EXPERIMENTEN MET EEN (8-VORMIGE) HF LOOP

 2-mar-2013 Met PB2DJ's 8-vormige HF loop.

 INLEIDING

Tijdens de oorlog in Vietnam gebruikte het Amerikaanse leger al magnetische loop antennes voor zenders, maar het heeft lang geduurd voordat het ook als zodanig toegepast werd door radiozendamateurs.

In de praktijk werkt zo'n antenne met een omtrek kleiner dan een ¼ λ beter dan men volgens het theoretische rendement zou verwachten. Daarom heb ik mij wel eens afgevraagd of voor dit type antenne in de toegepaste berekeningen niet een of andere factor een andere waarde zou moeten hebben.

In de periode 1972 – 1975 was op de 80 m band regelmatig een Engelse zendamateur te horen die een kleine magnetische loop gebruikte. Meestal was hij net zo sterk als zijn medeamateurs met een 2 × 20 m dipool. Het was ongelooflijk en daarom vroeg ik een aantal van zijn collega's of het waar was en hoe het zat. Zij verzekerden mij dat hij inderdaad met een wel erg kleine antenne voor 80 m werkte.

In de natuur wordt de weg van de minste weerstand of energie gevolgd. Bij een magnetische loop antenne zal een HF stroom de kortste weg kiezen en zich grotendeels via de binnenomtrek van de straler verplaatsen. Daarom ben ik van mening dat een brede platte strook als geleider (fig») beter is dan een ronde buis.

EXPERIMENTEN MET EEN KLEINE HF LOOP

Al in een eerder stadium (omstreeks 1969) werden door mij in een flat binnenshuis op de bovenste zesde verdieping, loop antennes uitgeprobeerd. Om met zo'n antenne te experimenteren kan men beginnen met de velgen van een fiets gehaald bij een kringloopwinkel. Zulke onderdelen kunt u daar vaak voor een habbekrats (±€ 6) kopen en dat was een aanzet om nog eens met dit type antenne op HF aan de gang te gaan. Zie ook het artikel over een 8 vormige loop voor de 2 m band.

Met deze antenne op een tafel in de shack werd op 20 m een verbinding met Canada gemaakt. Ter vergelijking was een Cushcraft R5 vertical («fig) buiten op een 12 m mast. Bij het overschakelen waren het zend en ontvangen signaal op de loop 2 S-punten zwakker. Hetzelfde verschil was er met een station uit Spanje. Dat is eigenlijk geen slecht resultaat met een experimentele antenne waarbij alle mechanische en elektrische componenten summier met elkaar verbonden waren en gezonden werd van de eerste verdieping.

Er werd ook nog getest  met allerlei koppellussen in het midden of onderaan. Een brede strook gemaakt van een conservenblikje gaf geen duidelijk voordeel. Vooralsnog kan men stellen dat de dikte van de geleider niet al te kritisch is. Verder bleek de algemene regel dat de koppelloop een diameter heeft die 1/5 kleiner is dan de antenne, niet klopt als het erom gaat een SWR = 1 te verkrijgen, want het hangt van de frequentie en de doorsnede van de antenne cirkel af. Een bepaalde diameter van de koppellus voor SWR = 1 op 20 m geeft geen SWR = 1 op 40 m en omgekeerd. Hoe de (wiskundige) relatie feitelijk moet zijn, weet ik (nog) niet.

Het derde "velgmodel" voor HF met één loop («fig») werd degelijker in elkaar gezet en op een stevige zware voet met standbuis geplaatst om het geheel gemakkelijk te verplaatsen of te draaien. Met een condensator van 16 - 150 pF kon afgestemd worden van 11 - 30 MHz. De koppeling werd met behulp van het metalen deel van een kroonsteentje (fig») variabel gemaakt. Het bleek dat voor een SWR = 1 de diameter van de koppellus sterk afhankelijk was van de plaats waar de antenne staat en de stand van de antenne ten opzichte van alle andere objecten in de kamer. De proeven moeten nog eens in de achtertuin herhaald worden om uit te zoeken welke verhouding er is tussen antenne en koppellus.

