Antena Delta Loop polarizata vertical pentru banda de 7Mhz

 

1. De ce trebuie sa imi schimb antena ?

 

          Pasiunea pentru concursurile de RTTY, combinata cu propagarea slaba din benzile superioare din ultimii ani, au condus la preocuparea mea de a realiza o antena care sa imi permita un trafic de performanta in banda de 7 Mhz. Din nefericire, locatia mea (incepand din anul 1998) are un inconvenient major: ma aflu in marginea unui oras mare (automat, nivelul zgomotului electric este foarte mare). Avantajul este reprezentat de faptul ca dispun de un spatiu de 20 x 20 metri in care pot sa imi ridic o antena.

          Prima antena folosita a fost un V inverted clasic atarnat de un pilon telescopic de 7,5 metri, montat la randul sau pe acoperisul garajului. Dupa cativa ani am inlocuit inverted-ul clasic cu o antena bazooka realizata din cablu RG58, alimentata cu RG213 si montata tot ca inverted. Singura modificare notabila a fost o largire a benzii de lucru si disparitia unor probleme generate de lipsa baloonului de la antena precedenta.

In anul 2008, dupa constatarea amara ca din logurile mele de concurs lipsesc zone precum VZ si ZL, am hotarat sa “combat” problema cu schimbarea antenei. Astfel, in anul 2008 am achizitionat si instalat o verticala cu trapuri pentru benzile de 7-14-21-28 Mhz. Verticala a fost instalata la inaltimea de 7,5 metri (pe acelasi pilon telescopic) si a “beneficiat” de cate doua radiale pentru fiecare banda. Cu aceasta antena a apucat sa lucrez doua concursuri, CQWWRTTY2008 si CQWPXRTTY2009. Din nefericire, zgomotul benzii nu s-a modificat intr-un mod notabil, problema VK-ZL ramanand la fel de acuta.  

 

          Pentru luarea unei decizii privind instalarea unei noi antene am incercat sa imi fac o proprie trecere in revista a rezultatelor obtinute in decursul anilor. Din motive de similitudine a echipamentului folosit am retinut in final doar 3 concursuri, cele din tabelul de mai jos. Trebuie mentionat in anul 2003 am participat in concurs folosind amplasamentul vechi de la YO4KCA, un amplasament care putea fi catalogat ca fiind in afara orasului. Din alt punct de vedere, fiind primul concurs mare in care am participat, rezultatele ar trebui sa fie modeste, comparativ cu cele din utimul an. 

 

Concursul

nr. QSO

Zones

DXCC

US/VE

Loc obtinut

Antena folosita

CQWWRTTY 2003

468

15

62

19

17

Long wire montat slopper – locatie in afara orasului

CQWWRTTY 2007

471

14

59

11

19

Bazooka V inverted full – in oras

CQWWRTTY 2008

479

16

64

17

?

Verticala – in oras

 

          Analiza rezultatelor din table arata clar ca amplasamentul are o limitare “fizica” de aproximativ 500 de legaturi la acest gen de concursuri; deasemeni, multiplicatorul variaza in jurul cifrei de 60 pentru tari DXCC iar pentru continentul nord-american variatia este data de digrama de radiatie a antenei. Cu alte cuvinte, antena verticala s-a dovedit net superioara cand a fost vorba de legaturi cu America de Nord (lucru confirmat si in CQWPXRTTY2009).

          Problema majora care ramane este aceea ca mi s-a intamplat in mod frecvent sa am probleme la receptia statiilor indepartate, indeosebi a celor din VK/ZL.

          O alta trecere in revista a fost a antenelor folosite de statiile aflate pe primele 20 de locuri in concursurile WW si WPX la sectiunea SO40; concluziile vin rapid, dupa antenele beam cu 2 sau 3 elementi cele mai multe sunt cele delta loop.    

