Dual band 1/2 wave vertical antenna for 50 and 70 Mhz band with trap

Inleiding:

Om eens een lichte dualband trap vertical te maken voor 50 én 70 Mhz, heb ik het volgende ontworpen.

De voordelen zijn o.a.:

* geen lange radialen nodig

* slechts één straler, die efficiënt wordt benut.

* weinig windvang en licht van gewicht.

* voeding via één kabel.

Achtergrond van het ontwerp:

Tot nu gebruikte ik een vertical met twee paralelle stralers en een zijarm. Dit werkte maar had meer windvang en deze had geen rond diagram. Het idee was iets lichters te bouwen, gebaseerd op het hi-endfed principe. Dus hoogohmig voedingspunt en geen radialen, althans geen lange.

Verloop van de design:

Eerst werd een 1/2 golf vertical voor 70 Mhz gemaakt en aangepast. Hierbij bleek 1.85 m de hoogste impedantie te geven. Slechts een serie-spoel van ca. 530 nH bleek voldoende voor SWR 1:1. Dit komt omdat de bevestiging van het onderste 12 cm van de straler een stukje transmissielijn vormt van ca. 100 ohm. Dit komt neer op een parallel-capaciteit van ca. 6 pf. Dit vormt samen met de spoel een impedantie-trafo van 50 naar ca. 700 ohm.

Hetzelfde werd gedaan op 50 Mhz; hierbij bleek 2.70 m de beste waarde. De spoel moest echter iets groter zijn, ca. 580 nH. Én er bleek een C van straler naar massa nodig van ca. 5 pf.

De antenne heeft een trap met een C van 9 pf. Deze moet op 70 mhz een sperkring vormen. De parallel C bestaat uit 9 cm RG-213.

Deze kring vormt op 50 mhz een verlengspoel. Daarom moet het stukje hierboven kleiner zijn dan bij de normale halve golf. 50 cm bleek de beste waarde.

De antenne heeft een aanpassing die op beide banden een goede SWR geeft.

Op beide banden is de voeding hoogohmig, ca. 700 ohm; echter niet helemaal gelijk zeker niet qua imaginaire component.

Na wat gepuzzel met een Smith-chart programma en daarna een los antenne-tunertje werd de juiste aanpassing gevonden. Twee spoelen en een serie C van 39 pf.

Ik heb verder twee radialen van 100 cm staaldraad gebruikt. Dit om mantelstromen te elimineren en toch altijd enig tegenwicht te hebben.

Constructie details:

Voor de bevestiging heb ik een aluminium plaatje van 2 mm dik en 5 x 25 cm gebruikt. Hierin moeten eerst de gaten van ca. 16 mm voor de straler en de SO-239 of de aansluitdoos geboord worden. En de m3 gaatjes voor boutjes.

Hierna moet deze haaks worden gebogen zodat het onderste deel 5x5 cm wordt.
Het bovenste deel kan 4x5 cm worden.

De straler loopt door een hostaliet buis van 5/8 (= ca. 16 mm) en 30 cm lang. Aan de bovenkant is deze waterdicht afgesloten met een stukje krimpkous.
Onderaan is de straler met een U-klemmetje bevestigd op een stukje nylon van 1 cm dik. Ook voor de mastbevestiging zijn m4 U-klemmetjes gebruikt.

De antenne kan op een dunne mast geplaatst worden. Bij mij is het bovenste mast-deel slechts 16 mm x 70 cm. Deze staat weer in 20 mm buis en deze weer in 25 mm buis.

Dus een soort telescopische mast.

Resultaten:

De antenne werkt prima ! Op 1,5 m boven de grond werd de aanpassing afgesteld op 1:1 op beide banden.

In de mast geplaatst bleek de SWR op zowel 50 als 70 mhz 1,2 te zijn.

De antenne blijkt ook breedbandig te zijn. Dit was te verwachten want er treden geen hoge Q 's op in de aanpassing. Van ca. 40 Mhz tot 52 Mhz werkt de aanpassing goed en ook van ca. 65 tot 73 mhz is dit het geval. Uiteindelijk heb ik de aanpassing in een dichte behuizing gemaakt.

First test with open air coils. The matching circuit is the most critical part of the antenna.
But one time adjusted, it works even in rain when using the right housing.

