Delta Loop (Skywire) antenne
Sagn, teori og virkelighed
Karl, DK5EC, konstruktion af en simpel multiband delta-loop antenne (skywire) til 80 – 10 m bånd. Konstruktionen initialiseres teoretisk ved hjælp af EZNEC og måles derefter og grafisk dokumenteres med. Endvidere vil fordelene ved et koaksialkabel i en åben føderlinie med tændkasse verificeres ved praksis og målinger.
Siden et par uger har jeg arbejdet på kortbølgebånd igen efter at have været QRV på VHF / UHF-båndene, der arbejdede via satellitter, ISS og månen (EME). Til kortbølgedrift har jeg et 18 m Versa Tower og en 3 element bjælke til 10/15 / 20m. For nylig begyndte jeg at operere hovedsageligt på 20m, da 10m og 15m var praktiske død. Jeg bemærkede, at 20 m, så hvad var meget stille efter 19.00 lokal tid. Jeg har ikke lagt noget til de lavere bånd, da jeg ikke savnede dem på grund af min præference for VHF / UHF rumaktiviteter.
I mellemtiden er mine præferencer ændret, og jeg er nødt til at gøre noget for de lavere bånd. For et par uger siden havde antenneanalysatoren mange af vores radioklubber, fordi selv lave budgetter ikke havde råd til dem for omkring Ђ 250, og kan gøre en masse interessante ting med dem. Jeg besluttede ikke at teoretisk bruge antenneberegningsprogrammet og derefter sammenligne det med antenneanalysatoren.
Efter at have repareret vores delta loop antenne vores radioklub og været meget glad for enkelheden og effektiviteten af denne antenne, Først informerede jeg mig selv i Rothammel og ARRL-håndbogen. Rothammel er ikke meget informativ om denne type antenne, den har nogle lodrette løkker, dvs. kubiske quads. Internettet gav mig således nogle ideer, delvis med modstridende sagn, der gjorde mig nysgerrig. Den bedste beskrivelse fandt jeg i ARRL-håndbogen.
Jeg kunne ikke finde udtrykket "delta-loop" i ARRL-håndbogen, men den beskriver en lignende konstruktion ved hjælp af navnet Loop Skywire. Det blev her beskrevet som en meget undervurderet hemmelighed vedrørende forholdet mellem omkostninger og udbytte. Bagefter måtte jeg acceptere denne erklæring fuldstændigt. Antennen antages at være en multiband-antenne uden fælder og spoler, fodret med et normalt RG58-koaksialkabel og koster praktisk talt ikke noget. Dens 3,5 MHz og alle multipla, det vil sige ved 40, 30, 20, 15 og 10 m. Håndbogen angiver, at et perfekt strålingsmønster kan laves med en cirkelformet løkke, men på grund af de mange nødvendige understøtninger ville det være svært at konstruere. En firkantet form er et kompromis og behøver kun 4 understøtninger. Så andre former er mulige, det er med visse begrænsninger, siger håndbogen.
Det næste trin var en webstedsundersøgelse i min baghave. Da min baghave er omgivet af høje træer, er en firkantet form som beskrevet i håndbogen blevet vanskeliggjort at sætte op på grund af absorptionsproblemerne i de nærliggende træer. Så jeg besluttede at bygge en Delta Loop, det vil sige en trekantformet tråd. I henhold til de potentielle understøtninger ville en trekant med ca. 30x30x20m være mulig, fodret med et koaksialkabel i et hjørne af trekanten, det vil sige bruge Versa Tower som understøtning. De to andre understøtninger ville være ved tv-antennemasten ovenpå mit hus og et højt fyrretræ bagerst i mit gård.
Delta Loop fra vores radioklub bruger åben feederlinje og en enorm matchbox, som jeg gerne vil undgå på grund af følgende årsager. På grund af metalltårnet og problemerne ved at komme gennem radiohyttens vægge ville den åbne føderlinie have været for mange problemer. Jeg besluttede at bruge det koaksiale foder, som foreslået i håndbogen. Jeg vil beskrive resultaterne af min koaksialfodrede løkke med resultaterne af løkken med den åbne feederlinie til sammenligning med meget interessante resultater.
