Compacte 2 Elements yagi antenne voor de 4 meterband ( 70 Mhz)

Om wat meer gain te hebben (5 dBd) dan een rondstraler, heb ik een lichte, compacte 2 elem. yagi met director gebouwd. Bij vergelijking bleek een station in de ruis op de rondstraler. Op de yagi aanzienlijk beter en met nauwelijks ruis.

De drager is slechts 40 cm lang en de antenne kan hierdoor gemakkelijk verticaal geplaatst worden
aan een zijarm. De buizen zijn meest van 6 mm aluminium.
Horizontaal werkt deze ook goed. Ik heb een gamma match toegepast, zonder condensator.
De dipool wordt hierdoor iets langer (2.14 m) dan gebruikelijk. Het voordeel is dat regen nauwelijks invloed heeft.

De director is precies 2 meter lang. De gammamatch is 40 cm lang en op 33 cm van het midden bevestigd.
Indien men buisjes van 1 meter lang gebruikt, kan er in het midden een stukje 8 mm buis gebruikt worden
om deze aan elkaar te maken. Bij de dipool 30 cm; bij de director 20 cm.
Deze kunnen met m3 boutjes dan wel met inkepingen en klemmetjes bevestigd worden.

De elementen zijn bevestigd met stukjes van een snijplank. Hierin is met gasvlam een uitsparing gedrukt van de drager en (rond) voor het element.

Match-buisje is hier van 6 mm aluminium

Hier met een simpele polarisatie wisselaar

Horizontale stand

45 gr stand

Polarisatie wisselaar voor VHF / UHF yagi antennes

Om mijn antennes zowel horizontaal en verticaal te kunnen gebruiken, leek het mij handig een polarisatie wisselaar te construeren. Vooral voor de 2m band zou dat een uitkomst zijn. Beide polarisaties worden daar veel gebruikt.
Na matige testen met een éénzijdige hulpdrager, heb ik een tweezijdige gemaakt.
Aan iedere kant komt er een antenne en het geheel is dan meer in evenwicht.
Ik ben uitgegaan van een hulpdrager van 1.40 m. In mijn geval komen er een 5 el. LFA voor 2m en een 2el. 4m antenne in.
De 4m antenne moet (verticaal) verder van de mast blijven, dus wordt het een asymmetrisch geheel.

Als lager gebruik ik een zgn. bloempot draai-lager van 10x10 cm. Deze zijn te in het Oosten te koop voor ca. € 5,00. Dan moet je nog een geschikte mastklem hebben waar deze aan vast geschroefd kan worden.
Mijn mastklem heeft een vlakke plaat van 8x8 cm en twee voorgeboorde M6 gaten.
Hierdoor kon een hulpplaatje van 11x11 cm simpel bevestigd worden.
Daarop heb ik het lager bevestigd.

Aan het plaatje zit het lager met 4 bouten vastgeschroefd.
De hulpdrager zit weer met 2 bouten aan de andere plaat van het lager vast.
Zie foto's !

Het verdraaien gaat met een reductiemotortje van 10 rpm en kostte ca.€ 6,00. Deze hebben een as van 6mm dik en een afgeplat stukje. Aan de as komt een haspeltje van 3 cm asdikte, bevestigd met een 6 mm kroonsteenelement.
Ik heb een oud soldeertinhaspeltje gebruikt. Hierop draait een sterk koordje. Polyamide schietloodkoord in mijn geval.
Dit koord trekt de 2m zijde naar beneden of laat hem vieren. Doordat de 4m zijde zwaarder is, neigt deze zijde automatisch naar beneden.
Het motortje heb ik in een aluminium behuizinkje gemaakt. Zo is het ook nog redelijk vocht bestendig.

Hulpboog voor het koord,die ik later heb
toegepast

Motor van onderen gezien. Het koord draait op de haspel. Als het koord volledig aangetrokken is, moet de motor stoppen. Dit kan o.a door stroombegrenzing op 100 mA toe te passen. Wanneer volledig afgerold, draait de motor vanzelf door en rolt weer op. Het koord moet daarom op de juiste lengte worden afgemeten.

Bij deze eenzijdige drager is vrij veel kracht nodig om de hem aan te trekken.

Eerste testconstructie met eenzijdige drager. Reductiemotortje 10 rpm, 12 V -100 mA
in een tijdelijk blikje. Later vervangen door een sterkere.

