7-el mono OWA fixed NA @27 m (75 ft.)

(Český text pod obrázky)

This project ...  actually started after CQ WW in November, when I lowered both "big" masts and started to figure out how I could improve my signal with my backyard conditions (I have 2x 25m telescopic unanchored + 3x 19m anchored). I can't put bigger antennas on them, so I figured I'd make a big directional fixed pointing to NA and support it with two 19TA masts. I originally wanted a dualbander on 20/15 m, but after discussions with a few experienced antenna experts I decided on a 20 m monobander. For 15 m I have devised a large yagi on a 25m tower, below the Moxon for 40 m, just above the rotator, so to a height of about 25 m. Rotated 90° to the Moxon.

I searched for the optimum design and finally decided on the G0KSC (https://g0ksc.co.uk/2013-yagis/hf-yagis.html). For 20m I chose the largest he has there - i.e. 7-el. on 25m boom and for 15m I get 6-el. on 15m boom. However, I didn't want to make the elements out of such thick tubes as in the original design, so I asked Jirka OK1RI to help me, and he converted them to smaller (and lighter) diameters. And he moved the 20m antenna a few tens of kHz lower, so that it would cover the very beginning of the CW band. The 20 is practically so that there are 4 elements (R, Z, D1, D2, 7m boom) on one 19AT mast and the remaining 3 elements (D3-D5, 15m boom) on the other at the exact distance and direction from the first one. Originally I didn't want to connect them in any way, but in the end for mechanical reasons I decided to connect these separate booms with a "thin" stabilizing tube (45 mm) - this eliminates the need to fix both parts of the antenna precisely. It took a bit of thinking to optimize the placement of the guy ropes and to figure out the extension procedure, but it worked.

So on January 18 I had all the dimensions and ordered the material. Since I'm not considering disassembling the individual tubes, I made a way that the individual tubes go together "tightly" - both the booms and the elements. This has a number of advantages, but also one big risk - namely that the diameter tolerances of the individual pipes will not "meet" and the pipes will need to be adjusted in diameter. In the past I had rather good luck with this, but this time it really didn't work out - only two overlaps fit together without modification. So I had many hours of re-drilling (diameters up to 20 mm), "expanding" and grinding (30 mm and booms). Describing how tricky and exhausting this work is would be another long text :-) Just to be clear: it is necessary to work slowly and lubricate a lot (drilling), warm up (stretching), grind gently, lubricate both surfaces with vaseline before "tapping" and remember that you have only one try (once the pipes bite on the edge, you can't remove them). Also, you need to think very carefully about the process - joining two pipes with one transition is fun, but when there are 8 joints on one element and it's 10m long, it's a chase. Once assembled, I inserted the "cables" into the ends of the elements (to reduce vibration), adjusted the lengths precisely and secured all the joints with self-tapping stainless steel screws. For the completeness I should also mention that the booms are made of 60/55/50 mm tubes and the elements are 30/25/20/16/12/10 (20 m) and 20/16/12/10 (15 m). There are over 100 of these joints...

Away from technicalities to construction progress :-) First of all, I had to release one of the 19TA's that I still had SpiderBeam HD on - at the last minute, because the support tube was already half cut through the middle of the spider again, which is not at all suitable for permanent installation. The SB is now on the ground in a corner of the garden awaiting repair and use on another mast as a backup (reference) antenna. I need to get that done before the grass starts growing :-)

