Bouwbeschrijving antenne trap V2

Een antenne trap wordt toegepast in multiband antennes. De antenne trap zorgt voor een blokkade op een bepaalde frequentie. Hierdoor wordt een deel van de antenne afgeschermd voor hogere frequenties waar immers een kortere antenne nodig is. De volledige antenne doet mee voor de lager gelegen frequenties waarop de trap niet blokkeert. Dit kan worden toegepast in dipool antennes waarbij er in ieder been van de antenne een trap nodig is, maar ook in eind gevoede antennes waarbij er maar één trap nodig is.

Resonantie frequentie van de antenne trap

Een trap is een parallelkring van een condensator en een spoel. De frequentie waarop de antenne trap een hoge weerstand heeft (dus blokkeert) is afhankelijk van de spoel en de condensator. De resonantie frequentie wordt door onderstaande formule bepaald.

Ik kies er voor om een makkelijk programma te gebruiken die het rekenwerk voor je uitvoert.

Download link naar Mini Ringkern Rechner: Klik hier!!!

De installatie is in het Duits maar in het programma kan de taal worden gewijzigd naar het Engels.

Eerst gaan we de waarde van de spoel en de condensator bepalen. Een vuistregel is een condensator waarde (pF) te kiezen die overeen komt met de band in meters. Dus voor een trap voor de 20 meter band kiezen we een condensator waarde van ongeveer 20 pF.

HF Kits gebruikt de top en bodem laag van de printplaat als condensator. Er kunnen diverse capaciteiten worden gekozen doormiddel van het doorslijpen van printspoortjes. In ons geval slijpen we op beide zijden van de printplaat de witte stippellijntjes door waar het getal 20 bij staat.

We krijgen dan een capaciteit van ongeveer 24 pF. Zie onderstaand lijstje met diverse band keuzes en bijbehorende capaciteit. Voor de 40 meter band hoeven geen print sporen te worden doorgeslepen.

• 40 Meter -> +/- 49 pF
• 30 meter -> +/- 37 pF
• 20 meter -> +/- 24 pF
• 15 meter -> +/- 18 pF
• 10 meter -> +/- 12 pF

Nu we de condensator waarde bepaald hebben en deze min of meer bekend is, moeten we de juiste waarde voor de spoel bepalen. Hiervoor gebruik ik Mini Ringkern Rechner. Kies in het programma voor: Tools –> Resonant Circuit. Vul de waarde van de C en de Frequentie in. Ik heb hier 24 pF ingevuld als condensator waarde en een frequentie van 14.2 MHz. De antenne trap is behoorlijk breedbandig dus de frequentie komt niet op een paar kilohertz. Als ik dan vervolgens op het pijltje klik wordt de waarde van de spoel berekend. In dit geval 5,23 uH. We weten dus nu dat we een trap kunnen gaan maken met een condensator van 24 pF en een spoel van 5,23 uH.

Aantal wikkelingen van de spoel bepalen

Keer nu terug naar het hoofdprogramma en kies voor het tabblad “Air Cores” dat wil zeggen luchtspoel. Vul nu de inductie van de spoel in zoals we eerder berekend hebben in “Resonant Circuit” calculator. Vervolgens vullen we de diameter van de spoel in, dat in ons geval 19,75 mm is. Daarna bepaal ik experimenteel de lengte van de spoel, ik kies ongeveer 0,8 mm per wikkeling, dus dit is een kwestie van uitproberen. Ik kom nu uit op 17,6 ( dus 18 ) wikkelingen met een spoel lengte van 14 mm. We gebruiken wikkeldraad van 0.75 mm dus hiermee zou je een minimaal spoel lengte van (18 x 0,75 mm) 13,5 mm uitkomen. Er is dus nog wat speelruimte om de spoel in en uit te schuiven wat nodig is om de trap exact op het juiste resonantiepunt te brengen. Dit komt later aan bod bij het afstellen van de trap.

Spoel monteren

De basis van de spoel is in ons geval een PVC buisje waar het printplaatje precies in past. Zaag aan twee kanten het PVC pijpje in zodat dit een makkelijk begin en eind punt van de spoel vormt. Soldeer het geëmailleerde koperdraad zoals op onderstaande foto. Let op dat de isolatie goed wordt verwijderd. Dit kan met een scherp mesje of schuurpapier. Wikkel vervolgens de spoel zoals op onderstaande foto. Soldeer het andere uiteinde van de spoel vast op het printje.

Het afstellen van de antenne trap

Hiervoor is een Nano VNA, grid-dipper of spectrum analyser nodig. Op onderstaande foto is te zien dat de doorlaatkarakteristiek van de trap in beeld wordt gebracht op de NanoVNA. Door de wikkelingen van de spoel dichterbij of verder van elkaar af te brengen verandert het resonantiepunt. zet de trap nu exact op de gewenste frequentie, 14.2 MHz in dit geval. Een stukje plakband om de spoel helpt om de wikkelingen in positie te houden.

