INVERTED V DIPOOL


Sorry.. deze keer niet zoveel plaatjes maar veel tekst en zelfs wat formules. Niet schrikken hoor, het is heel eenvoudig en ik heb mijn best gedaan om het een beetje leesbaar te maken.

Open dipool
Een gewone open dipool is bestaat uit twee stukken buis of draad van een kwart golf lengte. Een open dipool is prima geschikt om signale uit te zenden en/of te ontvangen op de korte golf banden (HF). Een dipool wordt vaak horizontaal weggespannen (horizontaal gepolariseerd). Een gewone open dipool die horizontaal is weggespannen heeft drie nadelen.

Voor DX (stations op verre afstand) is het belangrijk dat de draad goed zijwaarts afstraalt (kleine openingshoek). Volgens de boeken is dit alleen maar mogelijk als de dipool minstens een halve golflengte boven de aarde zweeft. Voor een 40 meter dipool zou dit dus betekenen dat ie horizontaal, 20 meter boven de grond moet hangen; niet echt haalbaar dus. Als de dipool lager (te laag) hangt, zal ie meer recht omhoog en naar beneden gaan stralen: niet echt fijn voor DX. Let op: deze wijsheid komt uit de boeken, de praktijk kan soms anders zijn, hier spelen factoren een rol.

De impedantie (schijnbare weerstand bij een bepaalde frequentie) van een open dipool is 75 Ohm. De meeste zenders en/of ontvangers verwachten echter 50 Ohm. Gangbare coax kabel zoals RG58 of RG213 is ook 50 Ohm. Een open dipool is geen 50 Ohm en is dus niet goed aangepast aan de coax kabel en/of zendontvanger.

Een open dipool is richtingsgevoelig: haaks op de benen (geen ontvangst uit de richting waarin de benen zijn weggespannen). Bij een kleinere antenne die je m.b.v. een rotor kunt draaien, is dit natuurlijk prima, maar een dipool voor 80 meter draai je niet zomaar eventjes om.

Lange Leve de inverted V !
Een inverted V heeft deze drie nadelen niet of nauwelijks. Een inverted V is eigenlijk een gewone dipool, waarvan het voedingspunt zo hoog mogelijk wordt opgehangen (b.v. hoog in een mastje of over een tak in een hoge boom). De benen van de dipool worden schuin naar onderen gespannen. De hoek tussen de beide benen moet 90 tot 120 graden zijn. Dit verklaart dus ook de naam: het ziet er uit als een V die op zijn kop staat. Aan het eind van de benen (hier is de spanning maximaal!!) moet altijd een isolator zitten, vanaf de isolator span je verder met stevig touw (beetje rek is okay i.v.m. wind).

De impedantie van de inverted V is 50 Ohm (prima dus!). De inverted V heeft een bijna rond stralingspatroon en de polarisatie is vertikaal schuin omhoog. Voor de korte golf banden is polarisatie (op lange afstanden) niet zo belangrijk omdat er onderweg toch wat polarisatie draaiing plaats vindt. Veel belangrijker is het dat de openingshoek niet te groot is. De polarisatie is vertikaal en de antenne hoeft niet zo hoog te hangen (hier geldt wel: hoe hoger hoe beter), de afstraling zal toch vrij netjes zijwaarts zijn, dus ook dat is in orde. Nog een bijkomend voordeel is dat je maar 1 hoog punt (mastje of boom) hoeft te hebben, de draden span je schuin naar beneden (naar de grond).

De lengte
Als je niet geinteresseerd bent in formules, scroll dan gewoon door naar de vet gedrukte formule in een wat groter lettertype. Met deze formule kun je de lengte van 1 been van de inverted V berekenen (je hebt er uiteraard twee nodig!).

De lengte voor een inverted V kun je makkelijk zelf berekenen. De maten zijn bijna hetzelfde als van een gewone open dipool, maar dan iets korter (95% van een open dipool). De benen zijn zoals gezegd ieder een kwart golflengte. De golflengte voor een willekeurige frequentie kun je bereken door het getal 300 te delen door de gewenste frequentie.

