Antennexperiment genom åren

Experiment 1
Jag satte upp en dipol för 7 MHz och avsåg att använda den på 21 MHz också. När den klippts för 7050 kHz låg resonansen på 21 alldeles för högt, ungefär på 21500 om jag minns rätt. När jag förlängde tråden till 21200 hamnade resonansen på 7 MHz-bandet nedanför bandkanten. Orsaken är att den förkortande ändeffekten endast är en tredjedel så effektiv på 21 MHz. Lösningen blev att jag anslöt några decimeter nedhängande trådar 3,5 meter från mitten, där 21 MHz har sitt första spänningsmaximum. Därmed sänktes resonansfrekvensen mer på 21 än på 7 MHz.
Slutsats: Att mittmatade dipoler har skaplig anpassning även på tre-, fem- och sjudubbla frekvensen innebär inte att resonansfrekvensen på den lägsta frekvensen multipliceras med samma tal.

Experiment 2
När jag en sommar disponerade ett platt tak på ett tvåvånings hyreshus jämförde jag två vertikalantenner för 14 MHz. Vid ena änden av taket stod en tvåbands-GP för 14 och 21 MHz, ca 4,5 m hög, och vid andra änden en drygt 12 m hög 5/8-vertikal. Båda antennerna hade tre kvartvågslånga radialer. Jag trodde att 5/8-n skulle gå bättre på dx men det var ingen genomsnittlig skillnad mellan antennerna. Visserligen fanns skillnad i styrka på vissa stationer, men om 5/8-n var starkare var det i allmänhet på EU-signaler.
Slutsats: Det kanske behövs 5/8-radialer för att den längre antennen ska komma till sin rätt, det tänkte jag inte på då. W4RNL har med datorsimulering bekräftat mitt resultat.

Experiment 3
En annan sommar hade jag vid sommarstugan fått upp en 19 m mast och satte en inverted V-dipol för 7 MHz på en trästångsförlängning 21 m över marken. Jag var övertygad om att den skulle överträffa min ordinarie dipol som var spänd mellan två björkar på ca 12 m höjd i riktning nord-syd. Jag märkte ingen skillnad, vare sig på EU- eller dx-signaler.
Slutsats: På sommaren är det inte lika avgörande som på vintern att ha låg strålningsvinkel på de lägre kortvågsfrekvenserna. Jag drar den slutsatsen efter att sommartid ha gjort liknande jämförelser dipol-GP och dipol-deltaloop på 7 MHz. Dx-en kom huvudsakligen från Nord-och Sydamerika och jag märkte ingen skillnad.

Experiment 4
Jag spände upp en 2-el quad för 7 MHz mellan några tallar. Tyvärr kom nedre tråden att hamna så lågt som 4 m över marken trots att jag gjort looparna mer rektangulära än kvadratiska. Eftersom quaden inte gick bättre än dipolen i Exp. 3 satte jag istället upp en 3-el trådyagi riktad mot USA. De två främre elementen hade 6 meter rundstav som spridare men reflektorn var spänd mellan ett par andra träd och därför varierade avståndet lite, kanske 7-8 meter. Höjden på yagin var 10-12 meter.
Mot Sydamerika var det ingen skillnad jämfört med referensdipolen men mot USA var yagin 1-2 S-enheter starkare. Det borde motsvara 4-8 dB med genomsnittliga S-meterkalibreringar.
Slutsats: Även en provisoriskt upphängd lågbudgetantenn, som denna trådyagi var, kan ge gott resultat. Jag önskar att jag hade kunnat prova med fler direktorer.

Experiment 5
På 16 m höjd satte jag i antennmasten rundstav som bar upp spetsarna på två triangelloopar för 7 MHz. Avståndet var 5 meter och bottentråden ca 4 m över marken. Den ena loopen ändrades från reflektor till direktor med ett relä och fram-/backförhållandet kontrollerades med en lokal radiofyr ett par hundra meter bort. Jag lyckades inte uppnå mer än 4-5 dB skillnad fast jag provade att mata drivet element både på bassidans mitt och i hörnet. På dx gick inte tvåelementaren bättre än dipolen.
Slutsats: 2-el Quad gick inte heller bra och hade också bottentrådarna nära marken. Looparna kanske behöver högre höjd och metallmasten i mitten kan ha haft negativ inverkan. Hörnmatad triangelloop beskrivs i allmänhet som en strålande(!) dx-antenn, men kanske slutsatsen i Exp. 3 gäller även här.

