The inverted L antenne (Mike Radio), Veronica(schip) antenne, LP-AM antenne en Voorkom storing! ‘Opa en Pim praten verder over het aardnetwerk…’

“Een verkenning naar een goed presterende zendantenne voor de middengolf”

Mike Radio gebruikt een inverted L antenne voor uitzending op de middengolfband. Deze antenne is gebaseerd op antennes (en de techniek) zoals die door een aantal voormalige zeepiraten (Veronica) gebruikt zijn. Typische kenmerken van deze antenne:

– Kwart golflengte draadantenne;

– Verticale deel van de antenne gaat (maar) 18½ meter aan lengte omhoog  én een horizontaal deel als topload, met: 

  • A: relatief veel tegencapaciteit/ radialen netwerk in/op ondergrond (meer dan 1 km aan koperdraad), voor het verlagen van de aardweerstand;
  • B: relatief veel toploading (meerdere horizontale draden) en meerdere verticale draden; om de antenneweerstand te verhogen;
  • C: een eenvoudig antenne-aanpassingssysteem naar 50 ohm coax /zenderuitgang voor één frequentiegebied.
  • De punten A,B en C zijn alle drie belangrijk voor een optimaal werkende antenne, de punten worden hier onder nader bezien.

Het rendement van een antenne (R%) wordt bepaald door: R %= Antenneweerstand / Antenneweerstand + Aardweerstand  Volgens de formule verhoog je het rendement van een antenne door de antenneweerstand te verhogen en de aardweerstand te verlagen. Onder A en B gaan we daar verder op in.

Een eenvoudige weergave van een enkeldraads inverted L: De lengte van het antennedraad (vertikaal en horizontaal deel samen) bereken je door 300 te delen door de frequentie x 1/4:  Voor 1620 kHz:   300:1,620 = 185 meter  x 1/4 = 46,30 meter. In de praktijk zal de antenne vaak wat korter zijn. ca. 44 meter; experimenteren dus met laagste SWR. (Dit heeft verschillende oorzaken, daar gaan we hier niet verder op in).

Beeld 1Afbeeldingsresultaat voor inverted l antenna pictures

A: aardweerstand (ground system)

Radialen voor de middengolf antenne: Elke antenne heeft aarde nodig. Dit realiseren we door middel van radialen op de grond. Dit eventueel aangevuld met extra aardpennen. Bij radialen geldt hoe meer hoe beter. Het aantal radialen is altijd een punt van discussie. Uiteraard zijn er optimale waarden (120 stuks) maar die gaan we vast niet redden bij ons in de tuin. Ga uit van minimaal 20 radialen en meer als het kan. Het hebben van een goed radialensysteem is het verschil tussen een goed werkende antenne en een tegenvallende antenne. Het is niet erg dat de ene radiaal langer is dan de andere en ook niet als deze op een gegeven moment een hoek om gaat (omdat je bij de buren bent aangekomen) en verder gaat langs een heg o.i.d. Bij radialen hebben we liever veel kortere dan 1 of 2 lange radialen al dan niet gecombineerd met een aardpen. Aardpennen zijn uitstekend voor een goede aarde bij blikseminslag maar als aardweerstand doen ze niet veel! Tot slot hoe lang moeten radialen rond de 180 meter worden? Niet langer dan ongeveer 44 meter (kwartgolflengte -5%). Langer heeft (theoretisch) niet zo veel zin. 

Mike Radio heeft ook een aantal radialen van ca. 100 meter lang maar daar is bewust voor gekozen om de afstraling van de antenne mee te veranderen; daardoor relatief wat meer ondersteuning van de naar boven toe gerichte straling; de ruimtegolf.  Door deze ruimtegolf is gedurende de schemering en duisternis een betere ontvangst in West-Europa mogelijk. Voor de meeste stations is dit echter ongewenst, zij willen juist uitsluitend een zijwaartse grondgolf voor uitzending binnen hun eigen (doel)gebied in Nederland.

Meer handige informatie over o.a. het aanleggen van een aardnetwerk vind je onderaan op deze pagina bij ‘Opa en Pim praten verder over het aardnet’. 

In de mid-winterperiode is overdag de ruimtegolf -in de middengolfband- ook nog wel eens bruikbaar, hoor dit korte audio-fragment gemaakt op 28 december 2017, bij ‘daglicht’ om half drie in de middag, frequentie 1620 AM,  opgenomen bij Gothenburg in Zweden door Staffan Crona; Staffan bevestigde  dat dit ‘s middags in Zweden met eigen ontvanger en antenne zo ontvangen en opgenomen is.

 

 

B: Antenneweerstand (toploading) 

Het effect van toploading:

Fig 1

Links:    Afstraling met gebruik spoel aan de onderzijde.

Rechts: Afstraling met toevoeging van topload.

Je kunt de afstraling van de antenne verbeteren door extra elementen of draden boven in de antenne toe te voegen. Als topload dien je dan een even aantal van 2 , 4, 6 of meer elementen in de top van de antenne op te nemen.

Hier is een goed voorbeeld van -een vorm van toploading- bij KBC 1602 kHz.  (max. 0,5 kW ERP=effectief uitgestraald vermogen)

Bij KBC 1602 kHz fungeert het metalen schip en het zoute water als aardnetwerk, het meest ideale aardnetwerk dat er is!

Met toploading krijg je meer afstraling en enige versterking in het bovenste deel van je antenne, dus een verder bereik !

 

Topload van een vertical antenne bij een 160 meterbandamateur (USA).  De elementen zijn elk ca.160 cm lang. De bollen hebben ook een functie: deze gaan het ‘corona effect’ tegen.  https://nl.wikipedia.org/wiki/Corona_(ontlading)

Topload bij een inverted L of T antenne

Bij radioamateurs bestaat de topload van een inverted L of T antenne (vaak) uit één horizontaal draad zoals bij aWat voor zin heeft het om extra horizontale draden daaraan toe te voegen, als bij b? Wat is de extra opbrengst of extra versterking (gain)? De ‘literatuur’ zegt dit daarover:

De x-as heeft uitleg nodig: Dit is het deel van de schuin aflopende topdraad dat in verhouding naast het verticale deel loopt. Stel de verticale straler is 18 meter lang en het schuine deel naar beneden is ongeveer 9 meter dan kom je op de x-as iets voor de 0,5 uit (hoek 45 graden). Je ziet in de grafieken dat schuin aflopende topdraden niet onder de helft van de hoogte van de verticale straler uit moeten komen, anders nemen de (aard)verliezen erg toe.

Het toepassen van 4 top draden -op een vertical- kan het vermogen met 3 db versterken ten opzichte van een vertical zonder top draden:   3 db is ‘bijna gratis’ een verdubbeling van het uitgestraalde vermogen! (6 db = 1 S punt verschil)

Toploading is in het algemeen zeer effectief en verhoogd het rendement van de antenne dus nog aanzienlijk. Om deze reden gebruikt bijvoorbeeld Vahon Den Haag 1566 kHz (1 kW) ook meerdere (4) horizontale topdraden: In werkelijkheid ziet de antenne 2 ‘brede’  topdraden (breed is gunstig voor de antenneweerstand).