2m + 4m met hulpdrager 20x20mm en 1.40m lang. De constructie moet soepel draaien anders kan het zijn dat de zaak blijft hangen in één van de twee horizontale standen. Men kan dus kiezen welke antenne bovenaan komt en welke onder. De horizontale stand is dit niet helemáál, omdat de mast in de weg zit. Maar dit geeft een te verwaarlozen signaalverlies in deze stand.
Verticaal is er slechts één positie mogelijk.

Voor de eerste stukjes kabel tot voorbij het lager heb ik RG-58 toegepast.

Dit omdat dikkere kabel moeilijk meedraait bij dit lager.

Hieronder de eerste test met een 1m lange hulpdrager en een 2m en 70 cm yagi.

Lager is een klein zwenkwieltje.Dit werkt maar is niet ideaal ivm speling.

Aan het einde nog een handmatig trekkoord. Dit is mogelijk mits men het koord niet langs teveel katrollen hoeft te leiden.

Ervaringen met de PA0RDT mini-whip antenne op mast en auto-model.

De mini-whip antenne van PA0RDT werkt al gauw beter dan een willekeurige draadantenne.
Daarom er een aantal gebouwd.
Zo kon ik sinds lange tijd weer alle Nederlandse NDB bakens ontvangen. Ook middengolf en lange golf werkt goed.
Ik heb eens wat metingen gedaan om de verschillen bij div. hoogtes en frequenties te bekijken.
Hoogte is heel belangrijk.
Hieruit blijkt dat de achtergrond QRM met de hoogte toeneemt. De S-waarde van stations neemt echter veel meer toe, dus een betere S/N verhouding.
Bij gebrek aan een 2N5109 o.i.d., heb ik als 2e tor een BFR193 toegepast. Die heeft een Ft van 6 Ghz.
Ontvanger:     Yaesu FRG-7700.
Opstelling:     1 meter achter het huis.
Tijdstip:         15.00 u lokale tijd.
Zie de tabel onderaan.

Verbeteringen voor 28 en 50 Mhz:
In serie met de probe heb ik een spoeltje van 3,3 uH en 4,7 uH getest.
Hierdoor wordt de ontvangst op die banden significant beter. De antenne mét spoeltje deed het op 4 meter hoogte zelfs beter dan die zonder op 11m hoogte.
Met 4,7 uH was er op 43 Mhz de sterkste ontvangst. Met 3,3 uH op 47 Mhz.
Echter is het een heel breedbandige verbetering.
De FM omroepband wordt zwakker. Dat is te verklaren omdat het spoeltje op 100 Mhz een XL van 2000 ohm heeft.

Invloed van plaats van opstelling

Per plaats van opstelling kan de ontvangst heel verschillend zijn. Zo wie zo moet hij zo hoog mogelijk staan, bij voorkeur met het hoogste mastdeel niet van metaal.

Er is een verschil tussen MG/LG en KG. Bij MG/LG is hoogte het belangrijkste. Er mag best een mast opzij van de whip staan. Deze mast komt namelijk niet gauw in de buurt van resonantie op die frequenties.
Op 80 m en hogere frequenties geeft een metalen mast of draad in de buurt van de whip meer qrm. Dit omdat deze meestal tot de grond reikt en qrm opvangt welke weer wordt opgevangen door de whip.
Met de frequentie neemt de benodigde hoogte af.
Dit stelde ik vast bij vergelijking. Ik heb er er twee opgesteld. Die kan ik snel omschakelen. Nr. 1 op dak ca. 11 m hoog in de mast , 5m boven het dak, aan een zijarm presteert het de beste de middengolf. Nummer 2, die 5 meter verderop achter het huis op een testmast staat, is weer duidelijk beter op de 80m en 40m band. Bijna zo goed als de draadantenne van 35m.
Op de langegolf er is weinig verschil. Ook ontdekte ik dat goedkope RG-58 kabel, met slechte afscherming, vooral op MG veel meer qrm opvangt. nr. 2 was daarmee zowat doof op MG, terwijl nr. 1 met goede RG-58 prima ontvangt.

Ipv J310 en 2n5109 een BF245C en aanvankelijk een BC546 toegepast.
Later een BFR193.