Experiment 6
Jag jämförde två multiband-dipoler, en fyrbandare för 7-28 MHz med spärrkretsar och en TFD (=terminated folded dipole), dvs 14 meter vikt dipol med belastningsmotstånd mitt på topptråden. Motståndet var på  470 ohm och antennen matades med 4:1-balun och RG-59 koax. Antennerna satt ca 10 m högt i samma riktning med ändarna mot varandra för att inte påverka varandra för mycket. De gav i stort sett samma signalstyrka, visserligen skilde det lite mellan olika stationer men det kan ha berott på olikheter i strålningslober på de olika banden. På grundfrekvensen 7 MHz märktes ingen skillnad.
Slutsats: Även om TFD betalar bredbandigheten med 3 dB förlust i motståndet märks det inte i praktisk användning med sedvanlig fading. SVF var inte högre än 2,5 på något av de fyra banden men antennen borde vara 20 m för lägsta effektförlust på 7 MHz CW. Balunen borde nog ha högre omsättningsförhållande, 6:1 hade varit att föredra.

Experiment 7
Som tidigare utfördes det sommartid vid torpet. Stålmasten (19 m) med quad och VHF-yagi på toppen gammamatades som vertikal för 3,5 MHz och fyra kvartvågsradialer lades ut på marken. Referensdipolen satt på 9 m höjd. Upprepade jämförelser på sydamerikanska stationer nattetid visade ingen skillnad i signalstyrka till min stora förvåning. Några år senare, när masten flyttats till villatomten i staden, kunde jag jämföra mot Japan på vintern. Då var vertikalen 2 S-enheter starkare.
Slutsats: Samma som i Exp. 3.

Experiment 8
När 19 m-masten just kommit upp satte jag dit en loop (single-element quad) för 28 MHz riktad öster-väster. Loopen jämfördes med en trebands-GP vid skorstenen 6 m över marken och loopen var 2 S-enheter bättre på Central- och Sydamerika. När en reflektor tillkommit var skillnaden 3 S-enheter.
Slutsats: En quad-loop är en bra antenn som förefaller att ha vertikal riktverkan, vilket förhindrar att en strålningslob sticker rätt uppåt. Den är lätt att göra för fler band, med koncentriska kvadrater på samma krysstruktur. Det hade varit intressant att jämföra med en dipol på samma höjd. Senare experiment har visat att en horisontell halvvågsdipol på minst en halv våglängds höjd över marken är 6 dB bättre än en GP, vertikal polarisation drabbas i högre utsträckning av markförluster om antennen inte sitter vid en saltvattensstrand.

Experiment 9
När 2-el quaden på 19 m-masten också fått element för 21 MHz satte jag upp en likadan quad vid skorstenen, där centrumhöjden blev 8 m och bottentrådarna nätt och jämt gick fria över taknocken. Jag ville se hur mycket höjdskillnaden gjorde i signalstyrka och resultatet var genomgående en S-enhet bättre från den högre antennen.
Slutsats: En quad fungerar på låg höjd också, jag tror att den är mindre känslig för omgivningen än en yagi. Det är dock ett misstag att tro att en quad har lägre strålningsvinkel än en yagi. Vinkeln beror enbart på höjden över marken. Det hade varit intressant att prova en yagi på samma plats och även att göra experimentet på 14 MHz.

Experiment 10
En 2-el quad för 28 MHz sattes med centrum 8 m över marken och matades än med koax direkt till drivet element, än med 1:1 balun gjord på ferritstav. Jag ville ta reda på om strålningsdiagrammet påverkades med direktmatningsmetoden, vilket inträffar med yagiantenner. Med hjälp av S-meter, lokal radiofyr och noggrant kalibrerad skala på rotorboxen ritades diagrammet upp. Det var ingen skillnad mellan matningssätten.
Slutsats: En loop är självbalanserande. Jag gjorde ingen undersökning av eventuell mantelström på koaxens utsida, det hade varit intressant men inga problem med HF i schacket noterades vid sändning. Senare försök med vertikal loopantenn för 3,5 och 7 MHz bekräftar slutsatsen, inga problem uppstod med HF vid stationen.

Experiment 11
Jag ville ha den höga 2-el quaden att gå även på 7 MHz men spridarna var för korta, så jag lät de vertikala sidorna bilda en slinga, s k "linear loading", för att hålla yttermåtten nere till 7,5 m sidlängd. Fram-/backförhållandet stannade vid 6 dB och även om jag fick bra signalrapporter kändes det inte som om det var en riktantenn vid mottagning. Samma resultat noterade jag när jag med spolar försökt förlänga en 28 MHz quad till 21 MHz. Ett tredje försök var att sätta spärrkretsar på quadelement för 14 MHz, de anslöts till mitten på de vertikala sidorna och från andra änden löpte trådar in mot quadens mitt för att få resonans på 10 MHz. F/B-förhållandet stannade på 4 dB och förstärkningen över en referensdipol var högst 3 dB.
Slutsats: En quad tål inte att förkortas om man vill behålla det goda fram-/backförhållandet.