Opvallend: de antenne van Vahon heeft het minimale aantal van 2 x 10 aardedraden van elk 50 meter lang (totaal 1 km aan lengte). Bij omroepzenders wordt vaak uitgegaan van het ideaal: 120 radialen van ca. een kwartgolf lengte. (Voor Vahon zou 6 kilometer aan totaallengte het ideaal zijn; en het maximale antenne rendement geven.) Deze T antenne is overigens gemaakt en geïnstalleerd door lokale radioamateurs (Veron Den Haag):  https://www.youtube.com/watch?v=4boAMsfqIuk

 

Hierboven de T antenne van Radio Bloemendaal 1116 AM  ( 0,5 kW ERP)  Deze antenne heeft helaas de 18 januari 2018 storm niet doorstaan: http://www.radiobloemendaal.nl/nieuws/19-01-2018/Stormschade-18-januari-2018/17717641

Inmiddels heeft Radio Bloemendaal besloten, na 94 jaar (!), in het najaar van 2018 definitief de stekker van de middengolf zender uit het stopcontact te halen. Daarmee is de eerste kerkzender van Nederland ‘history’.

 

Maar ook meerdere verticale draden:

Hier een Inverted L antenne zoals die in Engeland door de BBC in de middengolfband gebruikt wordt voor een regionale  1 kW zender.

Wat opvalt is dat deze ‘fabrieks-antenne’ bestaat uit vier draden die parallel aan elkaar lopen. Dit is ten eerste gedaan om de  topcapaciteit te vergroten, maar daarnaast heeft de antenne ook vier verticale draden. De horizontale én verticale draden samen zorgen voor een hogere antenneweerstand dat de antenne daarmee een beter rendement geeft. Daarnaast is de antenne breedbandig door deze extra draden (en ook eenvoudiger te tunen).

Zendamateurs zorgen in het algemeen vaak wel voor een (minimaal) aardnetwerk maar besteden nauwelijks aandacht aan het verhogen van de antenneweerstand. ‘Professionele antennebouwers’ besteden hier wel de nodige aandacht aan; het kan immers je afgestraald vermogen -letterlijk- nog aanzienlijk verhogen!

Wat krijg je als je 2 inverted L antennes 180 graden aan elkaar koppelt? Een T-antenne:

Schematisch de ‘land-antenne’ van voorheen Radio Waddenzee op 1602 kHz (1 kW).  Hier heeft men 90 aardedraden aangelegd van elk 50 meter.

Conclusie: 

Voor middengolfzenders tot enkele kilowatts is de T antenne de meest opgestelde antenne. (De inverted L is  een direct afgeleide van de T antenne).

Qua aardedraden leg je het maximale uit dat je kwijt kunt. 

 

C: Eenvoudige aanpassing antenne naar 50 ohm coax-draad

Aanpassen Inverted L of T antenne naar 50 ohm (coax). Je kunt de coaxkabel rechtstreeks met de antenne verbinden zoals in ‘beeld 1’ (het allereerste plaatje). Vaak is de antenne dan maximaal afgeregeld (door de juiste lengte te vinden van het draad) nog niet 1 op 1 (staandegolf). Toch hoef je geen dure tuner te kopen om de antenne toch goed 1 op 1 (swr) te krijgen. Zendamateurs passen zo’n antenne (vertical, L of T antenne) eenvoudig aan d.m.v. een ‘hairpin match’. Dit is niet anders dan een koperen spoel te plaatsen aan de onderkant van de antenne. De spoel plaats je over de plus en de min (aarde) van de antenne. Je lijkt dus kortsluiting te maken. Zoals hier onder:

Hierboven: de ‘hairpin-match’ van Mike Radio.

Hier is een ‘fabrieksspoel’  uit een eindtrap (Telefunken S2525) gebruikt.  De spoel maakt geen kortsluiting. De spoel gaat ‘anders werken’ namelijk hij transformeert de antenne van ergens tussen 30 en 50 ohm naar de 50 ohm coaxkabel. Je krijgt daarmee een perfecte staande golf van 1 op 1 (SWR is 1) en nee het vermogen loopt dan niet weg!  Doordat je maar één element gebruikt (de spoel) is dit zelfs een van de minst verliesgevende aanpassingsvormen. De gesoldeerde aftakking geeft precies 50 ohm op 1620 kHz. Feitelijk is dit een gepiekte antenne. Mike Radio werkt met een Inverted L op de middengolf -met extra toploading- én deze eenvoudige aanpassingsvorm. Veel (commerciële)radiostations op de middengolf -tot enkele kilowatts- werken ook met alleen deze spoelaanpassing. Een bijkomend voordeel is dat bij blikseminslag de stroom direct naar de aarde vloeit. Dus veiliger. Op de antenne staat daarmee ook nooit ‘prik’.

Tip: de spoel kun je ook maken met vertind koperdraad van de bouwmarkt  6 mm2 dik; dit is genoeg om een meer dan 1 kW  aan te kunnen.  Als lengte van draad heb ik voor de 180 meterband ongeveer 2 meter en 50 cm gevonden. (Dit is 10 -12 wikkelingen, indien je een wijnfles gebruikt). Experimenteren met het aantal windingen! De diameter van de spoel is niet kritisch. Eenmaal afgestemd heb je de staande golf perfect  met SWR is 1. Is je zenderuitgang niet helemaal 50 ohm dan kun je met een ‘antenne analyzer’ toch je antenne maximaal goed krijgen door de antenne-impedantie aan te passen, X=0.  Ook dit doe je door de spoel iets te verbuigen. Maar ook zonder analyzer, door de staande-golf zo goed mogelijk op SWR is 1 af te regelen heb je een prima aanpassing.

Perfect aangepaste ‘inverted L’ met de “hairpin match”:

Meer info over de hairpinmatch op deze engelse site:  http://www.dj0ip.de/vertical-antennas/hairpin-match/

Mike Radio heeft de antenne als volgt uitgevoerd:  Drie draden gaan ca. 18½ meter omhoog met 0,25 mtr tussenruimte en 2 horizontale draden zijn ca. 22½ meter lang met een afstand van 50 cm tussenruimte. Daarnaast zijn er nog 2 extra top(load)draden toegevoegd van elk 6 meter lang. Zie foto onder.  Deze 2 draden verkorten het horizontale deel van de L en verbeteren de afstraling hoger in de antenne.

De antenne is afgestemd op 1620 khz en hoeft niet tussendoor getuned te worden voor gebruik van 1611 tot 1655 kHz. (SWR is kleiner dan 1.5 over ruim 50 kHz, na toevoeging van 2 extra top-draden).

