Det här projektet växte fram efter att jag tog mitt HAREC-certifikat. Jag har en fantastisk radio (Yaesu FTDX10), all mjukvara man kan tänka sig på datorn, koaxialkabel som kostat mig en halv njure, snyggt indraget genom väggen på huset samt en antenn utanför gaveln på huset. Ändå uteblir de där riktigt avlägsna DX:en. Antennen jag kör på är en multibandsvertikal från Moonraker. Den fungerar helt okej inom Europa och bort till Ryssland och någon enstaka gång kan jag få kontakt med australien på FT8 men då måste förhållandena vara näst intill perfekta. Det var väl okej så länge jag hade mitt instegscertifikat och fick köra på max 25W. Nu när jag får köra på högre uteffekter och fler band vill jag maximera chanserna till DX. Dessutom vill jag ha en antenn som täcker 80-metersbandet, något min nuvarande antenn inte klarar. 

Jag vill bara rak direkt. Detta projekt är syftar inte till att plagiera en befintlig produkt. Dx-commander har gjort en fantastisk produkt och varje person som vill ha mina 3d-printfiler eller liknande kommer jag obönhörligen hänvisa till DX-commander. 🙂

Det här projektet handlar mer om att anpassa en befintlig lösning och en glasfibermast jag redan äger till en ny antenn av samma typ som DX-commander: En multielementsvertikal. Sedan finns det ju en stor portion experimentlusta och nyfikenhet samt en stolthet i att tillverka det mesta själv. Det är ganska genomgående i alla mina projekt

”Make something from nothing!”

Den här sidan kommer att uppdateras allt eftersom projektet fortlöper. Det är inte varje dag det händer något. Familjeliv, jobb och liknande kommer alltid ha prioritet framför hobbyn!

En sak jag också kan nämna är att jag redan nu vet att det kommer att ske missöden. Jag kommer göra misstag. Dessa kommer jag heller inte mörka. Det är en del av problemlösningen och framförallt är de en bra källa till lärdom.

Begränsad tomtyta

Jag hyr min bostad. Det är en lägenhet mitt ute i skogen i ett äldre flerfamiljshus. Lägenheten är belägen på bottenvåningen i huset och i hyran ingår en väl tilltagen (för att vara en hyreslägenhet) gräsmatta och trädgård. Hela gaveln med tillhörande gräsmatta (samt en gammal väg) är vår att göra vad vi vill med. Vi har plats att göra många roliga projekt där.

Jag hade exempelvis inga problem att resa upp en vertikal glasfiberantenn från Moonraker GPA-80F högst upp i en mast tillverkad av 4 st, 1,5 meter långa, maströr jag hittat på Jula. Det fanns fortfarande yta för tre staglinor med ca 4 meters radie ut från masten. 

Det jag däremot inte har plats för är en 40- eller 80 meter lång trådantenn. Det skulle högst troligt att tangera gränsen för tålamodet hos min fru, vår hyresvärd samt också våra grannar. Skulle jag smälla upp en fackverksmast med en Hex-beam eller en YAGI… ja då skulle nog vener spricka hos tidigare nämnda parter. 

En annan målsättning med detta projektet är också att skapa en mast som jag kan hantera själv. Som det är med min nuvarande mast så måste man vara minst två som reser / fäller den. En som styr röret nedåt och kontrollerar fallet samt en som ser till att botten inte reser sig.

Den nya masten skall monteras i en betonplint och tanken är att den ska kunna resas och fällas enbart med hjälp av staglinan

DX-Commander Signature 12.4

Jag blev nyfiken på DX-commanders master. I synnerhet DX-commander signature 12.4. Den innefattade nämligen ett element för 80-meter som också är resonant på 30 meter. Jag fastnade just för tanken på en multi-elements multiband vertikalantenn. Det måste ju bli bättre effektivitet med en sådan än med en single-element multibandantenn med en balun – mindre kompromisser.