Grote spoel: 8 wdg op 11 mm boor gewikkeld; Kleine spoel: 9 wdg op 7 mm boor gewikkeld. C is 39 pf.

 links de 6+4 m vertical.

Dual band matching circuit

First version with PVC small tubes.

Detail van de constructie. De straler loopt voor de eerste 12 cm lengte op een afstand van 1 cm van het plaatje. Dit is belangrijk want dit is een een capaciteit van ca. 6 pf. Ofwel een stukje transmissielijn van ca. 100 ohm.

Trap wounded on a 12 mm PE waterpipe tube. De capacitor of 9 pF consists of 9 cm RG-213 cable.
One can also apply a standard capacitor, but then is has to be a min. 1 Kv type. On 70 Mhz it's the top of the antenna so high voltage appears.

Testing another match with big coil-diameters in open air

Checking swr on 6 and 4 m

Tuning the dual band match in Alum box

Waterproof housing. PVC tube still to be extended ..

Improvement against rain with extended PVC tube. Now swr remains ok.
Also the distance between the feedpoint bolt and U-clamp (=earth) is enlarged

First test. Small 50 V capacitor exploded..

English:

Dual band half wave trap vertical antenna for 50 and 70 Mhz

Introduction:

To build a lightweight  dualband trap vertical for 50 and 70 Mhz, I made the following design.

Benefits are :

* No long radials needed

* Only one radiator, which is utilized efficiently.

* Little windage and lightweight.

* Feeding via a single cable.

Background of the design:

Until now I used a vertical with two parallel elements and a side arm. This worked but had more windload and it didn’t have a circular radiation pattern. The idea was to build something lighter, based on the hi-endfed principle. So high impedance feed point and no radials, at least not long ones.

Development of the design :

First, a half wave vertical for 70 Mhz was built and tested. I found out that 1.85 m gave the highest impedance.  Only one series-coil of approximately 530 nH proved sufficient for SWR 1: 1. This was because the  lower 12 cm of the radiator, equals a piece of transmission line of approximately 100 ohms. This equates to a parallel capacity of about 6 pf. This, together with the coil forms an impedance transformer from 50 to about 700 ohms.

The same was done at 50 MHz; here 2.70 m proved to be  the best length. The coil had to be slightly larger, approximately 580 nH. And there was an extra C  to ground needed of  about 5 pf.

The antenna has a trap with a C of 9 pf. This forms  an LC parallel circuit on 70 mhz . Parallel C consists of 9 cm RG-213.

The trap acts as  an extension coil on 50 mhz. Therefore, the top part must be shorter  than in the a normal half-wave. 50 cm proved to be the best value.

The antenna has a matching circuit that gives good SWR on both bands.

On both bands  the feedpoint has  a high impedance,  about 700 ohms;  But not exactly the same, certainly not in terms of imaginary component.

After some triels with a Smith chart program and then a separate antenna ATU the right adjustment was found. Two coils and the series C of 39 pf.

I’ve also have applied two radials of 100 cm steel  wire . Just to make sure counterpoise and to avoid common-mode currents  on the cable.

Constructional details:

For the attachment  I’ve used a small aluminium plate of 2 mm thick and 5 x 25 cm. First there  must  be drilled some holes. One of approximately 16 mm for the radiator and the SO-239 or the terminal box and m3 /m4 holes for the bolts.

After this, it must be bent 90 degrees so that the lower part is 5x5 cm. Perpendicular .

The upper part can be 4x5 cm.

The radiator goes through a hostalite  5/8 tube  (= approx. 16 mm Ø) and 30 cm long. At the bottom of the radiator it is attached with a U-clamp.

The lower part is attached on a piece of 1 cm thick nylon. Also for the mast fixing  m4 U-clamps are  used.

The antenna can be placed on a thin mast. In my case, the top mast section is only 16 mm x 70 cm. This is again in a 20 mm tube and this one in a 25 mm tube. So a kind of telescopic mast.

Results:

The antenna works fine! 1.5 m above the ground alignment was adjusted to SWR 1: 1 in both bands.

Placed in the mast the SWR appeared to be 1.2 on both bands .

The antenna also appears to be wide band .This was expected because there isn’t a  high Q  in the matching circuit. From about 47 Mhz till 52 Mhz it is working properly, and also between 65 to 73 MHz. Later I made ​​a variation with large diameter coils and fewer turns. As a result, the effect of rain is reduced on the swr.  Later I added a waterproof housing with was another improvement.