Dernæst måtte jeg bestemme den samlede længde på ledningen. For at gøre dette downloadede jeg EZNEC fra internettet. Da en loop-antenne sandsynligvis er den mest enkle type antenne, dipolen, var jeg i stand til at indtaste de nødvendige parametre efter at have studeret den fremragende introduktion af programmet uden nogen tvivl og problemer. Til denne enkle antenne var den gratis version af EZNEC med det begrænsede antal måleplader (segmenter) fuldstændigt tilstrækkelig. EZNEC tager forskellige jordforhold, højder på understøtter og tråddiameter. Jeg forventede, at EZNEC-resultaterne var mere præcise end at beregne trådlængden med den normale formel med c, f og k.
Nu er Y-aksen parallel med den nordlige grænse, Y-aksen er parallel med den nordlige grænse. Z-aksen er lig med højden på trådstøtterne, hvoraf den ene er Versa Tower som et start- og fødepunkt. Begge billeder har den samme betydning. Jeg kunne flytte den venstre som et todimensionelt billede set ovenfra eller nederst. De 2 små cirkler er fødepunktet. Det er meget simpelt med EZNEC at bevæge sig til den ønskede vinkel på betragteren.
——–
EZNEC genererer automatisk disse billeder efter at have indtastet dataene i tabellen "ledninger". Jeg div >
Det er omtrent alt hvad du skal gøre i beregningerne og for at få vist resultaterne. Via knappen SWR kan du vise punkterne på den komplette antenne, som vist nedenfor.
Diagrammet viser resonanserne ved 3,6 MHz og dens multipler meget pænt. I begyndelsen indgik jeg 30 m som en værdi i ovenstående "ledninger" uden at have beregnet den faktiske længde med den kendte formel. Jeg bemærkede, at jeg ikke havde alt for forkert. Jeg måtte kun tilføje 1 m til 30 m i tabellen, og det er i SWR-diagrammet. Når du bevæger musen hen over det respektive segment. Længden på ledningen ville være 86 m.
Ovenstående SWR-diagram er beregnet med antagelsen om 50 ohm-impedans ved antennets fødepunkt. Ved 3,6 MHz havde jeg faktisk fremragende værdier med en impedans på 56 ohm og SWR på 1: 1,5. Ved 7 MHz viste den den teoretiske impedans på 128 ohm og SWR på 1: 2.8. Det vil sige, begge bånd kunne betjenes uden yderligere impedans matching. Ohms ved fremføringspunktet i håb om, at SWR-værdierne for de højere bånd ville blive bedre, se nedenstående diagram.
Faktisk er værdierne for det øvre bånd forbedret, men SWR ved 80 m blev værre. Da jeg foretrækker betjeningen på 40 / 80m, har jeg valgt at tilslutte 50 ohm-kablet til antennets fødepunkt.
Diagrammet viser et temmelig smalt område af de to foretrukne bånd. Det næste diagram viser området 3 – 4 MHz ved højere opløsning. På grund af denne bedre opløsning kan vi se den næsten perfekte impedans på 50,4 ohm og SWR på 1: 1. Båndbredden for SWR er bedre end 1: 2 er kun 45 kHz.
Ved 40m er resultatet ens, men med værre, men acceptabel SWR:
På de følgende billeder ser du alle beregnede strålingsmønstre, det vil sige for højde til venstre og for den azimutale retning til højre. 90 grader i himlen ved 80 m, med 3 dB mindre signalstyrke ved 45 graders højde. Alt i alt er løkken som en omni-retningsantenne, forskellen mellem højeste og laveste strålingsniveauer ved azimuth er kun 3 dB.
For at få et samlet indtryk kan du se plottene for båndet 40, 30, 20 og 10 m, der allerede viser åbenlyse retningsegenskaber. Jo højere båndene, desto fladere bliver strålingen såvel som antallet af sidelobber.
Og nu virkeligheden og praksis
Efter at have studeret teorien begyndte jeg nu med konstruktionen af antennen. Som ARRL-håndbogen allerede nævnte, kostede antennen ikke en eneste cent, da jeg havde alt tilgængeligt i min skrammel. De 3 antennestøtter var allerede til stede: Versa-tårnet, den korte mast på tv-antennen på toppen af husets tag og fyrretræet. Samt en longwire-antenne. En 1: 1 balun til tilslutning af koaksialkablet, fleksibel 1,5 mm ledning, isolatorer samt u-klemmer var også tilgængelige fra skraldboksen. RG58 / U til toppen af Versa Tower var allerede installeret til en VHF / UHF diskone-antenne.