Det jag däremot inte riktigt gillade med DX-commander var teleskopmasten. En 12,4m långt ”teleskopspö” känns som att det kommer bli lite väl mycket flex för min del, åtminstone för en permanent installation på en plats som kan vara skapligt blåsig ibland. Ja, jag vet att de är styvare än metspön men jag behöver något robustare och mer permanent och vill dessutom bygga min antenn själv. Det behöver dessutom något som kan stå emot väder och vind lite bättre. 

En annan faktor är att jag haft lite dåliga erfarenheter vi köp av antenner från utlandet. När jag fick min monarker så kom dem hem till mig krossad i frakten. Ett känt nordiskt fraktbolag föreföll inte ha hanterat det skrymmande paketet med den respekt det förtjänade. Det tog närmare sex veckor att få hem hela reservdelar så jag kunde komma igång och köra amatörradio.

Min glasfibermast

Jag hittade mastdelarna i en annons på DX-radio som SM6VKC i Mellerud sålde. Vad jag förstår var dessa från Tyska försvarsmakten. Dessa beställde jag. 

Jag tänkte i mitt stilla sinne att dessa var snarlika Högantenn 2K som jag stött på så många gånger under mina år inom FRO och hemvärnet. Det är dock ganska många år sedan. Vad jag minns var högantennennen otroligt smidig och lätt att bära med sig. Kanske var dessa maströr lika lätta i kontruktionen. 

Det var de inte! 

Dessa maströr var, om än otroligt robusta, betydligt tyngre. Dessa var nog inte riktigt tänkta att bära med sig i ett etui. De fungerade inte för portabelkörning. Där fick jag tänka om. De blev ståendes inne i förrådet under några månader i väntan på ett bra användningsområde. 

Ett annat problem med dem var att ytan på maströren hade degraderats kraftigt och det fanns en hel del exponerad glasfiber. Vissa av maströren såg dessutom ut att en gång i tiden genomgått en restaurering som inte riktigt slutförts. Dessa var alldeles ludna av glasfiber och hade en tydlig påbyggnad av glasfiberväv som låg lindad runt röret men som inte egentligen hade täckts av epoxy eller polyester, åtminstone långt ifrån tillräckligt. Maströren var helt omöjliga att hantera utan att behöva genomgå en regelrätt sanering efteråt. Både kläder och hud var helt täckta av glasfiber efter man burit dem från en plats till en annan. Detta var naturligtvis prio ett att åtgärda innan något annat.

Men… maströren verkar hela i sig och inte försvagade på något vis. Kunde inte hitta några skador på glasfibern. Jag tror att dessa skulle fungera ypperligt för mitt projekt.

Efter att ha rensat bort gamla tejp- och klisterrester, slipat av dem lite lätt och tvättat dem med IPA så var det dags att behandla ytan. 

Jag hade jag en burk polyester med härdare liggandes i verkstan sen ett tidigare projekt som aldrig blev av. Den fick det bli! 

Problemet med att använda härdare är dock att arbetstiden i regel blir väldigt kort. I detta fallet hade jag ca 20 minuter på mig att måla 10 st. maströr. Här gällde det att ha ett bra och effektivt system. Jag 3d-printade ut en plasthållare med ett hål i som jag satte i skruvstädet på arbetsbänken. I detta kunde jag trä in en del av ett kvastskaft som kilades fast under en hylla på väggen. På detta kunde jag sen trä maströret och snurra det medan jag penslade på polyestern på maströret. Nu började arbetet.

Pensla på riktligt med polyester -> Ta bort maströret -> Trä på nästa -> Pensla på riktligt med polyester….

Allt gick vägen. Tre minuter efter att jag penslat sista maströret kunde jag se att den kvarvarande polyestern i blandkärlet plötsligt ändrade färg och hårdnade. Nu var det bara att lämna verkstan och låta dessa torka. 