[golflengte in meters] = 300 / [frequentie in MHz]
Voorbeeld: bij een frequentie van van 14,2 MHz is de golflengte 300 / 14,2 = 21,12676056 meter (de "20 meter band")

Ieder been van een open dipool is een kwart golflengte lang, voor "onze" frequentie is dat dus:
21,12676056 / 4 = 5,28169014 meter

De benen van de inverted V moeten echter iets korter zijn, nl. maar 95% van de lengte van een open dipool been, in ons geval dus 5,28169014 x 0,95 = 5,017605632. Een inverted V antenne voor de 20 meter band (center frequentie 14.2 MHz) moet dus twee benen hebben van ieder ong. 5,02 meter lang.

De formule is nog wat makkelijker te maken: als we het getal 300 (om een hele golflengte te berekenen) nu gelijk even delen door 4, dan krijgen we als uitkomst gelijk een kwart golf, da's wel zo makkelijk. Ook kunnen we er gelijk die 95% factor in verwerken. Onze inverted V been berekening ziet er dus als volgt uit:

( 300 / 4 x 0,95 ) / [frequentie in MHz] oftewel...

71,25 / [ frequentie in MHz] = lengte van 1 inverted V been

Even controleren of dat wel klopt (we gebruiken weer de frequentie van 14,2 MHz):

71,25 / 14,2 = 5,017605633. Hee da's leuk.. mijn goedkopie calculatortje maakt er toch nog iets anders van! Ik zou me echter niet al te veel zorgen maken over die 1-miljoenste milimeter HI. Goed.. voor de luierikken een paar standaard maten:

band center freqentie (MHz) been lengte (m)
160 meter amateur band 1,83 MHz 38,934
80 meter amateur band (laag) 3,6 MHz 19,791
80 meter amateur band (hoog) 3,7 MHz 19,256
40 meter amateur band 7,05 MHz 10,106
20 meter amateur band (laag) 14,1 MHz 5,053
20 meter amateur band (hoog) 14,2 MHz 5,017
11 meter CB band 27,2 MHz 2,619
11 meter DX band (*) 27,555 2,586
10 meter amateur band (laag) 28,5 2.5
10 meter amateur band (hoog) 29,3 2.431
6 meter amateur band (DX) 50,125 1,421

(*) Iedereen moet doen wat ie niet laten kan, daar heb ik helemaal geen problemen mee. Maar laten we alsjeblieft een beetje rekening met elkaar houden. Blijf dus a.u.b. onder de 28 MHz! Goeie tip: als je serieus geinteresseerd bent in het zendamateurisme, probeer dan eens de N-machtiging (Novice) te halen! Het examen is echt niet zo moeilijk, en met die vergunning mag je met 25 watt uitkomen op bijna de hele 2 meter en 70cm band (ook USB). Na een tijdje experimenteren is de C-machtiging zo gehaald, en misschien komt er nog wel eens een alternatief voor de morse proef! Er zijn zat amateurs die je willen helpen bij de studie!

Van A-symetrisch naar symetrisch
Klinkt moeilijk? Dat valt wel mee hoor. Een coax kabel is a-symetrisch (niet symetrisch) oftwel unbalanced. Da's nogal wiedes: de coax kern lijkt helemaal niet op de mantel. De inverted V is echter een symetrische antenne: het linker been is het zelfde als het rechter been (balanced). De impedantie is wel netjes 50 Ohm, zelfde als de coax dus daar hoeven we ons niet druk over te maken. Als we de coax zomaar aan de antenne zouden hangen (van a-symetrisch naar symetrisch) dan gaan er bij het zenden flinke stromen over de mantel van de voedingskabel lopen. Dit veroorzaakt flink wat storing in de shack. We hebben dus iets nodig om een BALanced antenne aan te sluiten op een UNbalanced kabel, jawel.. een BALUN. Zoals ik al zei, de impedantie van de antenne is gelijk aan die van de kabel we hoeven de impandantie dus NIET te transformeren. We kunnen dus spreken over een 1 : 1 balun. We willen dit ding gebruiken om mantelstromen te voorkomen, we noemen het dus ook vaak een 1 : 1 stroom (of current) balun of mantelstroomfilter. Zo'n mantelstroom filter maken is erg makkelijk: gewoon een paar windingen in de coax kabel maken vlak onder het voedingspunt. Bind het "bosje" kabel (c.q. de lucht spoel) samen met tie-ribs.

