| << | Een multiband "EndFed" antenne met "draadloze aarde".
20260804
Please press F5 now. Copywrigth pa0nhc. |
 |
De nieuwe antenne.
In juli 2025 verhuisde ik op 86 jarige leeftijd van De Meern naar Vleuten. Dus weg uit een een appartement op de 2e verdieping, naar een zorgwoning op de begane grond. Want mijn evenwichts gevoel is weg. Rugpijn. Hartfalen. Ik kan niet meer vrij staan. En moet veel geholpen worden. Van een perfect werkende 80m+40m “Magloop”, naar een eind gevoede draad in de bomen. Ik vreesde het ergste wat storingen betreft.
De draad.
Waarom moeilijk doen als het makkelijker kan. Ik kocht daarom een 80m tot 10m Endfed antennekit van “HF-Kkits”. Zeer compleet, prima kwaliteit, goed geprijsd. Kleinzoon Brian deed al het klim- en montage werk.
De antenne begint op 3m hoogte, en klimt westwaarts tot ca. 8 meter hoogte naar een eikenboom. De lengte van dit deel is ca. 18 meter. Daarna daalt de draad zuidwaarts tot ca. 6 meter hoogte naar een andere eik. In dit deel bevindt zich de 80-meterband-verlengspoel.
Antenna location : 52.104213, 5,016324.
De transformator.
Deze transformeert de 50 Ohm coax kabel impedantie naar een 2450 Ohm antenne impedantie. De primaire wikkeling van de transformator bevat 2 windingen. De secundaire wikkeling bevat 14 windingen. Beide wikkelingen zijn aan één einde “geaard”. Statische ladingen op de antenne vloeien dus veilig via de transformator naar “de aarde”.
Bliksem.
Ervaring leerde me, dat een blikseminslag op 100m afstand enorme inductie stromen of spanningen in de antenne op kan wekken. Resulterende ca. 40 jaar geleden in vonk-overslag vanaf mijn draadantenne van centimeters lengte. En recenter in een defecte “Magloop”. Grote geïnduceerde stromen in het raam veroorzaakten toen defecte condensatoren. Waardoor het raam niet meer af te stemmen was. Om nu een eventueel nog aangesloten zend-ontvanger zo goed mogelijk te beschermen, is tussen de transformator en de coax kabel een “Surge Arrestor” opgenomen.
De “aarde”-aansluiting van de transformator is op mijn balkon aan een verticaal aluminium raamframe vastgeschroefd. Dat frame is bovenaan, en 3 meter lager, in de betonnen vloeren vastgeschroefd. Vermoedelijk is het daar tevens met het betonijzer verbonden, en in de bodem geaard. Al dat metaal in alle balkons vormen samen een groot verticaal staand metalen “frame”.
De antenne stroom.
De antenne stroom loopt vanaf het einde van de secundaire transformator wikkeling, via de antenne, door de lucht, naar de aarde. Vandaar via mijn 3 meter lange verticale aluminium raamframe, terug naar het begin van de secundaire transformator wikkeling. De antenne en antennestroom lopen loodrecht op het front van het pand. Er loopt naar verwachting dus weinig Hfstroom door de woningen. Tevens worden de woningen door het “frame” van het Hfveld afgeschermd.
 Antenne
metingen met VNA. |
| Het bijzondere aan mijn antenne systeem. Het "aarde" frame. |
Het testen.
Hoewel de antenne-VSWR aanvankelijk nog verre van optimaal was, werden op 40m, 20m en 15m voorzichtig enkele korte test-QSO's gemaakt. Met onder andere Oekraïne en Koeweit. Beiderzijds met S9 tot S9+ rapporten. En opmerkelijk constante signaalsterktes !
De metingen.
Op de frequentie waar een antenne resoneert, is zijn VSWR-waarde het laagst. Bij deze antenne bleken alle resonanties te laag in frequentie te zijn. In de 80m band 15% te laag, en in de 40/20/15/10m banden gemiddeld 4,2% te laag. Beide draad-delen van deze antenne waren dus te lang. Een telefoongesprek met Hfkits leerde me, dat het eenvoudigweg berekenen “hoeveel de antenne in te korten” niet betrouwbaar is. Dat inkorten moet voorzichtig in kleine stapjes experimenteel gebeuren.