De Inverted L  antenne (detail-foto): horizontaal én verticaal deel:

De inverted L met 2 extra topload-draden. In theorie een betere afstraling…

 

Meer achtergrond info over de antenne van radio Veronica 192 mtr. 1562 kHz:

T antenne 192 meterband middengolf

NVIS: Near Vertical Incidence Skywave

Het bleek uit een studie van Frederic van Duerm, de Belgische adviseur van radio Veronica op het gebied van propagatie (de voortplanting van radiogolven), dat destijds de ontvangst-condities van Veronica verbeterd konden worden. Metingen wezen uit dat in de zomer overdag de ontvangst het meest stabiel was. Maar vanaf september tot maart was er al fading vanaf ongeveer 16.30 uur. En ’s morgens was er fading tot ongeveer 09.45 uur. De antenne straalde af in alle richtingen en in de winter kwamen er ontvangstrapporten tot op zo’n 1500 kilometer afstand. Er is in de zomer van 1970 -door Frederic van Duerm- een plan besproken om voor de avonduitzendingen een lage horizontale antenne (“op geringe hoogte”) op te hangen. Dit om de ontvangst in West-Nederland én Vlaanderen ‘s avonds te verbeteren (door het NVIS effect).

Uiteindelijk is hiervan afgezien omdat dit in de praktijk op veel problemen stuitte.

Met de huidige wetenschap zou dit voorstel van Van Duerm niet zo gedaan worden:

Het Agentschap Telecom heeft samen met de Technische Universiteit in Twente in 2014/2015 een studie verricht naar het NVIS effect. Dit fenomeen kan op de middengolf in de avond- en nachturen plaatsvinden. Door een antenne zo te construeren dat deze recht omhoog straalt, kunnen stralen door de ionosfeer weer vrij recht naar beneden gekaatst worden zodat binnen een gebied zo groot als Nederland een verrassend goede ontvangst mogelijk is. Dit (NVIS) effect is op de middengolf gedurende de schemering en duisternis mogelijk. Conclusie van dit hele rapport laat zich vereenvoudigd weergeven in één enkel grafiekje:

Het onderzoek zegt het volgende: stel je wilt op de 1620 kHz maximaal gebruik  maken van het NVIS-effect. Ten eerste heb je dan een horizontale (dipool)antenne nodig of een antenne met een behoorlijk horizontaal component. (Inverted L of T antenne). De hoogte van de horizontale antenne of het horizontale deel van een antenne dient zich volgens de grafiek tussen de 0,08 en 0,18 golflengte te bevinden. De golflengte voor 1620 kHz is 185 meter: 0,08 x 185 = 15 meter  en 0,18  x 185 = 33 meter  Alle horizontale (dipool) antennes op een hoogte van minimaal 15 tot maximaal 33 meter hoogte  zijn (boven land) voor de 1620 kHz een ideale NVIS antenne. Vroeger nam men aan dat deze hoogten veel lager moesten zijn. Echter uit dit onderzoek blijkt (opnieuw) dat bij een te lage antennehoogte het grondverlies zeer sterk toeneemt en dat dit (ook) ten koste gaat van een optimaal NVIS effect. Boven zee is de ideale NVIS antennehoogte op 0,13 golflengte vastgesteld. Even terug naar de  Veronica antenne op 192 meter 0,13 x 192 = 25 meter hoogte. Dus het voorstel van Van Duerm een horizontale antenne ‘op geringe hoogte’ op te hangen was niet juist verondersteld.  Een horizontale antenne op zee voor een optimaal NVIS effect dient op 25 meter hoogte te worden opgehangen. Met de wetenschappers van de Technische Universiteit Twente weten we heden-ten-dage dat Van Duerm er een beetje naast zat met het plan om voor de middengolf een horizontale antenne heel laag op te hangen. De NVIS theorie heeft zich zich de laatste jaren dus nog zeker ontwikkeld.

 

Hans Alards (alias Jaap van Velzen, zendertechnicus zendschip van Radio Mi Amigo 272)  reageert 17 november 2017 per mail:

Hallo Mike,
Las het stuk over antennes op jouw site, ziet er leuk uit !!
De Veronica antenne werkte inderdaad op deze manier zoals je het omschrijft.
Op de 192 meter was het verticale deel van de Veronica antenne tot aan de topload maar net voldoende, omdat dit minimaal 1/8 van je lengte moet zijn. (theoretisch berekend voor verticale afstraling).  Toen ze naar de 538 gingen, was deze verticale hoogte bij lange na niet meer voldoende.. 538 / 8 = 67 mtr.  Je zou dus zeggen dat het niet zo goed zou werken.
Ik heb de overgang meegemaakt, en merkte eigenlijk geen verschil in signaal sterkte, alleen dat daar onderin, de zenders wat breder op je schaal zitten en het leek of dat hij harder was. Maar zelfs met een veel te kort verticaal deel voor de 528 mrt. ging het toch goed, ook in de avonduren, omdat je daar onderin bijna geen skywave hebt..
Ook speelt natuurlijk mee, dat het ijzeren dek waarboven deze topload hing ook een andere afstraling veroorzaakt door de grote capaciteit naar het grote stalen scheepsdek toe.
Ze moesten flink aan de bak, want door een erg kort verticaal deel, moest hij bovenin voor 538 bijna 5 keer op en neer. Op de 192 was dat maar anderhalf keer..

Ik moet nog ergens een foto hebben waarbij ik boven in deze mast zit,  de Veronica lag toen al enige tijd in de Merwede have in Dordrecht waar we toen op een zondag zijn heen gegaan vanuit Nijmegen. 
Groet, Hans 

 

.

detail foto, Veronica 538 antenne

Voor een ongestoorde uitzending is Veronica later uitgeweken naar de (bijna) 538 meterband. Voor de 538 meterband-antenne is relatief veel topload gebruikt op een (veel) te kort verticaal deel. Radio-amateurs (160 mb) weten uit experimenten dat het verticale deel (van een kwartgolf antenne) niet korter moet zijn dan 1/10 deel van de golflengte, want daarna loopt het rendement sterk terug. Voor de 538 was dat dus ruim 50 meter omhoog, daar ontbraken dus de nodige meters wel aan…het rendement van deze 538 antenne was dan ook laag (Zie tevens opmerkingen van Hans Alards).

Uit experimenten is gebleken dat een verticaal van een kwart golflengte, zonder heel veel rendementsverlies ingekort kan worden tot één-tiende  golflengte. Wel moet dan het nodige aan topload (bijvoorbeeld meerdere horizontale draden) worden aangebracht om de antenne(lengte) elektrisch weer op een kwartgolflengte te krijgen, maar ook om de afstraling hoog in de antenne te laten plaatsvinden. De horizontale topdraden zuigen als het ware het signaal/straling naar boven toe.

Vuistregel: voor de 180/185 meter is het verticale deel van de antenne (mits mét voldoende toploading) niet korter dan 18½ meter in lengte.