Experiment 12
Min 2 el quad hade till slut loopar för de fem banden 14-28 MHz och jag lade ned mycken tid och energi på att få bra fram-/backförhållande på varje band. De påverkade nämligen varandra kraftigt, F/B varierade mellan 23 och 10 dB och bäst var det på lägsta frekvensen, dvs ytterslingan. I trafik gick antennen bra, så förstärkningen framåt påverkades inte lika mycket. Jag prövade att ansluta linjära spärrkretsar på reflektorlooparna för att elektriskt bryta upp dem på angränsande frekvensband. Idén fick jag från Moxons antennhandbok, fast resultatet var magert. Några dB förbättring blev det, men det var långt kvar till monobandsprestanda.
Slutsats: Quaden är lätt att göra för många band, men riktverkan påverkas negativt av många loopar. Det blir en hygglig kompromiss. Lösningen har förmodligen den G-amatör hittat som bryter upp icke-använda reflektorloopar med reläer. Han har beskrivit metoden i RSGB:s Radcom.

Experiment 13
Quadantenner brukar ha två element. Jag ville se hur mycket ett tredje skulle göra, så jag gjorde en 3-elementare för 144 MHz. Direktorn höjde förstärkningen med 2 dB. Att man inte ser mångelementsquadar beror på att direktorer är effektivare när de har högt Q-värde, vilket yagitypens pinnar har.
Slutsats: En 3-elements quad är lika berättigad som en 3-elements yagi. Att den inte görs så oftare beror nog på mekaniska komplikationer när drivelementet kommer nära masten.

Experiment 14
Jag byggde i slutet av 70-talet ett par quagis för 144 MHz, inspirerad av artikel i ARRL:s handbok. Det var quadloopar för reflektor och drivet element, men yagipinnar för direktorerna och bommen var av trä. Originalkonstruktionen med 8 el. hade stort avstånd mellan elementen, för stort tyckte jag som satte dem tätare och därmed fick rum med två extra direktorer på samma bomlängd (4,6 m). Det är inte antal element utan bomlängden som bestämmer förstärkningen, men elementen måste sitta tätt nog för att koppla energin vidare. 10-elementaren hade klart högre förstärkning, vilket verifierades i Ånnaboda 1980.
Slutsats: N6NB:s gamla quagikonstruktion är inte optimerad och konstruktionen med trådloopar medför sannolikt förluster jämfört med grövre material.

Experiment 15
Jag ville använda min KV-yagi för 10-28 MHz även på 7 MHz. De två elementen för 10 MHz, som var förkortade med spärrkretsar till 10-11 m längd, försågs med spärrkretsar även för 10,1 MHz och förlängdes med 2 m långa nedhängande koppartrådar i varje ända. Tanken var att använda 10 MHz-reflektorn som direktor på 7 MHz. Det gick bra att hitta resonans på drivet element, men riktverkan uteblev trots att jag experimenterande med olika trådlängder för parasitelementet.
Slutsats: Det var för många kretsar inblandade, cut-and-try-metoden och att dippa på (nästan) marknivå fungerande inte. Istället nöjde jag mig med att köra drivet element som förkortad dipol innan jag satte upp en separat 7 MHz metspödipol.

Experiment 16
Jag ville använda staglinorna av stål som radiatorer för de tre banden 40-80-160 m. De parallellkopplades som toppmatade, lutande kvartvågsantenner från 17,5 m höjd med koaxskärmen till stålmasten. Utan KV-yagi monterad på masten avstämdes linorna för 3,5 och 7 MHz. Den lägsta frekvensen misslyckades jag med, trots förlängningsspole. Därefter monterades yagin för KV som tillsammans med yagis för VHF och UHF ger en rejäl toppkapacitans som ändrar mastens resonansfrekvens. På 3,5 MHz räckte det att justera längden på linan, på 7 MHz gick det inte att hitta resonanspunkten även om SVF var måttliga 2. På 1,8 MHz fanns fortfarande ingen resonans. Eftersom 7 MHz-linan var en S-enhet sämre än en dipol på samma höjd kopplades den som förlängning till 1,8 MHz-benet och kombinationen, ca 38 m, bottenmatas numera med L-filter. Endast 3,5 MHz-linan gick som tänkt från början. 38-meterslinan, som alltså matas gentemot jord, kan användas för både 1,8 och 3,5 MHz med reläomkopplade anpassningskretar vid matningspunkten. Den bottenmatade linan hade på 3,5 MHz lägre bakgrundsbrus dagtid än den toppmatade.
Slutsats: Toppmatade kvartvågslinor är oförutsägbara. De är beroende av masthöjden och vad masten har i toppen. De har riktverkan åt det håll tråden går. Att den bottenmatade linan gav lägre brus under dagtid kan jag inte förklara annat med att masten, som utgjorde den vertikala motvikten till 18-meterslinan, plockade mera "radiobrus" ur D-skiktet. Under dygnets mörka timmar märktes nämligen ingen skillnad.