De specificaties voor een mantelstroom filter voor een enkel band dipool of inverted V (zeer effectief) volgens het ARRL handboek:

  RG213 of RG8 coax RG58 coax
frequentie (MHz) lengte (m) aantal windingen lengte (m) aantal windingen
3,5 6,70 8 6,09 6 tot 8
7 6,70 10 4,57 6
10 3,66 10 3,04 7
14 3,05 4 2,44 8
21 2,44 6 tot 8 1,83 8
28 1,83 6 tot 8 1,22 6 tot 8

De specificaties voor een multiband (zie verderop) dipool of inverted V volgens het ARRL handboek:

  RG: 8, 58, 59, 8X of 213
frequentie (MHz) lengte (m) aantal windingen
3,5 - 30 3,05 7
3,5 - 10 5,49 9 tot 10
14 - 30 2,44 6 tot 7

De lengtes zijn overigens niet kritisch: een paar cm meer of minder maakt niet zoveel uit!

Tip 1: draad
Ik maak mijn inverted V's altijd eerst van gewoon installatiedraad (2,5 mm). Dit is niet zo erg duur en prima geschikt voor een experiment. De kern van dit draad is van massief koper, als dat een tijdje in de wind hangt, dan rekt het een beetje uit en zal de resonantie frequentie wat lager komen te liggen. Ik moet eerlijk zeggen dat ik daar bij mijn V-tje voor 20 meter die bijna een jaar buiten heeft gehangen niet zo veel last van had maargoed, een gewaarschuwd mens... Als de V eenmaal tot genoegen werkt, scharrel dan eens een radio markt af: tussen die leger dump troep zit nog wel eens een klos antenne litze. Dit ziet er vaak niet erg fris meer uit, maar is vaak nog erg goed van kwaliteit (even en doekie langsop halen)

Tip 2: isolator
Je kunt prachtige isolatoren kopen, maar bij de boerenbond hebben ze ook handig spul (schrikdraad isolatoren) en da's vaak veel goedkoper. De echte Hollander maakt zijn isolator natuurlijk zelf, b.v. van een stukje PVC buis met aan beide kanten een of twee gaatjes (verzin maar wat). Een willekeurig stukje plastic / kunststof is trouwens ook prima (b.v. zo'n kunstof snijplank uit de keuken: makkelijk te zagen).

Tip 3: center
Die kun je ook kopen, maar hiervoor geldt hetzelfde: verzin eens wat leuks met een stukje kunststof (b.v. keuken snijplank of stukje perspex), PCV buis.. enfin.. verzin ze maar. Maak links en rechts meerdere gaatjes en "weef" het eerste stukje draad door de gaatjes, dan komt er wat minder trekkracht op het "echte" voedingspunt (waar je de coax vastmaakt). Het monteren van de coax doe je natuurlijk gewoon met een kroonsteentje, dan wat (zelf-vulkaniserende) tape er omheen.

Tip 4: multiband V
De meest interessant tip, heb ik helaas zelf nog niet geprobeerd! Je kunt meerdere dipolen of V's voeden in hetzelfde punt (dus op 1 coax kabel aansluiten). Als een dipool of V niet in resonantie is, is de impedantie (schijnbare weerstand) oneindig hoog en zal er geen stroom gaan lopen in de "foute" dipool (of dipolen). Er zal alleen stroom gaan lopen in de dipool die in resonantie is. De draden zullen elkaar wel iets beinvloeden dus wellicht zal de lengte experimenteel vastgesteld moeten worden. Ik ga er binnenkort eentje maken dus wellicht binnenkort meer info!