Mini-whip met BF245 in 4 cm buis

versie voor 5/8 elektrabuis. koperstrip toegepast

Tip:  de BF245C mosfet als laatste erin zetten. Bij het solderen van de strip ging er eentje kapot.
Lastig om een defecte eruit te halen..
De basis-spanningsdeler die de BC546 instelt heb ik 7500 , resp. 5600 ohm gemaakt.
Ik heb deze laatste R zo geselecteerd zodat de emitterspanning  6 volt is (halve voedingsspanning).
Tip: neem eerst een R, niet definitief gesoldeerd, dan is die makkelijk te wijzigen.
Ën gebruik zo klein mogelijke componenten ! Later een BFR193 toegepast.

Buitenmantel met koperstripje. Binnenader zo solderen dat deze in de BNC connector past.
Het printje met RG58 moeten soepel in de buis kunnen schuiven

Complete onopvallende antenne op magneetvoet. Onderaan een inkeping in de 5/8 buis, vastgeklemd met een slangklem.
In stedelijk gebied kun je nog veel qrm hebben. Buiten de stad en met stilstaande auto werkt het prima vooral als men in het open veld staat.

Voedingsdoosje in blikje

Detail

Voedingsdoosje gemaakt in pastilleblikje.
Deze heeft een R van 220 ohm in serie. Dit voorkomt dat bij kortsluitng
de spoel van 1mH defect raakt.

3

	S-WAARDES ACHTERGROND NOISE METINGEN MINI-WHIP ANTENNE
	"LEGE FREQUENTIES"
Frequentie	220khz	264khz	580khz	945khz	1370khz	1550khz
Hoogte
8 m	4	3	4,5	6,5	8	8,5
4,5 m	3,5	2,5	4,5	6	9	9
3 m	2	1	3,5	5	8	8,5
	Amateurbanden
Frequentie khz	1850	3700	7100	14200
Hoogte
8 m	7,5	9	3	0
4,5 m	9	9+4dB	3	1,5
3 m	8	8,5	2,5	0
	S-WAARDES LG EN MG STATIONS 15.00 UUR
Frequentie	162 f	198 gb	216 mc	252 irl	621 b	828 nl	1053 gb	1395 nl	1485 nl
Hoogte
8 m	9+45dB	9+44dB	9+3dB	9+16dB	9+20dB	9+17dB	9+18dB	9+50dB	9+41dB
4,5 m	9+40dB	9+40dB	6	9+10dB	9+15dB	9+12dB	9+12dB	9+45dB	9+34dB
3 m	9+30dB	9+30dB	-----	9	9+7dB	9+6dB	9+8dB	9+42dB	9+28dB

Kristalontvanger / tuner voor de FM omroep band

Op de middengolf zijn weinig sterke stations meer over.
Daarom de kristalontvanger voor de FM band voor de dag gehaald en verbeterd.
Hiermee ontvang ik nu 9 stations waarvan enkele heel sterk.

Schematechnisch stelt het niet veel voor. Maar er zijn wel een paar zaken van belang om het te doen slagen:

* Er dient een antenne voor de FM omroep band gebruikt te worden. Minstens een rondstraler.
   Deze moet boven de bebouwing uitkomen, wil men wat verdere stations tot ca. 30 km ook      
   ontvangen. Staat deze bijv. maar 4m hoog, dan zal men alleen stations tot ca. 10 km ontvangen
   en heel zwak.

* Men dient als achterzet een gevoelige audio-versterker te gebruiken (ca. 2 mV); bijv. die voor een    grammofoon of microfoon. Deze moet goed bromvrij zijn.

* Men dient over een afstem-C van 10 a 20 pf te beschikken waarvan beide zijden geisoleerd zijn
   t.o.v. massa.
   Dit voor de secundaire kring van de ratio-detector.


Het ontwerp:

Er wordt van de laag-ohmige antenne kabel omhoog getransformeerd (naar ca. 1000 ohm) Dit teneinde een zo hoog mogelijke spanning op de diodes te krijgen.
Dit bevordert tevens de selectiviteit. Dit werkt met een pi-filter.
Met 1pf koppel ik naar de secundaire spoel. De spoelen zijn los gekoppeld, met ca. 0,5 cm tussenruimte. Ook weer om selectiviteit te behouden.

De gevoeligheid kan nog vergroot worden door betere diodes te gebruiken. Bijv. de BAT15-03W
moet stukken beter zijn, maar heb dat nog niet getest.