Dessa fick torka över natten på små torkstöd jag 3d-printat ut. 

Varje maströr är 1,30 meter långt med en diameter på 37 mm. Väggarna är 3,5 mm tjocka så då får man en innerdiameter på 30mm. I toppen på varje maströr finns en ca 10 cm lång del som är 30mm i diameter som nästa maströr träs utanpå. Total längd på hela masten blir då 12,2 meter plus den sista 10cm sektionen. Det är bra nära Signature 12,4 som jag siktat in mig på.  

Guy- och spreaderplates 

Jag har under många år använt Fusion 360 när jag ritat mina projekt. Det har varit allt från hyllor till elgitarrer. Det är fantastiskt att kunna rita upp något och sen kunna vrida och vända på det. Detta gjorde jag även med stagplattorna till masten. 

Ett problem jag hade här var att jag inte hade alla måtten. Även om Callum, M0MCX, har publicerat väldigt mycket bra information om masterna på hemsidan om sina designer samt att han har en stor mängd youtube-videos om ämnet så hittade jag ingen info om måtten på plattorna någonstans. Det måste ju blir tillräckligt avstånd mellan antennelementen samtidigt som plattan inte blir för stor för skrivarens maximala utskriftsyta. 

Då snubblade jag över PG5M:s hemsida som har gjort ett liknande projekt. Han hade ritningar på sina stagplattor. Nu hade jag något att utgå ifrån. Dock hade han även gjort både sin basplattan och driverplatta i plast. Jag väljer att göra mina i aluminum. Mer om det senare. 

Ett bra avstånd mellan elementen är 10 cm. Men dit kunde jag inte riktigt nå. Det slutade med 93 mm. Det borde gå. Det som begränsar är ju hur stort ämne jag kan skriva ut.

Filament och infill

Nu inleddes nästa fas; att förslå olika filamenttyper djupare. 

Vilket filament har bäst UV-beständighet och är starkast? Naturligtvis finns det kolfiber- och metallfilament att skriva ut med men dessa klarar inte min lite billigare 3d-skrivare att skriva ut utan en hel del modifieringar.

PLA går direkt bort p.g.a. att det degraderas av väder, vind, temperatur och framförallt UV-strålning.
PETG däremot har god UV-beständighet och är hyfsat tåligt gentemot slitage och väderfaktorer. Min skrivare klarar PETG. Beställde hem PETG i färgen Industrial blue – det blir säkert jättebra.
 
Därefter kommer man nästan oundvikligen in på ämnet infill. Infill är det som 3d-skrivaren skapar innanför ytan på ämnet du skriver ut. Det är sällan det är en solid bit plast som skrivs ut. Detta skulle både ta tid och slösa på filament. Istället fylls innanmätet ut med olika mönster och tomrum. Det är typen av mönster samt dess täthet som utgör rigiditeten i ämnet.

Standardmönstret för min skrivare är  Rectilinear. Det den fyller ut då med är raka linjer, diametralt mot varandra. Ena lagret diagonalt vänster och nästa lager diagonalt höger. Detta mönster skapar mycket tomrum inuti men saknar viss rigiditet. Det går visserligen fort att skriva ut men ämnet blir inte så starkt – åtminstone inte så starkt som det kan bli. 

Här valde jag istället Gyroid. Detta är ett mönster som skapar lite seghet i ämnet. Det blir lite flexibelt men håller ändå ihop plus att det inte bygger så mycket vikt i materialet. Ämnet blir slitstarkt men väger nästan ingenting. 

En annan faktor är hur mycket infill man ska fylla ut. Jag ställde min till 20%.

Base- & driver-plate

I basplattan sitter koaxialanslutningen, i mitt fall en SO239. Den ansluter till radialerna. Drivarplattan ansluter antennelementen och ansluts till koaxialens kärna. 

Jag valde att tillverka mina i aluminium för att slippa krånglet med att ansluta varje skruvpunkt. Det ser dessutom lite “proffsigare ut”.