Ex longwire kunne være nok til halvdelen af løkken, resten fandt jeg på loftet. Jeg tog resultaterne af EZNEC-programmet, og jeg målte 86 m med min trinlængde. Et langt skridt med mine ret korte ben er 1 m +/- 20% (mere minus). Jeg forventede at være helt forkert ved første forsøg, da jeg ikke kunne indtaste værdierne for grundforholdene i min baghave med nogen præcision, bare gætte. I alle fald fortalte mine ben, at jeg målte omkring 80 til 90 meter.
Mit Versa Tower, fastgjort til muren i min garage, kan sænkes til ca. 7 – 8 m. Toppen af taget er omtrent den samme højde, så antennen berører taget med tårnet i sin laveste position. Ved siden af fyrretræet trak jeg løkken til den højest mulige position, ca. 9 m. Og inden jeg trækkede Versa-tårnet op, som tager en hel del energi ud af den gamle mand, har jeg til hensigt at foretage en foreløbig måling. Lige i tiden dukkede DL9NDG (Heinz No.1) op, og bragte den super lille antenneanalysator miniVNA med, som han fik fra DD9KA (Heinz No.2) en kort tid før. Jeg fandt den nødvendige adapter et eller andet sted i min hytte, og der går vi!
Du kan beundre resultaterne i nedenstående diagram. Til min glæde var teorien (EZNEC-beregninger og diagrammer) ikke så meget forskellig fra praksis (målinger med miniVNA), idet man sammenlignede ovenstående EZNEC-diagram for 1 – 30 MHz med nedenstående diagram. Du kan observere næsten identiske resonanspunkter i begge diagrammer! Diagrammer med højere opløsning på 80 m (næste diagram) er således meget ens, og viser en lidt højere inputimpedans (grøn kurve) eller SWR (rød kurve). Lyden var nøjagtigt 3,6 MHz, det vil sige, jeg skar den nøjagtige længde af ledningen mere eller mindre ved en tilfældighed. De faldende SWR-niveauer ved de højere frekvenser, som sandsynligvis er forårsaget af tab af RG58-fødelinjen på 30 m. Beregningerne med EZNEC overvejede ikke fødelinjen.
Heinz nr. 1 og nr. 2 lånte mig antenneanalysatoren, og jeg kunne fortsætte med mine målinger uden hast. Jeg krankede op til 16 meter og startede nogle flere målinger. Som forventet flyttede lyden sig til 3,7 MHz, se diagrammer nedenfor. Til min glæde gik SWR ved 7 MHz ned til en meget flot 1: 1,7.
Bevægelserne af sangene er stadig ok i 80 m, for de højere bands bevæger de sig ud af amatørbandets rækkevidde. I 40 m er det 7:07 til den perfekte 7,28 MHz.
Nå, jeg lod antennen ned ved siden af fyrretræet (mindre hårdt arbejde end ved tårnet) og forlænger ledningen med 2,70. Denne længde er ikke resultatet af beregningen. Efter dette trak jeg antennen op ved fyrretræet og målte igen. I nedenstående diagram viser den røde kurve SWR, den grønne kurve impedansen. Du finder de nøjagtige værdier for SWR og andre interessante data i tekstlinjerne over kurverne.
SWR og impedanser i frekvensområdet 1 – 31 MHz
Related Posts
-
Sagn, teori og praksis I det følgende beskrives konstruktionen af en simpel multiband delta-loop antenne til båndene 80-10m. Med…
-
Erfaringsrapport fra en begynder af et høreapparat Motivation til denne anmeldelse Baseret på min egen erfaring som en frisk eller uerfaren bærer af…
-
Bishop – stortford: ideelt mellemlanding fra London til stansted lufthavn
Bishop’s Stortford – lille smukke by mellem London og Stansted Har du nogensinde været i Bishop’s Stortford? Den lille by i Hertfordshire ligger meget…
-
Udflugt til Schrammstein-udsigten – eventyr med et barn – 2-vejs webside!
Udflugt til Schrammsteinaussicht – eventyr med barn Schrammsteine er et af de mest berømte vartegn i Elbsandsteingebirge og tilbyder et utroligt…