De primaire spoel bestaat uit 10 wdg. op een 9mm boor gedraaid. De secundaire 10 wdg op een 8mm boor. De ratio-detector werkt veel beter dan mijn vroegere discriminator. Deze heeft ook het voordeel dat simpel op de elco de spanning kan worden gemeten zonder dat brom ontstaat.


Afstemmen:

Sluit een dig. voltmeter aan over de elco. Zoek een sterk station en regel alle C's af op maximum-spanning, Eventueel eerst met een meetzender .
Bij mijn sterkste station  is dit 5 mV. Dan zit men al dit in de buurt van vervormingsvrije weergave.
De combinatie afstemmen van de 2 C's van 10 pf komt vrij precies. Maar staat die eenmaal goed
dan blijft die dat ook. Beide kringen moeten nl. op de ontvangstfrequentie resonant zijn. Alleen dan werkt de FM detectie optimaal. Maar ook bij zwakke stations, ca, 0,2 mV klinkt het dan nog goed.
Bij gebruik binnenshuis is het handig de behuizing te kunnen afsluiten (bijv. deksel van het blikje).
Omdat sommige signalen zwak zijn, wordt er al snel 50 hz. brom opgepikt.
Bij gebruik meer dan een paar meter van huis en 50 hz kabels (buiten), speelt dit niet.

Ontvangst:
Het verste is de zender Markelo op ca. 32 km afstand. (3 programma's ) De tuner is in staat stations met 2 Mhz tussenafstand te scheiden. Dit indien deze even sterk zijn, anders is het meer.
Ook ontvang ik met een 4 el. yagi op 97,7 Mhz Veronica vanuit Arnhem. Deze zendt horizonaal met 9Kw Erp.
Dit signaal gaat over heuvels van 100 meter en toch krijg ik nog 1,5 mV op de detector.
In de auto ontvang ik met een 75 cm spriet op een kleefvoet Omroep Gelderland.
Het gaat erg op en neer als je door een stad rijdt..
Het geluid is echt Hi-fi te noemen, mits er goed getuned is.
Als LF versterker gebruik ik bij voorkeur een 800 ohm -20mW model van max. 2 mA bij 12 V. op zonne-energie. Geeft ruim voldoende audio. Dus een echte 'Eco radio'.

Pre-amp:
Met een BFR 91 heb ik nog een pre-amp gemaakt. De signalen worden dan vele malen sterker.
Zo'n 20-25 dB is haalbaar. Maar leuker is zonder.

Schema ratiodetector.

opstelling in een blikken trommel. De transistor wordt niet gebruikt
De ratio C is 20pf maar beter kan 10pf gebruikt worden.
Een extra grote knop gebruik ik op de detector om preciezer af te kunnen stemmen.

1/2 golf endfed antenne die ik gebruik. De spoel is 5 wdg op 25 mm gewikkeld.

De straler is 1m 6mm buis. Daarin staat 50 cm 4mm alu buis.
Totaal 1.45m vanaf het blokje.

Pre-amp met extra laag stroomverbruik. Wanneer beide spoelen niet afgeschermd zijn, kan met de neutrodynisatie C oscilleren worden voorkomen.  Kringen afrgelen op ontvangstfrequentie. Dan afregelen op minimum signaal bij geen voedingsspanning. Dit is de optimale instelling.

Extra banddoorlaat filter . Dit is niet noodzakelijk maar geeft nog meer selectiviteit.

20 milliwatt audio amplifier with 800 ohm speaker and great sound

Miniature audio amplifier 1 to 20 mW.

This LF amplifier has an output of 20 mW. This at 12 V / 2mA. That sounds rather loud!
At 6 volts it has already an undistorted sound and
volume (about 1 mW) is just adequate to listen about 1m away.
It works great, when you use it with a crystal receiver set. Then amp
already givess somewhat sound on the energy of a (not too small) candle flame,
An 800 ohm speaker is neccessary but they become scarce.

Technical:

It's a push-pull design with differential amplifier.
It automatically stabilizes the voltages, in particular the so-called mid rail.
That means it works between 5 and 24 volts.
The efficiency is high.

By means of the 330 K resistor neg. feedback takes place. The mid-rail voltage
is thus always held at half the supply voltage.
I started designing by dividing components by 100, from a 8 ohm speaker design.

