Twin Vertical

Twin Vertical

Neem een ordinaire horizontale dipoolantenne en kantel deze 90°. Dat is alles wat nodig is om een vertikale dipool te realiseren. Dit geldt natuurlijk ook voor een multi-dipool (Meerdere dipolen op hetzelfde voedingspunt) Om een “twin“–vertical te bouwen (vertikale dipool voor twee banden) is van gewoon tweelingsnoer gebruik gemaakt. Deze simpele antenne leek me uitermate geschikt om op de 28 MHz en 50 MHz band te werken.

 

De antenneconstructie is simpel en het gebruikte tweelingsnoer is zodanig afgeknipt/getrimd dat de dipool zowel in de 10m als de 6m band resoneert.  Het getrimde tweelingsnoer is ondergebracht in een PVC-pijp constructie die tegen een tuinschutting is bevestigd met klembanden. Geen optimale locatie, maar ondanks de geringe antennehoogte zijn er, bij goede propagatiecondities, toch leuke verbindingen mee te maken.

 

Een vertikale dipool heeft gunstige DX-eigenschappen: De opstraalhoek is relatief klein (zo’n 30° ) en de antenne is omni-directioneel (“rondstraler”). De laatste eigenschap kan zowel gunstig als ongunstig uitpakken. Het RF zendvermogen wordt niet gebundeld en evenredig rond (360° ) de antenne ‘ verdeeld ‘. Voor ontvangst is de antenne rondom-gevoelig en kent geen voorkeursrichting. Erg zwakke signalen zullen verloren gaan, maar hier tegenover staat dat signalen uit alle richtingen gehoord worden. De vertical kan door z’n lage opstraalhoek  hoger gelegen lagen van de stratosfeer (de E_s – en F-lagen) – die de terugbuiging over veel grotere afstand mogelijk maken – bereiken: tot meerdere duizenden kilometers van de eerste sprong. En de sprongen kunnen zich opvolgen.(“multi-hop” propagatie).  DX laat zich pas echt met een vertical werken, wanneer de antenne verhoogd is opgesteld zodat het golffront boven hindernissen uit straalt: wegens de lage stralingshoek komt de energie snel in contact met bomen en gebouwen,  met signaalverlies als gevolg.

De stralers van de dipool zijn λ/4 lang. In fig. 2 is de opbouw van de antenne te zien:

De lengtes voor de λ/4 stralers zijn als volgt berekend:

L = (c/f.4)* k met k = correctiefactor 0,92, c= 3.10^8 (m/s), f in (Hz)

L1 = (300/28,5 . 4) * 0,92 = 2,42 m

L2= (300/50,2 . 4) * 0,92 = 1,37 m

 

De RG58 coax kan direct aan de stralers gesoldeerd worden. Het is beter geen kroonsteen o.i.d. te nemen; dan geeft vocht en corrosie op langere termijn een nadelig effect. Gebruik krimpkous om de blanke koperdelen te beschermen. De stralers dienen getrimd te worden op de werkfrequentie / beste SWR. Begin met de 10m stralers en trim vervolgens de 6m stralers. De aangegeven stralerlengtes  zijn richtwaarden en kunnen voor het trimmen beter wat groter gekozen worden. Wanneer de antennelengtes optimaal zijn kan e.e.a. bijvoorbeeld in een PVC-pijp geschoven worden. Hier zijn veel wegen die naar Rome leiden. De PVC-pijp constructie wordt vervolgens op de definitieve locatie vastgezet en de coaxkabel naar de transceiver geleid. In principe kan de antenne nu zonder antenna tuning unit (ATU) gebruikt worden, omdat het om een antenne in resonantie gaat.

 

In principe is de impedantie voor een vrij opgehangen (open) dipool in het voedingspunt ongeveer 75 Ω. Echter door het gebruik van twee stralers parallel aan elkaar (tweelingsnoer) en het grondeffect is de werkelijk waarde veel lager en zal rond de 40 Ω uitkomen. Het grondeffect is aanzienlijk daar ik de onderkant van de antenne niet ver boven maaiveld heb opgesteld. Doordat de impedantie van de RG58 coaxkabel (50 Ω) niet veel afwijkt van de impedantie in het voedingspunt kan deze direct aan de stralers worden gesoldeerd. Een balun voor impedantieaanpassing is niet nodig. In theorie wordt de best haalbare SWR nu Z_o/Z₁ = 50/40 = 1,25. Dus 1 : 1,25 en dit is een uitstekende waarde (komt overeen met een RF-vermogensverlies van minder dan 5% dus daar hoeven we niet wakker van te liggen).

De grondverliezen hangen overigens af van de afstand tussen grond en antenne. Hier geldt; hoe hoger de antenne hoe minder verliezen. 

SWR metingen met de antenne geplaatst op de definitieve locatie:

 

Frequentie in MHz	SWR
50,100	1 : 1,8
50,170	1 : 1,9
50,400	1 : 2,1
28,000	1 : 1,8
28,100	1 : 1,6
28,150	1 : 1,7
28,500	1 : 1,4
29,000	1 : 1,5

 

Op 24 mei 2007 manifesteerde zich sporadische E-laag refelectie (E_s) en kon ik een aantal Italiaanse stations met QRP-vermogen werken op 6m. Geen 599 verbindingen maar 44..57. Toch leuk!  In dezelfde week heb ik meerdere QSOs (RTTY, PSK31) in de 10m band met de antenne kunnen maken.

Uiteindelijk resultaat, helaas geen vrij zicht rondom, maar alleen in sommige richtingen. Een stevige westenwind zorgt voor een kleine buiging naar links. De RG58 coax kabel vindt zijn weg van antenne via schutting en regenpijp naar de zolder doorvoer.

Bronnen: 

• ARRL 2005 handboek Sectie 22.23 (‘ Vertical antennas’)
• http://www.uba.be/hf/newonhf_nl.html