Basteln
Mein Quad Antennenprojekt: Start September 2005
Ich wünsche mir eine neue 2 Element Quadantenne. Ich hatte vor 30 Jahren schon mal so eine Antenne!
Diesmal sollen es 5 Bänder sein, 20m / 17m / 15m / 12m / 10m.
Es soll eine Boomquad werden, dass ist mechanisch für mich z.Z. einfacher lösbar.
Die Quad soll je Band einzeln mit 50 Ohm Koaxkabel gespeist werden, natürlich mit einer Relaisbox am Boom
zur Bandumschaltung. Bei nicht benutzen Bänder werden die Schleifen geschlossen.
Das Element-Spacing lege ich mit 2,65 m fest. Damit ist auch klar, das jedes Band einen anderen Fußpunktwiderstand
hat, da das Spacing bezogen auf Lambda unterschiedlich ist.
Ich will auf die Gamma-Match-Speisung verzichten, die Drähte brechen immer nach 1-2 Jahren ab.
Und nun :
Ich besorge mir bewährte Maße für die Drahtlängen der Elemente, weil ich meine nicht mehr habe!!
Ich stelle fest, dass es 100-terte verschiedener Maße gibt !?! Uff! Und das, obwohl es NEC und EZNEC gibt!
Ich baue die zwei Quadrahmen aus leichten Angelrouten auf. Es soll ja nur ein Experimentalaufbau sein.
--> Drahtlängen jeweils 5% länger, so nach dem Motto "dranschneiden ist schwer". Ich erwarte Resonanzfrequenzen
--> ca.350 kHz tiefer.
Ich messe die Resonanzfrequenzen mit einem aktiven Stehwellenmessgerät von MFJ direkt am Fußpunkt, 3,5m hoch:
Ich messe im Schnitt 650 kHz zu tief! Das ist viel zu tief in der Resonanz und zwar auf allen Bändern!
Was ist denn da passiert??? Wie kann das sein???
Grübel-grübel?!?
Ich überprüfe die Messung mit einem 1:1 Balun vor dem MFJ-Analyser. Keine Änderung!!!!
Grübel-grübel?!? Wieso? Ohh, da habe ich jetzt aber ein gewaltiges Problem.
Mein Experimentalaufbau, man spare wo man kann, ist mit 0,75mm PVC isoliertem Draht der Strahlerelemente und
der Reflektor mit 0,8mm Kupferlackdraht ausgeführt. Das lag alles im Bastelkeller und Draht ist Draht, oder????
Ach dieser Draht! Ich erinnere mich an ein früheres Experiment:
Mein 80m Dipol, gebaut aus 1,5mm Kupferlackdraht von einem alten Transformator war auf 3650 kHz resonant.
Nach 5 Jahren viel er dann runter!
Ich habe dann diesen Dipol mit exakt gleicher Länge aus 2,5mm PVC isolierten flexiblen Draht wieder
aufgehängt und rutschte ab auf 3490 kHz. Vielleicht +/- 30 kHz, ist schon lange her, aber drastisch!
1.) Ganz klar, PVC isolierter Draht hat einen andere Laufzeitfaktor für die Wellenausbreitung.
Dann muß ich annehmen, dass sich die Angaben der Schleifenlängen für die Quads auf blanken Draht beziehen.
2.) Ich habe auch die Lackierung der Angelrouten in verdacht. Diese Lackierung hat Metallpigmente und somit
eventuell eine leichte Oberflächenleitfähigkeit, welche die Resonanzlängen der Schleifen beeinflusst.
Ich bin sauer und mache eine Pause.
Na gut, dann mache ich mir erst einmal ein paar Gedanken zum Problem mit der Anpassung:
Quadrahmen sind symetrisch, Koaxkabel sind unsymetrisch also muß ein Symetrierglied her.
Balun klingt am einfachsten -> 20m und 17m sollten so bei 40-60 Ohm liegen. Standard 1:1 Baluns müssten da reichen.
Das sind Muster von Spannungs-Baluns, bin mir noch nicht so sicher ob Strom-Baluns nicht sinnvoller sind, da die
Quad im Garten, so ca. 8m vom Haus weg steht und da auch noch ein großer Kirschbaum daneben steht.
2 Muster zum Messen sind schnell gemacht.
Valvo Kern, AL Wert ? Amidon T200
8 Windg. 1,5mm Draht 7 Windg. 2mm Draht
50 Ohm SWR 1:1,1 50 Ohm SWR 1:1,1
10 bis 24 MHz 10 bis 21 MHz
Wie speise und symetriere ich 14m, 12m und 10m? Da liegen doch die Fußpunktwiderstände so bei 70-100 Ohm?
Kann man da diese Baluns auch so einsetzten??????? k.A.
Ich mache mal ein paar Lambda/4 Transformationleitungen:
Bekannt als Q-Match, transformiert diese Lambda/4 Leitung den Fußpunktwiderstand auf den Speiseleitungswiderstand.
Nach der Formel: ZAnpassleitung = Wurzel (ZFußpunkt x ZSpeiseleitung) errechnet man den Wellenwiderstand des
benötigten Lambda/4 Leitungsstückes.
10m: Ich reche mit 100 bis 120Ohm Fußpunktwiderstand, nach Formel wird dann ein 70,7 bis 77,5Ohm
Kabel benötigt -> also nehme ich 75Ohm = RG59
12m: Ich rechne mit 70 bis 90Ohm Fußpunktwiderstand , nach Formel wird dann ein 59,1 bis 67 Ohm
15m: Kabel benötigt -> also 60Ohm Kabel, sowas habe ich noch.
