MOXON für 17 and 10m
Ziel ist, eine leichte aber wirkungsvolle Antenne für Expeditionen zu konstruieren.
Monoband MOXON Antennen sind leicht und einfach nachzubauen.
Multiband MOXON Antennen haben immer wieder das Problem, das das jeweils frequenzhöhere Band nicht optimal eingestellt werden kann.
Bei Verschachtelung mehrerer MOXON ist es schwierig die Antenne für 50 Ohm auszulegen und gute Rückdämpfung zu erzeugen.
Hat man dagegen nur einen Strahler und verschiedene Reflektoren, das ist bei 50 Ohm die Rückdämpfung des frequenzhöheren Bandes etwas besser.
Deshalb habe ich mich für eine Variante mit Sperrkreisen für das frequenzhöhere Band entschieden.
Diese Antenne, für 17m und 10m, wiegt mit allen Baugruppen, wie Mittelgerüst, Rohre, Traps und Abspannungen zusammen nur 2,1 Kg.
Parallel zu dieser Antenne wurde ebenfalls ein MOXON für 20m und 15m aufgebaut.
Außer den Abmessungen sind beide Antennen fast identisch.
Die Bauanleitung ist in folgende Abschnitte unterteilt:
Das MMANA Simulationsfile ist hier verfügbar.
Nach dem Berechnungsprogramm für Moxons und anschließender MMANA Simulation ergaben sich folgende Abmessungen
A: 3,02m
B: 0,73m
D: 1,15m
E: 2,29m
F: 2,49m
G: 5,26m
H: 1,44m (Abstand zum 17m Reflektor = 0,85m)
Reflektor
17m = D + A + A + D = 8,34m
GIsolierter Draht verkürzt die Längen. Die Drähte werden dadurch kürzer, nicht jedoch der Abstand Strahler – Reflektor.
Siehe Kapitel Verkürzungsfaktor des Drahtes
Hier die Werte, wie sie im MMANA eingetragen sind:
Als Drahtdurchmesser wurde 1mm und als Aufbauhöhe 10m angenommen.
Die Berechnung sieht dann folgendermaßen aus:
Das 10m Band ist zu breit, um mit einer Moxon Antenne das gesamte Band abzudecken.
Da aber auf 10m die wenigsten QSO zu erwarten sind, wurde für die CW Version entschieden.
RTTY Betrieb ist ebenfalls möglich.
Dieser Aufbauvorschlag wurde von mir nach ersten Aufbauten nicht weiter verfolgt.
Ich habe mich dann für Variante 2 entschieden. Trotzdem, der Vollständigkeit halber, hier die Variante 1:
rot: Antenne (Draht, Traps, Einspeisung, Reflektor isoliert vom Boom)
schwarz: GFK Rohr
grau: Boom, Tower
gestrichelt: bei Bedarf Abspannungen
A: Minimum 3,02m
B: Minimum 2,29m
Isolierter Draht verkürzt die Längen je nach Isolierung um ca. 5%. Die Drähte werden dadurch kürzer, nicht jedoch
Der Abstand Strahler – Reflektor. Siehe Kapitel Verkürzungsfaktor.
Der Längenunterschied der Teleskoprohre ist gegenüber Konstruktionsvorschlag Nr.1 nur minimal länger.
Es ist kein Boomrohr nötig. Deshalb kommt diese Variante bei gleichen Abmessungen mit weniger Gewicht aus.
Alle 4 Teleskoprohre werden nach oben hin abgespannt.
Für den Einspeisepunkt wird ein kleines GFK Rohrstück verwendet. Dann hängt die Einspeisung nicht herunter.
rot: Antenne (Draht, Traps, Einspeisung)
schwarz: GFK Rohr
grau: Tower
gestrichelt: Abspannungen
A: Minimum 3,02m
B: Minimum 2,29m
Das Mittelstück ist so ausgelegt, das es sich über ein 18m „Spiderbeam“ Masten von DF4SA in 12m Höhe schieben lässt.
Da der MOXON so leicht ist, kann der Masten mit dem MOXON ohne Problem komplett ausgefahren werden.
Da die Antenne gut abgespannt ist, kann die Ausführung des Mittelstückes recht leicht aufgebaut werden.
Es wiegt beim Prototyp nur 750g. Die Drähte und Abspannungen wiegen 490g. Die Teleskoprohre wiegen zusammen 955g.
Damit ist die Antenne ein Leichtgewicht von 2,195 kg.
Die Berechnung der Traps erfolgte mit dem Berechnungsprogramm für Koax Traps.
Die Traps wurden aus Koaxkabel RG-59 gefertigt, das um Stücke von alten GFK Rohren gewickelt wurde.
PVC Rohre verformen sich zu sehr.
RG-59 ist etwas dicker als RG-58 und bei den Traps kommt es nicht auf den Wellenwiderstand des Kabels an.