Experiment 17
Det var dags att stämma av min längsta tråd, den bottenmatade staglinan på 38 meter, på 136 kHz. Jag kopplade en ferritstav med två seriekopplade långvågsspolar mellan lina och koax. De är lindade med litztråd på papphylsa och kan skjutas fram och tillbaka över staven för fintrimning. En signalgenerator inställd på 136 kHz anslöts till en tråd uppkastad på garagetaket, vilket fick bli min egen  radiofyr, och ferritspolarna sköts till max signal. Det duger för mottagning, men sändning kräver större don. En bamsespole lindades med 0,7 mm emaljerad tråd på avloppsrör av plast med diameter 20 cm. Lindningen på 200 varv är ca 17 cm lång, vilket ger induktansen 6 mH. Så mycket behövdes inte, signalmaximum fanns vid 145 varv (3,5 mH). "Toploading" har därefter reducerat spolen ytterligare: jag lät 28 m staglina avslutas med en kapacitanshatt bestående av a) två 10-meters linor (132 varv, 3 mH) b) 10 + 18 meter (120 varv 2,5 mH) c) 10 + 18 +18 m snett nedåtgående lina (106 varv 2 mH). Den senaste varianten består av en förlängningsspole på 1 mH monterad i toppen av staglinan och ca 50 m horisontell tråd fortsätter efter andra änden av spolen. Därmed räcker det med 1,5 mH i botten. Ju mindre bottenspole, desto lägre förluster förstås. Bild på spolen.  En nyare version av spolen är utförd som en variometer med 1,5 mm emaljerad tråd på 20 cm stomme (2,1 mH) och med en vridbar innerspole på 11 cm stomme och induktans 240 uH. Totala induktansen är 1,6 -2,6 mH, lite för högt blev det men det är lättare att linda av än att skarva på. Q-värdet är högre när innerspolen adderar induktans, så ytterspolen skall reduceras. Variometern
Slutsats: Man måste ha en antenn i resonans på 136 kHz-bandet, det går inte med en tråd av obestämd längd. Signalstyrkan höjs enormt när man hittar resonanspunkten. För enbart mottagning kan anpassning ske med enkla och små medel men avstämningen är kritisk när tråden är så kort som i mitt fall. För sändning är det variometermetoden som gäller när man ska finavstämma.

Experiment 18
En amatörkollega hade köpt en fransk multibandvertikal, DXSR Multi GP, men monterat ned den då den inte motsvarade förväntningarna. Eftersom jag inte förstod hur antennen fungerade, lånade jag den för mätningar och jämförelser. Resultatet finns i denna zippade Word-fil.
Slutsats: Bredbandigheten har ett högt pris i dB. Antennen bör inte locka sändaramatörer som är kritiskt inställda till alltför enkla lösningar.

Experiment 19
Jag ställde en handapparat för 144 MHz på ett bord och en spektrumanalysator/mätmottagare på ett annat bord i rummet. Mätmottagaren, som visar signalnivå i dB, hade en kvartvågsvertikal på antenningången. Mätningen började med att jag sände med gummipinne på handapparaten för referensnivån. När pinnen byttes till en kvartvågsvertikal steg signalnivån 10 dB och med en 5/8-vertikal låg den 15 dB över referensnivån.
Slutsats: Man ska ha med sig ett effektivt antennspröt om man vill köra med handjagare på mer än näravstånd. En teleskopantenn från skrotad transistorradio, en BNC-kontakt och lite fantasi när det gäller monteringen är vad som behövs. Mätresultatet stämmer i praktiken när jag går ut i trädgården och försöker öppna grannstadens repeater. Med gummipinne går det inte alls, med kvartvåg får jag upp den och med 5/8-ing blir den körbar. Jag tror att en halvvågspinne med anpassningskrets i botten är bästa handjagarantennen. Nöjer man sig med gummipinne eller kvartvågsantenn är det en fördel att ha en kvartvågstråd hängande ned från BNC-kontaktens skärm som motvikt.

Experiment 20
Jag jämförde tre mobilspröt för 145 MHz med hjälp av lokalrepeatern och dämpsats i antennledningen. Tändandet av första stjärnan av sex i handapparatens teckenfönster utgjorde mätläget. Referensantenn var ett kvartvågsspröt på bilens bakflygel. Med ett 5/8-spröt på samma plats ökade signalen 5 dB och samma nivå gav en magnetfots-femåtting på taket.
Slutsats: Det är svårt att göra tillförlitliga mätningar på detta sätt. Närliggande hus och träd påverkar. Jag flyttade visserligen bilen några meter för att försäkra mig om att jag inte mätte i radioskugga, men karossens läge i förhållande till sändaren inverkar när antennen inte är takmonterad. Ändå noterar jag ungefär samma skillnad utan mätutrustning när jag jämför antennerna på olika platser och mot olika repeatrar.

