Friday, 31 August 2012

Endfed experimenting

A few weeks ago I mentioned I was starting a endfed project, It couldn't be that hard to build I thought. Since there are no active components only a coil, a capacitor and a radiating element what could possible go wrong. Easy as that, this was going to be a quick experiment to show that a endfed can be homemade in a sigh. Wrong! It took me a couple of experimenting hours to finally get what I wanted and I learned a lot.
First of all I made this endfed to operate in the 11 Mtr or CB band. Just because a few things. I wanted to show a half wave antenna is made easy with some wire and coax even for someone that didn't study radio. To compare with other antennas I need a radio with a analogue signal meter, my CB radio has it. And at last I'm a insane ham radio operator experimenting on CB.
First experiment with a wire

First of all I found some information about constructing a endfed with a LC tuned circuit on a dutch forum. I don't like difficult to get ferrits most amateurs use, after all wire and coax are everywhere. This was the way to go. I had no L/C meter and so the coil was calculated with a program called mini ring core calculator. Coax is as written in the article about 1 pF a cm. A trail and error circuit was made and closed with a 3K3 resistor, the circuit was tuned to a 1:1 SWR with the MFJ259B analyzer. Then it was connected to a old CB half wave GP antenna and.....failed. Whatever I tried I couldn't get it right. Finally I ordered a L/C-meter in Hongkong via eBay, well regular readers know what happened with it, but it still works. I made a new circuit, new coil, new piece of coax connected it to the antenna and....failed again. I checked the MFJ259B on a dummyload, it was ok. I tried the original coil from the antenna, it didn't work at all but that could be a problem with grounding. Anyway, I thought the only right thing to do is to make the coil and cap variable and so I did. First I tried it with a piece of 5,5m electricity wire as radiator, no problems to tune it. Then on the antenna, super SWR after some tuning. Now, it was just a matter of measuring the coil and the cap. Building a new coil and cap with these new values did the trick. I learned a few thing along this project.

1. Never copy a design without knowing what you do, the outcome could be different
2. Closing the circuit with a 3K3 resistor is not always simulating the right value of the existing antenna or wire, in my case after measuring the circuit was only SWR 1:1 at 530 Ohm.
3. With this kind of impedance matching simply change the length of the radiator has not the normal effect.
4. The coax is radiating ! If I touch the coax the SWR is different.
5. A "LC tuned circuit" is easier when you make it tunable.
SWR with a wire

The "original" (not working) design had the following values:  coil: 2,37 microH, cap: 15pF best SWR 3:1.
The new working design has other values: coil: 0,084 microH, cap: 20pF best SWR 1.2:1
Both on 27200 KHz.

Another nice program which I discovered afterwards is IW2MXD's L-tuner simulator. If you measure your radiator without adjustment en direct with the MFJ259B or similar you can put the outcome in the program and there are your right values to make a LC tuned circuit. In theory of course!
Second experiment with the GP

I'm not done experimenting yet! I want to know the impedance of the radiator alone to see if the L-tuner simulator really comes with the same values I use now. And then the practical test, I need to know the difference between the MP-1 and this endfed. So you can expect a second article.
SWR on the GP

Een aantal weken geleden schreef ik al dat ik een endfed zou maken. Zo moeilijk zou dat niet zijn omdat er geen aktieve componenten zijn. Alleen een spoel, condensator en een straler, wat zou er nou mis kunnen gaan? Makkelijk zat, dit zou een kort en snel experiment worden klaar in een zucht. Fout! Uiteindelijk heeft het me wel een paar uur gekost om het te krijgen zoals ik het wou, maar dan heb ik er ook wel van geleerd.
Deze endfed is gemaakt voor de 11 Mtr band ofwel de CB of 27MC in de volksmond. Waarom? Omdat ik wou bewijzen dat je met een stukje coax en een beetje draad heel eenvoudig een halve golf straler kan maken, zelfs voor een totale radio leek moet dit te doen zijn. Daarnaast wil ik de antenne vergelijken met een andere antenne en dat gaat het beste met een analoge meter zoals ik heb op mijn 27MC bakkie. En als laatste ben ik gewoon een maffe zendamateur die gaat experimenteren op 27MC.
Best SWR frequency on the GP