Die Traps wurden mit dem Mini VNA abgeglichen und anschließend mit Schrumpfschlauch „dicht“ gemacht.
Nach dem Abgleich wurden die Sperrkreise mit Schrumpfschlauch „dicht“ gemacht.
Hier ein Sperrkreis mit und ein Sperrkreis ohne Schrumpfschlauch.
Die richtige Resonanz wurde durch verschieben der Windungen eingestellt.
Zur Messung der Resonanzfrequenz habe ich zwei Einkoppelspulen angefertigt. Die Werte der Spulen sind unkritisch.
Es geht nur um die Übertragung der HF für die Messung.
Der Abgleich erfolgt natürlich bevor der Schrumpfschlauch dazu kommt.
Das Bild entstand bei finalen der Kontrollmessung.
Ich verwende für die Antenne isolierten Draht innen mit einer Stahllitze versehen.
Diesen Draht (Armeebestand) gibt es paarweise hin und wieder per EBAY in 1000m Rollen zu kaufen.
Isolierter Draht hat je nach Ausführung einen Verkürzungsfaktor. Durch Vergleichsmessungen bin ich zu dem Schluss gekommen,
das für diesen Draht ein Verkürzungsfaktor von etwa 5% einberechnet werden muss.
Den Abstand Strahler – Reflektor habe ich aber beibehalten!
Die gekürzten Längen sehen dann so aus:
A: 3,02m (unverändert)
B: 0,54m
D: 0,94m
E: 2,29m (unverändert)
F: 2,36m
G: 5,00m
H: 1,44m (unverändert, Abstand zum 17m Reflektor = 0,85m)
Reflektor
17m = D + 2 *A + D = 7,92m
Da dies für jedes Band nur eine 2 Element Antenne ist, kann man diese relativ leicht auf 100% zu einem SWR 1:1 abgleichen.
GAchtung der MOXON reagiert recht gut auf die Aufbauhöhe. Messungen sollten in der Betriebshöhe vorgenommen werden.
Ist das nicht möglich, gilt folgendes zu beachten. Beim MOXON sinkt die Resonanzfrequenz mit steigender Aufbauhöhe.
Bei anderen Antennen steigt die Resonanzfrequenz mit steigender Aufbauhöhe. Will man also auf 14,1 MHz abgleichen, dann
hat z.B. der MOXON bei niedriger Aufbauhöhe eine höhere Frequenz, z.B. 14,3 MHz
G Natürlich kann man die Antenne am Einspeisepunkt in Aufbauhöhe schlecht messen. Über die Transformationseigenschaften des Koaxkabels
beim Einmessen sollte man sich absolut klar sein. Ich verwende einen Antennenanalysator nach DL1SNG und kann dort die Länge und den Verkürzungsfaktor des
Kabels zwischen Einspeisepunkt und Messanschluss eingeben. Ob diese Einstellung funktioniert, kann man gut erkennen, wenn man das eine Ende an
den Analysator steckt und das andere Ende kurzschließt. Dann müsste bei richtiger Einstellung über den gesamten Frequenzbereich ein sehr niederohmiger
Wert (bei mir 2 -5 Ohm) zu messen sein. Gegebenenfalls kann man die eingestellten Werte etwas nachregeln, wenn die Messwerte nach höherer
Frequenz eine falsche Ohmzahl anzeigen. Erst wenn man sich sicher über Länge und Verkürzungsfaktor ist, sollte mit dem messen der Antenne begonnen werden.
Bei der Abstimmung geht man folgendermaßen vor:
- Zuerst wird das Frequenzhöhere Band abgestimmt.
- Sollte der reale Widerstand von den vorgegebenen 50 Ohm abweichenden, so wird der Reflektor (G) entsprechend verlängert oder verkürzt.
- Danach wird der Strahler (vor den Traps, nicht bei B!) solange verkürzt oder verlängert, bis die Blindkomponenten auf 0 sind.
- Punkte 2 und 3 werden solange wiederholt, bis am Einspeisepunkt 50 Ohm +/- 0jx Ohm gemessen werden. Am Abstand wird nichts verändert.
- Danach wird das frequenztiefere Band abgestimmt.
- Sollte der reale Widerstand von den vorgegebenen 50 Ohm abweichenden, so wird der Reflektor (Seiten D) entsprechend verlängert oder verkürzt.
- Danach wird der Strahler (Seiten B) solange verkürzt oder verlängert, bis die Blindkomponenten auf 0 sind.
- Punkte 6 und 7 werden solange wiederholt, bis am Einspeisepunkt 50 Ohm +/- 0jx Ohm gemessen werden. Am Abstand wird nichts verändert.
- Beide Bänder sind nochmals zu kontrollieren und gegebenenfalls minimal zu verändern.