Experiment 21
Jag gjorde en vertikalantenn för 80 m-bandet av ett femmeters metspö, försett med 100 uH-spole på mitten. Antennen sattes 2 meter över marken och motvikten utgjordes av två femmeterstrådar på marken. För att se om det skulle gå bättre att köra portabelt inom Sverige med en tråd till närmaste träd spände jag upp en ca 20 meter lång tråd, kvartvågsresonant och matad i änden. Tråden satt 2 meter över marken i matningspunkten och 6 meter i andra änden. Samma motvikt användes som till metspöt. Jämförelser visade att tråden var 1-2 S-enheter bättre, även till norra Norrland och Tyskland.
Slutsats: En vertikalantenn (mobilantenn) är sämre än en trådstump till närmaste träd eller buske när man behöver något tillfälligt för 80 m-bandet. Det är visserligen orättvist att jämföra 5 meter med 20, men jag är övertygad om att halva trådlängden hade räckt för att vara bättre, eftersom det är den horisontella polarisationen som är avgörande.

Experiment 22
Att sätta en tvåbandsdipol för 10 och 18 MHz parallellt med en W3DZZ-dipol, matad med RG-213 via balun. Blir det hygglig anpassning på banden 3,5-21 MHz eller förstör antennerna för varandra? Svaret är att kombinationen fungerar. Banden 3,5 och 7 MHz påverkas inte. 14 och 21 MHz borde få lite högre SVF eftersom den kortare parallelltråden introducerar en reaktans på de band där den är längre än en halv våglängd. Jag provade både att ha trådarna parallellt och som ett kors utan att det gjorde någon större skillnad. Eftersom W3DZZ på 14 och 21 MHz har en impedans runt 100 ohm är SVF 2:1 där även utan parallellkoppling. Anpassningen på 10 och 18 MHz är god. Mätning vid sändarutgången, gjord med MFJ-269, visar att SVF inte överstiger 2:1 på banden 7-21 MHz.
Slutsats: Teoretiskt ska förutsättningen att få bra SVF vid parallellkoppling av halvvågsdipoler eller kvartvågsvertikaler vara att bandens frekvenser står i förhållande 2:1 eller 4:1, så att den längre tråden uppvisar hög impedans för den kortare. Vertikalen 14AVS, Hy-Gains föregångare till 14AVQ, hade 28, 21 och 7 MHz på samma rör med två spärrkretsar och 14 MHz erhölls med ett kvartvågsspröt i parallell med det första. Resultatet blev förstås dålig anpassning på 21 MHz, varför parallellsprötet togs bort på efterföljaren 14AVQ, som fick en extra spärrkrets för 14 MHz-bandet.
"Teoretiskt" ja, men vad resultatet blir vid sändaren, med balun, lång koax och lågpassfilter inkopplat, är en annan historia.
Efter att jag hade tillverkat spärrkretsarna för 18 MHz och gjort i ordning tvåbandsdipolen upptäckte jag att det finns förnämliga gratisprogram för beräkning av en tvåbandsantenn att hämta från G4FGQ. Så här ser resultatet ut efter en körning och det stämmer med min konstruktion. Även spärrkretsen analyseras med ett av programmen, men detta resultat tar inte hänsyn till den minskning av Q-värdet som PVC-stommen förorsakar. För bästa Q-värde ska det inte finnas någon metall inuti spolen, i varje fall inte magnetisk sådan, så kondensatorn ska fästas på utsidan. Spärrkretsar för 7 och 18 MHz som klarar 200 W.