Allereerst vond ik wat nuttige informatie op een Nederlandstalig forum over het maken van een endfed met behulp van een LC-circuit. Ik heb in feite weinig aan informatie wat gaat over moeilijk verkrijgbaar ferriet zoals veel amateurs gebruiken, daarnaast is coax en draad overal te krijgen of ligt het wel in de onderdelenbox. Dus dit was gewoon de weg die ik koos. Ik had geen L/C meter dus de spoel werd berekend met mini ring core calculator, coax is ongeveer 1 pF per cm dus dat was niet zo een probleem. Dus gewoon maar wat gemaakt volgens de uitkomsten van het programma met een stukje coax van ongeveer 18cm zodat ik het terug kon knippen. Het geheel aangesloten met een afsluitweerstand van 3K3 en afgesteld met de MFJ259B. Daarna aangesloten op een oude 27MC GPA en....helaas werkte het niet zoals verwacht. Wat ik ook probeerde de SWR ging niet onder de 3:1. Dus toch maar een L/C meter aangeschaft  via eBay in Hong Kong. Nu zou ik de waarden van de spoel en condensator in ieder geval kunnen zien. De meter kwam en wie hier vaker leest weet wat er mee gebeurd is, maar werken doet ie nog wel. Een nieuwe spoel en condensator gemaakt, gemeten, afgesteld en aangesloten en.....helaas nog steeds geen goede SWR.
De MFJ259B getest, die is ok. De originele spoel van de GPA er weer ingezet, maar helaas werkte dat ook niet. Vreemd maar het zou kunnen zijn dat het een kwestie van aarde is. Uiteindelijk de spoel en condensator maar variabel gemaakt zodat ik wat kon afstellen terwijl het geheel aan de antenne zat. Eerst geprobeerd met een stuk installatiedraad van 5,5m, dat ging prima SWR is goed. Nu de antenne aangesloten en na wat pielen lukte dat ook prima. Nu de waarden meten met de L/C meter en een vaste spoel en stukje coax maken. En ja hoor, alles werkt nu. Heb er wel wat van geleerd.

1. Bouw nooit zomaar iemand anders z'n ontwerp na zonder dat je weet waar je mee bezig bent. De uitkomst kan wel eens heel anders zijn.
2. Afsluiten met een weerstand van 3K3 werkt niet altijd, tenminste niet bij mij. Heb eens gekeken hoe groot de weerstand bij mij was op het circuit dat wel een goede SWR gaf, dat was 540 Ohm.
3. Met dit soort impedantie aanpassingen geeft het verlengen of verkorten van de straler niet het effect dat je verwacht.
4. De coax kabel straalt! Makkelijk te zien, als ik de coax beet pak veranderd de SWR een beetje.
5. Een LC afgesteld circuit is makkelijker als je er een afstelbare L-tuner van maakt.
Final matchbox

Het originele ontwerp ging uit van de volgende waarden: spoel: 2,37 microH, condensator: 15 pF beste SWR was 3:1 het werkte hier niet. Bij mij had het werkende ontwerp de volgende waarden: spoel: 0,084 microH, condensator: 20 pF. SWR was nu 1.2:1

Achteraf heb ik op internet nog een interessant programma gevonden. L-tuner simulator van IW2MXD. Als je nu de waarden van je antenne of draad meet zonder aanpassing met de analyzer en je geeft de waarden in het programma krijg je exact de waarden van de spoel en condensator om het aan te passen. Dat is dan wel in theorie natuurlijk.
My little helper makes a fine tune

Ik ben nog niet klaar met experimenteren. Zo zou ik wel eens willen weten wat de waarden zijn van mijn antenne zonder aanpassing om te kijken of de L-tuner simulator op dezelfde waarden komt als ik gevonden heb. Verder wil ik de antenne nog vergelijken met de MP-1. Dus een volgend artikel komt er binnenkort aan.

12 comments:

  1. Hallo Bas, voor de prijs van die SWR analyzer kan ik 4 HyEndFed's voor kopen. ;-) En ik zou zo'n analyzer toch te weinig gebruiken, en ik vind zelf dat geklooi niet fijn om te doen. Maar een ieder die graag wil knutselen moet dat gewoon doen natuurlijk. Je hebt wel een uitstekende hulp, dat scheelt. 73 Paul

    ReplyDelete
    Replies
    1. Hallo Paul, het gaat om het plezier dat je hebt aan het experimenteren. Dat gaat niet voor elke zendamateur op. Er zijn zoveel dingen binnen de hobby die je kan doen, dat hoef niet perse knutselen te zijn. Maar je hebt gelijk, en antenne analyzer is een prijzig ding. Maar ben blij dat ik hem heb. 73, Bas

      Delete
    2. Zolang het voor jouw waardevol is om te hebben moet je het aanschaffen. Maar nogmaals, ik bouw zelden antennes zelf. De keren dat ik het geprobeerd heb was zelden succesvol. Dus daar ben ik mee gestopt. Overigens valt me op dat ik overal koopantennes zie bij zendamateurs. Maar als je blogs leest of op de repeaters luistert dan krijg ik de indruk dat er velen zijn die zelf bouwen. Dat is toch vreemd. En altijd dat argument van 'ik heb 't voor 20 euro zelf gebouwd' dat zal dan best, het is ook typisch Nederlands om een kruideniers mentaliteit te hebben. Altijd goedkoop aanschaffen en zelf bouwen. Maar overal waar ik kom bij zendamateurs in de shack staat me daar toch een koop spullen, om je vingers bij af te likken. Dan ben ik maar een eenvoudig zend amateurtje. Ik bedoel het niet lullig hoor, maar ik stel alleen maar een feit vast. Misschien ben ik toch niet de echte zend amateur zoals dat kennelijk moet zijn, misschien ben ik toch nog gewoon een oud 27 MC-er die een bakkie koopt en antenne aanschaft en zenden maar. ;-) 73 Paul