Everything has taken multiples longer than I anticipated. The work on the antennas was interrupted for another week by my business trip to HAMcation (Orlando, FL, USA) where we had a Mastrant booth. I returned on the Tuesday before the contest and started finishing up. Unfortunately, the weather threw a wrench in my work - it started snowing on Wednesday. It's annoying work, everything is wet and slippery... In the evening it started to freeze and on Thursday morning everything was under a frozen layer of snow. Until you try it, you can't imagine it - e.g. adhesive tapes don't stick, ropes behave like sticks (and you can't make a knot on them), bolted joints need to be warmed up and dried, because if you tighten a thin layer of ice (which forms on frozen aluminium after a few seconds), the joint will loosen after thawing... Snow is also a "great helper" - if you drop a nut or even a tool, it takes a while to find it. Warming up your perpetually chapped fingers over a heat gun also takes some time. In short, everything took me three times as long. I decided to at least finish the "easier" project, a 15m beam. By Thursday evening the antenna was ready to go on the mast. In the evening before going to bed, I realized that I had a second tower with the main antennas down - so extending it was the first thing I tackled in the morning. Friday morning was even colder, about -5°C. Unfortunately the tower doesn't seem to like such low temperatures, or the batteries for extending it are not in good shape - in any case it stopped after about 2 m of strenuous movement. Understandably, I started to panic a bit. I won't dwell on the details, but around noon I managed to extend the mast to about 23 m, almost full height. However, I lost half the daylight :-( So I set about pulling out a 16 m long beam to attach it to the mast. Fortunately, I'm used to figuring things out so that I can do them myself - so with the help of an electric winch and a complex of holding ropes I more or less managed to do it quietly, although I did attach the coax around the rotator with a headlamp in the dark. The plan was to pull the mast up on Saturday morning, which would be enough for 15 m - it's not possible in the dark.

Testing the installation procedure for the boom on the mast. Because the mast is anchored, the boom is long, and there are trees nearby, careful consideration is required.

Booms on masts. I preferred to lift the longer one using a pulley.

Booms on masts.

After a series of tests, I chose a process of installing the outer elements on the ground and then installing those closer to the mast after the boom was on the mast.

Part of the antenna with the dipole. To prevent the tube on the mast from bending, I balanced it with weights on the ground.

Assembled, 25 m long antenna including supporting ropes and connecting tube.

Assembled antenna with wide-angle lens – it's really long...

The first two sections of the mast are extended. I have to do it bit by bit—half a meter on one mast, then half a meter on the other, and so on.

The antenna is up! What a thrill! :-)

Another view from the side...

Another view...

Another view...

Another beautiful view. Unfortunately, testing was not as satisfactory as the photos... A height of 21 m proved insufficient for this monster.

And this is three months later, when I started implementing the 6 m increase in support. Here, one of the 19TA masts has already been extended, with the second one waiting its turn. The boom looks scary when changing heights and tilting.

Here you can see a bit of the process: I attached the antenna to a ladder so that I could lower the mast and extend it with a 60 mm diameter 6 m pipe.

Boom-to-mast connection. Sealing pipes to prevent water from entering.

Final covering of the pipe above the mast to prevent birds from getting in (and rain from getting in). Quite an adrenaline rush...

Everything is now ready for extension. This process was much slower, taking about 20 cm at a time. The extension of the masts is not self-supporting and must be guyed at all times. This involved going around the masts and anchor posts, which took almost three hours in total.

Almost done – now for the last and hardest section (due to the ever-decreasing angle between the mast and the guyropes).

View from the west of the entire farm and the antenna at its final height of 27 m.

Příprava na tento závod vlastně začala už po CQ WW v listopadu, kdy jsem spustil oba “velké” stožáry a začal vymýšlet, jak bych mohl se mými prostorovými podmínkami vylepšit svůj signál (mám 2x 25 m teleskopický nekotvený + 3x 19 m kotvený). Větší antény na ně nedám a tak jsem vymyslel, že udělám velkou směrovku fixně na NA a podepřu jí dvěma stožárky 19TA. Původně jsem chtěl dualbander na 20/15 m, ale po diskusích s několika zkušenými anténáři jsem se rozhodl pro monobander 20 m. Pro 15 m jsem vymyslel velkou směrovku na 25m stožár pod Moxona pro 40 m, těsně nad rotátor, tedy do výšky cca 25 m. Maximálně tak velký, aby se podtočil pod kotvami, které jsou na trubce 10 m nad rotátorem, pootočený proti Moxonu o 90°.