Experiment 23
Detta gjordes i strid med beprövad erfarenhet och resultatet borde kanske därför inte offentliggöras, men jag gör det ändå. Jag som var närvarande vid VHF-mötena i Ånnaboda 1979 och 1980 har förstått hur svårt det är att mäta antennförstärkning. Ändå mätte jag ett par yagiantenner på 144,2 MHz med alla tänkbara felkällor! Sändarantennen (fyren) var inte en riktantenn utan en horisontell dipol, antennerna satt inte högt och fritt utan på 3 meters höjd över marken, avståndet mellan fyr och mätplats var bara 25 meter och oönskade reflexioner spelade mig säkert spratt. Indikeringen var nivåindikatorn på min Alinco handapparat, där tändpunkten av första stjärnan var riktmärket. Mätantennerna (som hade bästa möjliga impedansanpassning på mätfrekvensen) höll jag med utsträckt arm över huvudet. Jag utgick från en 4 el yagi med 70 cm bomlängd och jämförde med en 8 el yagi med 4,2 m bom. Den större antennen gav 6 dB högre signal men med kompensation för olika matarkablar reduceras det till 5,8 dB. Därefter jämförde jag den korta antennen med en dipol som anslöts utan balun till koaxen. Yagin var 6-9 dB starkare, beroende på var jag stod när jag mätte. Jag utgår från att den lägre siffran är korrekt, reflexer spökade till det, och den stämmer med vad man kan vänta av den bomlängden. Den långa antennen skulle alltså ge 11,8 dBd, en siffra som ligger rätt i jämförelse med liknande antennlängder vid Ånnabodamätningarna. Senare fann jag att dataprogrammet Yagianalyzer av K6STI har en liknande modell med 20 cm kortare bom och den uppges ge 11,7 dBd. Fram-/backförhållandet var 16 dB för den långa antennen och 18 dB för den korta efter att jag hade justerat reflektorn som var för lång från början (bara 9 dB F/B).
Den korta yagin har gammamatning och det märktes att strålningsdiagrammet är osymmetriskt. När jag riktade elementändarna mot signalkällan blev det ett betydligt djupare minimum när gammastaven var vänd mot den. Koaxens dragning påverkade också mätningen, bäst var det att ha den bakåt utefter bommen istället för hängande rakt ned. Så hade jag den också under övriga mätningar.
Slutsats: Man kan ha trevligt även om man vet att man gör fel. Mätresultaten är rimliga, men det vore intressant att få antennerna mätta på en regelrätt mätplats. Kanske mina felmöjligheter tog ut varandra så att det blev rätt ändå?
Läs om Ånnabodamätningarna i QTC 5/1980, 4/1981 och 5/1981, det är läsvärda och lärorika artiklar!

Experiment 24
Jag var inte nöjd med hur min W3DZZ-dipol fungerade på 7 MHz-bandet. Den var upphängd i stålmasten med höjd 18 m på mitten och 12 m vid spärrkretsarna. Trots rätt resonansfrekvens och lågt ståendevågförhållande gick det trögt att höra och köra dx, något som jag antog berodde på att antennen till hälften hänger parallellt med staglina av metall. På 21 m höjd satte jag en roterbar dipol för 7 MHz på toppröret, den består av två 8-meters glasfibermetspön med påtejpad tråd och förlängningsspolar (jag tror de har 27 varv) mitt på varje spö. Förbättringen blev förvånansvärt stor, speciellt i den fasta antennens längdriktning öster-väster där skillnaden var 10-12 dB, men även mot norr och söder var den roterbara 6 dB bättre och ibland mer på avlägsna dx nattetid. Mot Japan märktes däremot oftast ingen skillnad. Under dagtid inom Nordeuropa var skillnaden mindre och ibland inte ens märkbar.
Metspödipolen är känslig för nederbörd, resonansfrekvensen sjunker 200 kHz vid vått spö och när jag efter avslutat regn skakar av dropparna genom att rycka i en staglina och på så sätt få spöna i dallring märks effekten direkt fastän tråden ligger på ovansidan. Från centrum används plastisolerad tråd fram till och med spolen, utanför den hade jag i början 0,5 mm lackisolerad tråd som jag bytte mot plastisolerad för att se om det skulle minska regnpåverkan men det gjorde ingen skillnad, tydligen ökar fukten antennens diameter. Spödipolen är stagad både i höjdled till maströrets topp och i sidled till bomändarna på 144 MHz-yagin. Utan dessa tunna men starka polyesterlinor skulle den inte ha överlevt stormbyarna.
Tredje deltonens resonans ligger på 23,48 MHz, det är möjligt att en ändrad placering av spolarna och därmed deras varvtal skulle kunna flytta den resonansen till 24,9 MHz.
Slutsats: Även på så låg frekvens som 7 MHz har en dipol tydliga minima i längdriktningen på en höjd som är lägre än en halv våglängd och att få upp en antenn som sitter längre från omgivande linor ger en klar förbättring även om höjdskillnaden inte är större än fem meter. Att antennerna påverkade varandra när de satt så pass nära såg jag på SVF-kurvan, men nu är den fasta dipolen borttagen. För att slippa väderpåverkan bör metspön endast utgöra spridare genom att man sätter dipolens mittfäste högre på maströret och låter trådarna luta svagt mot spöspetsarna. Då hänger de i luften utan kontakt med glasfibermaterialet. Det bör gå bra att parallellkoppla sådana dipoler för till exempel 7, 14 och 28 MHz och med ett relä skulle man kunna välja en parallellkombination av 10 och 21 MHz, en roterbar 5-bandare alltså.