Afwerking

Nu de trap op de juiste resonantie frequentie is gebracht is het raadzaam de spoel te fixeren zodat hij niet verloopt. Ik doe dit met wat sneldrogende plastic spray. PVC lijm is ook een goed alternatief. Nadat de spoel is gefixeerd wordt nog één keer de resonantiefrequentie gecontroleerd waarna het geheel kan worden afgewerkt. Voor tijdelijk gebruik kan worden volstaan met de bijgeleverde krimpkous. Voor langdurig gebruik is het noodzakelijk de trap goed tegen vocht te beschermen. Kies bijvoorbeeld voor plastic-dip of een andere methode om de trap tegen vocht te beschermen. Let er op dat met het verhitten van de krimpkous niet de gehele trap gloeiend heet wordt, het PVC kan hierdoor vervormen waardoor de resonantiefrequentie weer kan verlopen.

Monteren van de traps in de antenne

Er zijn grofweg drie manieren om de trap te monteren.

1. Steek het antenne litze door het buitenste gat en soldeer vervolgens vast aan het binnenste bevestigingspunt. Dit is een geschikte manier voor korte antennes die niet permanent worden opgesteld. Deze manier van monteren is verreweg het makkelijkst omdat er geen lusjes, kabelklemmen en andere attributen nodig zijn. Ik gebruik dit voor mijn korte end fed antennes die ik verticaal in het veld gebruik. Kies in dit geval voor: Antenne trap zelfbouw kit, ideaal voor draadantennes
2. Soldeer de antenne litze vast in geschikte kabel ogen M4 of M5 en werk af met een stukje krimpkous. Bevestig de kabel ogen met RVS M4 x 10 mm boutjes aan de buitenste bevestigingsgaten van de trap. Dit is een geschikte manier voor middelgrote antennes.
3. Verreweg de meest degelijke manier van monteren is als volgt: Maak een lusje van litze door het buitenste bevestigingsgat van de trap door middel van een RVS kabelklem. Gebruik hierbij RVS puntkousjes zodat het litze niet beschadigd raakt (dit mist op onderstaande foto). Soldeer de antenne litze vast aan een geschikt kabel oog (M4) en werk af met een stukje krimpkous. Bevestig het kabel oog aan het binnenste bevestigingsgat van de trap met een RVS M4 x 10 mm boutje. Kies in dit geval voor: Antenne Trap Kit inclusief kabelschoentjes en kabelklemmen

Voorbeeld 1: multiband dipool antenne voor de 10 en 20 meter band met behulp van antenne trap’s

Begin met het maken van twee trap’s die resonant zijn op de hoogste frequentie. Dat is de 10 meter band in dit voorbeeld. Als je de trap’s zo maakt dat de resonantie frequentie op 28,6 MHz ligt, dan worden signalen met deze frequentie geblokkeerd. Begin nu met het maken van een standaard dipool antenne voor de 10 meter band. Dus een voedingspunt (bij voorkeur een 1:1 BalUn) en twee stukken antenne draad van ongeveer 2,5 meter ( 300 / 28,5 * 0,95 / 4 = 2,5 mtr). Begin met wat meer lengte (2,8 meter) dan valt er nog wat te knippen. Als je de antenne in resonantie hebt gebracht voor de 10 meter band kunnen de trap’s aan beide uiteinde worden geplaatst. Voeg nu ook gelijk de twee overige stukken antenne draad toe voor het 20 meter gedeelte. In ons voorbeeld ook ongeveer 2,5 meter per kant. Knip nu ook de twee uiteinde op lengte zodat de antenne op de 20 meter band in resonantie is. Het is ook mogelijk om deze truc nog een aantal keer toe te passen zodat er nog een aantal banden worden toegevoegd aan de antenne.

Voorbeeld 2: multiband eind gevoede antenne voor de 40 en 60 meter band met behulp van een antenne trap

Begin met het maken van één trap die resonant is op de hoogste frequentie. Dat is de 40 meter band in dit voorbeeld. Als je de trap zo maakt dat de resonantie frequentie op 7,1 MHz ligt, dan worden signalen met deze frequentie geblokkeerd. Begin nu met het maken van een standaard end fed antenne voor de 40 meter band. Dus een voedingspunt (1:49 aanpassingstrafo) en een stuk antenne draad van ongeveer 20 meter ( 300 / 7,1 * 0,95 / 2 = 20 mtr). Begin met wat meer lengte (21 meter) dan valt er nog wat te knippen. Als je de antenne in resonantie hebt gebracht op de 40 meter band kan de trap aan het uiteinde worden geplaatst. Voeg nu ook gelijk het overige stuk antenne draad toe voor het 60 meter gedeelte. In ons voorbeeld ongeveer 7 meter. Knip nu ook het uiteinde op lengte zodat de antenne op de 60 meter band in resonantie is. Het is ook mogelijk om deze truc nog een aantal keer toe te passen. Hierdoor is het mogelijk er meerdere banden aan toe te voegen.