Callsign

antena

site

7X0RY

-2x Delta Loop 7Mhz

EU/ PY +  W/ VK

http://www.ok1df.nagano.cz/7x0ry/station.htm

 

4M5RY

Gain 2BDQ 40m-80m

 

http://www.yv5kaj.org/

 

AA5AU

D40

http://www.aa5au.com/antennas/antennas.html

 

UX0FF

Delta Loop (vertical position)

http://ux0ff.izmail-dx.com/

 

 

 

2.      Teorie

 

          In literature de specialitate exista putine referiri ample asupra acestei antene, in fapt, dintre cele 3 “biblii ale antenelor” doar doua trateaza delta loop-ul in mod extins: The Low Band Dxing a lui ON4UN – John Devoldere si Colectia de articole a lui W4RNL – L.B.Cebik.

          Dupa ce am citit consideratiile celor doi autori asupra tipurilor existente de delta loop (inclusiv capitolele large loop), am ajuns la concluzia ca in acelasi spatiu folosit anterior pentru antena V inverted si Verticala cu 2 contragreutati se poate instala cu usurinta un delta loop cu polarizare verticala, conform schitei de mai jos: 

Formulele de calcul folosite

 

Circumferinta antenei = 1,06 x lambda (lungimea de unda)

Lungimea de unda = 299,8 : f [MHz] = 299,8 : 7,050 = 42,52 metri

Circumferinta antenei = 1,06 x 42,52 = 45,07 metri

Alimentarea antenei o voi face cu un tronson de ¼ lambda de RG11 (75 ohmi) conectat apoi la cablul coaxial RG213.

Sarma folosita pentru antena este cupru multifilar de 2mm cu camasa de pvc.

 

Pentru asigurarea inaltimii apex-ului antenei am modificat pilonul telescopic, adaugandu-i un segment de 2,5 metri teava de otel la baza si inca 4 metri la varf din segmente de varga de pescuit telescopica.

 

Urmatorul pas a fost simularea cu programul MMANA- GAL a celor doua antene pe care le-am avut instalate si a celei pe care am calculat-o si compararea diagramelor de radiatie.

 

Diagrama Delta Loop polarizare verticala

 

 

 

Tabele comparative

Tip antena

7 dgr

15 dgr

30 dgr

45 dgr

60 dgr

90 dgr

V inverted full

- 7,8 dBi

- 1,7 dBi

+ 3 dBi

+ 4,8 dBi

+ 5,5 dBi

+ 6,2 dBi

Verticala

- 4,0 dBi

- 0, 5 dBi

+ 0,6 dBi

- 0,6 dBi

- 3,4 dBi

- 31,9 dBi

Delta loop

(max gain 1,6dBi la 22 dgr)

- 2,0 dBi

+ 1,1 dBi

+ 1,0 dBi

- 2,0 dBi

- 6,9 dBi

- 18,5 dBi

 

 

Diagrama V Inverted

Diagrama verticala lambda/4

Diagrama Delta Loop polarizare verticala

 

 

Concluziile privind compararea celor 3 tipuri de antene sunt exprimate cel mai bine de W4RNL – L.B.Cebik in articolul sau “DXing Can Be Loopy or Vertically Oriented, Vertically Polarized 1 wl Loops”:

 

Using a VOVPL

For DXing, wire VOVPLs provide an effective low angle antenna that is simple to erect, compared to other verticals. It is free of ground plane needs, either in-ground or elevated. It is shorter than a true vertical dipole, but has none of the losses associated with various forms of loading.

Which version of the VOVPL you choose to build will depend as much upon the physical features of your available space as upon the characteristics of the various versions we have examined. If you have only one high support, one of the deltas may be your only choice. If you have more lateral than vertical space, the rectangle or the half-square may fit your needs. Just keep the antennaþs broadside toward the DX you want to work.

Using a VOVPL also requires that you change your way of thinking about reception. The absence of high-angle sensitivity automatically reduces the total volume of noise you will pick up. This increase in quieting is additional to the normal reduction of noise of a loop over an antenna with free ends.

