QRSS-LOOP ANTENNE UITDAGING
(2020)
CLICK HERE FOR THE ENGLISH VERSION
Volgens George kan ik met zo'n kleine loop antenne QRSS signalen ontvangen!
QRSS-loop antenne uitdaging!
QRSS ontvangen met een kleine loop antenne, is dat mogelijk? Minder in plaats van Meer, dat was dit antenne experiment zeker! Dipolen van 15 tot 20 meter lang kon ik volgens George vervangen door een heel kleine antenne van maar 1 meter, een loop antenne! Een antenne die 15 tot 20x zo klein is! Daar moest ik volgens George zwakke QRSS signalen mee kunnen ontvangen! Maar het leek mij absoluut onmogelijk dat je met zo'n kleine antenne nog iets kunt ontvangen!
En hij moet opvouwbaar zijn, zodat hij gemakkelijk kan worden opgeslagen!
Hoe maak je zo'n loop antenne?
Hoe maak je zo'n loop antenne? Eerst maar eens een paar avonden op internet kijken. Een frame van hout en gewoon draad, geen koperbuis want dat is te moeilijk. Voor een zendantenne wil je een maximaal rendement en moet je koperbuis gebruiken. Maar voor een ontvangst antenne is dat niet zo belangrijk, de ontvanger heeft genoeg versterking om het lagere rendement volledig te compenseren. En hij moet opvouwbaar zijn, zodat hij gemakkelijk kan worden opgeslagen. En hij moet een koppel loop hebben, geen tap. Dan is de koppel loop geisoleerd van de afgestemde antenne loop, dat is altijd beter.
Waarom is de antenne zo ongevoelig? De afstem condensator kan het niet zijn,
die is van een prima kwaliteit met lucht als dielectricum.
De constructie
De afstem condensator heeft lucht als dielectricum. Beide secties van ongeveer 450-500 pF zijn parallel geschakeld, zodat de uiteindelijke waarde ongeveer 900-1000 pF is. De plaatafstand is niet voldoende om ermee te zenden. Maar daar is de loop antenne ook niet voor bedoeld. Dan moet je echte koperbuizen toepassen in plaats van draad om het rendement hoog te houden. De grote loop is gemaakt van twin-draad, parallel geschakeld. Twee draden parallel geeft een hoger rendement en ik heb daarvoor nog net genoeg draad. De voedingslijn is geen coax, maar ook identiek twin draad. De koppel loop is een enkele draad. De voedingslijn van twin draad wordt aan het uiteinde gesplitst en de uiteinden aan elkaar gesoldeerd. Dat is de koppel loop. Er werd een frame van hout gemaakt en de verticale stok past precies in een houder voor een parasol. Zo is hij gemakkelijk neer te zetten en te draaien. Maar nee, het resultaat was echt slecht, het was een heel ongevoelige loop antenne... Maar ik had ook niet anders verwacht! Ik had gelijk, George had het fout!!!
Links de NanoVNA die ik kon gebruiken om de SWR van de loop antenne te meten.
Rechts de GPS standaard om de frequenties van QRSS ontvangers mee te kalibreren.
Te kleine koppel loop!
Wat zou de oorzaak kunnen zijn van de slechte gevoeligheid? Ik had het toch duidelijk gelezen, de diameter van de koppel loop moet 20% zijn van die van de grote afgestemde loop. En de afstem condensator is het ook niet, die is van een prima kwaliteit met lucht als dielectricum! Misschien dat twin draad? Nee, daar was de dipool en de voedingslijn naar de dipool ook van gemaakt, dat kon het niet zijn!
Inmiddels had ik een NanoVNA gekocht waarmee ik de SWR van de loop antenne kon meten. En... die SWR was heel slecht!!! Was het toch de diameter van de koppel loop? Die moest 20% zijn. Maar ik had ook ergens gelezen dat niet de diameter, maar het oppervlak 20% moest zijn! In dat geval moet de diameter 45% zijn, in mijn geval dus 45cm! Want de afgestemde loop heeft een diameter van 1 meter!
Te kleine koppel loop
Eindelijk succes!
