ga ik nog experimenteren met de stubs korter/langer maken. Eventueel ook een draad schuin naar beneden afspannen of een gedeelte zigzaggend tussen 2 tuien bevestigen, zodat er meer lengte weg kan en het "knikpunt" wat gunstiger komt te liggen. Tot zover ben ik wel tevreden want er werden leuke verbindingen op 80 m gemaakt en dat lukte voorheen helemaal niet met de FD3. Wel jammer dat het op 40 niet wil. Maar zoals gezegd ik ga er nog verder mee experimenteren en hoop het op 40 nog wat beter te krijgen".

Het is inderdaad mogelijk dat de afspanning in de beperkte ruimte het een en ander op een band nadelig kan beïnvloeden. Als de draden in één lijn liggen, zijn beide delen van de dipool op 40 m in fase en dat zou een versterking van ongeveer 2 db kunnen betekenen, maar in deze situatie werkt dat kennelijk nadelig.

UNIVERSELE DIPOOL

 

Op 80m is deze antenne («fig d) een halve golf dipool die eventueel aangestuurd kan worden met coaxkabel en 1 : 1 balun of mantelstroom filter.

Gevoed met een open lijn en tuner is de antenne geschikt voor alle HF frequenties en heeft dan op een paar banden de voordelen die eerder vermeld zijn. Deze combinatie is ideaal voor mensen met een beperkte ruimte. Zelf heb ik hem gebruikt als "inverted V" en door zo'n opstelling zal de theoretische versterking niet meer gehaald worden.

ZEPP

Als u alleen de mogelijkheid heeft voor (fig») één hoog ophangpunt dan ziet u een voorbeeld hoe deze antenne als ZEPP (fig e) aangestoten en kan werken op 10, 20, 40 en 80 m. Op dezelfde wijze kan eventueel het hoogste punt met een openlijn gevoed worden.

MAGNETISCHE BALUN

Ik ben niet zo'n bewonderaar van "magnetische balun antennes", maar als het niet anders kan, is een voeding van de universele dipool met een magnetische balun te overwegen omdat de antenne in resonantie is op vier banden.

VERKORTE FD4

Met een balun van 6 : 1 of 4 : 1 wordt deze antenne een verkorte FD4 met de afmeting van een FD3. De SWR zal op alle banden niet meer zo goed zijn als met een originele FD 4, maar met behulp van een ingebouwde of externe tuner is er goed met deze antenne te werken. Met dat systeem heb ik ongeveer vier jaar gewerkt. Een geschikte tuner is bij voorbeeld mijn Fri-Match, een tweeknoppen systeem voor 10 t/m 80 m of elke andere asymmetrische tuner, T-match, LC-kring, Pi-filter etc. Met voordeel kan men zowel stub als balun in één behuizing annex ophang isolator onderbrengen.

De opgerolde lintlijn in verpakking.

 

De "ingeblikte" stubs gemaakt van 300 Ω lintlijn zijn regelmatig belast geweest met 800 W zonder dat er iets aan de constructie veranderd is. Er is niets gesmolten of los geraakt en na vele jaren gebruik is de goede staat nog duidelijk te zien. 

ANDER VOEDINGSSYSTEEM

Als de antenne in het voedingspunt met ongeveer 7 m openlijn verlengd wordt, dan kan een 1 ÷ 4 balun de impedantie op 80, 40 ,20 en 10 m naar een lage waarde transformeren. Verder voeden met 50 Ω coaxkabel is dan mogelijk als men een eenvoudige asymmetrische tuner gebruikt. De interne tuner van een transceiver is meestal ook in staat om het systeem in resonantie te brengen. Lukt dat niet dan kan het verlengen of verkorten van de coax met een paar meter al leiden tot een betere aanpassing. Met een ATU die een groter regelbereik heeft, is het zelfs mogelijk om deze antenne op alle banden van 10 t/m 80m te gebruiken. Bij mij lukte dat zelfs met een FRI-Match ATU. Rekening houdend met de verkortingsfactor kunt u het stuk open lijn door lintlijn vervangen, oprollen en samen met balun in één waterdichte behuizing onderbrengen zoals in de vorige tekening.

ANDERE AFMETINGEN

De afmeting van de antenne is alleen belangrijk als men ook de versterking op een aantal banden wil hebben. Het is in feite een dipool die met stubs verkort is. In mijn tuin werd in een later stadium de beschikbare ruimte optimaal benut door de fysieke afmeting te verlengen onder het motto "de antenne kan nooit lang genoeg zijn". Merk op dat de elektrische lengte van beide dipool helften hetzelfde blijft. Deze antenne werd als "inverted V" opgehangen aan een 12 m hoge slanke mast. Aan de linkerkant is diagonaal in de achtertuin nog plaats om de dipoolhelft 1 m langer te maken. Misschien wordt dat nog gedaan en zal de stub ingekort worden. Heeft u meer of minder ruimte dan kunt u op overeenkomstige wijze uw antenne aanpassen door inkorten of verlengen van de desbetreffende stub (in het midden van een dipoolhelft!) en de lengtes van beide helften. Om u een idee te geven hoe het ook nog anders kan zijn er twee mogelijkheden getoond om de antenne als verkorte FD4 te gebruiken.