ON1BES Labo 2021                      Mini-Whip Slim Line

home
Back to Homepage

For ENG verion click here
For the Basic Mini-Whip Antenna 2016 click here

Verbeterde Mini-Whip antenne (10kHz-30 MHz)


Nieuw ontwerp
Van de MiniWhip antenne bestaan al talloze ontwerpen en uitvoeringen.(zie mijn vorig artikel: Basic Mini-Whip Antenna ). Echter, in een praktische uitvoering ervan, is het niet altijd zo simpel om een geschikte behuizing te vinden voor (buiten) montage. Dit zijn soms potjes, dozen, buizen en andere eigenaardige behuizingen, die dan ook nog weerbestendig of waterdicht moeten zijn.

Wat nu als we de zaak omdraaien ? Ik kwam op het idee om het geheel wat meer te miniaturiseren, zodat we kunnen gebruik maken van een simpeler construktie, zoals b.v. een stukje elektro PVC buis van 3/4" (16mm) uit de Hobby markt, met 2 afdichtings-kappen (voor stoelpoten) boven en onder.
Hier kan de Mini Whip helemaal ingeschoven worden (Fig. 1).
En zo is de Mini-Whip Slimline geboren .

Het is nu heel wat gemakkelijker om het geheel buiten, op een metalen mastje, vast te klemmen met standaard 3/4" plastiek beugels of klemmen.
Het concept blijft hetzelfde, enkel de printjes zijn, buiten een paar toevoegingen, aangepast om rechtstreeks in het buisje te passen.
De inwendige diameter van de buis is 3/4" ( 16 mm ).
Het Antenne plaatje (Plate) is 100mm x 15mm koper, op enkelzijdige print.


Het schema van de antenne en de voeding :

MW Schema

Klik op de figuur voor grotere weergave

Nog even een blik op het schema:
De koperen antenne-plaat (plate) vormt een pure capaciteit (4 à 6pF) met de omringende lucht. Deze is gekoppeld aan de gate van een J310 JFET transistor, met een zeer kleine ingangs-capaciteit (+/- 2 pF). Deze FET heeft een hoge uitgangs-impedantie, en is gekoppeld met een HF transistor, die er een lage impedantie van maakt.
De uitgang van deze transitor gaat met een koppel-condensator naar de antenne-kabel.
De koppel-transistor TRW80181 is een oude VHF transistor uit een kabel-TV versterker. Dit mag ook een 2N5309 of een goede HF transistor zijn.
De voeding voor de antenne gaat over dezelfde coax-kabel, en wordt ontkoppeld in de antenne-voedingslijn door een smoorspoeltje. Aan de voedingskant wordt het antenne-signaal gescheiden van de voeding met een koppel-condensator, en een smoorspoeltje in de voedingslijn.
De sterkte van het antennesignaal vormt eigenlijk het verschil tussen het signaal op de antenne-plaat, en het massa-vlak op het PCB.
Nieuw in dit ontwerp is de extra aandacht voor ontstoring. Omdat er weinig massa-vlak is op de print, is het van belang dat de antenne-print aan het AARDE PUNT geaard wordt, en niet aan de connector. Van hieruit vertrekt een apparte draad naar de metalen mast. De metalen mast wordt op zijn beurt onderaan geaard naar de grond.
Dit wil zeggen dat de afscherming van de coax-kabel een eindje vóór het eigenlijke aard-punt eindigd.
Op het schema ziet u ook dat er in het voedingsgedeelte een exta isolatie trafo type TC4-1 is opgenomen. In princiepe kan deze weggelaten worden, maar de kans bestaat, dat het stoorniveau op de antenne dan een stuk hoger is.
De koppel-capaciteiten zijn 220nF of 470nF MKM of Keramisch (de waarde maakt niet veel uit). Veel van deze 'speciale' onderdelen zijn verkrijgbaar bij Aliexpress.