 

Veronica was de zeezender die tussen 20 april 1960 en 31 augustus 1974 het Nederlandse radio(media)landschap volledig op zijn kop zette en op het hoogtepunt van de populariteit iedere dag meer dan 3 miljoen luisteraars had. Radio Veronica uitzendend op de middengolf 192 meter(AM) – “1-9-2- goed idee” en later op de 538 AM (5-3-8- op volle kracht) was het symbool van vrijheid en kwam in die dagen bij velen uit de luidsprekers. Veronica was geliefd in alle lagen en bij alle leeftijden van de bevolking. Radio Veronica was rebels en eigenwijs. Het gaf de popmuziek in Nederland een geweldige boost en gaf Nederland de eerste vrije stem in de ether. De dj’s, met mensen zoals Rob Out, Lex Harding, Joost Den Draaijer, Tom Collins, Tineke de Nooij, Klaas Vaak, Will Luikinga, Jan Van Veen, Cees van Zijtveld, Stan Haag, Gerard de Vries, Hans Mondt, Chiel Montagne, Eddy Becker, Anoushka, Krijn Torringa, Bart van Leeuwen werden ware sterren achter de knoppen en draaitafels in hun studio. Studio’s die overigens ‘gewoon’ in Hilversum stonden (eerst op de Zeedijk in H’sum, later op de Utrechtseweg) waar de programma werden opgenomen op band en enkele dagen tot een week later werden uitgezonden op het schip de Norderney die net buiten de territoriale wateren van Nederland, op 6 zeemijlen afstand, voor de kust tussen Scheveningen en Noordwijk voor anker lag. De banden en de nodige proviand werden 2x per week via een tender naar het schip gebracht, zowel bij mooi als slecht weer. Het kon dus ook wel eens gebeuren bij zwaar weer dat proviand, dus ook de waterdichte tonnen met banden, niet op de boot terecht kwamen maar in het water. Dan kon het gebeuren dat het bedoelde programma niet op de radio werd uitgezonden en volgden of live uitzendingen of non-stop of een reserve programma dat vaak nog aan boord was. Wat wel live werd uitgezonden waren de nieuwsuitzendingen die rechtstreeks vanaf de boot kwamen. Mensen die vaak starten als nieuwslezer aan boord van Veronica gingen later een carriere tegemoet als DJ bij Veronica.

 

LP-AM antenne

Inmiddels zijn in Nederland tientallen vergunningen afgegeven voor laagvermogen (omroep)zenders in de middengolfband.  Zie hier het overzicht: http://radio-tv-nederland.nl/am/am.html  De sterkte van deze zenders varieert van 1 ; 50 tot 100 watt PEP vermogen. (PEP; dit is in piekvermogen met 100% audio, dit komt overeen met 0,25  12,5 en 25 Watt draaggolf en wel rechtstreeks gemeten op de zender-uitgang.  Met vermogens van boven de 10 watt kan best nog een behoorlijk gebied worden bestreken, denk aan een redelijke ontvangst in een ontvangstgebied zo groot als een gemiddelde plaats.

Mij is gevraagd naar een goed werkende antenne voor laagvermogen met een nog redelijk bereik. Daarnaast moet de antenne in een kleine tuin passen. Volgens mij voldoet  onderstaande antenne aan die eisen: Volledig verticaal signaal, niet al te hoog, spoel hoog in de antenne en erg belangrijk mét topload:

De ‘gedroomde antenne’ lijkt erg op de antenne die in gebruik is bij Different AM in Nijkerk 747 AM. Alleen maken we het deel boven de spoel wat langer. De resultaten van dit soort antennes zijn erg goed.

 

Hoe ziet onze antenne er dan uit?

In feite is dit een ‘draad-gevoede spoelantenne mét topload‘.

De 3 stappen antenne:

Stap 1) De top bestaat uit 3 meter aluminiumbuis gemonteerd op een kunststof buis. De onderkant kunststofbuis wordt op de 10 meter hoge mast gemaakt. (Stuk surfmast is ideaal).

Stap 2) De spoel onder de aluminiumbuis kan van 1,5 mm VD draad worden gemaakt (dikker mag ook bij hogere vermogens). Dit draad wordt strak gewikkeld op een afvoerbuis van 110 of 125 mm. Zie voor lengte van het spoeldraad ons rekenvoorbeeld.

Stap 3) De gemaakte spoel wordt onder de aluminiumbuis, langs de kunststofbuis gemonteerd en iets van de mast af. De bovenkant spoel aan de onderzijde van de aluminiummast vastmaken. Het restdraad ca. 9 meter onder de spoel loopt op ongeveer 50 cm afstand  naast de mast recht naar beneden. Aan de onderzijde op 1 meterhoogte met de coax/aarde verbinden. Een paaltje op 50 cm afstand onder aan de de mast kan handig zijn om de coax met het draad en de aarde te verbinden. Gebruik een kunststof behuizing om de aansluiting met de coax waterdicht / vrij  te houden.

De antenne is -technisch gezien- eenvoudig te maken. Nog een pennenschets:

Voor de maatvoering, de draadlengte van de spoel, ga je uit van onderstaande berekeningsmethode!

Stel de antenne is voor de 1332 kHz.

De bovenste aluminiumbuis, is geïsoleerd van de mast, en is ca. 3 meter lang. We gaan uit van een antennemast van 10 meter hoogte die op 1 meter hoogte gevoed wordt met coaxkabel. Draadlengte naar beneden 10 –  1 = 9 meter draad. 

De gebruikte frequentie is 1332 kHz.  De golflengte op die frequentie is 300 : frequentie (1.332 MHz.) = 225 meter. Daar een kwartgolf ervan is  225 : 4 = 56,30 meter. Dit moet de totale elektrische lengte van de antenne worden, dus de straler en het verlengdraad naar beneden moet ervan afgetrokken worden. Dan krijgen we 56,30 – 3 meter – 9 meter = 44,30 meter. Er word nu een verkortingsfactor aangehouden van 0,9. Even weer rekenen 0,9 x 44,30 = 39,87 meter, dit is de lengte die de spoel -theoretisch-  moet worden. Dit is dus theoretisch! In de praktijk kan dit afwijken zodat soms iets meer of minder draad op de spoel overblijft.  Geduldig experimenteren met laatste wikkelingen op de spoel!!

Over de aarde kun je het hierboven onder A beschreven volgen: Leg zoveel mogelijk aardedraden, om de 2 meter, en vergeet de kruipruimten niet–). De aardedraden vormen de belangrijke andere helft van de antenne!!

Tip 1: Wikkel in eerste instantie wat extra draad, ca. 1,5 meter extra, om de (spoel)buis, bepaal de resonantiefrequentie. Verminder het aantal wikkelingen vervolgens tot de gewenste frequentie is bereikt (swr 1 : 1).

Tip 2: Maak bij voorkeur de topload uit 3 aluminiumbuisjes van elk 1 meter lang. Steek deze door de bovenzijde van de aluminiumbuis,  zodat deze aan weesrzijden ongeveer een halve meter uitsteken. Wel goed afmonteren.

Tip 3: De afstand-houders voor het draad langs de mastbuis zijn van kunststof gemaakt.

Tip 4: Word je SWR aanpassing niet beter dan bijvoorbeeld 1 op 2. Dan is het laatste verschil nog ‘weg te tunen’ met de aanpas-spoel (hairpin match) die hiervoor is beschreven onder ‘C‘.  Op  http://www.am-forum.nl/ is nog meer informatie te vinden over LP AM antennes. (Wel aanmelden).