Hledal jsem optimální design a nakonec jsem se rozhodl pro G0KSC (https://g0ksc.co.uk/2013-yagis/hf-yagis.html). Pro 20 m jsem zvolil to největší, co tam má - tedy 7-el. na 25m boomu a pro 15 m se mi tam vyjde 6-el na 15m boomu. Nicméně nechtěl jsem dělat prvky z tak extrémně tlustých trubek jako v originálním designu, tak jsem poprosil o spolupráci Jirku OK1RI, který je přepočítal na menší (a lehčí) průměry. A 20m anténu ještě posunul kmitočtově o pár desítek kHz níže, aby hezky pokryla i úplný začátek pásma. Dvacítka je prakticky tak, že na jednom stožáru 19TA jsou 4 prvky (R, Z, D1, D2, 7m boom) a na druhém v přesné vzdálenosti a směru od prvního zbylé 3 prvky (D3-D5, 15m boom). Původně jsem je nechtěl nijak spojovat, ale nakonec jsem se z mechanických důvodů rozhodl tyto vlastně samostatné antény spojit “tenkou” stabilizační trubkou (45 mm) - odpadne tím potřeba obě části antény přesně fixovat. Trochu přemýšlení zabrala optimalizace rozmístění kotvicích lan a vymyšlení postupu vysouvání, ale vyšlo to.

Takže 18. ledna jsem měl všechny rozměry a objednal jsem materiál (klasicky e-hliník, nařežou to přesně na požadované délky a ušetří nekolik hodin hrubé práce). Protože neuvažuji o rozebírání jednotlivých trubek, udělal jsem jak, že jednotlivé trubky jdou do sebe “těsně” - jak boomy, tak prvky. Má to řadu výhod, ale i jedno velké riziko - totiž že se “nepotkají” tolerance průměrů jednotlivých trubek a bude potřeba trubky upravovat. V minulosti jsem měl na tohle spíše štěstí, ale tentokrát to fakt nevyšlo - bez úprav do sebe pasovaly jen dva přehody. Takže mě čekalo mnoho hodin převrtávání (průměry do 20 mm), “roztahování” a broušení (30 mm a boomy). Popisovat, jak záludná a vyčerpávající tato práce je, by bylo na další dlouhý text :-) Jen heslovitě: je nutné pracovat pomalu a hodně mazat (vrtání), zahřívat (roztahování), jemně brousit, před “naklepnutím” namazat oba pvrchy vazelínou a pamatovat na to, že máte jen jeden pokus (jakmile se trubky kousnou na kraji, už je nerozeberete). Dále je potřeba hodně dobře promyslet postup - spojit dvě trubky s jedním přechodem je legrace, ale když je na jednom prvku spojů 8 a je dlouhý 10 m, už je to honička. Po sestavení jsem vložil “kabely” do konců prvků (proti vibracím), na milimetr přesně nastavil délky a všechny spoje zajistil samořeznými nerezovými šroubky. Pro úplnost ještě uvádím, že boomy mám z trubek 60/55/50 a prvky 30/25/20/16/12/10 (20 m) a 20/16/12/10 (15 m). Těch přechodů je přes 100…

Pryč od technikálií k průběhu stavby :-) Nejprve jsem musel uvolnit jeden z 19TA, na kterém jsem měl dosud SpiderBeam HD - na poslední chvíli, protože nosná trubku už byla opět z poloviny přeříznutá středem pavouku, který vůbec není vhodný pro trvalou instalaci. SB je teď v rohu zahrady na zemi a čeká na opravu a použití na jiném stožárku jako záložní (referenční) anténa. To musím zvládnout dříve, než začne růst tráva :-)