Experiment 25
Jag använde en 2x21 m dipol på 7 MHz (korrekt definition är två halvvågor i fas) och satte för jämförelse upp en 18 m vertikalantenn som var halvvågsresonant på samma band. Dipolen satt 14 m över marken med loberna i öst-väst, vertikalen var en tråd i en björk som växte i en sänka omgiven av låga berg i alla väderstreck utom väster. Dipolen var mycket svagare i sin längdriktning norr-söder men gick bättre än vertikalen mot Australien och USA:s östkust, där de smala loberna innebar förstärkning över en halvvågsdipol. I lobernas utkant, Nya Zeeland och Brasilien, gav antennerna samma signalstyrka. Vid kontakt med USA:s västkust noterade jag på vinterns eftermiddagar ekon på signalerna, ibland så starka på dipolen att de var svårlästa men obetydliga på vertikalen som trots någon S-enhet lägre signalstyrka gav stadig och lättläst signal.
Slutsats: Helvågsdipolen visade lika påtagliga minima i längdriktningen som jag har beskrivit i experiment 24, den gav signalerna extra skjuts från bredsidan men behövde en kompletterande antenn. Att styrkan på ekona skilde markant kan bero på att dipolantennens högre strålningsvinkel plockade upp reflektioner från E-skiktet, något som vertikalens låga lob undvek. Min tidigare erfarenhet, att det är bra att kunna välja mellan antenner, bestyrktes. Jag hade önskat en bättre plats för vertikalantennen, öppen jordbruksmark utan skog och berg.

Experiment 26
Platsen var densamma som i experiment 25, ett lånat skogstorp utan angränsande bebyggelse och därför relativt störningsfritt. Jag jämförde tre antenner på 80- och 40 m-banden under ett par midvintermånader. W3DZZ dipol satt 14 m högt i riktning nord-syd, dvs med loberna i öst-väst. 18 m vertikalantenn (halvvågsresonant på 40 m) med nio motviktstrådar satt i en sänka med omgivande berg i öst, nord och syd. Den tredje antennen var en vertikal triangel 86 m i omkrets med spetsen nedåt och basen 18 m över marken, den matades fem meter ned från ena övre hörnet med RG-59 och trådriktningen var nordväst-sydöst. Loberna borde följaktligen vara störst i nordöst-sydväst och jag ville se om antennen gick bättre på långt avstånd än den lägre sittande vertikalantennen, matningspunkten var ju belägen på betydligt högre höjd.
På 7 MHz var bakgrundsbruset detsamma på de tre antennerna, dipolen var en aning bättre österut mot Australien och långa vägen mot USA:s västkust medan triangeln var lite bättre nordöst mot Japan och Nya Zeeland. Mot Nordamerika var triangeln den sämsta antennen (det var i trådens riktning) medan halvvågsvertikalen var ett par dB bättre än dipolen.
På 3,5 MHz var dipolens brusnivå klart högre än de andra antennernas och svaga signaler vid skymningen från Stilla havet och USA:s västkust kunde inte läsas på den. Triangeln var en aning bättre än vertikalen vinkelrätt mot tråden på långt avstånd, kanske ett par dB, men precis som på 7 MHz gick triangeln sämst mot Nordamerika. Åt det hållet var vertikalantennen 2-3 dB starkare än dipolen men å andra sidan var dipolen den bästa antennen tidig morgon mot Västindien.
Slutsats: Triangeln var inte liksidig, höjden räckte inte för det, och en vertikal kvadrat hade nog varit effektivare på 3,5 MHz. Matningsimpedansen var 87 ohm på 3,5 MHz och 122 ohm på 7 MHz. Strålningen utgick från bredsidan på både 80 och 40 m, antennen var märkbart sämre i trådens riktning men det kan ha berott på omgivande berg. Polarisationen var ett mellanting mellan horisontell och vertikal, brusnivån var densamma på triangeln och vertikalantennen, och på korta och medellånga avstånd gav triangeln en signalstyrka mittemellan den starkare dipolen och den svagare vertikalantennen. Den stora fördelen med en loop är att man slipper peta ned motviktstrådar i marken. Mina 9 var givetvis alldeles för få, det hade behövts 50, men det gällde en kort period och jag hade inte ensamrätt till marken. W3DZZ hävdade sig bra på 7 MHz trots att höjden var lägre en en halv våglängd. Jag upprepar att det är önskvärt att kunna välja mellan minst två antenner, utan valmöjlighet vet man inte om den man har är bra nog.