De layout van de antenne-print (afmetingen in mm) :

Fig.1  Antenne + AMP Figure Voorbeeld van inbouw in een 3/4" electra PVC buis
Foto2
Foto van de PVC buis en de (test) antenne-print met boven een stuk 3/4" (16mm) electra PVC buis
PCB
Layout van de Antenne PCB

Klik op de foto voor grotere weergave

De antenne-print (L= 16 cm), past in een stukje PVC buis van 3/4" (16mm), en dit is 31 cm lang.
Lijm in de kop van het buisje een PVC ring van 15 mm (stukje 5/8 buis), dit dient als afstands-ring, om het antenne-vlak te beschermen tegen vocht.
Aan de rechter kant kan u een BNC connector beter weglaten wegens vochtproblemen. In plaats daarvan kan de kabel op de antenne-print, b.v. zoals op de bouw-tekening, in een soldeerbaar print-kroonsteentje vastgeschroefd worden, of rechtstreeks aangesoldeerd worden. Vergeet niet de aanvoer coax-kabel eerst door een gat van 6 mm in een 18 mm PVC afdichtingskap te steken. Schuif daarna een stukje van 12cm PVC buis, diam.5/8" over de kabel. Sluit de coax aan op het printje.
Schuif het geheel in de 3/4 buis onderaan, tot aan de stootring, om zo de antenneprint klem te zetten. Klem alles vast met de kap van 18 mm, om de buis af te sluiten.
Belangrijk: het onderste stuk buis is nu vrij om 2 beugels of klemmen op te zetten. Het is van belang om het antenne-gedeelte juist BOVEN de metalen mast te monteren, en niet ernaast of lansgszij. Het antenne-gedeelte moet zich in de vrije lucht bevinden, om de radiogolven langs alle kanten te kunnen ontvangen.
De print layout en het voedings-printje ( links naar de antenne - rechts naar de ontvanger )
PWR
Het voedings-printje (afmetingen zijn in mm)
Voeding1
Foto van het voedingsprintje
Voeding2
Foto van ingebouwde voedingsprint

Klik op de foto voor grotere weergave


Het voedings-printje past b.v. in een 19x19 mm stukje vierkante aluminium buis uit de hobbymarkt. De lengte zal voor iedereen wat verschillend zijn, afhankelijk van de BNC chassis. Het ene kop-eind van het buisje is dichtgeplooid, na het afzagen van 3 zij-stukjes van het buisje (zie foto rechts). Op de kop hiervan is een gat (12,5 mm) geboord, om de BNC chassis-draad uit te laten steken naar buiten.
Belangrijk: Waar de PCB onderkant met koperzijde in het buisje komt, schuift u een 0,3 mm stijf stukje plastiek vel in het buisje, zodat de koperzijde geen contact kan maken met de onderzijde van het aluminium buisje.
Als u een LED gemonteerd hebt, kan je op de gepaste plaats bovenaan een 5 mm kijk-gaatje boren in het buisje.
Vanaf de BNC chassis, naar de antenne, gebruikt u een lange coax kabel met aan 1 kant een BNC stekker. De coaxkabel van het voedings PCB, naar de ontvanger of naar een HF Up-Converter, wordt gesoldeerd op de contacten van het het voedingsprintje.
De andere kop-zijde van het viekant buisje kan u dichtmaken met een vierkante PVC dop uit de hobbymarkt. De te solderen kabel gaat hier eerst door een geboord gat van 6 mm, midden in de PVC kap (zie foto). Het kabeltje van de voeding steekt door een geboord gaatje van 2,5 mm, door de kap (zie foto).
Voor een test van deze antenne, kijk hiervoor op mijn website voor de HF Mini Whip Antenne.

Fig.2  Aarding van een MiniWhip

Grounding
Als u goede ontvangst wenst, is het volgende zeer belangrijk :
Dit is een BUITENHUIS antenne. Gebruik ze niet binnenhuis. De elektrische storing binnenhuis is gewoonweg te groot.
Volg exact de connecties in de figuur om de antenne te ontstoren. U ziet dat er een extra aardingdraad loopt, direct aan het printje naar de antennemast.
Onderaan de antenne-mast wordt de mast terug geaard.
Lees het artikel over interferentie en wat u er aan kan doen om deze te vermijden : Interference.


Downloads:
PCB-layout download hier: MiniWhip1.2.zip
References (Misschien zijn sommige reeds off-line):
PA0RDT-Mini-Whip Antenna
PA4NIC MiniWhip-pagina.html
Technical pages :
DL1DBC whip/Article_pa0rdt-Mini-Whip
PA3FWM projects/miniwhip/
PA3FWM Technotes Grounding
This antenna is great for use with my SDR HF UP-convertor :
SDR Up-converter v3.0 XT_125
mail on1bes at Scarlet.be