Beginnend bij de 80m-smoorspoel, werd eerst het lange draad-deel ingekort. Totdat de antenne resonanties (de laagste VSWRwaardes) ongeveer in het midden van alle 40/20/15/10m banden optraden. Daarna werd ten behoeve van de 80m-band, voorzichtig het korte draaddeel vanaf zijn uiteinde ingekort. Totdat er resonantie op ca. 3650kHz optrad.
VSWR en de interne automatische antenne tuner
Mijn TS570-D begint het uitgangsvermogen te beperken bij een VSWR waarde hoger dan 1,5:1. Het gereflecteerde vermogen wordt dan hoger dan 4%. Volgens de handleiding van de TS570-D, mag de tuner niet gebruikt worden bij een VSWR waarde hoger dan 3:1. Dan is het gereflecteerde vermogen zelfs 50% of hoger.
In het optimum van de resonantie curves werd echter nog niet de (ideale) VSWR waarde van 1:1 bereikt. De antenne leek daar een lagere impedantie te vertonen, dan die waar de antenne transformator voor ontworpen is. Een iets betere VSWR kan mogelijk nog bereikt worden, door de wikkelverhouding van de antenne transformator iets te verlagen (bijvoorbeeld naar 2t : 12t).
De coax feeder.
Let op : Een ongunstige electrische lengte van de coaxkabel (oneven aantal maal 1/4 lambda) kan van ongunstiger invloed zijn op de bij de zender waargenomen VSWR! De door mij gebruikte RG58 coax had een lengte van 8,4m. De bij de transformator tussengevoegde CMC bevatte ca. 1,2m RG400 coax. Totaal dus 9,6m coax met v=0,67. De elektrische lengte van mijn totale transmissielijn was dus 100/67 . 9,6m = 14,33 m. Dat is een hele lambda voor 21MHz, ½ lambda voor 7MHz, en 2 lambda voor 28MHz. Dit bleek een gunstuge coax lengte te zijn. Ik doe later metingen met een kabel 1/2 lambda voor 40m.
Het gebruik van de TS570-D antenne tuner is bij deze antenne meestal niet nodig. Want op de hogere banden (7MHz-28MHz) is "VSWR<=1,5:1"-bandbreedte groter dan de bandbreedte van de hele amateurbanden !
Op de display van mijn TS570-D waren de volgende waardes zichtbaar :
In de hele 7MHz, 14MHz, 21MHz, 15MHz en de 28MHz –29MHz banden waren de VSWR waardes lager dan 1,5:1. Tussen 3620kHz en 3670kHz is de VSWR lager dan 1,5:1. Beter dan gemeten aan de antenne, door de kabellengte van 1/3 lambda. In deze gebieden hoeft geen antenne tuner gebruikt te worden.
De grafieken.
Na het inkorten van de antenne werden de resonantie grafieken opgenomen met VNA_QT software en de gekalibreerde “NanoVNA V2.2 Plus4”. De VNA werd direct aan de antenne transformator gekoppeld. Coax kabel verliezen en -resonanties konden de metingen zo niet verstoren. Deze VNA heeft naast twee HF poorten, een mechanisch degelijke USB-B poort. De benodigde 5Vdc werd vanaf de PC geleverd via een 5m lange USB-A naar USB-B datakabel.
De eerste praktijk ervaringen (Juli 2026).
In de 80m amateur band zijn amateur signalen te zien tot S9+30dB ! De antenne lijkt het in de 80m band in zuidelijke richting goed te doen. In de 40m band worden amateursignalen van S9+20dB ontvangen. In de 15m band en de 10m band werden DX signalen waargenomen. Ik maakte op 21MHz meerdere verbindingen met Engelse stations. Met S9+ signalen over en weer, en weinig QSB. Kennelijk waren er toen bijzonder goede “Tropo propagaties”. Shaun M0BJL meldde me toen, dat ik op dat moment het sterkste signaal in de hele 21MHz band bij hem produceerde. Dit suggereert dat mijn antenne op 21MHz een gunstige lage opstraal-hoek richting west heeft.
Overdag is het door mij ontvangen stoorniveau in de 80m band en in de 40m band hoog, tot S9. Na de schemering verdwijnen alla storingen geleidelijk, en zijn de overgebleven ruissterktes op alle banden normaal tot goed (bij voorbeeld in de 80m band S5, en in de 15m band S2). De “man made noise” in de 10m band is dan bijvoorbeeld midden in de provincie Utrecht slechts net iets sterker dan de “eigenruis” van de ontvanger. Niet verkeerd.
| VSWR measured at the antenna connection. |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
 |
 |
 |
 |