However, the VOVPL will not increase the signal strength of incoming DX signals. Some versions, like the half-square, may show very slight increases in very low angle signal strength relative to a dipole at the same maximum height, but the differences will be small.

The advantage of the VOVPL lies in signal-to-noise ratio. Since receivers have excess gain that we seldom use, audio levels are easily increased to whatever you prefer. With a VOVPL, the faint DX signal will stand out against the noise. It takes some getting used to and practice to use a VOVPL effectively. If you use shorter skip signals to test the effectiveness of the antenna, you will likely be disappointed.

Since noise is not a consideration with transmitted signals, do not expect your signal to increase dramatically at the other end of the DX path. However, unless you can place a dipole very high, your transmitted signal will not suffer any decrease in the ears of the DX.

If you like to work a combination of short and long skip stations, you should consider having two antennas--perhaps a multiband dipole and a VOVPL. Of course, when you win the sweepstakes, you can replace both with a single, 200' high 80-40-30 meter beam.

ANTENNAS FROM THE GROUND UP

19. DXing Can Be Loopy or Vertically Oriented, Vertically Polarized 1 wl Loops

L. B. Cebik, W4RNL

 

 

Despre diferenta intre delta loop-ul cu polarizare verticala si cel cu polarizare orizontala, ON4UN - John Devoldere spune urmatoarele in cartea sa, The Low Band Dxing:

 

2.3. Vertical Versus Horizontal Polarization

 

2.3.1. Over very poor ground

The horizontally polarized delta loop is better than the vertically polarized loop for all wave angles above 35º. Below 35º the vertically polarized loop takes over, but quite marginally. The maximum gain of the vertically and the horizontally polarized loops differs by only 2 dB, but the big difference is that for the horizontally polarized loop, the gain occurs at almost 90º, while for the vertically polarized loop it occurs at 25º.

One might argue that for a 30º elevation angle, the horizontally polarized loop is as good as the vertically polarized loop. It is clear, however, that the vertically polarized antenna gives good high-angle rejection (rejection against local signals), while the horizontally polarized loop will not.

 

2.3.2. Over very good ground

The same thing that happens with any vertical happens with our vertically polarized delta: The performance at low angles is greatly improved with good ground. The vertically polarized loop is still better at any wave angle under 30º than when horizontally polarized. At a 10º radiation angle, the difference is as high as 10 dB. We have learned, in Chapter 5, that on the low bands very low angles (down to just a few degrees) are often involved, and in that respect the vertically polarized delta over good ground is far superior.

 

2.3.3. Conclusion

Over very poor ground, the vertically polarized loops do not provide much better low-angle radiation when compared to the horizontally polarized loops. They have the advantage of giving substantial rejection at high angles, however.

Over good ground, the vertically polarized loop will give up to 10-dB and more gain at low radiation angles as compared to the horizontally polarized loop, in addition to its high-angle rejection.

 

 

3.      Realizarea practica

 

4. Rezultatele masuratorilor

 

In mod total surprinzator pentru mine, nu am fost nevoit sa scurtez antena, frecventa de rezonanta obtinuta fiind aproximativ 7,080 Mhz (deci o abatere de 30 khz fata de proiectare). A doua supriza a fost raportul de unde stationare de 1:1 in segmentul care ma intereseaza: 7,040-7,100 Mhz. La frecventa de 7,150 raportul devine 1:2 iar la 7,200 ajunge la 1:3.

 

Pe masura ce voi efectua QSO-uri voi continua acest articol cu capitolul 5.