NB: Je kunt variëren in lengte draad/mast en frequentie, als je de rekenmethode maar steeds volgt. Radioamateurs weten dat de spoel op 2/3 hoogte van de hele (stralende) antenne het meest ideaal is. Samen met toploading zorgt deze ervoor dat de afstraling zo hoog mogelijk in de antenne plaats vindt. De lengte van een 10 meter hoge mast  is overigens niet willekeurig gekozen, radiopiraten met -de pacman- spoelantennes ervoeren in de praktijk bij deze hoogte al een goede werking.

Tot slot zorg ervoor dat de antenne(mast) zo vrij mogelijk staat, dit is medebepalend voor het succes! 

Laat ons weten hoe de antenne bij jou werkt.

 

VOORKOM STORING!

Een veel voorkomend probleem bij zendamateurs is dat er storing optreedt in de audioapparatuur bij de buren, of ‘inslag’ op je eigen apparatuur. Ondanks dat alles goed is afgesteld werkt bijvoorbeeld een CD-speler niet meer. Vaak wordt met ferriet om de audiokabels gepoogd om tot een oplossing komen. Vaak werkt dit niet echt goed omdat het probleem niet aangepakt wordt.

Een (mee)stralende coaxkabel is vaak de oorzaak. Hoewel de staande-golf goed is kan er makkelijk een ander probleem ontstaan: Er kan namelijk vermogen (stroom) over de buitenkant van de coaxkabel retour naar de zender en randapparatuur lopen. Gevolg; apparatuur werkt niet goed, of er staat bijvoorbeeld spanning  op de microfoon. Al deze problemen kunnen in veel gevallen voorkomen of opgelost worden met het gebruik van een mantelstroomfilter. Zendamateurs gebruiken standaard een vorm van zo’n 1 op 1 balun. Dit is een filter dat dwingt alle stroom door de binnenkant van de coax te lopen en voorkomt ongewenste afstraling door de coaxkabel zelf. Het filter wordt direct onder de antenne in de coax kabel opgenomen. Zoals hier onder:

Het mantelstroomfilter is niets anders dan ongeveer 7½ meter RG213 coaxkabel stevig tegen elkaar gewikkeld op een pvc buis van 12 tot 14 cm doorsnee. De lengte van ongeveer 7½ meter is gekozen om de juiste waarde te krijgen die nodig is om op 180 meterband effectief te zijn. Het filter geeft nagenoeg geen verlies op deze band.

Gebruik je pluggen om het filter in de coax kabel op  te nemen, zorg er dan voor dat de contacten goed schoon zijn en dat er geen water in de pluggen kan komen (goed aftapen). Tot slot insmeren of inspuiten met vaseline kan daarbij ook goed helpen. Sommige zendamateurs gebruiken 2 filters; één direct onder de antenne en nog één extra daar waar de kabel het huis/schuur/shack binnengaat. In de praktijk kan het filter het verschil maken tussen storing in je apparatuur en niet. Het is bij Mike Radio gebleken dat het filter zeer effectief werkt (ook al loopt de coaxkabel vele meters door de grond).

Het filter werkt voor álle coax gevoede antennes. Dus horizontale dipool antennes én verticale antennes (bijv. spoelantennes).

Werkt het filter niet, dan is er vaak een ‘groter probleem’ met de aarde (de ‘tegen-capaciteit’).

Dit mantelstroomfilter wordt ook wel de “ugly balun”  genoemd.

 

OPA en PIM praten verder over het aardnet(werk)

Informatie o.a. over het aanleggen van een aardnet voor je verticale middengolf antenne.

“Wat ben jij nou aan het doen?” vroeg Opa met stijgende verbazing naar zijn kleinzoon Pim kijkend, die met een antenne-tuner in de weer was. “Ik stem een loop-antenne af”, zei Pim met een verhit hoofd. “En waar staat die loop-antenne dan?” informeerde Opa, zijn wenkbrauwen gefronst zoals Pim dat nog niet vaak had gezien. “Op het balkon”, stamelde Pim, die uit Opa’s reactie begreep dat het niet helemaal goed was wat hij aan het doen was. Opa schudde zijn hoofd. “en, lukt het?” informeerde Opa geamuseerd. “Nee”, zei Pim beteuterd. “Ik krijg er geen fatsoenlijk signaal uit. Ik denk dat de tuner het niet aankan”, zei hij. “Nou, de tuner kan er best 50 Ohm van maken. Maar of dat ook efficiënt is voor de signaaloverdracht, is een heel ander verhaal. Het is een misvatting onder veel amateurs dat als je er een tuner aanknoopt, je alles als antenne kunt gebruiken.

Je kunt er 50 Ohm van maken, dat klopt. Maar je maakt er geen antenne van. Althans, geen antenne waarmee je fatsoenlijk verbindingen mee kunt maken. Het wordt tijd dat ik dat fabeltje eens uit de wereld help. Ik heb al eens eerder een verhaal verteld over SWR en antennes, dus wat ik je nu vraag mag geen verrassing zijn. Wat ben je nu eigenlijk aan het afstemmen?” vroeg Opa. “Nou, de antenne natuurlijk”, antwoordde Pim. Opa zuchtte diep en hief zijn handen omhoog. “Nee, Pim. Dat is nou precies de denkfout die velen maken. Je stemt de antenne niet af, maar het antennesysteem. En daar valt niet alleen de antenne onder, maar alles wat achter de tuner zit: kabels, baluns – noem het maar op. En ja, ook de antenne. Maar nu jouw loop antenne. Als hij in resonantie is, dan lopen er zoals je weet gigantische stromen. Het zijn die stromen die voor de afstraling zorgen; dit soort antennes bestaan bij de gratie van het feit dat ze op de werkfrequentie in resonantie zijn. Dat geldt niet alleen voor loop antennes, maar ook andere kleine antennes zoals de Isotron of EH antenne zijn gebaseerd op resonantie. Als een loop antenne niet resoneert, heb je zo ongeveer een kortsluiting aan de kant van de antenne.

Laten we zeggen 1 Ohm. Samen met de impedantie van de kabel misschien 2. En dat trekt een tuner wel naar 50 Ohm, daar hoef je niet bang voor te zijn. De SWR-meter geeft 1 :1 aan, maar straalt het ook? Nee. Voor geen meter. Er zal nog wel wat HF doorheen waaien, want al heb je 40dB demping, dan nog komt een station dat normaal S9+20dB zou zijn, met een S6 binnen. Maar het functioneert natuurlijk totaal niet. Hetzelfde geldt voor een End-Fed antenne. Je hoort amateurs regelmatig zeggen: ‘oh, maar mijn monoband 20m End-Fed doet het op 40m ook prima hoor! ‘ Je zult er best wel wat op horen, maar prima? Echt niet. En ik zal je vertellen waarom niet. Een End-Fed antenne is precies wat de Nederlandse vertaling zegt: een eind-gevoede antenne. Door deze antenne een halve golflengte te maken, is hij in het voedingspunt hoog-ohmig. Immers: aan het uiteinde kan wel spanning staan, maar geen stroom lopen. Datzelfde geldt een halve golflengte verder, dus bij het voedingspunt. Om deze relatief hoge impedantie omlaag te transformeren, zit daar die ringkern met zijn 1 :7 wikkelverhouding. Dat geeft een impedantietransformatie van 49 en dus wordt de 50 Ohm van de zender omhoog getransformeerd naar 2450 Ohm. Keurig aangepast. Maar op 40m is de halve golf voor 20m dus een kwart golf geworden. En een kwart golf heeft in het voedingspunt juist een lage impedantie! Namelijk ongeveer 36 Ohm. Door de impedantietransformator blijft daar aan de coax ongeveer 0,73 Ohm van over.

