Endgespeister Dipol/ End Fed Half Wave- Dipole

Please scroll down for English version!

Die Idee stammt aus der CQ-DL 06/2014. Dort wurde ein Artikel mit dem Titel „Endgespeiste λ/2 Koaxantenne“ veröffentlicht. Beschrieben wird ein endgespeister Halbwellendipol, dessen Fußpunkt- Impedanz mittels Viertelwellentrafo in die Nähe von 50Ω gebracht wird.

IMG_9413
Endgespeister Halbwellendipol: Realisierung der Variante mit T- Stück.

Die Antennen sind einfach in der Herstellung und leicht im Freien aufzubauen, da sie – vertikal betrieben – nur einen Aufhängepunkt benötigen. Nachteil dieser Antennenform: Es handelt sich um eine Monoband- Antenne.

Eine Exceldatei zur Längenberechnung gibt es hier. Eine gute Erklärung zur Wirkungsweise des Viertelwellen- Transformators findet man im Antennenvortrag von HB9ACC in Kapitel 7.1.3. Leider ist das pdf online nicht mehr verfügbar.

Die Dämpfung, die durch die Fehlanpassung im Viertelwellen- Transformator entsteht, sollte bei großen Kabellängen und dünnen Kabeltypen nicht vernachlässigt werden und wird deshalb hier an einem Beispiel berechnet.
DL4AAE hat mir freundlicherweise unten stehende Grafik zur Verfügung gestellt. Mit ihrer Hilfe kann die zusätzliche Dämpfung eines Koaxkabels in Abhängigkeit der „regulären“ Dämpfung a0 und der Fehlanpassung s ermittelt werden.

Zusatzdämpfung_extrapoliert

Beispiel:
Die Impedanz eines endgespeisten Dipols kann mit etwa 2..4 kΩ angenommen werden. Daraus ergibt sich s = 2000 Ω/ 50 Ω = 40 (ganz am rechten Rand des Graphen)

Bei Verwendung von RG58 beträgt die reguläre Dämpfung im Viertelwellentrafo für das 20m- Band knapp 0,2 dB (RG58: 6 dB/ 100m @ 14 MHz).

Die zusätzliche Dämpfung lässt sich nun grafisch aus dem Schnittpunkt der grünen, extrapolierten Gerade für a0 = 0,2 dB mit der Linie für s = 40 ermitteln. Sie liegt bei etwa 3,3 dB. Dabei ist zu beachten, dass es sich sozusagen um den „best case“ handelt, weil die Impedanz mit 2 kΩ angenommen wurde. Höhere Werte für die Impedanz des Dipols ergeben noch größere Verluste.

Die gesamte Dämpfung beträgt somit mindestens 3,3 dB + 0,2 dB = 3,5 dB. Das heißt mehr als die Hälfte der Sendeleistung wird im Kabel „verheizt“. Die Dämpfung ist auch im Empfangsfall wirksam: Signale erscheinen etwa eine halbe S- Stufe leiser.

Dennoch kann man mit dem vertikal aufgehängten, endgespeisten Dipol DX erreichen. Das belegen QSOs nach W1, W4, JA (20m) und W7 (15m) mit nur 10 Watt Sendeleistung.

Die Simulation mit 4Nec2 zeigt, dass der vertikale Dipol mit dem Bodenparameter „poor Ground“ bei den für DX wichtigen flachen Abstrahlwinkeln (ca. 10° im 20m- Band) etwa 3 dB besser abschneidet als eine niedrig aufgehängte inverted Vee.

 

 


English version

The idea comes from CQ-DL 06/2014. The essay „Endgespeiste λ/2 Koaxantenne“ has been published there. An Excel- file for calculating the dimension is available here.

IMG_9413
EFHW- Dipole with quarter wave stub. The picture shows the version with T-piece.

Basically an end fed half wave dipole is being fed with a quarter wave stub in order to achieve an impedance close to 50Ω. The mode of operation of the quarter wave transformer is described in HB9ACC’s book ‚Antennenvortrag‘ (again in German) in chapter 7.1.3. Unfortunately the document ist no longer available online.

The antenna is easy to build. Just make sure the dimensions are accurate and the „open“ end of the coax stub is well insulated (high voltage!)  If set up vertically it requires a single support and hence is a good choice for SOTA activations.
The only drawback: It’s a single band antenna.

The extra loss caused by the mismatch in the quarter wave stub is significant and must not be ignored, especially when using thin coaxial cable, such as RG58 or RG174.

DL4AAE provided the graph below. It shows the extra loss of a coaxial cable as a function of the mismatch ’s‘ and its regular attenuation ‚a0‘.

Zusatzdämpfung_extrapoliert
Extra loss due to mismatch as a function of mismatch and cable loss.

Example:
The impedance of an end fed half wave dipole can be assumed to be in a range of 2..4 kΩ As a result s = 2000 Ω/ 50 Ω = 40 (to the very right of the graph)

Using RG58 for the quarter wave stub, the regular attenuation for the 20m- band would be about 0,2 dB (RG58: 6 dB/ 100m @ 14 MHz).

The extra loss can now be determinded by finding the intersection of the green line for a0 = 0,2 dB and the vertical line for s = 40. You can find it to the very right. It is approx. 3,3 dB. Please note this is a kind of best case because we assumed the impedance of the dipole being 2kΩ. Any higher impeadance leads to even higher losses.

Both values add up to a total loss of at least 3,3 dB + 0,2 dB = 3,5 dB. In other words more than 50% of the transmit power are lost in the quarter wave stub. This is also true for the RX path: signals appear half a S- unit weaker.

Nevertheless it is a nice antenna and well capable of working DX when set up vertically. I made some QSOs with W1, W4, JA (20m) and W7 (15m) running 10 Watt.

Simulations with 4Nec2 show low vertical elevation angles even above ‚poor ground‘. For instance at 10° it outperforms an inverted Vee by approx.3 dB (s. simulation results above).

Advertisements

Ein Gedanke zu “Endgespeister Dipol/ End Fed Half Wave- Dipole

Kommentar verfassen

Trage deine Daten unten ein oder klicke ein Icon um dich einzuloggen:

WordPress.com-Logo

Du kommentierst mit Deinem WordPress.com-Konto. Abmelden /  Ändern )

Google+ Foto

Du kommentierst mit Deinem Google+-Konto. Abmelden /  Ändern )

Twitter-Bild

Du kommentierst mit Deinem Twitter-Konto. Abmelden /  Ändern )

Facebook-Foto

Du kommentierst mit Deinem Facebook-Konto. Abmelden /  Ändern )

w

Verbinde mit %s