 

5. Rezultate in trafic

 

          Inceputul traficului cu antenna noua a fost oarecum impiedicat de doua motive obiective: o recidiva a unei probleme de sanatate a operatorului si aparitia unei probleme de sanatate a transceiverului. Aand in vedere ca cast site nu este de profil medical, voi prezenta doar a doua problema de sanatate, adica cea a transceiverului. Batranul FT107M s-a hotarat dintr-o data sa faca figura pe calea de microfon, cu alte cuvinte, sa dea o rata de rateuri de aproximativ 30% la tentativele de emisie in SSB. La prima vedere pare a fi o functionare intermitenta a amplificatorului de microfon, care in cele 30% din cazuri nu mai asigura nivelul de AF uzual (nu este pe principiul tot sau nimic, are o valoare scazuta la un nivel aleatoriu). Drept urmare, din cele 5 zile care au trecut de la instalarea antenei (30 august 2009) pana astazi, 04 septembrie, o zi a fost pierduta cu tentative de remediere a defectiunii si cu operatiunea de repunere in functie a conectorului de FSK pe de panoul din spate al FT-ului, refacerea interfetei, cabluri, etc.

 

          Trecand la rezultate, ce pot spune deocamdata este ca din punct de vedere al receptiei am constatat urmatoarele:

-         Nivelul general de zgomot al benzii de 7 Mhz a scazut considerabil, fiind necesara totusi marirea nivelului de RF gain al FT-ului.

-         Daca in trecut, o solutie de scadere a zgomotului era activarea functiei de noise blanker, am constatat ca acest buton a devenit total inutil, activarea functiei neafectand calitatea receptiei. Banuiala ca ar fi un defect al transceiverului a fost infirmata de testul facut cu eliminarea zgomotelor de la un motor electric vechi. La nivelul meu de cunoastere concluzia este ca raportul semnal zgomot s-a imbunatatit considerabil. 

-         Desi observatia este una subiectiva, am constatat ca numarul de statii nord-americane si JA receptionate a crescut (in toate modurile de lucru). Deasemeni, am avut posibilitatea sa receptionez in conditii relative bune (549-579) cateva statii din ZL.

-         Probele de emisie am hotarat sa le efectuez in acest week-end prin participarea la concursul Russian RTTY WW Contest. Datorita programului de la job, participarea va fi in doua perioade de cate 6 ore (de la 00:00 la 06:00 UTC, respectiv de la 18:00 la 24:00 UTC).

 

 

In acest punct voi insera si cateva opinii exprimate de alti utilizatori ai antenelor delta loop:

 

Antena delta loop 40m

scris de yo3gcl, 31.08.2009, 09:00 (Forumul radioamatorilor YO)

Am instalat 3 asemenea antene in cele doua locatii unde am locuit,respectiv unde sunt acum,pentru banda de 80m.
Ultima am instalat-o chiar ieri.Am mers pe varianta baloon tensiune 4:1 si cablu 50ohmi impedanta.Am facut masuratorile conectat direct cu analizorul pe bucla pana am scos raport de 1:1.7 dupa care am pus baloonul si coaxialul.
Merge perfect in banda de lucru cat si in 40m ,20m .
Am facut comparatiile cu antena RF6 (2 elementi ,unul benzile clasice si celalalt WARC) si rezultatele au fost uimitoare.Zgomotul de fond mult mai mic si adaptare facila cu trx-ul.A fost pozitionata orizontal intre doua blocuri de 10 etaje si conformatie triunghi isoscel,configuratia nu mi-a permis obtinerea laturilor egale.Initial perimetrul a fost de 85m si prin taiere am adus-o la frecventa de rezonanta :3640mhz.
Lucreaza fb intre 3530-3720 fara folosirea tunerului.
O antena apreciata cu foarte bune referinte.O recomand.

 Antena delta loop 40m

scris de YO6EX, 02.09.2009, 14:00(Forumul radioamatorilor YO)

Antena Delta Loop montata orizontal are o radiatie circulara, polarizare orizontala, deci favorabila legaturilor la distante medii si mici.
Antena montata vertical, alimentata la varf sau jos la mijlocul bazei, este polarizata orizontal favorabila legaturilor la distante mijlocii.
Alimentarea pe un colt sau excentric , pe laturile semi-verticale, favorizeaza o polarizare verticala si un unghi mic, de plecare a undelor, deci favorabila distantelor mari (DX).
Castigul teoretic al unui Delta Loop este mai mare decat al unui dipol.