Collinear 5/8 3/4 5/8 145 mhz

2x 5/8 vertical antenne voor 2 meter band 3 dBd

Inleiding:   

Deze 2x 5/8 is een lichtgewicht uitvoering die met simpele materialen te maken is.

Hij presteert 1 a 2 S-punten beter dan een D-original 1x 5/8 en daarbij is de achtergrond QRM

beduidend minder. Hierdoor kunnen meer repeaters worden gehoord/ gewerkt.

Ook is hij goed demonteerbaar en dus op vakantie mee te nemen.

De aanpassing naar 50 ohm gaat ook simpel. Hierover meer.

Uitvoering en resultaat: 

Van bovenaf is gebruikt:  1 m alu massief 4 mm diam., 0,5 m alu buis 10mm, 1 m alu buis 10 mm,

0,6 m alu buis 12,5 mm. Laatste is bevestigd aan de 'voet'.

Onderste en bovenste deel zijn beide 1.25 m lang. Hiertussen zit een lus van 49 cm VD draad, 2,5 kwadraat blank.

PE waterleiding buisje van 15 cm. Aan beide zijden is er m3 getapt in de alu buis en bevestigd met boutjes.

Boven is over de 6 mm buis een buisje van een oude schriijfstift of pen gebruikt.

Deze zit weer in het PE buisje. Met kabelschoenen is het VD draad gemonteerd over de m3 boutjes.
De lus is rond gebogen maar dit is niet noodzakelijk.
Bij het maken van de aanpassing heb ik een stuk VD draad van 1 meter in het midden bevestigd als radialen.
Dit om mantelstromen uit te sluiten.

De aanpassing in de voet gaat doeltreffend: Slechts een serie-spoeltje van ca. 100 nH bleek ok.
(3 wdg. op 7 mm boor)

Dit komt omdat de straler voor 12 cm parallel aan de bevestigingsplaat loopt. Dit is een stukje transmissielijn van ca. 95 ohm. In de praktijk is dit ongeveer een C naar aarde van 5 pf.
Daar waar de 12 mm buis door de steun gaat, is er voor 1,5 mm een stukje lijn van ca. 11 ohm impedantie. Dit geeft ca. 2 pf naar aarde.

Bij testen op de grond leek een afstem C-tje van ca. 1 pf nodig. Op het dak bleek er resonantie op 144 mhz te zijn.

Het C-tje kon weer weg en de SWR is nu overal < 1,2.

Een  smithchart plot geeft dit aan, al komt deze op ca. 400 ohm terecht, terwijl MMANA 700 ohm voet-impedantie berekent.

50 Mhz PA with BLW96

Here a PA for 50 Mhz. With 2.5 Watts drive the output is 120 Watt on 40 Volts.
The PA is still only Class B.

Finished PA

Tri band yagi antenne voor 6, 4 en 2 meter band

Inleiding:

De afgelopen winter hadden de antennes veel te verduren van stormen.
Daarom nu een compacte 2 maal 2 elements yagi ontworpen met lage windlast.

De drager is 1 meter lang. De 6 meter reflector is van slechts 6 mm
dik aluminium gemaakt en 3.00 meter lang. Dit is mogelijk omdat deze met twee hostaliet-buisjes aan de 4 meter reflector is bevestigd ( 'hangt'). Enkele bedrijven leveren deze dunne buis.
De bandbreedte op 6 meter bij SWR < 1,5 is toch nog 1,9 Mhz.
Op 4 meter is dit 575 Khz. Dit komt omdat de 4 meter band sectie open-sleeve is gekoppeld. Daarom zijn de 4 meter elementen 10 mm dik. Voor 2 meter (145 Mhz ) is er een gekoppelde straler van 99 cm.

Uitvoering :

• In de aansluitdoos is een mantelstroomfilter van 1 meter RG 223 toegepast.

Hier volgen de maten:

lengte	dikte mm	positie	Band  Mhz
0,99 m	6	-0,045	145
2,76 m	10	0	50
2,00 m	10	0,13 m	70
2,10 m	10	0,85 m	70
3,00 m	6	0,93 m	50

Resultaten:

Hij voldoet aan de verwachtingen. De eerste dag was het baken LX0SIX al te horen. De achtergrond-QRM is stukken minder dan bij een enkele dipool.
Zie verder de volgende info:

 

Trap dipool voor 50 en 70 Mhz

Hieronder een trap dipool voor 50 en 70 mhz.