      Delete
    3. Misschien een blog topic Paul? Ik gebruik toch het meest zelfbouw antenne's, maar zie bij anderen inderdaad ook veel commercieel spul. Overigens ben ik ook gewoon een 27MCer die een licentie heeft. Als ik tijd had (en zin) had ik toch het liefst zelfbouw apparatuur. Maar goed, uiteindelijk wat is een "echte" zendamateur. Stof tot nadenken! 73, Bas

      Delete
  2. Hallo Bas,

    Leuk om te lezen over je EndFed perikelen. Ze komen mij bekend voor.
    Ik heb er nu diverse (mono en multibands)gebouwd en werken naar tevredenheid. Kosten aan materiaal (kern,kastje etc.)nog geen 20 euro.
    Ook ik heb in het begin "gerommeld" met door anderen op het bekende forum opgegeven maten en waardes. Bij mij klopten die ook niet. Toen zelf gaan meten en op de meetapp. afregelen.
    En toen lukte het wel om de EndFed goed te krijgen. En die MFJ analyzer is onmisbaar voor de zendamateur die zijn antennes zelf maakt.

    Ik ben heel benieuwd naar de verschillen tussen de EndFed en de MP-1.

    73 de Hans, PE1BVQ

    ReplyDelete
    Replies
    1. Hallo Hans, aha dus ik ben niet de enige die problemen had. Ja je leest eigenlijk heel weinig over praktijk ervaringen van het bouwen. Maar zonder analyzer begin je eigenlijk weinig, dus voor een totale antenne leek is het niets en dat was eigenlijk wel de bedoeling. Ik kan je alvast verklappen dat er geen verschil zit tussen de MP-1 en de EndFed. Meer daarover later in het blog. Moet dit weekend eerst nog een beetje aktief zijn. 73, Bas

      Delete
    2. Hoi Bas,

      Ik was zelf ook bezig met een end-fed antenne, gegevens op de site van pd2afo. Ik heb Amidon T130-2 ringkernen gekocht via ebay en wat gerommeld. Op 80m en 40m lukt het prima, maar 20m week erg af van de algemene gegevens. 10m draad en dan een T130-2 met 20wdg en een regelbare C 0-100pF parallel. Nou die 20 wdg op de kern moesten hier uiteindelijk slechts 7 zijn. Zo zie je maar hoe het per situatie anders is. Draad hangt horizontaal van dak naar schutting.
      Veel plezier met de draad antennes.

      73 Cees PA3FXO

      Delete
    3. Kijk, weer iemand waarbij de gegevens zoals vermeld in een ontwerp op een website niet kloppen. Een standaard EndFed is dus niet even te maken! Bedankt voor je reactie Cees. Volgens mij is juist ook de 10m band moeilijk "goed" te krijgen, althans dat lees ik hier en daar. 73, Bas

      Delete
  3. Bas - great little helper photo!!!! Looks like some great SWR and looking forward to reading more about your project! I have that same meter and find it a must have on the ham toolbox!

    ReplyDelete
  4. Hello Phil, the SWR is really great and over a larg e bandwidth. I think it is very usable on 12m as well with a antennatuner. I made one DX contact yesterday to Asiatic Russia with only 5W and this endfed on 10m. Not bad at all I think. Heard Japan on 10m with S5-7, unfortunately no QSO. But that could be due to my QRP situation at that moment. 73, Bas

    ReplyDelete
  5. Hallo Bas ,hoeveel is de diamater van de spoel in het plastik bakje voor de 27Mc antenne + evt. lengte van de 58 RG coax kabel veel dank Maurits

    ReplyDelete
    Replies
    1. Hallo Maurits, ik kan je dat wel vertellen maar je hebt er niks aan. Daarom ook dit verhaal. Voor jou zal het niet werken omdat je een andere straler gebruikt. Ik heb het kastje al eens aan een draad van 5 mtr gehangen en dan had ik een SWR van 1:4. Dus niet goed. Je zult de spoel en RG58 coax stukje zelf moeten aanpassen tot je iets krijgt dat werkt. Een SWR analyser, L/C meter en variabele condensator zijn daarbij eigenlijk onmisbaar. Succes, 73, Bas

      Delete

Thanks for your comment. Bedankt voor je reactie. 73, Bas