Dan kan je wel proberen om dat met de tuner naar 50 Ohm te transformeren, maar je kunt je voorstellen dat de verliezen dan gigantisch zijn. Ja, er gaat vast nog wel wat de lucht in. Wil je een End-Fed buiten zijn specificaties gebruiken, dan kan je veel beter de impedantietransformator eruit halen en de straler rechtstreeks aan de coax knopen. Echter, als de impedantie van de antenne lager wordt – zoals bij een kwart golf het geval is – dan is er een tegencapaciteit nodig in de vorm van radialen of een aardnet om de antenne enige efficiency mee te geven. Is die tegencapaciteit voor een End-Fed dan niet nodig? Jawel, en die is er ook: de voedingskabel aan de antenne. Maar door de hoge impedantie zijn de stromen heel laag en dus ook de aardverliezen. Daarom heb je voor een halve golf End-Fed meestal geen extra radialen nodig. ”

Aardnet of radialen bovengronds

Pim liet dat even op zich inwerken, en : “U zei net dat radialen of een aardnet gebruikt kunnen worden om een antenne beter te laten werken. Is dat niet hetzelfde?” “Nee”, zei Opa. “Het verschil is dat bovengronds hangende radialen de aarde vervangen, en een aardnet de aarde ondersteunt. Radialen moeten dan ook weer ongeveer een kwart golflengte lang zijn om laag-ohmig te zijn aan de voedingskant. Een aardnet ondersteunt de stromen door de aarde die terugkeren naar de antenne. Voor een aardnet heb je minimaal 8 draden nodig. Die hoeven zelden langer te zijn dan 0,2 golflengte. Als gevolg van de verstemming door de grond, gedragen ze zich als 1 /4 golflengte als de lengte ongeveer 0,28 golflengte bedraagt. Maar zoals ik zei: ze hoeven helemaal niet resonant te zijn op de werkfrequentie. Draden van een aardnet hoeven ook niet langer te zijn dan de antenne zelf hoog is. Bijvoorbeeld een verkorte antenne met verlengspoelen (zoals) een End-Fed voor 40m met spoel, die maar 12m lang is) heeft een compact “near field” (nabije veld). Het aardnet is voornamelijk van belang op de plek waar het nabije veld is. En dan neemt de veldsterkte ook nog eens af met het kwadraat van de afstand. Overigens bedoel ik daarbij niet dat voor de End-Fed een aardnet nodig is. Althans niet voor de frequentie waarvoor hij berekend is en waar hij elektrisch gezien een halve golf is. Maar een vertical met verlengspoelen zoals de Diamond CP6 gedijt goed bij een aardnet. Bij deze antenne wordt de aarde kunstmatig gemaakt met behulp van afgestemde radialen; feitelijk creëer je een dipool waarvan één poot verticaal staat, en de tweede horizontaal. De horizontale poot is te kort en wordt in afstemming gebracht. Op die manier wordt de aarde voor de straler gerealiseerd.

Diamond CP6 (kortegolf antenne) met ingekorte aarde radialen onder, d.m.v. traps (spoelen).

Onthoud dus goed: Elke antenne heeft een aarde nodig. De stroom die de antenne uitstraalt moet immers ook weer op een of andere manier retour. Met uitzondering van de verticale dipool zijn verticale antennes feitelijk maar ‘halve’ antennes. De andere helft is gespiegeld in de aarde. Ze ontlenen hun werking aan retour-stromen door de aarde en de aarde is dus onderdeel van het antennesysteem. Het gevolg daarvan is, dat als de aarde beroerd is, de antenne dat ook is. Je kunt ‘m misschien 1 :1 krijgen, maar dat is een dummy ook. Dat geldt voor alle verticale antennes, of ze nou 1/4 , 3/8, 5/8, 3/4 of 1/2 golflengte zijn: ze hebben allen een goede aarde onder hun opstelling nodig om goed te kunnen functioneren.

Een perfecte antenne zou een efficiency van 100 % moeten hebben, nietwaar? 100% efficiency betekent dat 100 % van je uitgangsvermogen de lucht in gaat, en niet gebruikt wordt om de aarde op te warmen. En wat ik je duidelijk probeer te maken is dat de enige manier waarop je een perfect antennesysteem met 100% efficiency kunt realiseren, is (theoretisch) met een perfect aardsysteem is.

Beknibbel niet op je aardsysteem.