De segmenten van 90 cm zijn van 10 mm aluminium buis; de stukjes van 35 cm van 6 mm alum. buis.
De traps zijn gewikkeld op 12 mm PE waterleiding buis.
Dit is met m3 boutjes bevestigd waarbij m3 draad getapt is in de alu buizen.
Voor elke spoel is 40 cm installatiedraad gebruikt.
De dipol-delen mogen niet tot in het inwendige van de spoelen bevestigd worden. Dit geeft demping en
verlaging van de zelfinductie van de spoelen.

De krimpkous was 20 mm maat.

Op de foto heb ik een reflector voor 4 m van 2.06 m (10 mm diam.) toegepast. Tevens een straler van 99 cm lang en 6 mm dik voor 145 mhz.
Open sleeve gekoppeld op 4,5 cm van de dipool

De antenne bleek ook op 28.150 Mhz bij een smalbandige dip een swr van ca. 1,2 te geven. Hier heb ik nog geen verklaring voor.

Rf detector met led voor FM band

Inleiding:

Na wat geslaagde proefjes met GSM's en in de 70 cm band leek het me interessant een detector te maken voor de FM omroep band. Daar zitten sterke stations en zou een grote afstand behaald moeten worden.
Dit bleek te werken en de grootste ontvangafstand is tot nu 1.400 meter vanaf een 20 Kw erp station.
De configuratie blijkt vrij nauw te luisteren. Er wordt opgetransformeerd vanaf ca. 75 ohm naar ca. 5000 ohm.
De diode is belangrijk; deze moet ca. 1 pf zijn, een lage verliesweerstand hebben en een lage sperstroom.
Met een AA of OA  type lukt het absoluut niet.
Ook de led is belangrijk; deze moet op DC al bij 10 uA licht geven. Zeker de oudere leds halen dit
niet.
Een rode led werkt meestal vanaf 1,5 V . Deze hebben de laagste spanning nodig.
Maar ik vond ook een groene powerled, die zowat hetzelfde doet.
De uiteindelijke versie staat onderaan.

Uitvoering:

Met een smith-chart programma werd een 2 traps stepup kring bedacht. Van 75 naar 500 ohm en vervolgens naar ca. 4 a 5000 ohm. De eerste versie had kleine spoelen. Dit werkte maar was minder gevoelig dan de uiteindelijke versie.
De diodes zijn heel belangrijk. Het beste bleek een Schottky UHF type.
Aanvankelijk had ik 2 diodes 5082-2835 parallel maar later bleek spanningsverdubbeling beter te voldoen. Een 1N5711 werkt ook behoorlijk.
Met een oude Philips meetzender met max. 50mV uitgang, bleek de led goed te branden.
Dit kon nog verlaagd worden met ca. 6 dB.
De transformatie is ca. 30x de spanning. Dat gaat niet simpel. De grote spoel moest nauwkeurig bepaald worden en er is nu een bereik van 96 tot 107 Mhz.
In het veld gebruikt ik een dipool, telescopisch uitgevoerd. Hieraan zit de led unit direct gekoppeld.
Verder kan ik nog een reflector toepassen (ook telescopisch).

Resultaat:

Met de eerste versie werd 600 m gehaald. Later 1400 meter.
Dichtbij de zender is het signaal sterk. Een vreemd verschijnsel merkte ik op:
Op ca. 200 m afstand van de mast was er om de 2 meter een maximum. Op 1000 m afstand was dit om de 8 meter.
De verklaring hiervan heb ik nog niet gevonden. Grondreflectie komt m.i. niet in aanmerking en ook fase-tegenfase van de twee array-lagen zou een veel grotere afstand moeten geven.

Eerste versie schema

Nu een hele golf dipool gebruikt en de schakeling is een stuk simpeler. Dipool is ca. 1400 ohm imp.

laatste versie. Spoel 1 is 300 nH

1e ontwerp met Smithchart

laatste versie met 1,6 uH spoel

De nieuwe opzet met hele golf dipoll.

eerste versie