Tip 5: Te lang? Terugvouwen!
Is de V voor 80 meter of 40 meter nog te lang? Dan kun je een deel van het been (aan het uiteinde) "terugvouwen", zijwaarts wegspannen of b.v. juist recht naar onderen spannen. Dit schijnt niet erg veel invloed op de prestaties te hebben vermits je een beetje binnen de perken blijft, je mag ongeveer een kwart van de totale been lengte terugvouwen of in een andere richting wegspannen. Dit kun je b.v. mooi combineren met een multi V. Ik ben zelf van plan om eerst een multi-V te maken voor 40 en 20 meter. Het 40 meter been is totaal ong. 10 meter lang: ik ga met 7,5 meter schuin naar beneden, dan komt er een isolator (om weg te spannen met touw), dan ga ik weer 2,5 meter schuin omhoog dan komt er een isolator c.q. onderbreking. Aan de andere kant van die isolator c.q. de onderbreking zit het uiteinde van het 20 meter been (dat gaat dan weer schuin omhoog naar het voedingspunt). Ik denk overigens dat dat terugvouwen wel invloed heeft op de lengte.

Ik ga die dual-V trouwens maken met een stuk 300 Ohm lintlijn (ook lekker goedkoop) en laat de benen een hoek van ong. 120 graden maken. Als ik dat een beetje goed voor elkaar heb, maak ik nog zo'n dual band V maar dan voor 15 en 10 meter. Als die okay is dan knoop ik 'm uiteraard in het zelfde voedingspunt vast van de 40/20 dual-V vast en span 'm in een hoek van 90 graden weg. Dan maar hopen dat ze elkaar niet te veel beinvloeden..

Deze inspiratie heb ik opgedaan aan de hand van de technische notities van PE1PVB in Electron nummer 1 van 1999. Het ging in dit artikel om een "normale" open multi-dipool van (volgens G4XNP). Toch nog een plaatje dus! De maten zijn in mm en zijn dus bedoeld voor een gewone open dipool.

Voor een V moeten de lengtes vermenigvuldigd worden met 0,95 en dat doe je maar lekker zelf. Ik vind de maten trouwens een beetje raar: als ik het been voor 40 meter terug reken naar een frequentie (ik ga er vanuit dat het gaat om een kwart golflengte) dan kom ik uit op 14,473 MHz. Het been voor 20 is mijns inziens dus te kort (misschien omdat ie teruggevouwen is?). Bij het been voor 15 meter kom ik uit op ong. 21.1 dus dat is okay! Bij het been voor 10 meter kom ik uit op ong. 28,7 MHz dus da's ook wel okay. Een teruggevouwen been moet dus blijkbaar nog weer iets korter zijn. Als ik er nu van uit ga dat Dave (G4XNP) QRV wil zijn in het midden van de band (ong. rond de 14,150 MHz), dan zou hij eigenlijk een been lengte (let op: normale kwart golf) van 75 / 14,150 = 5,300 meter moeten hebben. Zijn been (HI) is echter 4420 + 762 = 5,182. Je zou dus een "beetje" teruggevouwen been nog eens moeten verkorten met factor 0,978. Voor een hevig teruggevouwen been zal dat misschien 0,97 of 0,95 zijn.Bereken dus de maat voor een inverted V been ( 71,25 / frequentie) en vermenigvuldig dat voor het terug gevouwen been nog eens met 0,98 (korter maken kan altijd nog!). Ik denk dan dat je aardig goed zit!

Nou.. wat valt er veel te vertellen over zo'n simpele antenne. Ik ben er zelf erg enthousiast over, ik gebruik altijd zo'n ding op vakantie! Ik was in 1998 op vakantie in Zuid-Frankrijk: ik had een inverted V voor 20 meter (ong. 2 x 5 meter) over een boom tak gegooid (ong. 4 meter boven de grond) en schuin weggespannen. We zaten overigens ook nog eens onder / tussen bomen. Vanuit die armzalige locatie werkte ik iedere dag met heel Europe, maar b.v. ook Vietnam, Zuid-Africa en de USA! Niet slecht he?

Dus veel plezier ermee en laat eens horen hoe de experimenten zijn verlopen!! ([email protected])