scris de yo3gcl

Prima antena in primul qth era in configuratie sloper.
Era asezata intre doua blocuri care formau un L
La imbinarea blocurilor erau 12 etaje +etaj tehnic.
In capete nivel 10 etaje +etaj tehnic
In concluzie:varful pe 12+1 iar celelalte capete la 10+1,diferenta 2 etaje.
Asta a mers cel mai bine.Asezata E-V ,slooper cu oarecare atenuare ,de la laterala etajullui tehnic pe directia est.alimentata la mijlocul bazei cu cablu 75Ohmi coborare.In prima parte am cuplat direct feederul.Mergea ,transmaciuita,, si in 160metri
Apoi am construit un baloon pe aer,pe un tub d=50mm am bobinat 13 spire bifilar.
Dupa un timp am construit o antena delta loop pentru 14mhz,asezare aproape verticala pe partea de est a blocului.Cu atenuare ,de la laterala blocului pe vest .Antena era alimentata la 2/3 de la varf.Polarizarea rezultata era verticala.
Am obtinut in aceasta combinatie un sistem rotativ de la 14mhz in sus.
Am folosit feeder de 75ohmi ,un L/4 apoi am continuat cu 50ohmi.
M-am mutat ,de acum 6 ani cu circa 500m in alta locatie.
Aici prima delta pt 80m era asezata intre doua blocuri,orizontal,alimentata la 2/3 fata de o latura,echilaterale ca si configuratie.
Am mers cu un baloon 4/1 cu feeder 50Ohmi .Datorita baloonului nu a mers deloc in 160m.Ma gandeam sa pun un releu alimentat in capatul opus  si ,la deschiderea acestuia ,sa lucreze ca dipol in L/2 si in banda de 160m.A rezistat 3 ani ,pana cand cineva a taiat-0.
Acum 2 zile am repus o alta ,orizontala ,alimentata in colt cu acelasi baloon 4/1 si feeder 50ohmi.Am inlocuit un dublu inverted V pentru benzile clasice de la 80-10m.Diferente mari....
Nu am facut ,pentru nici una simulari pe programe specializate.
Am lucrat tot ce am auzit  in toate benzile, la dx si in ,,contesturi,,.
Am facut comparatii cu antenele pe care le-am avut in paralel.
Pentru frecventele de baza lucreaza foarte bine.
Raman un fan al acestui tip de antena .
Toate cele bune Cristi si mult succes
PS.De doua seri , seara, fac rx in banda de 80m .de mult timp am renuntat sa mai ascult 80-ul datorita zgomotului mare din banda.
73!

YO3GCL – antena din primul amplasament

 

5.1 Rezultate in trafic - concursuri

 

Russian RTTY WW Contest – 2009           (00:00 – 06:00 UTC)

QSO’s

DXCC

Oblast

EU

AS

AF

NA

SA

OC

91

22

21

77

6

1

7

-

-

Scor = 23.005 puncte

Nota: Din motive de job nu am putut participa decat la primele 6 ore de concurs.

 

 

28 septembrie 2008, dupa concursul cqwwrtty

Concursul

nr. QSO

Zones

DXCC

State US/VE

Loc obtinut

Antena folosita

CQWWRTTY 2003

468

15

62

19

17

Long wire montat slopper – locatie in afara orasului

CQWWRTTY 2007

471

14

59

11

19

Bazooka V inverted full – in oras

CQWWRTTY 2008

479

16

64

17

?

Verticala – in oras

CQWWRTTY 2009

513

17

63

19

?

Delta loop, polarizare verticala

 

Nota:           Fata de rezultatele obtinute cu antenele precedente, antena delta loop polarizata vertical a “ajutat” la obtinerea urmatoarelor legaturi radio:

 

QSO’ uri cu statii nord-americane              42

QSO’ uri cu statii JA                                   19

QSO’uri cu statii UA0                                 17

 

Deasemeni, pentru prima data (din acest amplasament) am efectuat o legatura in concurs cu o statie din VK (VK3TDX)

 

 back to main page