Här skedde det första misstaget.

Jag köpte mig ett 2mm plåtämne av alumium på biltema. Jag använde en sticksåg med metallblad för att såga ut hexagonformen på plattorna. Den delen som SO239 monteras på togs med i beräkningen och den bockades sedan till efter att jag borrat de nödvändiga hålen som krävs för att montera kontakten. Likaså borrade jag ur samtliga hål för kopplingsterminakerna. Allt flöt på jättebra.

Men… när jag skulle borra ut innerhållet gick det inte lika bra. Jag använde en variabel hålborr jag köpt på Jula. Den består av två knivar med en borr i mitten. Efter att jag ställt in den och säkerställt måttet var korrekt började jag borra.

När jag var klar stod det klart att båda hålen hade olika storlek. Det första hålet blev 40,7 mm och det andra hålet blev 47,4 mm.

Hur kunde det bli så fel?

Efter lite undersökning visade det sig att knivarna, som man ställer med hjälp av små insexskruvar och drar ut dem på en axel hade rört sig på axeln utåt under tiden jag borrade.

Nu skulle detta visa sig vara ett mindre problem än jag först befarat. Detta skulle nämligen visa sig lösa ett annat problem jag tampats med. Något jag absolut inte ville skulle ske var att aluminiumkanterna skulle börja skava på masten. Jag hade tänkt att skydda med ett par lager eltejp. Men nu fick jag istället skriva ut ett par rejäla “muffar” som ligger mellan röret plattan, som ett par stora o-ringar. Jag skrev ut dem i TPU, ett mjukt och elastiskt plastmaterial. Nu kommer inte plattorna att skava mot maströret alls.

Mastfundament

En primär tanke jag också har med denna mast är att jag ska kunna ta resa och fälla den själv, på egen hand om så behövs. Då den nuvarande masten haft ett jordankare för en tvättställning som ”fundament” har detta inneburit att masten har behövts lyftas ur den varje gång den ska fällas. För detta har det behövts minst två personer. Dessutom har det också krävts två personer för att kunna fälla masten. Det blir inte hållbart i längden. Det hade varit så mycket smidigare om masten kunde resas och fällas av endast en person.

Valet stod mellan att gjuta en plint eller att köpa en färdig plint och gräva ner. Det fick bli en färdig plint som jag grävde ner. För  att få en bra ”vippfunktion” behövde jag ett rör emellan glasfibermasten och fästjärnen i betongplinten.

På Biltema hittade jag ett 0,5 m långt rakt rör för avgassystem. För att glasfibermasten sen ska hålla sig centrerad samt också sitta kvar i röret skrev jag ut en muff i TPU. Detta gör att glasfibermasten hålls centrerad samt har flex och dämpning samt inte skaver mot metallröret. 

I nedre botten av röret borras två hål genomgående hålbilden i fästjärnen. För att då fälla masten så är tanken att man då lossar den nedre bulten och kontrollerar fallet genom att sakta guida den ner med hjälp av staglinan. För att hålla röret centrerat skrev jag ut 2 st block som sitter i det övre hålet på utsidan av röret. Dessa skrevs ut i PETG.

Kontruktionen i stort

Antennen har egentligen samma princip som en Fan Dipole. Ett separat element per band från en gemensam matningspunkt.

De band som denna är tänkt att täcka är 10, 12, 15, 17, 20, 30, 40 och 80 meter. 80 och 30 meter delar element och uppnås genom att 80-meters-elementet lindas i en spole rund maströret en bit upp på maströret. Det är inte helt otroligt att den också har resonans på ytterligare band.

Varje element hålls i sträck med hjälp av elastisk nylonlina. Det är här stag- och spridarplattor spelar in. Dels ser de till att tråden löper utanpå masten som den ska men agerar och fästpunkt i toppändan med hjälp av ovan nämnda elastiska nylonlinan.