De diameter aanpassen was snel gebeurd op dat houten frame, even de horizontale lat vervangen door een langere. En... een prima SWR en een goede gevoeligheid!!! De loop antenne werkte nu goed! Het bereik loopt van 3,3 MHz tot 16,1 MHz. Op 3,3 MHz is de SWR wat slechter, maar de antenna is toch nog prima bruikbaar voor het ontvangen van signalen op 80 meter! Ik kon George vertellen dat de loop antenne nu wel goed werkte!
Maar eerst wat plaatjes van de SWR, gemaakt met de NanoVNA. De loop antenne is erg smalbandig en het afstemmen is best wel moeilijk. Dus moet je een grote knop op de afstem condensator monteren! En nog beter is een extra vertraging.
De SWR metingen op de laagste frequentie, op 10.15 MHz en op de hoogste frequentie
Bruikbaar van 3.3 MHz tot 16 MHz!
De SWR metingen waren goed, de antenne is zelfs bruikbaar op alle amateur banden van 80 meter tot en met 20 meter! Maar toch vielen de resultaten op 30 meter wat tegen, de binnenhuis dipool tegen het dak was net iets beter. Maar het kan beter! Soms/vaak moet je geluk hebben! Door een toeval kwam ik er achter dat hij beter werkte met een symmetrische antenne versterker! Dit kwam niet door de extra versterking, want ik moest het signaal na de versterker weer verzwakken. Het kwam door de symmetrische ingang! Door geleiding via de voedingslijn werd ruisstoring van de computer apparatuur geleid naar de antenne.
De HF scheidingstransformator voor het onderdrukken van locale storingen.
Deze bestaat uit 2x8 bifilaire windingen, twee getwiste draden op een FT37-43 kern.
HF scheidingstransformator voor het onderdrukken van locale storingen
De oplossing is een HF scheidingstransformator! Dan is de koppelloop symmetrisch belast en ongevoelig voor elektrische velden! En is er geen geleidende storing via de voedingslijn naar de antenne! Er werd een HF scheidingstransformator gemaakt. Deze bestaat uit 2x8 bifilaire windingen, twee getwiste draden op een FT37-43 kern. Het verlies is minder dan 1 dB, de isolatie tussen de windingen meer dan 20 dB op de lagere frequenties. Dat is allemaal te meten met die simpele NanoVNA! En de ruisstoring is nu minder zoals je verderop op het plaatje kunt zien. Deze test is op 80 meter uitgevoerd, maar op andere banden is het resultaat vergelijkbaar.
De isolatie tussen de beide wikkelingen van de HF scheidingstransformator gemeten met de NanoVNA
De HF scheidingstransformator getest.
De lichtere band in het midden is zonder de HF scheidingstransformator, dus meer ruisstoring. Links en rechts daarvan
zie je de zwakke verticale lijnen van onweerstoring. Die zie je niet in dat midden zonder de HF scheidingstransformator!
Enkele testresultaten
De loop antenne deed het nu geweldig! Misschien zelfs beter dan de dipool! "Minder in plaats van Meer", het is mogelijk! Dat de loop antenne zo goed zou werken, had ik niet verwacht. Het signaal is iets zwakker dan dat van de dipool, maar dat is de achtergrond ruis ook. De signaal/ruis verhouding is net zo goed of misschien zelfs beter. Iets minder signaal is niet erg, de ontvanger heeft meer dan genoeg versterking om dat volledig te compenseren! Hieronder een paar testen op 30 meter om deze kleine loop antenne van 1 meter te vergelijken met de veel grotere dipool antenne!
Links van het midden is de ontvangst met de dipool antenne. Rechts van het midden de ontvangst met de loop antenne.
Is de ontvangst rechts met de loop antenne echt beter? Zeker niet slechter!!!
Links van het midden is de ontvangst met de loop antenne. Rechts van het midden de ontvangst met de dipool antenne.
Is de ontvangst links met de loop antenne echt beter? Zeker niet slechter!!!
En hier de ontvangst op 80 meter, bijna de laagste frequentie van de loop antenne.
Duidelijk zichtbaar is VE1VDM (VDM) en daarboven een heel zwak signaal van G0FTD.
Index PA2OHH