Om 80% efficiency te krijgen met je kwart golf verticale antenne, heb je ongeveer 55 radialen nodig die ongeveer 0,288 golflengte lang zijn. Als je deze getallen op een 180 meter verticale antenne loslaat, heb je ca. 2800 meter draad nodig voor de 55 radialen die ongeveer 50 meter lang zijn. En dat is heel veel draad. Verticale antennes met geaarde radialen zijn niet goedkoop om te bouwen als je zowel een goed rendement als een lage afstralingshoek wilt hebben. Zowel efficiency als een lage opstralingshoek zijn de sleutel tot een FANTASTISCHE antenne. Een goede kwart golf vertical met ingegraven radialen is vaak stukken beter dan een dipool die op behoorlijke hoogte geplaatst is. De efficiency van een antenne kan je berekenen door de stralingsweerstand van de antenne te delen door de som van alle weerstanden in de antenne en de aarde. Vermenigvuldigd met 100 geeft dat de efficiency in procenten. Efficiency = stralingsweerstand * 100 / som van alle weerstanden in antenne en aarde. Laten we het nu eens over “aarde” hebben.  Er zijn radio-technisch gezien twee verschillende betekenissen van het woord “aarde”. Om de beginnen is er de aansluiting aan de voet van de verticale antenne zodat elektronen in en uit de antenne kunnen stromen. Maar daarnaast is er de eis voor een groot vlak onder de verticale straler dat het elektromagnetisch veld op grondniveau houdt. Dit vlak strekt zicht uit vanaf de antenne tot een paar golflengten van de antenne vandaan en maakt waarschijnlijk ook nog onderdeel uit van het terrein van je buren. De geleiding van dat gebied is wat je signaal aan het oppervlak van de aarde houdt. Laten we eerst eens kijken naar de elektronen die in en uit de verticale-straler stromen. Ja, het klopt dat een antenne een HF veld uit kan stralen ondanks een beroerde aarde. Dat HF veld zal dan wel een hoop zwakker zijn dan wat mogelijk is. Wat het HF veld veroorzaakt, is de stroom van elektronen die op en neer reizen langs de verticale straler. Hoe meer elektronen daar lopen, hoe sterker het veld. Om ervoor te zorgen dat zoveel mogelijk elektronen op en neer kunnen reizen in de straler, moet je een heel laag ohmige opslagplaats hebben voor die elektronen. Als je zender een spanning aanbiedt aan de antenne, dan zullen er meer elektronen stromen naarmate de weerstand lager is. Hoe groter de opslag is, hoe meer elektronen er in en uit de verticale straler gepompt kunnen worden. De controverse zit ‘m er in dat amateurs verticale antennes gemaakt hebben met ingegraven radialen, en dat die redelijk goed werken. De algemene conclusie is dan dat ”aangezien het werkt, heb ik het goed gedaan. ” En dat is niet waar. Waarschijnlijk had je een veel beter resultaat gehad als je begrepen had hoe de theorie van begraven radialen in elkaar zit. Ik heb een mooi praktijkvoorbeeld. Een paar jaar geleden maakte ik een verticale antenne met ingegraven radialen. Ik gebruikte dik gevlochten koper voor de radialen en maakte twee afgestemde radialen voor elke band waar ik op wilde werken. De antenne werkte prima ondanks het feit dat ik me niet gerealiseerd had dat begraven radialen hun afstemming verliezen als ze onder de grond liggen. Ik had veel meer en ook langere radialen moeten gebruiken voor een meer efficiënte antenne. ” “Maar waarom gebruikt U dan geen lange aardpen voor de aardverbinding?”, vroeg Pim. Aardpennen werken beter dan helemaal geen aarde, maar ook al heeft een aardpen een lage weerstand, hij heeft niet veel opslagruimte voor elektronen. De aardpen is omgeven door grond die doorgaans een slechte geleider is”, vervolgde Opa. “Aardpennen kunnen ook geen invloed uitoefenen op de vorm van het elektromagnetisch veld dat van je verticale antenne komt. Je hebt een groot geleidend vlak onder je antenne nodig om dat te realiseren. Radialen vanaf de voet van de antenne zijn een goede manier om een aardsysteem te maken. Deze radialen stellen de elektronen in staat om heen en weer te reizen in de straler, maar ze helpen niet om het signaal langs het oppervlak van de aarde te houden. Daar zijn radialen niet lang genoeg voor. De vraag is dan ook: Hoeveel radialen? , Hoe lang moeten die zijn?, en Moeten die boven of onder de grond? Dit zijn lastige vragen en veel amateurs hebben geen idee wat er voor nodig is. Het internet staat vol met tegenstrijdige informatie uit verschillende bronnen. Het gevolg daarvan is veel emotie en argumenten die het gevolg zijn van het gebrek aan goede informatie.

Conclusies:

1) Ingegraven radialen zijn niet afgestemd. Door het ingraven verstemmen ze behoorlijk. Verspil geen energie aan het bepalen van de lengte op basis van de frequentie.

2) Gebruik altijd een balun. Bij voorkeur een 1 :1 stroom-balun, vlak onder de aansluiting van je antenne. (Eventueel na dat het systeem op 50 ohm is gebracht.)

3) Als je SWR zonder tuner niet ongeveer 1 ,4:1 is, is er iets fout. Een verticale 1/4 golflengte antenne heeft 36 Ohm impedantie (stralingsweerstand). Je zender en coax hebben 50 Ohm impedantie. 50 / 36 = 1 ,4, en dat is een SWR van 1 ,4 op 1 . Dat is ook zo als je een 1 /2 golflengte dipool gebruikt. Zo’n dipool heeft een impedantie (stralingsweerstand) van 72 Ohm. Je zender en coax hebben nog steeds een impedantie van 50 Ohm. De SWR is dan 72 / 50 = 1 ,4, en dat is weer een SWR van 1 ,4 op 1 . Is de SWR meer of minder dan 1 ,4 op 1 , dan heb je een probleem. Waarschijnlijk kan je wel leven met dat probleem, maar realiseer je dat de antenne niet zo goed is als hij zou kunnen zijn.

4) Gebruik veel radialen. Voor de beste efficiency van de antenne, met minimale verliezen die anders alleen de wormen maar warm houden, moet je tenminste 12 radialen gebruiken die iets meer dan een halve golf lang zijn op de laagste frequentie die je gaat gebruiken. En Ja, ik zie je al kijken, ik zei eerder 0,288 golflengte. Maar dat is om minimaal 80% te halen. Voor wat betreft het beste resultaat: 50 radialen is niet teveel ( en 20 radialen echt een minimum! ).

Radialen voor verticale antennes

Na een aantal gesprekken met goeroe’s op het gebied van verticale antennes voor de lage banden, heb ik een hoop informatie verzameld dat je wel zal interesseren. Hopelijk helpt het meer amateurs met het opzetten van verticale antennes. Denk eraan: dit gaat over antennes en is dus onderhevig aan afwijkende meningen en vooroordelen…..

Meningen en ervaringen met betrekking tot aardsystemen:

1 ) Ingegraven radialen hebben maar weinig effect op het stralingspatroon. Door ze in één richting te leggen of ze naar één kant langer te maken, zorgt dat niet voor een betere afstraling of efficiency in een bepaalde richting.

2) Radialen worden alleen maar gebruikt om aardverliezen te verminderen. Stel je een verticale antenne voor als de helft van een dipool. Normaal loopt de HF stroom afwisselend van de ene naar de andere dipool helft. Net als bij de dipool is het verticale element de ene helft, en de andere helft is de grond. HF stroom loopt niet erg effectief door gemiddelde grond. De koperen radialen worden op (of in) de grond gelegd als een aardvlak ofwel: een weg voor de HF stroom terug naar de antennevoet. Dit gebeurt zo’n 1,640 miljoen keer per seconde op 1640 kHz. Je kunt het ook zo zien: De verticale antenne heeft een grote berg lange weerstanden die zich uitstrekken vanaf de antennevoet. Die weerstanden stellen de bodem voor. Jouw taak is om deze weerstanden kort te sluiten met draad zodat er een weg met lage weerstand terug naar de antennevoet ontstaat.

3) Door elk van de individuele radialen loopt maar weinig stroom omdat de totale stroom verdeeld wordt over alle draden. Dus is dun koperdraad als radiaal goed genoeg.

4) De beste plek voor radialen is op de grond, niet ingegraven. Veel amateurs die grondradialen gebruiken ‘nieten’ ze aan de grond vast met speciale plastic grondankers en laten ze overgroeien door het gras. Het gras houdt dan vanzelf de radialen laag. En je kunt nog steeds makkelijk maaien. De beste tijd voor het leggen van de radialen is in de lente of nadat je het gras goed kort gemaaid hebt.

5) Volgens sommigen is de maximaal benodigde radiaallengte gelijk aan de hoogte van de antenne. Anderen beweren dat ¼ golflengte radialen het beste zijn, ongeacht de hoogte van de straler. Vanwege de definitie van het nabije veld ben ik aanhanger van de eerste theorie: de radialen hoeven niet langer te zijn dan de antennehoogte.

6) Metingen wijzen uit dat 50 tot 60 radialen ongeveer noodzakelijk zijn om in het vlakke deel van de efficiencygrafiek te komen voor gemiddelde bodemgesteldheid; 120 radialen zijn leuk, maar zijn wat overdreven. ( Een 20-tal radialen is echt een minimum).