Vše trvalo násobně déle, než jsem předpokládal. Práce na anténách byla ještě na týden přerušena mou pracovní cestou na HAMcation (Orlando, FL, USA), kde jsme měli stánek Mastrant. Vrátil jsem se v úterý před závodem a začal finišovat. Bohužel klacky pod nohy mi do práce hodilo počasí - ve středu začalo sněžit. Práce nic moc, vše je mokré a klouže… Večer začalo mrznout a ve čtvrtek ráno bylo vše pod zmrzlou vrstvou sněhu. Dokud si to člověk nezkusí, neumí si to představit - např. lepicí pásky nelepí, lana se chovají jak tyče (a neuděálte na nich uzel), šroubované spoje je potřeba ohřát a vysušit, protože když utáhnete tenkou vrstvičku ledu (která se na zmrzlém hliníku vytváří po pár sekundách), tak se spoj po rozmrznutí povolí… Sníh je také “výborný pomocník” - když vám upadne matice nebo i nějaké nářadí, chvíli to trvá, než ho najdete. Ohřívání neustále prokřehlých prstů nad horkovzdušnou pistolí také nějaký čas zabere. Zkrátka vše mi trvalo třikrát dlouho. Rozhodl jsem se, že dokončím alespoň “jednodušší” projekt, a to 15m beam. Ve čtvrtek večer byla anténa připravena na cestu na stožár. Večer před spaním jsem si uvědomil, že mám spuštěný i druhý stožár s hlavními anténami - jeho vysunutí bylo tedy první věc, do které jsem se ráno pustil. V pátek ráno bylo ještě chladněji, asi -5°C. Bohužel stožár zřejmě nemá rád takto nízké teploty, nebo akumulátory pro jeho výsuv nejsou v dobré kondici - v každém případě se po asi 2 m namáhavého pohybu zastavil. Pochopitelně jsem začal trochu panikařit. Nebudu zdržovat detaily, ale kolem poledne se mi podařilo stožár vysunout do cca 23 m, tedy téměř do plné výšky. Nicméně jsem ztratil polovinu dne, kdy je světlo :-( Pustil jsem se tedy do vytahování 16 m dlouhého beamu, abych ho přidělal na stožár. Naštěstí jsem zvyklý vymýšlet věci tak, abych je mohl dělat sám - takže se mi to s pomocí elektrického navijáku a komplexu přidržovacích provazů víceméně v klidu povedlo, i když koaxiál kolem rotátoru jsem přidělával už s čelovkou za tmy. Plán byl stožár vysunout nahoru v sobotu dopoledne, což by pro 15 m stačilo - za tmy se to nedá.

Povečeřel jsem s rodinou a šel jsem spát s dětmi. Budíka jsem si nastavil půl hodiny před začátkem závodu. Vstal jsem, připravil si v klidu jídlo a pití, zacvičil si a usedl k rádiu. Na pásmech bylo poměrně málo stanic - co se děje? V minutě, kdy měl začít závod jsem se podíval na čas UTC - bylo teprve 23:00… Stalo se to, že jsem si nastavil budíka, který ale šel o hodinu napřed… Takže jsem se ochudil o hodinu spánku - a šel se dívat na TV :-) Když závod opravdu začal, tak jsem zjistil, že anténa na 80 m má nekonečné PSV - nevšiml jsem si toho dříve, protože pásmo bylo plné stanic… V tu chvíli mi došlo, že v rámci příprav na nový projekt jsem musel jedno rameno inv. V pro 80/160 m spustit a při dramatickém finiši posledních dní jsem na to zapomněl. Takže jsem byl bez 160m antény a s náhradním dipólem na 80 m, který má střed jen 10 m nad zemí… Protože 20 m byla zavřená, měl jsem jen omezené možnosti, co dělat: run na 40 m a náročné volání nejsilnějších stanic na 80 m. Přesto se mi povedlo na 80m udělat asi 50 QSO…

Poté, co přestala chodit 40 m, jsem šel spát. Vstal jsem trochu odpočatý až kolem 12:00Z a hned vyběhl na vysunutí stožáru s novou 6-el. Bohužel, tento stožár nechtěl nahoru vůbec. Motor se snažil, ale nahoru to prostě nešlo. Bylo mi to divné, tak jsem začal pátrat po tom, jaké napětí se z těch 24 V na motor dostane. Nepovedlo se mi ale povolit šrouby na víčku krabičky se svorkovnicí. Tak jsem změřil alespoň výstupní napětí na ovládací jednotce: naprázdno 25 V, po spuštění motoru 20 V. To není OK, nicméně uvědomil jsem si, že s tím stejně nic neudělám. Překontroloval a dotáhl jsem všechny silové spoje, ale nulový výsledek. Částečně za to mohou i staré akumulátory - po zatížení je přímo na nich 22 V… V té době již byla otevřená desítka, tak jsem jen připojil koaxiál a rotátor a po dvou hodinách mrznutí venku se vrátil k závodu. Anténa byla cca 8 m nad zemí, tak jsem by zvědav, co udělá v této výšce proti 4-el v 25 m.