The quiescent current is adjustable with the potentiometer of 10 K from 0.1 mA to 1.5 mA.
The crossover distortion is very slightly less at 1.5 mA. But there's not much difference.
On a oscilloscope no crossover distortion was visible.
The two 'final transistors' have been selected on equal HFE.

Power supply:

The energy provision I do preferably by means of a mini- 12V solar panel but this
can of course be any supply.
Speaker is an 800 ohm type from an old Philips TV. These are pretty sensitive.
LF few volts is sufficient.
In 2000, I had already made a three transistor version but this circuit
yet again works better because it adapts to any voltage between 5 and 24.


Performance:

The amp I made on prototyping board I mounted in the loudspeaker-unit so that it is compact and portable.
The preamplifier is only required for weak signals of about 5 mV.  One has to check for oscillations inthe amp. These can be stopped by applying capacitors of about 220 pF. Wiring of the pre-amp.has to be kept as short as posibible. With an FM crystal receiver I could hear about 9 stations on an outdoor antenna.

improved schematic; BC557's and finals  are selected on HFE.

in 2016 compact built

experimental stadium..

FM kristal tuner ca 70 till 120 mhz



Zonnepaneel 18x20 cm. Max. 3 watt.
Hiermee werkt de versterker reeds bij normaal lamplicht.

Kristal ontvanger unit MG

Ledje laten branden op RF energie 2 m band

Een moderne led heeft maar heel weinig stroom nodig voordat hij licht geeft. Bij gevoelige types is 10 micro-ampere al genoeg. Dus 1 Mega-ohm in serie bij 12 volt geeft al licht.  Hij is dan heel hoogohmig. Bij toenemende stroom neemt de impedantie af.  Een rode led heeft minimaal 1,6 volt nodig. Willen we de led op RF energie laten branden, dan moeten we een antenne of aanpassing maken die hoogohmig is.

Een led heeft een hoge eigencapaciteit. Hierdoor kunnen we de led zelf niet als detector gebruiken.

Hij zou de kring kortsluiten. We moeten daarom een detectie-diode in serie schakelen. (bijv. een 1N5711) De lage eigen-capaciteit van de diode (1,5 a 2 pf) kunnen we gebruiken om een parallel-kring af te stemmen.

De impedantie moet immers hoogohmig zijn. 2pF is op 145 Mhz ca. 500 ohm reactie.

Met ca. 600 nH parallel hebben we een mooie parallel-resonantie kring.

Als ontvangst antenne is het simpelste een hele golf dipool te gebruiken. Beide helften zijn resonant bij ca. 1.03 m en  ca. 800 ohm (bij 8 mm dik). Deze lengte is niet kritisch, De twee helften in serie geeft 1600 ohm.

Schemaatje. De eigen-capaciteit van de 1N5711 is samen met de spoel resonant op 145 Mhz. Rf gaat door de led heen, deze vormt alleen een hoogohmige DC belasting na detectie.

2 telescoop antennes van 1.50 m gebruikt. Ca. 1.03 m is de beste lengte.

Wanneer een director of reflector geplaatst wordt voor of achter de dipool, dan neemt de gevoeligheid nog toe.

Detail. Door een var. C van 5 pf in serie te zetten kan nog iets winst behaald worden.
Zelfs indien de ene helft losgemaakt wordt, maar met een draadje in de buurt van de spoel komt, brandt de led nog.

close up

Praktijk:

Afstanden:

170 m bij een 100 Watt zender met 4 el. yagi. PI4VRZ/A ( R Kootwijk)

90 meter bij een 50 Watt zender met 3 el. yagi thuis.
30 meter bij een 5 Watt zender met 3 el. yagi huis.

7 meter bij een 5 Watt portofoon.

6 meter bij een 100 mW QRP zender met als zendantenne een 3 el. yagi.

2,5 meter idem met als zendantenne een dipool.

Men ziet dat 4x vermogen een verdubbeling van de afstand (=veldsterkte) oplevert.
10x vermogen 3,16 maal.
Deze led-detetor kan ook goed gebruikt worden om een antenne af te stellen. Het overgangsgebied is klein; zodra de spanning onder de 1,6 volt  komt, gaat hij uit. Dus dat overgangsgebied is handig voor afregeling.
Zorg dat de antenne en ontvanger vrij staan. Een paar meter van metalen objecten en 1 m van de grond.