7) De maximum afstand tussen de radialen moet ongeveer 0,3  golflengte zijn voor een redelijke efficiency. Dat heeft ermee te maken dat de stromen door de grond een belangrijk onderdeel van de verliezen gaan uitmaken als je de afstand groter maakt. Met 60 radialen red je dat makkelijk als je ¼ golflengte lange radialen gebruikt. Liggen de radiaal-uiteinden op minder dan 0,025 tot 0,05 golflengte uit elkaar, dan heeft meer draden toevoegen niet veel zin meer. Dat is met de uiteinden 4½ tot 9 meter uit elkaar op 180 meter.

8) Een extra, veel dichter aard-net is verspilling van materiaal. Als er 60 radialen of meer gebruikt worden, dan is het aard-net de eerste 10 meter sowieso al erg dicht. Een extra aard-net voegt dan niet merkbaar wat toe. Het gebruik van zo’n extra dicht radialen-net wordt toegeschreven aan de omroepwereld. Maar voor zover het daar al toegepast wordt, dan is het meestal koperen plaatwerk en wordt het meer gebruikt om struikelen over de draden te voorkomen en als bliksembeveiliging dan als aarde. .

9) Het succes van het toepassen van slechts 2-4 bovengrondse geplaatste radialen is schromelijk overdreven. De hoogte van de draden speelt ook een rol! Over deze stelling wordt nog driftig gedebatteerd. Veel amateurs zijn het niet eens over hoeveel bovengrondse radialen nou overeenkomen met grondradialen. Volgens de Low band digest news group list werken 4 bovengrondse radialen prima op HF. Anderen zeggen dat vier radialen maar weinig tegencapaciteit bieden en wel 3-5 dB slechter presteren dan een volledig 120 draads grondradialensysteem.

Vier radialen doen het prima aan een VHF ground plane die qua golflengte feitelijk in de vrije ruimte hangt, maar voor HF is de aarde een belangrijk onderdeel van de berekeningen en HF stromen moeten rond de antenne verzameld worden in het nabije veld en efficiënt teruggevoerd worden naar de antennevoet. Een paar radialen boven de grond kunnen dit niet efficiënt doen, simpelweg door de grote gaten tussen de radialen. Volgens sommigen zijn tenminste 30 vrij opgestelde radialen nodig om het werk van 120 grondradialen te doen. Misschien wel meer.

Kan je de radialen op 1/8 golflengte of hoger plaatsen, dan kan dat een uitzondering zijn. Maar ja, dat is 22,5  meter hoogte op de 180m band en wie kan daar radialen spannen? Als je daar over nadenkt: Als 3-4 bovengrondse radialen qua prestaties gelijk zijn aan een uitgebreid grondradialen systeem, waarom stoppen AM omroepstations dan voor tienduizenden euro’s aan 120 radialen aardsystemen in de grond als ze het ook met vier opgehangen draden hadden kunnen doen? Geven de professionals een hoop geld voor niets uit, of houden amateurs een kostbaar geheim voor zichzelf? Dan zal er toch wel een voordeel zijn aan een fatsoenlijk aard-net, denk je niet?

10) Een symmetrische verdeling van de radialen rond de voet is belangrijk! Het is zaak de HF stromen van de verliesgevende bodem weg te leiden. Ook een directionele verticale array straalt in het nabije veld naar de zijkanten uit, omdat de effecten van stralingspatronen pas op enige afstand van de antennes plaatsvinden. Alle energie in alle richtingen moet opgevangen worden. Het hoofddoel van de radialen is om verliezen te reduceren. Dus: de elementen stralen in het nabije veld in alle richtingen, dus moet je ook in alle richtingen een aardnet hebben om de stromen op te vangen en terug te leiden naar de antennevoet.

11) Heb je eenmaal de aardverliezen geminimaliseerd door een dicht net van radialen, dan is het verder aan de propagatiegoden en de aarde op kilometers afstand voor wat betreft je opstralingshoek (grondgolf). Die laatste zal ik even uitleggen: Als de grond onder het verre veld, dus op enige afstand van je antenne, beroerd is voor HF, dan manifesteert zich dat als een hap uit je laagste stralingslob. Google maar eens op “Brewster angle” voor meer informatie over dit onderwerp.

12) Wil je de radialen onderling verbinden, doe dat dan door ze te omwikkelen met draad, dan solderen, en vervolgens goed intapen en waterdicht maken met zelf-vulcaniserende tape o.i.d. Soldeer valt namelijk uit elkaar als een wit poeder als het lang blootgesteld wordt aan de bodeminvloeden zonder bescherming. Als je de zaak beschermt tegen de invloeden van de natuur, gaan de verbindingen vele jaren mee.

13) Gebruik je een enkele verticale straler met radialen, dan is het doorverbinden van de radialen onderling op enige afstand van de antennevoet een verspilling van koper.

14) Radialen op 180 meter moeten TEN MINSTE 22,5 meter lang zijn of zo lang/hoog je antenne-straler is! Als ze te kort zijn, dan lossen meer radialen het probleem niet op.

15) Tip van de Mike: Voeg aan je bestaande radialennet eens een 8 tot 12 tal radialen van blank koperdraad toe (dus zonder kunsstof bescherming) van elk 11 meter lang. Dit zal een merkbaar beter resultaat geven in ontvangst en zenden!

Dus, recapitulerend: bij afgestemde antennes zoals loops, EH- of Isotron antennes moet je ervoor zorgen dat de antenne in afstemming is. Anders is de antenne-efficiency nihil en straalt je kabel waarschijnlijk beter dan je antenne. Dat geldt ook voor een End-Fed die je buiten zijn specificaties gaat gebruiken.

Leuk dat de tuner het systeem in afstemming krijgt, alleen zal de antenne niet zoveel méér doen. Bij een verticale antenne anders dan een halve golf heb je een laag ohmig aardnet nodig. Bij een halve golf heb je eigenlijk ook een tegencapaciteit nodig, maar die wordt doorgaans gevormd door de kabel die de antenne voedt en omdat de antenne in het voedingspunt hoog ohmig is, is de stroom laag en heb je minder last van de mantelstromen dan bij een laag ohmige voeding.

Als je niet gelooft dat een End-Fed de kabel als tegencapaciteit gebruikt, zet dan maar eens een mantelstroomfilter aan de voet van een End-Fed. Dan werkt hij echt niet meer. En Opa spreekt uit ervaring.

Dus wat ga je nu doen met je loop antenne?” vroeg Opa. “Een manier verzinnen om die op afstand af te stemmen”, antwoordde Pim. Opa knikte goedkeurend. “Op internet zijn verschillende systemen waarbij loop-antennes op afstand bediend worden. Dat maakt het bouwen van zo’n antenne een uitdaging. Laat mij maar eens weten hoe je het probleem opgelost hebt als het zover is”, besloot Opa. Pim pakte zijn aantekeningen en Opa’s iPad om zich verder in zijn nieuwe uitdaging van het op afstand afstemmen van loop antennes te verdiepen.

Lichte sporen in het gras zichtbaar van een aanwezig aardnet(werk).