MAGNETISCH 8-VORMIGE (MACHT) LOOP

Bij een Macht voor HF met twee velgen vermindert de zelfinductie van het systeem. Verder neemt de bandbreedte behoorlijk toe en de capaciteit van 16 - 150 pF moest met een extra 100 pF vermeerderd worden om met ongeveer 200 pF resonantie op 20 te verkrijgen. Omdat de loops relatief klein zijn ten opzichte van de 20 m band, werd de koppellus vrijwel net zo groot zijn als één loop (55 cm Ø) en met een quasi delta match komt het contact op 2 × 85° ten opzichte van het midden onderaan. Let op, de proeven werden in de shack gedaan met een gewapend betonnen vloer en plafond, daarom zal buiten het huis de koppeling weer anders zijn.

Als in mijn kamer de resonantie en de grootte van de koppeling bepaald werd met de loop loodrecht op richting van de betonnen platen van vloer en plafond, dan bleek dat buiten weinig verstemming had plaats gevonden. Als binnen de antenne 90° gedraaid werd, was de SWR zeer groot en moest de afmeting van koppeling drastisch veranderd worden om dat omlaag te krijgen. Het metaal dichtbij de antenne heeft dus sterke invloed op afstemming, grootte van de koppellus en Q van de kring.

Koppellus ¹/5: Na samenspraak met PA90K zijn wij tot de conclusie gekomen dat met dit type dubbelloop de diameter van de koppellus ongeveer ¹/5 moet zijn van de totale omtrek van beide loops (of ²/5 van de omtrek van één loop)!

EEN NOG NIET GETEST IDEE

Een ander idee waar ik op kwam, is de gedachte dat een S-Match ook wel eens zou kunnen dienen om een magnetische loop af te stemmen en aan te passen. Het is misschien qua componenten niet gemakkelijk om het geschikt te maken voor zenden, maar voor een ontvangstsysteem zal het wel gaan denk ik. Als de waarde van de (rol)spoel voor een bepaald band gevonden is, zal waarschijnlijk alléén de condensator nodig zijn om over de band te fietsen.

Voor een ontvangantenne kan dan ook een kleinere ringkern voor de balun gebruikt worden.

Ook een professionele constructie met een 15-750 pF/10 kV vacuüm condensator, motoraandrijving, start en stop ligt nog steeds te wachten op verdere experimenten met dit type antenne.

(SK) PA90K's 8-VORMIGE HF LOOP

De inmiddels helaas overleden PA9OK heeft veel geëxperimenteerd met diverse 8-vormige magnetische loops op VHF en HF. Lees het met foto's geïllustreerde uitgebreide verslag op:

http://f5ad.free.fr/Liens_coupes_ANT/G/PA9OK%20Boucle%20magnetique%20en%208.htm

PB2DJ's 8-VORMIGE HF LOOP

Een bericht van PB2DJ: "ik bouw al 10 jaar loop antennes en ik zag dat u een dubbele loop gemaakt heeft. Onlangs heb ik in nog geen uur tijd ook zoiets gebouwd en gemaakt van afval uit de puinbak op mijn werk. Het is flexibele buis met aan de binnenkant dun aluminium. De loop is gemaakt met 5 m van dit materiaal en de 2 - 120 pF afstemcondensator komt van een gesloopte antennetuner. De antenne stemt mooi af en werkt van 10 tot en met 30 meter. De 30 cm lange Gammamatch is gemaakt met aarddraad eveneens uit de afvalbak. Bij de eerste verbindingen werkte ik 's middags om half vijf met 60 W een station in Indonesië. Zo zie je maar weer wat je nog kan doen met materiaal uit een afvalbak".