Experiment 27
Jag ville använda min dipol för 3,5 MHz även på 1,8 MHz, dels för trafik inom Nordeuropa, dels för att kunna jämföra med en planerad Marconi-antenn i en tall utanför tomten. Vid varje ände av dipolen hänger en spole i ändisolatorn och till andra änden av spolen är kopplad en nedhängande 1,7 m lång tråd som ger resonans på 1824 kHz. Spolens induktans, 480 µH, är så stor att den spärrar 3,5 MHz-signalen och genom att den sitter så långt ut blir antennens verkningsgrad på 1,8 MHz hög trots att den bara är en kvartvåg lång. Matningsimpedansen torde vara 15-20 ohm eftersom SVF i andra änden av RG213-kabeln är 2,6:1. Spolarna är tätlindade på 15 cm långa plaströr, 5 cm i diameter, med 0,3 mm emaljerad tråd. Serieresonansen ligger på 5,3 MHz, betryggande avstånd från 3,5 MHz alltså. Dipolantennens resonansfrekvens steg från 3650 till 3700 kHz efter att spolarna hade anslutits, jag hade väntat mig motsatsen.
En dipolantenn för 3,5 MHz fungerar skapligt där längden är tre, fem och sju halvvågor. I mitt fall hamnar resonansen på 10310, 18360 och 25115 kHz, detta mätt vid stationsänden av RG213-kabeln. Matningsimpedansen vid resonans borde vara 90, 115 respektive 140 ohm och även om frekvensen ligger ovanför amatörbanden blir SVF inte högre än 3:1 inom dem. Om dipolens grundfrekvens sänks till 3600 kHz blir SVF på högre frekvensband än mer gynnsamt.
Slutsats: En dipol för 3,5 MHz-bandet kan med påhängda spolar användas på 1,8 MHz-bandet utan att kräva mer utrymme och den utgör faktiskt en fembandsantenn i kombination med en impedansanpassare vid sändaren. Jag har provat med 1 kW effekt på de lågfrekventa banden utan problem.

Experiment 28
Den i experiment 25 nämnda 18 m höga vertikalantennen provade jag även på 3,5 MHz där den visade sig vara bättre än dipolen på långa avstånd, men på 1,8 MHz var jag inte nöjd med den. Förlängningsspolen satt i den skärmade matningslådan och jag beslöt mig för att sätta den högre upp inför nästa vinter. På den nya platsen, tyvärr även den i skog och med berggrund, är tråden 17 meter hög till en spärrkrets avstämd till 3770 kHz, därefter en dryg halvmeter horisontell till nästa spärrkrets avstämd till 3520 kHz och därefter ca 13 m tråd sluttande nedåt för resonans på 1825 kHz. Med 500 pF i serie vid matningspunkten flyttas resonansen till 1950 kHz. Jag har alltså en tvåbandsantenn som inte kräver bandomkoppling, den kan kallas Marconiantenn eller inverterat-L, med 14 st 20 m långa jordtrådar. En jämförelse med dipolen i experiment 27, gjord i mitten av september, har visat att dipolen är 4 dB bättre inom Nordeuropa på 1,8 MHz och 3-10 dB bättre på 3,5 MHz inom samma område. Mot Afrika är signalstyrkorna på 3,5 MHz desamma, där har dipolen en lob, men österut och västerut (dipolens längdriktning) är dx-stationerna en S-enhet starkare än vertikalen.
Slutsats: Vertikalantennen går inte bra på grund av skog och berg. Den antenn som användes i experiment 25 på annan plats var på 3,5 MHz 3 dB bättre, den hade visserligen skog och berg inpå men satt i en sänka med f. d. åkermark som erbjöd bättre ledningsförmåga.

Kommentar till experimenten:
När man ska utvärdera en antenn behövs en referensantenn och man måste snabbt kunna skifta mellan antennerna. Signalstyrkan varierar beroende på vågens infallsvinkel, polarisation och fasförhållande, så det krävs en lång rad mätningar innan man kan dra en generell slutsats. Bäst är att jämföra vid mottagning, en antenn som hör bättre ger också bättre rapporter från motstationer, man har större precision i mätningen vid egen mottagning och det går snabbare. Med en kalibrerad dämpsats i antennledningen och S-metern som nivåmätare får man tillräcklig noggrannhet för amatörändamål. Givetvis måste dämpningen i matarledningarna vara likvärdig, impedansanpassningen stämma och antennerna vara så separerade att de inte påverkar varandra. För noggranna mätningar av riktantenner använder man en lokal radiofyr, i mitt fall en batteridriven kristalloscillator upphängd i mitten av en dipol.
Reverse Beacon Network (RBN) har med sina skannande mottagare på olika platser i världen blivit ett värdefullt hjälpmedel. Jag har låtit två telegrafisändare till varsin antenn gå parallellt med 1 kHz frekvensavstånd under någon timme med användande av olika anropssignaler. Mottagna rapporter via Internet har kunnat sammanställas till linjediagram som visar skillnad i signalstyrka vid var och en av de rapporterande mottagarna.

Litteraturtips:
Bredvid standardverken The ARRL Antenna Book, Radio Handbook och Radio Communication Handbook står i hyllan Lowband DX-ing, HF Antennas for all Locations och All about Cubical Quad Antennas.

Åter till Tekniskt-sidan