Obě horní pásma už byla docela hezky otevřená, takže jsem byl zcela QRL provozem. Nicméně párkrát jsem na novou anténu přepnul - většinou byly signály z ní slabší, nicméně signály ze západního pobřeží byly stejně silné, někdy i znatelně silnější. Měl jsem tzv. smíšené pocity - radost, že asi bude chodit a naštvání, že jsem to nestihl včas. V každém případě průběh závodu velmi zaostával za tím, na co jsem se těšil - měl jsem pocit, že CONDX sice nejsou tak dobré, jako loni, ale hlavně mi přišlo, že je málo stanic. Když už večer nebylo co dělat, šel jsem si na 3 hodiny lehnout. Dlouho jsem nemohl usnout - vymýšlel jsem, co dál. Když jsem vstal na “noční směnu”, vyběhl jsem ven natáhnout anténu na 80/160 m, která byla smotaná. To se s čelovkou povedlo snadno, navíc svítil měsíc a bylo jasno. Kromě střídání CQ/S&P na 40 m jsem udělal dalších pár desítek QSO na 80 m a hlavně spoustu násobičů. Nicméně 160 m byla katastrofa - udělal jsem jediné QSO, a to VE3JM. Slyšel jsem ještě asi 5 stanic, ale ty mě ignorovaly. Soudě podle dat na Online ScoreBoard byla první noc výrazně lepší… Ráno jsem šel zase chvíli spát a vzbudil se dříve, abych se pokusil zprovoznit tu patnáctku - rozhodl jsem se jí alespoň trochu vysunout pomocí ručního posuvu klikou. To je fyzicky docela náročná věc - na jeden metr je potřeba 70 otáček a klika klade odpor 25 Nm (což je při průměru otáčení 50 cm 10 kg). Po asi 2 hodinách tohoto posilování střídaného s jinou odpočinkovou činností jsem měl anténu asi v 18 m a vyčerpaný jsem si řekl, že už to pro dnešek stačí. Upevnil jsem kotvy a šel se převléknout a k rádiu. Opět už chodila jak 10, tak 15 m. Nová anténa chodila fantasticky - rozdíly na poslech 1-2 S. Tak mě to hezky nakoplo a užil jsem si i pár 2BSIQ pileupů.

Ještě doplním adrenalinovou story s 4U1UN (HB9HDV op.) na Online ScoreBoard ve stejné kategorii. Po první noci byl přede mnou asi 20 %. Protože jde o unikátní násobič navíc blíže NA, souboj jsem vzdal. Nicméně večer jsem ho dohnal a později dokonce předehnal! Tak jsem si řekl, že to není ztracené. Zhruba v neděli ráno jsem měl náskok asi 30 % před ním - usoudil jsem, že je to asi jasné a přestal jsem ScoreBoard sledovat. V neděli večer, kdy se zavřela 15 m, jsem se podíval znovu - a nevěřícně koukám, že mne zase dohnal! Sice jsem měl o 3 násobiče více, ale QSO přibližně stejné. To mě opět nakoplo a dokonce “donutilo” k tomu, že jsem po zavření 20 m nešel vyčerpaný spát, ale ještě jsem se k rádiu na poslední 3 hodiny vrátil a mučil se na 40 m. On udělal další násobič, rozdíl tedy jen 2… Přetahovali jsme se plus mínus 5 QSO až do finále :-) Za ty 3 hodiny jsem udělal jen 76 QSO - on taky. Rozdíl je tak těsný, že rozhodnou chyby - uvidíme. Bylo to vážně pěkné zpestření “online” a díky za něj!

I když jsem si chvílemi hezky zazávodil, udělal jsem polovinu QSO, než loni… To je velké zklamání, ale tyhle podmínky měli všichni. Tak jsem zvědav na pořadí - v mé kategorii bohužel sdílí online score jen pár stanic :-( Celkem necelých 28 hodin provozu.

Finální výsledky: 3. místo v EU! To je velká radost... 4U1UN nakonec nehodnocen - nevím proč, jeho deník je na webu k dispozici...