Delta Loop for the 40 metre band

A delta loop antenna – especially for the 40 metre band – is not exactly suitable for SOTA. It is huge and requires a lot of space. Furthermore the set up is time-consuming.
Nevertheless I’d like to show this design here because:

  • During sunspot minimum 40 m still offers the opportunity to work a lot of DX.
  • The delta loop provides the required take off angle to work the DX.
  • Sometimes space (and time) don’t matter.
  • It’s fun building it 😉

A possible application could be intercontinental S2S events.

loop1
Delta loop on HB0/Li-004, Augstenberg, 2359m a.s.l.

Here is the Link to the 20 metre version of the delta loop.
During our DX-pedition (Link) to the Principality of Liechtenstein in Sept. 2013. DL4AAE worked hundreds of JA’s on 20 metres with this antenna and 100 W output power.

Design:

Uwe, DL4AAE, ran various simulations in order to optimize the „classical“ delta loop design. He summarized the results in an excellent presentation here (German only). Based on his design I built the following delta loop:

Delta-Loop_design

Dimensions (optimized for 7.030 kHz):

h0 = 2.0 m
h   = 7.6 m
a   = 1.2 m
x   = 9.715 m
U   = 44.1 m (Umfang/circumference)

The circumference has been calculated with NEC2 for a wire with an inner diameter of approx. 1.6 mm (conductor) and an outer diameter of 3 mm (insulating material PVC).
It’s strongly recommended to leave the wire about 50 cm longer at first and then shorten it bit by bit to reach the desired resonance frequency. In my case 50 cm had to be trimmed. In other words, after carefully tuning the delta loop I ended up with the calculated wire length of 44.1 metres.

Support:

The shown design requires a pole of approx. ten metres height. A ten metre squid pole is not recommended however, because the top segment is way too thin. We use the ‚heavy duty‘ 12.5 metre pole from DX-wire instead. Not used segments can been removed to reduce weight.
The wire runs loosely through an insulator at the top. This allows the delta loop to be easily aligned symmetrically.

Feeding the delta loop:

As can be seen in the pictures above, this design can be fed with 50 Ohm coaxial cable and requires neither BALUN nor matching.
Make sure the coax runs perpendicular to the plane of the loop. It musn’t touch the antenna wire!

Details:

feed
Feed point with pull relief (not weather-proof but acceptable for most activations).
corner
Lower left/ right corner of the delta loop with fixed insulator.

Performance:

The bandwidth of this design is huge. If tuned to 7.100 kHz, it will cover both, the CW- and SSB- portion of the 40 metre band.

Note: SWR-plot is still missing!

The calculated gain is 3.5 dBi. Thanks to the mostly vertical polarisation, the vertical take off angle is only approx. 20° and doesn’t change much with ground properties.

radiation_pattern_v
Vertical radiation pattern (chart normalised to 3.5dBi)

The horizontal radiation pattern is nearly omnidirectional with its maximum perpendicular to the plane of the loop.

radiation_pattern_h
Horizontal radiation pattern (chart normalised to 3.5dBi). The plane of the loop runs in N – S direction.

Conclusion:

The new design of the delta loop has several advantages:

  • impedance approx. 50 Ohms, thus no matching required
  • feeding with coaxial cable is possible, no BALUN required
  • large bandwidth
  • low take- off angle
  • ground properties have little impact on take- off angle

It could be worth trying on a summit…

All credits go to DL4AAE.

5 Gedanken zu “Delta Loop for the 40 metre band

  1. Zwinglihaus@t-online.de 21. Juni 2020 / 10:51

    Hallo Roman,

    vielen Dank für das ufb QSO heute morgen. Ich hatte Dich anfangs auf dem RBN gesehen und dann gleich gespottet auf dem SOTAWatch (als HB9CSA), aber nix gehört. Dein Signal ging dann aber aus dem nichts auf 599 hoch, Magic 40m Band. hi Wollte mich sowieso längst über die ufb Infos auf deiner super Webseite bedanken. Lese gerne nach und ist sehr hilfreich. Am Mittwoch fahre ich zu meiner Mutter nach Zürich und hoffe einen Berg auf der Hinfahrt zu aktivieren. Als Anhang kurze Aufnahme von Dir auf BW064. Nur vom Smartphone, also keine super Qualität. hi Rig: FT990 und FD4.

    Alles Gute und bis bald mit vy73 Fritz DL4FDM, HB9CSA

    • DL3TU 21. Juni 2020 / 17:36

      Hallo Fritz,
      vielen Dank für die Blumen :o) – und danke auch für den Spot. Manchmal klappt es bei einer Aktivierung lange Zeit nicht mit einem Spot aus dem RBN, wenn die condx komisch sind. Da ist es eine große Hilfe, wenn man Unterstützung bekommt. Man will sich ja als Aktivierer am Pile- up freuen und nicht den Akku mit der CQ- Schleife leerfunken, hi.
      Alles Gute für die Fahrt nach ZH und viel Spaß bei der Aktivierung. Das Wetter soll sich in den nächsten Tagen deutlich bessern.
      Die Aufnahme kam leider nicht an. Wenn Du möchtest, kannst Du sie gerne an dl3tu (at) darc (punkt) de schicken.

      73 und awdh,
      Roman

  2. Alain Kieffer 8. Juni 2021 / 22:27

    Danke für den Bericht, habe heute eine Deltaloop für 40 m gebaut und hatte Spaß. Vertikal polarisiert an der Seite eingespeist. Anpassung 75 Ohm Kabel 1/4 Wellenlänge. Spitze ist auf 18 m waagerechter Draht auf etwa 8 m
    Frage hat jemand experimentiert und kann berichten wie sich der Abstrahlungswinkel mit der Höhe des waagerechten Drahtes verhält
    Danke DJ9UN

  3. DL3TU 9. Juni 2021 / 06:46

    Hallo Alain,

    danke für Deine Rückmeldung! Freut mich, dass Dein Projekt gelungen ist.
    Die Anpassung mit 75-Ohm-Leitung hättest Du nicht machen müssen. Diese Bauform der Delta Loop wurde extra so optimiert, dass die Impedanz bereits bei 50 Ohm liegt 🙂

    Der Einfluss der Höhe (h0) des horizontalen Teils auf den Abstrahlwinkel ist gering, solange die Höhe nicht signifikant vergrößert wird. Ob es bei 7 MHz und h0 = 8m einen deutlichen Einfluss hat, kann ich so nicht beantworten. Aber Du kannst die Details hier nachlesen:

    Klicke, um auf vortrag_p51_deltaloop_dl4aae.pdf zuzugreifen

    73, Roman

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