17m: Ich rechne mit 40 bis 60Ohm Fußpunktwiderstand, da nehme ich dann einfach die 1:1 Baluns.
20m
Etwas großzügig ??? Man bedenke: --> Gedanken zum SWR im Resonazpunkt <--
Fußpunktwiderstand A Fußpunktwiderstand B SWR
50 Ohm 50 Ohm 1
45,5 55 1,1
41,7 60 1,2
38,5 65 1,3
35,7 70 1,5
33,3 75 1,6
--- 25 100 2,0
Aus der SWR Messung, wenn > 1, sind jeweils zwei reale Widerstandsanteile möglich. A einmal kapazitiv belasteter Fußpunkt
oder B induktiv belasteter Fußpunkt. Welches von beiden zutrifft, sagt mir das SWR leider nicht.
Man braucht da auch nicht weiter messen, denn nach allen bekannten Erfahrungen, liegen Quadantennen auf der Resonanzfrequenz
zwischen 50 bis 120 Ohm, abhängig vom Spacing, Höhe und Umgebung.
Beispiel:
Messe ich also im Resonazpunkt ein SWR von 2.0 oder mehr, dann liegt der Fußpunktwiderstand bei =>100 Ohm.
Mit einer Lambda/4 Leitung aus RG59 = 75 Ohm transformiert man dann auf das 50 Ohm Speisekabel.
Bei einem SWR von 1,6 sollten 75 Ohm die richtige Annahme sein und ein Q-Match mit 60 Ohm Kabel hoffendlich die Lösung.
Damit müsste ein SWR von 1,1 bis 1,2 erreichbar sein, was will man mehr!?
Soweit die Theorie, wenn ich diese richtig interpretiert habe.
Ich bin gespannt ob sich die erwarteten Ergebnisse, SWR <= 1,2 im Resonanzpunkt einstellen.
Hier erst mal die Ausgangspunkte: Gefundene Maße, Beispiele
QRG |
Strahler. Umfang |
Seite | Reflektor Umfang | Seite | Ref. in | |
Freund | MHz | m | m | m | m | % |
20m | 14,20 | 20,84 | 5,21 | 21,96 | 5,49 | 105,37% |
17m | 18,12 | 16,33 | 4,08 | 17,15 | 4,29 | 105,02% |
15m | 21,20 | 13,92 | 3,48 | 14,64 | 3,66 | 105,17% |
12m | 24,94 | 11,87 | 2,97 | 12,46 | 3,12 | 104,97% |
10m | 28,50 | 10,24 | 2,56 | 10,80 | 2,70 | 105,47% |
EI7BA I-Net | ||||||
20m | 14,20 | 21,42 | 5,36 | 21,96 | 5,49 | 102,50% |
17m | 18,12 | 16,75 | 4,19 | 17,17 | 4,29 | 102,51% |
15m | 21,20 | 14,32 | 3,58 | 14,68 | 3,67 | 102,51% |
12m | 24,94 | 12,17 | 3,04 | 12,48 | 3,12 | 102,50% |
10m | 28,50 | 10,65 | 2,66 | 10,92 | 2,73 | 102,49% |
Gebaut |
Resonanz gemessen MHz |
|||||
20m | 14,20 | 21,23 | 22,16 | 104,38% | 13,85 | |
17m | 18,12 | 16,68 | 17,44 | 104,56% | 17,57 | |
15m | 21,20 | 14,20 | 14,86 | 104,65% | 20,55 | |
12m | 24,94 | 12,37 | 12,96 | 104,77% | 23,67 | |
10m | 28,50 | 10,60 | 11,12 | 104,91% | 28,02 |
Gebaut mit PVC isoliertem 0,75 flexiblem Schaltdraht!!!
Das 20m Element habe ich dann mit den gleichen Maßen aus Kupferlackdraht 0.5 aufgebaut und schwups,
14,02 MHz im Kasten. Also muß ich die Bespannung neu machen, dann Strahler und Reflektor aus Kupferlackdraht.
Hier kommt bald die Tabelle mit den neuen Längen und Resonanzfrequenzen.
Und hier kommt ein Interrupt!
Story macht Pause !! Ab 25.11.2005 wird auf Reparaturwetter gewartet!!
Was war passiert? Die Schneelast plus Sturmböen, welche hinter dem Haus verwirbeln, haben den leichten Angelruten den
Garaus gemacht. Ich werde die Angelruten gegen Glasfibrestäbe auswechseln. Hoffe, dann auch den Effekt mit der leicht metallischen
Lackierung der Angelruten zu vermeiden.
Sch....ade.....
Was hab ich denn daraus gelernt ?
Auf den Maßen der reinen Drahtlängen von anderen Quads kann man nicht direkt aufsetzten. Also man nehme
und geht ist dann eine Glaubensfrage. Man muß dann auch exakt die gleiche Drahtsorte (Durchmesser und
Isolierung) verwenden und die Elementabstände auch, wenn es möglich ist.
Z.B. meine Maße der alten Quad, welche auf einem Hausdach montiert war, waren auch nicht zu gebrauchen. Da
hatte ich dann so lange geschnippelt, bis es passte. Diese Maße für die nun freistehende Quad auf einem Versatower
waren viel zu kurz.
Es geht erst mal nicht weiter hier!!!!
Keine Zeit im Moment für die Quad-Experimente. Muß erst mal den guten alten ATB-34 nehmen, 3 El. Yagi
73 de dieter, dk4qt